Система управления двигателем ЗМЗ – 4062.10

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Система управления двигателем ЗМЗ - 4062.10

На автомобилях ГАЗ-3110 «Волга» с двигателем ЗМЗ-4062.10 устанавливается система распределенного впрыска топлива (в каждый цилиндр топливо впрыскивается отдельной форсункой). Состав системы управления двигателем ЗМЗ-4062.10 приведен в табл. 5.1, а на рис. 5.1 показана ее функциональная схема.

Сигналы от датчиков положения коленчатого вала, распределительного вала (фазы), температуры воздуха и охлаждающей жидкости, детонации, расхода воздуха и положения дроссельной заслонки поступают в блок управления, который их обрабатывает и формирует управляющие сигналы на систему зажигания, форсунки, регулятор добавочного воздуха и бензонасос, обеспечивающие режим работы двигателя, рациональный для текущих условий и уменьшение токсичности отработавших газов. Кроме того, блок управления выполняет функции контроля и самодиагностики системы, а также управляет работой двигателя в резервном режиме (при выходе из строя отдельных элементов системы).

Функциональная схема системы управления двигателем ЗМЗ-4062.10: ДПКВ - датчик положения коленчатого вала; ДПРВ - датчик положения распределительного вала; ДТ - датчик температуры охлаждающей жидкости; ДД - датчик детонации; ДМВ - датчик массового расхода воздуха; ДПДЗ - датчик положения дроссельной заслонки; ДТВ - датчик температуры воздуха; Ф₁…Ф₄ - форсунки; ЭБН - электробензонасос; РДВ - регулятор добавочного воздуха; СЗ - система зажигания; Св - свечи

Основными конструктивными элементами электрооборудования системы являются датчики, блок управления, электробензонасос с реле включения, регулятор добавочного воздуха, электромагнитные клапаны форсунок и система зажигания.

Микропроцессорный блок управления «МИКАС 5.4» установлен под панелью приборов с правой стороны и предназначен для решения следующих функциональных задач:

формирование момента и необходимой длительности электрических импульсов управления работой электромагнитных форсунок впрыска топлива;

формирование импульсов электрического тока первичных обмоток катушек зажигания с учетом требуемого утла опережения зажигания;

управление работой регулятора добавочного воздуха;

включение электробензонасоса;

управление работой двигателя в резервном режиме (при выходе из строя отдельных элементов системы);

контроль и самодиагностика системы.

В блоке управления имеются три вида памяти: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ или ROM), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM) и электрически перезаписывающее энергонезависимое запоминающее устройство (EEPROM).

ПЗУ - энергонезависимая память, в которой находится неизменяемая и неудаляемая программа управления, соответствующая конкретному типу двигателя.

ОЗУ - энергозависимая память, в которой хранится оперативная информация, полученная от датчиков. Для сохранения данных ОЗУ недопустимо даже кратковременное снижение напряжения блока управления ниже 6 В.

В электрически перезаписываемом энергонезависимом запоминающем устройстве записывается информация об особенностях блока управления, его изготовителе, а также информация, связанная с начальными настройками системы управления.

Электромагнитные форсунки 0280150711 или 19.1132010 (рис. 5.2) предназначены для впрыска дозированного количества топлива в цилиндры двигателя.

Электромагнитная форсунка: 1 - насадка распылителя; 2 - уплотнительное кольцо; 3 - шайба; 4 - игла клапана; 5 - уплотнитель; 6 - ограничительная шайба; 7 - корпус; 8 - изолятор; 9 - обмотка электромагнита; 10 - штекер; 11 - колодка; 12 - фильтр; 13 - трубка; 14 - крышка; 15 - пружина; 16 - сердечник электромагнита; 17 - корпус клапана-распылителя

Форсунки установлены во впускной трубе двигателя. Топливо к форсункам подается через топливопровод, давление в котором при работе двигателя равно 2,8…3,25 кг/см2. Конструктивно форсунка представляет собой высокоточное электромеханическое устройство, содержащее корпус 7, обмотку 9 электромагнита, сердечник 16 электромагнита, иглу 4 запорного клапана, корпус 17 клапана-распылителя, насадку 1 распылителя и фильтр 12.

Топливо поступает под давлением к запорному клапану через фильтр 12. При отсутствии управляющего импульса на обмотке 9 электромагнита запорный клапан закрыт, так как пружина 15 прижимает иглу клапана к конусному отверстию корпуса 17 распылителя. При поступлении из блока управления электрического импульса на обмотку 9 электромагнита сердечник 16 электромагнита втягивается и перемещает иглу 4 запорного клапана. Отверстие в корпусе 17 распылителя открывается и топливо под давлением поступает в распыленном состояли в цилиндр двигателя. При исчезновении электрического импульса управления пружина 15 возвращает сердечник 16 и иглу 4 запорного клапана в исходное положение: подача топлива в цилиндр прекращается.

Датчик положения коленчатого вала: 1 - обмотка датчика; 2 - корпус; 3 - магнит; 4 - уплотнитель; 5 - провод; 6 - кронштейн крепления; 7 - магнито-провод; 8 - диск синхронизации

автомобиль топливо датчик электробензонасос

Рис. 5.4. Датчик положения распределительного вала

Длительность электрического импульса, подаваемого на обмотку электромагнита форсунки (а значит, и количество топлива, подаваемого в цилиндр двигателя), определяет блок управления на основании сигналов датчиков. С помощью датчиков положения коленчатого и распределительного валов подача топлива в цилиндры двигателя синхронизирована с положением поршней в цилиндрах двигателя: топливо подается в цилиндры в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.

Датчик положения коленчатого вала двигателя 026120113 (рис. 5.3) служит для определения углового положения коленчатого вала двигателя, синхронизации работы блока управления с рабочим процессом двигателя и определения частоты его вращения.

По конструкции и выполняемым функциям датчик аналогичен датчику синхронизации микропроцессорной системы зажигания автомобиля «Соболь».

Датчик положения коленчатого вала установлен в передней части Двигателя с правой стороны и работает совместно с зубчатым диском синхронизации, установленным на шкиве коленчатого вала.

Датчик положения распределительного вала (рис. 5.4) служит для определения ВМТ поршня первого цилиндра в такте сжатия. Датчик размещен с левой стороны на головке цилиндров (у четвертого цилиндра) и представляет собой электронное устройство, работающее на эффекте Холла. При прохождении металлической пластины, установленной на распределительном вале у торца датчика, на его выходе появляется сигнал, который подается блок управления. Блок управления, обрабатывая сигналы датчиков положения коленчатого и распределительного валов, синхронизирует подачу топлива форсунками в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.

При выходе из строя датчика положения распределительного вала блок управления переключается в резервный режим, подавая сигналы

управления одновременно на все форсунки.

Датчик массового расхода воздуха ИВКШ 48728200 (рис. 5.5) служат для определения количества воздуха, идущего на заполнение цилиндров при работе двигателя. Датчик установлен во впускной системе после воздушного фильтра и содержит чувствительный элемент 2, термокомпесационный резистор 3, а также электронный модуль 14. Чувствительный элемент представляет собой платиновую нить диаметром 0,07…0,1 мм, щенную внутри кольца 1, которое в свою очередь установлено в корпусе 8.

При работе двигателя воздух, поступающий в цилиндры двигателя, ходит через кольцо 1, охлаждая платиновую нить. Электронный модуль восстанавливает температуру нити до прежнего уровня. Чем больше воздуха проходит через датчик, тем больше охлаждается нить и тем больше мощности затрачивает электронный модуль на восстановление температуры нити. Выходной сигнал датчика пропорционален затраченной электронным модулем мощности, а значит, и количеству проходящего через датчик воздуха.

Датчик массового расхода воздуха: 1 - кольцо; 2 - платиновая нить; 3 - термокомпенсационный резистор; 4 - кронштейн крепления кольца; 5 - корпус электронного модуля; 6 - предохранительная сетка; 7 - стопорное кольцо; 8 - корпус датчика; 9 - винт регулировки СО; 10 - крышка; 11 - колодка электрического разъема; 12 - штекер; 13 - уплотнитель; 14 - электронный модуль

Датчик имеет винт 9, с помощью которого регулируется содержание СО и СН в отработанных газах.

Датчик положения дроссельной заслонки 0280122001 или НРКТ-8 установлен на корпусе узла дроссельной заслонки и механически связан с осью дроссельной заслонки. Датчик представляет собой переменный резистор на керамической подложке и состоит из корпуса 1, печатной платы с резисторами Rl, R2, R3, R4 и подвижного контакта 3, установленных на поворотной втулке 2, закрепленной на оси дроссельной заслонки 8.

При изменении положения дроссельной заслонки изменяется величина падения напряжения на переменном сопротивлении. Это напряжение подается в блок управления, который учитывает его при расчете длительности импульсов управления форсунками и угла опережения зажигания.

Датчик детонации: 1 - штекер; 2 - изолятор; 3 - корпус; 4 - гайка; 5 - упругая шайба; 6 - инерционная масса; 7 - пьезоэлемент; 8 - контактная пластина

При выходе из строя датчика блок управления переходит на резервный режим работы, используя данные своей памяти и данные массового расхода топлива.

Датчик детонации GT305 (рис. 5.7) предназначен для определения детонации двигателя, т.е. самопроизвольного воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя. Детонация вызывает сильную вибрацию и перегрев двигателя, что может привести к механическому разрушению его деталей.

Датчик установлен справа в задней части двигателя и состоит из кварцевого пьезоэлемента 7, инерционной массы 6, упругой шайбы 5, контактной пластины 8, штекера 1, изолятора 2 и корпуса 3. При работе двигателя его детали вибрируют. Вибрация передается инерционной массе 6 датчика, которая воздействует на пьезоэлемент с соответствующей частотой и усилием. В результате пьезоэффекта на выходе датчика появляются сигналы определенной величины и формы.

Датчик детонации: 1 - штекер; 2 - изолятор; 3 - корпус; 4 - гайка; 5 - упругая шайба; 6 - инерционная масса; 7 - пьезоэлемент; 8 - контактная пластина

При возникновении детонации амплитуда электрических сигналов датчика резко увеличивается. Блок управления реагирует на увеличение сигналов датчика коррекцией угла опережения зажигания до прекращения детонации.

Регулятор добавочного воздуха РХХ-60 (рис. 5.8) служит для поддержания заданной частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу, при пуске, прогреве, при движении «накатом» и при изменяющейся нагрузке от вспомогательного оборудования.

Регулятор представляет собой клапан, регулирующий подачу воздуха во впускную систему, минуя дроссельную заслонку. Он установлен на впускной трубе, соединен трубками с впускной трубой до дроссельной заслонки и после нее и состоит из двухобмоточного электродвигателя (неподвижный якорь 9 с обмоткой 5 и подвижный магнит 7), поворотного стакана 6, заслонки 16, корпуса 8 с двумя патрубками (входным 15 и выходным 20). При поступлении из блока управления на обмотки якоря 5 электрических импульсов, возникает электромагнитное поле, которое, взаимодействуя с магнитом 7, заставляет его повернуться на определенный угол. Вместе с магнитом поворачивается стакан 6 и связанная с ним заслонка 16, изменяя проходное сечение регулятора.

Регулятор добавочного воздуха: а - устройство: 1 - штекерная колодка; 2 - уплотнительное кольцо; 3 - шайба крепления; 4 - фланец крепления оси якоря; 5 - обмотка якоря; 6 - поворотный стакан; 7 - магнит; 8 - корпус; 9 - неподвижный якорь; 10 - ось якоря; 11 - магнитопровод; 12 - стопорное кольцо подшипника; 13 - шариковый подшипник; 14 - уплотнение подшипника; 15 - входной патрубок; 16 - поворотная заслонка; 17 - упор; 18 - роликовый подшипник; 19 - вал заслонки; 20 - выходной патрубок; 21 - винт; знаком X отмечены неразъемные соединения;

Датчик температуры 19.3828 (рис. 5.9) полупроводникового типа. Его сопротивление меняется в зависимости от окружающего воздуха. Датчик температуры охлаждающей жидкости установлен на корпусе термостата системы охлаждения, а датчик температуры воздуха - в бобышке патрубка 4-го цилиндра впускного трубопровода.

Датчик температуры

Электрический бензонасос 52Л159 (рис. 5.10) установлен под кузовом в районе заднего сидения и предназначен для подачи бензина под давлением к форсункам. Электрический бензонасос состоит из электродвигателя и роликового насоса, размещенных в одном герметичном корпусе.

Электрический бензонасос: а - устройсгво; б - электрическая схема; 1 - входной штуцер; 2 - стопорное кольцо; 3 - уплотнительное кольцо; 4 - основание насоса с валом; 5 - статор насоса; 6 - предохранительный клапан; 7 - крышка насоса; 8 - выходной канал; 9 - корпус электродвигателя; 10 - постоянный магнит; 11 - якорь электродвигателя; 12 - корпус электробензонасоса; 13 - коллектор якоря электродвигателя; 14 - обратный клапан; 15 - пружина; 16 - выходной штуцер; 17 - вал электродвигателя; 18 - фильтр радиопомех; 19 - сепаратор; 20 - щетка электродвигателя; 21 - обмотка якоря электродвигателя; 22 - муфта; 23 - вал насоса; 24 - ролик; 25 - входной канал

Центробежный роликовый насос содержит статор 5, внутренняя поверхность которого смещена на 1,5 мм относительно оси якоря электродвигателя, цилиндрический сепаратор 19, соединенный с якорем электродвигателя, и ролики 24, расположенные в пазах сепаратора. Топливо через штуцер 1 и канал 25 в основании 4 заполняет пространство между внутренней поверхностью основания и сепаратором, образуемое вследствие смещения сепаратора относительно оси якоря электродвигателя. При включении электродвигателя сепаратор начинает вращаться, ролики выдавливают топливо в более узкое пространство и через выходные каналы 8, полость электродвигателя, клапан 14 и штуцер 16 - в бензомагистраль. Клапан 14 исключает слив бензина из магистрали и образование воздушных пробок после выключения насоса. Предохранительный клапан 6 ограничивает давление топлива.

Включение электрического насоса происходит через промежуточное реле при включении зажигания. Если через 3…5 с стартер не включился, то блок управления отключает бензонасос. Повторное включение бензонасоса происходит при включении стартера.

Схема соединения системы управления двигателем ЗМЗ-4062.10:

D23 - блок управления; В64 - датчик температуры воздуха; В70 - датчик температуры охлаждающей жидкости; В74 - датчик положения коленчатого вала; В75 - датчик массового расхода воздуха; В76 - датчик положения дроссельной заслонки; В91 - датчик положения распределительного вала; В92 - датчик детонации; Y19…Y22 - электромагнитные форсунки; Y23 - клапан регулировки XX; К9 - реле электробензонасоса; К46 - главное реле системы впрыска; Т1 и Т4 - катушки зажигания; F1…F4 - свечи зажигания; Х1 - разъем блока управления; Х51 - разъем диагностики; Х52 - разъем подключения к сети автомобиля; А и Б - точки соединения с корпусом

Размещено на Allbest.ru