Двигатель, система впрыска Fiat Albea

1,4 8V  SOHC — Single Overhead Camshaft (350A1.000 FIRE* Euro-4)
INTRODUCTION — PETROL FUEL INJECTION SYSTEM
ДВИГАТЕЛЬ (бензин)  – Система впрыска — ВВЕДЕНИЕ

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Электронный блок управления впрыском и зажиганием (ECU/ЭБУ) М. Marelli IAW 5SF3.M1 (1,2 8V) и М. Marelli IAW 5SF3.M2 (1,4 8V) система принадлежит к категории систем, интегрированных с:

• — Индукционный разряд, цифровой, электронное зажигание;
• — Последовательный, фазового типа (распределенный) электронный впрыск (1-3-4-2).

Система впрыска в целом показана на диаграмме.

1. Топливный бак
2. Топливный насос
3. Многофункциональный поплавковый/игольчатый топливный  клапан
4. Предохранительный клапан
5. Трубопровод подачи топлива
6. Электронный блок управления впрыском / зажиганием М. Marelli IAW 5SF3
7. Батарея
8. Выключатель зажигания
9. Инерционный пожарный переключатель (FPS)
10. Блок распределения, реле и предохранителей  моторного отсека
11. Климат-контроль система (электромагнитная фрикционная муфта  компрессора)
12. Электромагнитный клапан продувки адсорбера
13. Датчик  фазы газораспределения
14. Фильтр с активированным углем (адсорбер паров топлива)
15. Бортовой компьютер (диагностический разъем и сигнал Fiat CODE)
16. Датчик  абсолютного давления (разряжения) и температуры во впускном коллекторе T-MAP (manifold absolute pressure) sensors Bosch 0 261 230 174 (тип DS-S3-TF)
17. Датчик  числа оборотов  и TDC (ВМТ поршней 1и 4 цилиндра)
18. Свечи зажигания
19. Датчик температуры охлаждающей жидкости
20. Инжекторы /форсунки
21. Управление привода дроссельной заслонки и датчик положения дроссельной заслонки
22. Потенциометр (1,2) педали акселератора
23. Топливная рампа
24. Воздушный фильтр
25. Катушки зажигания
26. Кислородный датчик – лямбда-зонд (верхний/управляющий)
27. Система предупреждения о неисправности системы впрыска, световой индикатор
28. Тахометр
29. Каталитический нейтрализатор
30. Кислородный датчик — лямбда-зонд (нижний/диагностический)
31. Датчик атмосферного абсолютного барометрического давления BAP (Barometric Absolute Pressure) (1,4 8V версия) Absolute-pressure sensors Bosch 0 261 230 052 (тип DS-S2)
32. Электромагнитный клапан изменения фаз газораспределения CVCP (Continues Variable Cam Phaser)(1,4 8V версия)

• Датчик давления масла (не указан, т.к. не входит в состав системы зажигания)
• Датчик детонации (не указан, т.к. не входит в состав системы зажигания)
• Датчик скорости автомобиля (не указан, т.к. не входит в состав системы зажигания)

FIRE представляет собой серию автомобильных двигателей  Fiat. Она была разработана итальянской дизайнерской  фирмой Родольфо Бонетто. Она построена на заводах сборочных роботов («Robogate»), чтобы уменьшить расходы.

Серия FIRE заменила старый двигатель Fiat OHV в середине 1980-х годов.

С 1985 года двигатели были построены в различных версиях от 769 см3 до 1368 см3 с 8 клапанами, есть и другая версия под названием «Супер-FIRE», которая использует 16 клапанов и доступна в объеме 999 см3 (Бразилия) и 1242 см3 (Бразилия и Европа).

В 2003 введены изменения – двигатель 1368 см3 стал доступен и с  8 и с 16 клапанами. В 2005 году и в 8V и в16V двигатели включены PDA (PDA — Port Deactivation- порт деактивации — переменный впускной коллектор), который работает в сочетании с постоянно изменяемыми фазами газораспределения CVVT (Continues Variable Valve Timing – CVVT или CVCP Continues Variable Cam Phaser), и системой рециркуляции выхлопных газов EGR (EGR — exhaust gas recirculation).

EGR -система рециркуляции выхлопных газов  в двигателях внутреннего сгорания — клапан, соединяющий, на некоторых режимах работы, задроссельное пространство впускного коллектора с пространством выпускного коллектора. Предназначается для снижения токсичности отработавших газов (содержания оксидов азота NOx: NO и NO2) в режиме частичных нагрузок. Часть отработавших условно инертных газов попадает в цилиндры как балласт, что вызывает снижение максимальной температуры горения и, как следствие, уменьшение выбросов оксидов азота, образующихся при высоких температурах и являющихся одними из самых токсичных веществ. Работа системы вызывает снижение эффективной мощности двигателя.

Простейшая механическая система представляет собой клапан, соединяющий впускной и выпускной коллекторы, который открывается под действием разрежения во впускном коллекторе. Для стабильной работы двигателя в режиме холостого хода система отключается. Это достигается тем, что порт, соединяющий герметичную камеру клапана с впускным коллектором, находится в задроссельном пространстве, когда дроссельная заслонка закрыта.

В более сложных современных системах подача отработавших газов управляется электронными клапанами, связанными с системой управления двигателем. В наиболее современных конструкциях моторов, использующих управление фазами газораспределения, описанный эффект («добавление» выхлопных газов к рабочей смеси) реализуется управлением фазами газораспределения, что позволяет упростить конструкцию двигателя (не нужен специальный клапан) и повысить надёжность.
Это устройство часто называют «StarJet» двигателя. В 2005 году, турбированная версия 1368 см3 16V была представлена как двигатель «T-JET», и в 2009 году была добавлена версия MultiAir (с электро-гидравлическим клапаном) ​.

Механически, двигатели  просто  рядные-4-х цилиндровые двигатели с пятью коренными подшипниками и верхним распределительным валом. В результате желания получить двигатель, который легко собирается автоматически, был сделан выбор дизайна длинного болта, где головка блока цилиндров и коленчатый вал подшипники и сохраняется единый набор длинных болтов.

F.I.R.E. был первоначально карбюраторным двигателем, а затем продвинулись от моно- впрыска (S.P.I). до многоточечного впрыска (M.P.I.) и в настоящее время до последовательного многоточечного впрыска (S.M.P.I). Сейчас он широко используется в 750 Формула (750 Motor Club) в слегка измененном состоянии.»

РАБОТА СИСТЕМЫ  ВПРЫСКА И ЗАЖИГАНИЯ

Основные функции

В условиях холостого хода, блок управления контролирует следующие поддерживать бесперебойную работу двигателя даже тогда, когда экологические и приложенной нагрузки изменения параметров:

• — Момент зажигания
• — Скорость воздушного потока.
• Блок управления контролирует и управляет впрыском, чтобы стехиометрического соотношения воздух / топливо всегда в оптимальных пределах (14,7:1).

Система функций сводится к следующему:

• — Система самостоятельной адаптации;
• — Самодиагностика;
• — Fiat CODE распознание/признание;
• — Холодный запуск проверка управления;
• — Контроль горения — кислородный датчик;
• — Детонации контроль;
• — Проверка по обогащению во время ускорения;
• — Топлива отсечка при торможении;
• — Топлива  улавливания паров топлива;
• — Ограничение максимальных оборотов;
• — Подача топлива — электрическая проверка топливный насос;
• — Связь с системой климат — контроля;
• — Цилиндр распознание позиции поршня;
• — Время впрыска регулировка;
• — Регулировка опережения зажигания;
• — Контроль и управление на  холостом ходу;
• — Управление вентилятором охлаждения;
• — Управления изменением фазы впрыска (1,4 8V версия);
• — Скорость транспортного средства управления (круиз-контроль, опция);
• — Контроль запуска двигателя.

Система впрыска

Существенные условия, предъявляемые к воздушно-топливной смеси для эффективной работы двигателей с управляемой системы зажигания в основном следующие:

• — Замер (соотношение воздух / топливо), должны быть как можно ближе к стехиометрическому (теоретическому) значению для обеспечения сгорания как можно быстрее, избегая потерь топлива;
• — Однородность смеси, состоящей из бензиновых паров, распределенных по всему воздуху тонко и равномерно, как это возможно.

Системой впрыска /зажигания используется измерительная система, известная как Speed/Density — «плотность / скорость — ЛЯМБДА».

Другими словами, плотность всасываемого воздуха, угловая скорость вращения и контроль состава смеси.
На практике, система использует данные о  скоростИ ВРАЩЕНИЯ двиГАТЕЛЯ (об / мин) и плотности воздуха (давление и температура) для измерения количества воздуха всасываемого двигателем.

Количество воздуха, всасываемого каждым цилиндром, для каждого цикла двигателя, также зависит от единичной мощности и объемной эффективности, а также от плотности воздуха.

Ремарка:

«…В так называемых Speed/Density или Manifold Pressure Controlled системах управления двигателем,  в которых не применяется датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), обычно применяется датчик абсолютного давления (ДАД или  в английской версии MAP) во впускном коллекторе (он же датчик разрежения).  MAP-датчик измеряет абсолютное, но не относительное давление (относительно нормального атмосферного в 1 бар). Иногда датчик MAP объединяют с датчиком температуры в едином корпусе,  такой датчик называется T- MAP.

В таких системах, на основании данных о давлении и температуре воздуха во впускном коллекторе, блок управления двигателем рассчитывает массу воздуха, содержащуюся в каждом сантиметре кубического внутреннего объема впускного коллектора. При каждом такте впуска, цилиндр «всасывает» разряженный воздух из впускного коллектора, объем которого приблизительно равен внутреннему объему цилиндра двигателя. Зная внутренний объем цилиндра двигателя (в см3) и предварительно рассчитав плотность всасываемого цилиндром воздуха (в г/см3), блок управления двигателем рассчитывает общий массовый расход воздуха (mass air flow), в (граммах), попадающего в цилиндры во время такта впуска.

Плотность воздуха относится к воздуху  всасываемого двигателем в действии и рассчитывается в соответствии с абсолютным давлением и температурой воздуха, измеренным во впускном коллекторе. Масса воздуха, поступающего в двигатель прямо пропорциональна плотности воздуха, которая пропорционально абсолютному давлению и обратно пропорциональна абсолютной температуре».

Объемная эффективность параметров, связанных с коэффициентом заполнения цилиндров измеряется на основе экспериментов, проведенных на двигателе в течение всего рабочего диапазона, а затем хранятся в памяти электронного блока управления (ECU/ЭБУ).

Установив количество всасываемого воздуха, система должна обеспечивать количество топлива в зависимости от желаемого состава смеси.

В соответствии с рассчитанной массой потребляемого двигателем воздуха, блок управления двигателем формирует импульсы управления топливными форсунками соответствующей длительности, достигая приготовления топливовоздушной смеси с составом, близким к  заданному.

Конец импульса впрыска или время (длительность) впрыска  хранится на карте памяти в блоке управления и варьируется в зависимости от оборотов двигателя и давления во впускном коллекторе.

Точность расчета массы потребляемого двигателем воздуха по его давлению и температуре невысока, так как объем потребляемого воздуха в значительной мере зависит от состояния цилиндропоршневой группы и газораспределительного механизма. Поэтому, в подобных системах управления двигателем для обеспечения приготовления топливовоздушной смеси с точно заданным составом, очень важным фактором является исправность функционирования, кроме управляющего (верхнего) лямбда-зонда, также диагностического (нижнего) лямбда-зонда.

Информация (величина напряжения) присылаемая лямбда зондом, являются основой для коррекции времени впрыска, таким образом, чтобы двигатель работал на количество воздуха равное количество воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания смеси.

На практике, оно включает в себя обработку, осуществляемую электронным блоком управления, для контроля последовательности и времени открытия четырех инжекторов, по одному на каждый цилиндр (MPI), по длительности времени (при постоянном давлении топлива), необходимого для производства смеси воздух / бензин как можно ближе к стехиометрическому (теоретически идеальному) отношению (14,7:1).

Стехиометрический состав горючей смеси (от др.-греч. στοιχεῖον — основа, элемент и μετρέω — измеряю) — состав смеси, в которой окислителя ровно столько, сколько необходимо для полного окисления топлива. Для двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием, стехиометрическим считается соотношение воздух / топливо, равное 14,7:1 (массовые части).

Стехиометрическая смесь — это смесь, состав которой обеспечивает полное сгорание топлива без остатка избыточного кислорода.

Отношение воздуха на входе в размере теоретически необходимого для полного сгорания смеси называют коэффициентом λ (или коэффициент избытка кислорода).

λ = Qz/ Qr,
где: Qz — количество воздуха,
Qr — количество воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания смеси.

Коэффициент избытка воздуха для горючей стехиометрической смеси равен единице.

(λ = 1). Если  λ >1 — бедная смесь, если λ <1 — богатая смесь (избыток бензина, воздуха не хватает для полного сгорания).

Таким образом, количество воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания смеси зависит от стехиометрического (теоретически идеального) состава топлива, начиная с 14,7 до 14,8, что означает, что для полного сжигания 1 части топлива части нужно от 14,7 до 14,8 частей воздуха.

Система зажигания и впрыска

Цепи зажигания являются статическим, с разрядом индуктивного типа, т.е. без  высоковольтного распределителя, с силовыми модулями расположенными внутри блока управления зажиганием/ впрыска.

Система включает в себя две двойные катушки  высокого напряжения (1-4) в одном  общем контейнере (BAE 940A) подключенные непосредственно к свечам зажигания (NGK ZKR7A-10).

Первичные обмотки для каждой катушки подключены к силовым реле (тем самым получать питание от напряжения аккумуляторов), а также контакты электронный блок управления для заземления.

После начальной стадии, электронный блок управляет основными параметрами, заранее взятыми из специальной карты памяти в соответствии с:

• — Оборотами двигателя;
• — Величиной абсолютного давления (мбар), измеренной во впускном коллекторе.

Это заранее рассчитанные значения корректируются в зависимости от температур охлаждающей жидкости двигателя и воздуха.
Свечи зажигания для каждого цилиндра связаны с  вторичной обмоткой каждой соответствующей катушкой с помощью высоковольтных проводов.

Это решение также известно как «единая искра», потому что энергия, накопленная в катушке, сбрасывается почти исключительно на соответствующие электроды свечи зажигания при сжатии в цилиндре,  позволяющая  воспламенение смеси.
Катушки размещены в одном корпусе, расположенном на крышке клапанного механизма двигателя.

Схема информации на входе / выходе из блока управления

Уровень топлива и информации о  скорости автомобиля достигает блок управления через линию (шину) CAN. Информация, относящаяся к роботизированной коробке передач (если она установлена) достигает блок управления впрыском через высокоскоростную линию CAN.

1. Электронный блок управления (впрыском и зажиганием)
2. Электромагнитный клапан изменения фаз газораспределения CVCP (Continues Variable Cam Phaser)(1,4 8V версия)
3. Бортовой компьютер (включая блок управления с Fiat КОД)
4. Управление привода дроссельной заслонки и датчик положения дроссельной заслонки
5. Инжекторы/форсунки
6. Электромагнитный клапан продувки адсорбера паров топлива
7. Диагностический разъем
8. Свечи зажигания (NGK ZKR7A-10)
9. Катушки зажигания  (BAE 940A)
10.Предупредительный световой сигнал перегрева охлаждающей жидкости двигателя
11. Предупреждение о сбоях впрыска (MIL), световой сигнал
12. Климат-контроль (электромагнитная фрикционная муфта  компрессора)
13. Двигатель датчик температуры охлаждающей жидкости
14. Датчик температуры и давления /разряжения всасываемого воздуха
15. Датчик положения педали акселератора
16. Датчик детонации
17. Датчик об / мин и TDC (ВМТ поршней 1и 4 цилиндра)
18. Выключатель зажигания
19. Лямбда датчик перед катализатором
20. Топливный насос
21. Реле высокой и низкой скорости вентилятор радиатора
22. Спидометр /одометр/ milometer
23. Лямбда датчик ниже от каталитического нейтрализатора
24.  Датчик фазы
25. Датчик уровня топлива
26. Датчик атмосферного давления (1,4 8V версия)

ЛОГИКА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

Система саморегулирования

Блок управления оснащен функцией самонастройки, которая предназначена для признания изменений, происходящие в двигателе в связи с процессами приработки/притирки  и старения как компонентов и самого двигателя во времени.

Эти изменения запоминаются в виде изменений к основной карте памяти и разработаны с целью адаптации работы системы постепенного изменения в двигатель и компоненты по сравнению с тем, когда они были новыми.

Эта функция самонастройки также позволяет компенсировать неизбежные различия при любой замены компонентов (из-за производственных допусков).

Блок управления изменяет основной карте памяти в отношении технических характеристик двигателя, когда новые на основе анализа выхлопных газов.

Самонастройки параметры не удаляются, если аккумулятор отключен.

Самодиагностика и восстановление

Блок управления системой самодиагностики проверяет, что система зажигания и впрыска работает нормально. Сигналы каких-либо нарушений с помощью предупредительного светового сигнала  MIL (Malfunction Indicator light/ Световой сигнал о сбоях) выводятся предупреждением на комбинации приборов со стандартизированным идеограмма и цветами, установленные европейскими нормами.

Это предупреждение указывает световым сигналом неисправности системы  управления двигателем, а также недостатки диагностических стратегий, обнаруженные EOBD (Europe On-Board Diagnostics).

Стратегии MIL предупреждения о своей работе (mil) заключается в следующем:

• -при включенном зажигании, сигнальная лампа загорается и остается гореть, пока двигатель будет запускаться стартером.
  Блок управления системой самодиагностики проверяет сигналы, поступающие от датчиков сравнивая их с допустимыми пределами.

Индикация неисправностей во время запуска:

• -не отключение предупредительного светового сигнала, когда двигатель был запущен, указывает, что есть ошибка, запомненная в блоке управления.

Индикация неисправностей при эксплуатации:

• — Сигнальная лампа загорается в режиме мигания, указывая на возможные повреждения каталитического преобразователя из-за осечек.
• — Сигнальная лампа загорается в постоянном режиме, чтобы указывать на наличие в системе управления двигателем или EOBD диагностических ошибок.
  Время от времени блок управления определяет тип восстановления, в зависимости от компонентов, которые являются ошибочными.
  Восстановление параметров управляемых компонентов, которые не являются ошибочными.

Fiat код признание/распознание

В тот момент, когда включается зажигание (положения ключа ON), блок управления получает сигнал, он беседует с Бортовым Компьютером (Fiat код функция), чтобы получить разрешение продолжать процедуры для запуска.
Связь осуществляется через линию CAN, которая соединяет два блока управления.

Распознание  позиции цилиндра (цилиндровых пар)

Сигналы датчика фазы, а также датчика об / мин двигателя и положения верхней мертвой точки (ВМТ), позволяет блоку управления распознать  последовательности цилиндров при реализации поэтапного впрыска.
Этот сигнал получается путем датчика Холла.

Сгорание — проверка кислородным датчиком

В системах EOBD лямбда — зонды, все (1,2) одного типа, но не взаимозаменяемы, расположены один до и один после катализатора. Датчик перед катализатором (R-регулировочный ил управляющий) определяет контроль смеси силы, известный как первый замкнутый контур.

Датчик снизу от катализатора (D-диагностический) используется для диагностики неисправностей из катализатора и для модуляции первому датчику параметров контура управления.

Второй цикл,  поэтому называют адаптивным, чтобы компенсировать расхождений производства и небольшой дрейф, что реакция датчика перед катализатором могут наблюдаться из-за старения и загрязнения.
Этот элемент управления известный как второй контур управления (замкнутый цикл).

Работа, когда холодно

В этих условиях существует естественное ослабление смеси в результате плохой турбулентности частиц топлива при низкой температуре, уменьшение испарения и сильная конденсация на внутренних стенках впускного коллектора, каждый из которых усугубляется повышенной вязкости из смазочного масла, которое, как известно, увеличивает сопротивление перемещению механических компонентов двигателя при низких температурах.

Электронный блок управления признает это условие на основе сигнала температуры охлаждающей жидкости, увеличивая основное временя впрыска.

Пока двигатель прогревается, электронный блок управления также управляет шаговым двигателем дроссельного узла, который определяет количество воздуха, необходимого для обеспечения того, чтобы двигатель не заглох.

Работа при полной нагрузке

Полная нагрузка обнаруживается блоком управления с помощью дроссельной заслонки и значения абсолютного давления (разряжения).

При полной нагрузке время основного впрыска должна быть увеличено для создания максимальной  мощности производимой двигателем.

Работа при замедлении

Двигатель имеет две параллельные, частично дублирующий стратегии на этом этапе:

• — Стратегия нейтрализации переходного периода для поддержания количества топлива, подаваемого в двигатель на стехиометрическом значении (меньше загрязнения); на данный этап распознается блоком управления, когда значение сигнала с потенциометра  положения акселератора снижается от высокого значения к нижнему (уменьшается).
• — Мягкое сопровождение/дополнительные стратегии на низкой скорости (буфер/амортизатор), чтобы ослабить изменения  подводимого крутящего момента (сводится к торможению двигателем).

Атмосферная коррекция

Атмосферное давление меняется в зависимости от высоты над уровнем моря, вызывая изменения в объемной эффективности, что требует коррекции в базовом составе смеси (время впрыска).

Коррекция времени впрыска зависит от изменения высоты и будет автоматически обновляться электронным блоком управления каждый раз, когда двигатель выключен и в определенном положении дроссельной заслонки и условий оборотов (как правило, при низких оборотах двигателя заслонка акселератора широко открыта) (динамически регулировать атмосферной коррекцией).

Функционирование отсечки

Стратегия отсечки топлива реализуется, когда блок управления признает свободное положение акселератора: педаль процент = 0%, а обороты двигателя превышают около 1350 об / мин (значение ориентировочное и меняется на основе определенных параметров, в том числе, главным образом, от температуры и передач).

Блок управления позволяет только выключение двигателя температура превышает 0 ° C.

Признание того, что педаль акселератора не освобождена или обороты двигателя ниже 1270 об / мин (значение ориентировочное и переменно для различных моделей) повторно включается питание топливом двигателя.

Отсечка осуществляется на очень высоких скоростях, даже если дроссельная заслонка полностью не закрыта, но давление во впускном коллекторе является особенно низким (частичная отсечка).

Работа при ускорении

На данном этапе блок управления увеличивает количество топлива, с просьбой двигателя (для получения максимального крутящего момента) в зависимости от сигналов, поступающих из следующих компонентов:

• — Регулятор потенциометра педали акселератора;
• — Об/ мин и T.D.C./ Датчик ВМТ.

Основное время впрыска умножается на коэффициент, зависящий от температуры охлаждающей жидкости двигателя, скорость открытия ускорителя дроссельной заслонки и увеличением давления во впускном коллекторе.

Если резкое изменение времени впрыска рассчитывается, когда инжектор уже закрыт, блок управления вновь открывается инжектор (дополнительным импульсом), чтобы быть в состоянии приспособить состав смесь как можно быстрее; последующий впрыск уже увеличился на основе коэффициентов, упомянутых ранее.

Защита  от превышения оборотов

Когда обороты двигателя превышают величину 6350 об / мин установленную производителем, сам двигатель находится в «критических» условиях эксплуатации.

Когда электронный блок управления определяет, что эта скорость была превышена, он тормозит работу форсунок.
Когда скорость вращения возвращается без критического значения (6500 об / мин), Функционирование восстанавливается.

Функционирование электрического топливного насоса

Топливный насос управляется блоком управления системы управления двигателем с помощью реле.

Насос останавливается:

• — Если скорость вращения двигателя опускается ниже, примерно на 40 об/мин
• — Через некоторое время (около 3 секунд) с ключом в положение ON без начала запуска двигателя (приурочено обеспечением)
• — Если пожарный инерционный выключатель  (FPS) сработал/отключил подачу топлива

Управления форсунками

На рисунке схематично показан принцип многоточечного распределенного непосредственного последовательного впрыска (т.н. с внутренним смесеобразованием). (1) -подача топлива в топливную рампу. Подача воздуха (2) регулируется дроссельной заслонкой (3) и перед разделением на 4 потока накапливается в ресивере впускного коллектора (4). Ресивер необходим для правильного измерения массового расхода воздуха  (т.к. измеряется общий массовый расход воздуха (mass air flow датчиком MAP) или, как в нашем случае, абсолютное давление воздуха в ресивере (датчиком MAP). Последний должен быть достаточного объема для исключения воздушного «голодания» цилиндров  при большом потреблении воздуха и сглаживания пульсаций на пуске. Форсунки (5) устанавливаются в канал в непосредственной близости от впускных клапанов. Такой способ впрыска топлива позволяет двигателю работать на сверхобедненных смесях, обеспечивая высокую экономичность.

Распределенный или точечный (то есть, когда на каждый цилиндр работает своя форсунка) последовательный впрыск топлива S.M.P.I. (Sequential MULTIPOINT-INJECTION) управляются фазировано или последовательного.

Фазированный или последовательный тип управления, когда за один рабочий такт двигателя каждая форсунка отрабатывает по одному разу в соответствии с фазой впрыска.

Диаграмма работы  (1-3-4-2):

На диаграммах работы желтым цветом обозначен впуск, черным — впрыск топлива, молнией — зажигание. Однако все инжекторы работают один раз в параллель только во время запуска двигателя (полная группа).
Время впрыска меняется в зависимости от оборотов двигателя и давления на входе воздуха в целях улучшения наполнения цилиндров, выгодных с точки зрения экономии потребления топлива, управляемости и загрязнения.

Контроль детонации

Эта стратегия определяет наличие детонации (двигателя стук) путем обработки сигнала от соответствующего датчика.

Стратегия непрерывно сравнивает сигнал от датчика с порогом, который в свою очередь, постоянно обновляется с учетом фонового шума двигателя и его старения.

Если система обнаруживает присутствие детонационного стука, стратегия сводится к опережению зажигания до исчезновения эффекта. Затем постепенно восстанавливается к исходному значению или пока эффект начинает возникать снова.

В частности, заранее увеличение осуществляться постепенно, в то время как сокращение реализованы немедленно.
В условиях ускорения, стратегия использует высокий порог, чтобы принять во внимание повышенный шум двигателя в этих условиях.

Стратегия также имеет функции самостоятельные адаптации, которые запоминают (не постоянно) заранее детонационный стук, которые постоянно повторяются в целях адаптации заранее, чтобы различные условия, в которых двигатель находится (например, использование топлива с низким октановым числом).

Стратегия способен восстановить заранее значение запомнил, если условия, которые определяются сокращение больше не существует.

Управление вентилятором радиатора

Блок управления непосредственно управляет работой вентилятора радиатора в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя и взаимодействии системы климат — контроля.

Вентилятор включается, когда температура превышает 95 ° C (1-я скорость) и 105 ° C (2-я скорость).

Отключение происходит с гистерезисом 3 °С  ниже уровня взаимодействия (переменные цифры руководство для различных моделей, основанные на экспериментальных испытаниях).

Высокой и низкой скорости функции управляются вмешательства конкретных реле расположенных в блоке дистанционного управления и контроля климатической системы и управляются блоком управления впрыском.

Управление контролем  двигателя на холостом ходу

Блок управления обнаруживает статус холостого хода, когда педаль акселератора будет отпущена. — Для контроля оборотов холостого хода, в зависимости от потребителей включен и педаль тормоз /сцепления сигналов, блок управления контролирует положение моторизованный газа.

Холостой ход, когда двигатель прогрет, составляет 750 ± 50 об/мин

Организация прогрева

Обороты  корректируются главным образом в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя.
Когда оптимальная температура достигается, управление холостым ходом зависит только от сигнала, поступающего от датчика оборотов двигателя;  когда появляются внешние нагрузки, блок управления контролирует привод для регулировки оборотов двигателя  к условиям и управляет нагрузкой на двигатель поддержкой  холостого хода.

Управление рециркуляцией паров топлива

Стратегия управления положением выключает электромагнитный клапан рециркуляции паров топлива следующим образом:

• — Во время запуска электромагнитный клапан остается закрытым для предотвращения паров топлива от чрезмерного обогащения смеси; это условие сохраняется до достижения температуры охлаждающей жидкости 65°С;
• — Когда двигатель прогреется, электронный блок управления посылает на электромагнитный клапан прямоугольный сигнал (дежурный-цикл) и модулируется открытие.

В этом случае блок управления контролирует количество паров топлива направленных на потребление (во впускной коллектор), предотвращая значительные различия в мощности смеси.

В целях улучшения работы двигателя, с помощью соленоида клапан тормозится, сохраняя то же положение замыкание в рабочих условиях, перечисленных ниже:

• — Дроссельная заслонка в закрытой позиции
• — Скорость вращения ниже 1500 об / мин
• — Давление во впускном коллекторе ниже предела рассчитываемого блоком управления в зависимости от оборотов в минуту.

Управление системой климат — контроля

Блок управления впрыска / зажигания подключен к системе климат — контроля:

• — Он получает запрос компрессора на участие и осуществляет различные мероприятия (дополнительного воздуха);
• — Он дает разрешение «идти вперед» включению работы компрессора, когда стратегией проверены условия;
• — Он получает информацию, касающуюся четырех  этапов давления (хладагента) и проводит различные мероприятия (работа вентилятора радиатора).

Если двигатель на холостом ходу, блок управления увеличивает открытие дроссельной заслонки и скорости воздушного потока до участия компрессора и, наоборот, восстанавливает открытие дроссельной заслонки в нормальное положение с задержкой после того как компрессор был выключен.

Блок управления автоматически отключает компрессор:

• — Когда температура охлаждающей жидкости двигателя выше 120°C
• — При оборотах двигателя ниже 650 об / мин
• Компрессор автоматически включается снова, когда обороты двигателя снова возрастают до 750 об / мин

Блок управления отключает компрессор временно (на несколько секунд):

• — При запросе условий высокой мощности двигателя (сильного ускорения)
• — Когда двигатель глохнет.

Управление изменением фазы впрыска

Изменение фазы CVCP (Continues Variable Cam Phaser или Variable Valve Timing) полностью управляется блоком контроля управления двигателем, который:

• — определяет положения распределительного вала с помощью датчика фазы;
• — изменяет это положение в соответствии с работой двигателя на основе калиброванной карты памяти;
• — сохраняет положение распределительного вала под контролем.

Блок управления контролирует изменение фазы скважностью/рабочим циклом работы электромагнитного клапана.

1. Ведомый шкив
2. Статор
3. Предварительный отсек
4. Задержки отсек
5. Ротор
6. Кассета электромагнитного клапана
7. Возврат масла
8. Вход масла

Контроль запуска двигателя

Стартер не контролируется непосредственно на замке зажигания, но управляется блоком управления впрыском, который активирует реле стартера.

Бортовой компьютер обнаруживает ключ в позиции AVV (стартовой) и отправляет в блок управления впрыском сообщение активации стартера двигателя через линию CAN.

Блок управления впрыском получает это сообщение и, если определенные условия безопасности будут проверены, он активирует запуск.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЛОГИКИ

Датчик температуры воздуха

Если ошибка присутствует во время запуска:

• — это предполагает, уровень 50°C;
• — саморегуляции силы смеси запрещено.

Если ошибка присутствует и в других условиях:

• — Последнее допустимое значение запоминается и обновление в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.

Датчик детонации

Если этот датчик неисправен, управления двигателем блок управления реализует самые консервативные карты памяти опережения зажигания для защиты двигателя.

Датчик давления

Если ошибка присутствует во время запуска,  используется значение 1024 мбар (768,19 мм рт.ст.).
Во время работы значение рассчитывается на основе параметров поставляемых от датчиков положения дроссельной заслонки и оборотов.

Саморегуляции мощности смеси запрещено.

Датчик положения дроссельной заслонки

Если есть сбой, значение установки рассчитывается из показания датчика абсолютного давления и, если последний неисправен, устанавливается фиксированный набор значения открытия дроссельной заслонки 50°.
Самонастройки холостого хода  и стратегии смеси  останавливаются.

Датчик температуры охлаждающей жидкости

Если есть сбой, блок управления впрыском тормозит состав смеси саморегуляции и холостого хода.
Он устанавливает последнее значение измеренной  температуры; если оно не соответствует рабочей температуре, блок управления впрыском постепенно увеличивает  ее в зависимости от времени,  когда двигатель был запущен и до достижения им 80° C.

Вентилятор радиатора охлаждения активирован.

Датчик атмосферного давления BAP (Barometric Absolute Pressure)

Если есть неисправности датчика, в качестве атмосферного давления  рассматривается значение во впускном коллекторе при  включенном  зажигании (при неработающем двигателе, т.е. перед запуском) или с полной нагрузкой (дроссель полностью открыт). Bosch 0 261 230 052 (тип DS-S2)

Регулятор фазы  (1,4 8V версия)

Если регулятор фазы  застрял в одном положении (максимум заранее, максимальная задержка или промежуточное положение) через механические неисправности регулятора или короткого замыкания управляющего электромагнитного клапана регулятора фазы, электромагнитный клапан не управляется блоком управления впрыском.
Если регулятор фазы  медленно, блок управления впрыском работает электромагнитным клапаном, чтобы  держать регулятор фазы  заранее в максимальном положении (исходное положение).

IAW 5SF3 (ECU/ECM) БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ВПРЫСКА И ЗАЖИГАНИЯ

Общие технические условия

Блок управления устанавливается в моторном отсеке на двигатель и способен выдерживать высокие температуры.

Это устройство цифрового типа с микропроцессором, отличающееся высокой производительностью расчета и является точным, надежным, универсальным, с низким потреблением энергии и не требует технического обслуживания.

Задача электронный блока это обработка сигналов, поступающих с различных датчиков на основе применения программных алгоритмов и управление работой исполнительных механизмов (в частности, форсунки, катушки зажигания и моторизованного акселератора) в целях обеспечения лучшей работы  двигателя.

Адаптация Fiat CODE  означает, что блоки управления не могут быть вынуты и установлены между разными транспортными средствами.

Назначение выводов

На диаграмме ниже показаны электронный блок управления с назначением выводов

(А) Разъем ПОДКЛЮЧЕНИЯ проводов в направлении ОТ АВТОМОБИЛЯ

1. Батарея, прямые + 12 V (+30/ 6,4А макс. 13,5 В макс.)
2. Педаль акселератора, питание датчика 1 (100 mA  5V)
3. Педаль акселератора, 2 датчик / кондиционирование реле давления линейное
4. Не подключен
5. Кондиционирование, сигнал реле давления линейное (0,01 ma 5V)
6. Не подключен
7. Не подключен
8. Не подключен
9. Не подключен
10. Не подключен
11. Не подключен
12. Не подключен
13. Не подключен
14. Не подключен
15. Датчик  педали акселератора, корпус шасси / кондиционирование реле давления линейное (sig_ GND)
16. Ключ — ON и зажигания, контролируемые цепи питания (5 mA  16V)
17. Главное реле системы контроля двигателя (400mA  13.5V)
18. Не подключен
19. Генератор переменного тока, D + сигнал (24 mA 5V)
20. Не подключен
21. Не подключен
22. Не подключен
23. Не подключен
24. Не подключен
25. Не подключен
26. Заднего хода переключатель (10 mA 5V)
27. Не подключен
28. Не подключен
29. Не подключен
30. Не подключен
31. Не подключен
32. Не подключен
33. Не подключен
34. Не подключен
35. Не подключен
36. Не подключен
37. Не подключен
38. Не подключен
39. Не подключен
40. Реле стартера
41. Не подключен
42. Не подключен
43. Не подключен
44. Не подключен
45. Потенциометр 1, корпус шасси, педаль акселератора 1
46. Не подключен
47. Не подключен
48. Не подключен
49. Низкоскоростная линия C-CAN шина
50. Высокоскоростная линия В-CAN шина
51. Потенциометр, сигнал, педаль акселератора 1 (0,01 mA 5V)
52. НЕТ тормозов, сигнал переключателя  (10 mA 13,5V)
53. Не подключен
54. Не подключен
55. Минимальное давление масла, сигнал (4 mA 5V)
56. Реле топливного насоса (500 mA 13,5V)
57. Не подключен
58. Не подключен
59. Высшая (2) скорость вращения вентилятора, включение реле (300 mA 13,5V)
60. Не подключен
61. Не подключен
62. Кондиционирование, включение реле (200 mA 13,5V)
63. Кондиционирование, включение реле
64. Отказ  системы впрыска, управление сигналом индикаторной лампы (200 mA 13,5V)

(B) Разъем ПОДКЛЮЧЕНИЯ проводов в направлении к ДВИГАТЕЛЮ

1. Катушка 4, управление (9A 16V)
2. VVT (variable volume, variable temperature) вентилятор
3. Катушка 3, управление (9A 16V)
4. Питание от главного реле
5. Блок двигателя, земля (Pow_GND)
6. Блок двигателя, земля (Pow_GND)
7. Земля для множества датчиков: давления на впуске и температуры, атмосферного давления и фазы (sig_GND ECU)
8. Не подключен
9. RPM / ВМТ датчик, положительный уровень (10mA 5V)
10. Не подключен
11. Не подключен
12. Не подключен
13. Блок питания для множества датчиков: давления на впуске и температуры, атмосферного давления и фазы (+5 V)ECU (100mA 5V)
14. Не подключен
15. DBW, питание (моторизованный акселератор) (+5 V)ECU (100mA 5V)
16. Не подключен
17. Катушка 1, управление (9A 16V)
18. Не подключен
19. Катушка 2 ,управление (9A 16V)
20. Не подключен
21. Блок двигателя, земля (Pow_GND)
22. Блок двигателя. земля (Pow_GND)
23. RPM / ВМТ датчик, отрицательный сигнал (10mA 5V)
24. Фаза  датчик, сигнал (2mA 5V)
25. Не подключен
26. Не подключен
27. Не подключен
28. Не подключен
29. Не подключен
30. Моторизованный дроссель 2, сигнал датчика (0,01mA 16V)
31. Датчик  давления и температуры  во впускном  коллекторе, сигнал(0,1mA 5V)
32. Верхний лямбда зонд, управление нагревателем (1,4A 16V)
33. Цилиндр 4, управление инжектором (1,2A 16V)
34. Цилиндр 2, управление инжектором (1,2A 16V)
35. Моторизованный дроссель 1 датчик, земля (sig_GND ECU)
36. Датчик температуры охлаждающей жидкости, земля (sig_GND ECU)
37. Не подключен
38. Не подключен
39. Не подключен
40. Не подключен
41. Детонации датчик, положительный (0,01mA 5V)
42. Нижний лямбда зонд ,»+» сигнал (0,01mA 5V)
43. Верхний лямбда зонд, «+» сигнал (0,01mA 5V)
44. Моторизованный дросселя 1 датчик, сигнал (0,01mA 16V)
45. Температура теплоносителя, сигнал (5mA 5V)
46. Не подключен
47. Не подключен
48. Детонации датчик, отрицательный
49. Цилиндр 3, управление инжектором (1,2A 16V)
50. Цилиндр 1, управление инжектором (1,2A 16V)
51. Очистки короба адсорбера электромагнитный клапан (1,2A 16V)
52. DBW двигатель, отрицательный контроль (с электроприводом дросселя) (6A 16V)
53. Не подключен
54. Не подключен
55. Не подключен
56. Не подключен
57. DBW двигатель, положительный контроль (с электроприводом дросселя) (6A 16V)
58. Верхний лямбда зонд, (-) сигнал (0,01mA 5V)
59. Не подключен
60. Верхний лямбда зонд, (-) сигнал (0,01mA 5V)
61. Не подключен
62. Не подключен
63. Температура воздуха датчик, сигнал (2,5mA 5V)
64. Нижний лямбда зонд, управление нагревателем (1,4A 16V)

ФОРСУНКИ

Описание

Инжекторы миниатюрные типа (Pico) с 12 В питанием и внутренним сопротивлением 13,8 — 15,2 Ом при 20 ° C.

Инжекторы закреплены  на топливной рампе, которая  прижимается  с ними в свои места во впускном коллекторе, в то время как два фторо — резиновые уплотнения (1) и (2) обеспечивают непроницаемость на входе в коллектор и топливной магистрали.

Подача топлива осуществляется из верхней части инжектора, корпус которого содержит обмотки (3) связаны с выводами (4) электрического разъема.

Не применять усилие более 120 Нм до разъема инжектора во время удаления-монтажа, как это может отрицательно сказаться на ее работе.

Функционирование

Струи топлива выходят из инжектора с абсолютным давлением 3,5 бар через немедленно возвращаемые  системы распыления.
Логика управления инжектором поэтапная  последовательного типа, т. е. четыре инжекторы работают в соответствии с входными фазами.

Топливная рампа

Описание

Топливная рампа крепится к внутренней части впускного коллектора и его функция отправить топливо к форсункам.
В дополнение к местам для инжекторов есть быстрый разъем на топливной рампе для соединения с трубопроводом подачи топлива и диагностический штуцер с золотником  (клапаном) для проверки /разгрузки давления подачи топлива.

1. Топливная рампа
2. Форсунка
3. Диагностический штуцер разгрузки давления топлива
4. Быстрый разъем
5. Трубопровод подачи топлива

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

Спецификации

Он установлен на чашке термостата и определяет температуру теплоносителя с помощью термистора NTC (с отрицательным коэффициентом сопротивления).

Функционирование

Опорное напряжение 5В для элемента NTC поступает из системы впрыска. Поскольку входная схема блока управления разработана  как делитель напряжения, это опорное напряжение распределяется между сопротивлением, присутствующем  в блоке управления и датчиком сопротивления NTC.
Блок управления, поэтому в состоянии оценить изменения сопротивление датчика с помощью изменения напряжения, и таким образом, получить информацию о температуре теплоносителя.

Устройство

Устройство датчика показано на диаграмме ниже.

• 1. NTC сопротивление
• 2. Корпус датчика
• 3. Электрический разъем

ДАТЧИК ДЕТОНАЦИИ

Описание

Датчик детонации пьезорезистивного типа установлен на картере между и меры интенсивности колебания, вызванные стуками  в камерах сгорания.

Это явление имеет механические воздействия на пьезоэлектрический кристалл, который посылает сигнал на блок управления, который, на основе этого сигнала, уменьшает опережения зажигания до пропадания этого явления. Позднее, опережение зажигания постепенно восстанавливается до базовой величины.

Электрические свойства:

— Сопротивление: 532 — 588 Ом при 20 ° C.

Функционирование

Молекулы кристалла кварца электрически поляризованные.

В состоянии покоя (А), молекулы не проявляют какой-либо конкретной ориентации.

Когда кристалл подвергается давлению или воздействия (B), степень выравнивания по линии прямо пропорциональна давлению, действующему на кристалл.

Такая ориентация порождает напряжение на выводах кристалла.

А. Состояние покоя
В. Состояние под давлением

ДАТЧИК ОБОРОТОВ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА

Описание

Он установлен на блоке цилиндров / картера перед маховиком на шкиве коленчатого вала.

Он индуктивного типа, т. е. его работа определяется изменением магнитного поля, создаваемого зубцами, проходящих перед акустическим колесом (60-2 зубов).

Блок управления впрыском использует сигнал датчика оборотов для:

• — Определения скорости вращения;
• — Определения углового положения коленчатого вала.

Электрические свойства:

• — Сопротивление = 1134 — 1386 Ом при 20 ° C.
  Рекомендуемое расстояние (зазор) между торцом датчика и маховиком для получения правильных сигналов должно быть 0,5 — 1,5 мм.

Устройство

Датчик имеет трубчатую форму корпуса (1) содержащую постоянный магнит (3) и электрическую обмотку (2)

Функционирование

В связи с прохождением зубьев маховиком, магнитный поток, созданный магнитом (3) испытывает колебания в связи с изменениями в промежутке.

Эти колебания создают электродвижущую силу в обмотке (2) и устанавливается напряжения на выводах датчика, которые попеременно положительные (зубья перед торцом датчика) и отрицательным (пробел/вырез перед торцом датчика).

Пик выходного напряжения датчика оборотов зависит, при прочих равных условиях, от расстояния между датчиком и зубьями маховика (зазор Т: 0,5 — 1,5 мм).

На маховике есть шестьдесят зубов,  два из которых были удалены для получения отметки: прохождение колеса, таким образом, соответствует углу 6 ° (360 ° разделен на 60 зубов).

Точка синхронизма признается участок в конце первого зуба следующим за вырезом, оставленный от  двух недостающих зубов: когда он проходит под датчиком, коленчатый вал расположен с поршневыми парами 1-4 на 114 ° до ВМТ.

ПОТЕНЦИОМЕТР ПЕДАЛИ АКСЕЛЕРАТОРА

Описание

Педаль акселератора оснащена двумя встроенными потенциометрами:

• — Один основной;
• — Один резервный для  безопасности.

Блок управления впрыском реализует следующие стратегии восстановления в следующих условиях:

• — Если один из двух потенциометров неисправен, это позволяет акселератору быть открытым до 40 ° максимум в течение длительного периода времени;
• — Если оба потенциометра будут полностью неисправны, блок  управления предотвращает открытие дроссельной заслонки.

Функционирование

Датчик состоит из корпуса, закрепленного на поддержке педали акселератора. Он содержит аксиально-расположенный  вал, связанный со сдвоенными потенциометрами.

Пружины на валу обеспечивают правильное усилие сопротивления давлению, в то время как вторая пружина гарантирует возвращение после освобождения педали.

Рабочая зона от 0 ° до 70 °; механический упор на 88 °.

Дроссельный узел

Описание

Он установлен на впускном коллекторе и регулирует количество воздуха, поступаемого в двигатель.

По сигналу, полученного от потенциометров педали акселератора, блок управления впрыском управляет дроссельной заслонкой с помощью шагового двигателя постоянного тока встроенного в корпус дроссельной заслонки.

Открытие дроссельной заслонки происходит на угол от 0 ° до 82 °, т. е. в том числе  и диапазон регулировки скорости холостого хода.

Дроссельный узел заслонки оснащен двумя встроенными потенциометрами, каждый из которых управляет другим.

Если есть неисправность с двумя потенциометрами или нет питания, в зависимости от положения педали акселератора, блок управления применяет стратегию восстановления с последовательным заметным снижением производительности для водителя и  выключение EOBD диагностики.

Процедура самообучения не осуществляется, если блок управления впрыском или впускного коллектора или корпус дросселя заменить.

Функционирование

Открытие дросселя управляется электрическим шаговым двигателем.

Система Marelli 5SF3 управляет моторизованным акселератором в соответствии с запросами положения педали акселератора; потенциометры подключается к педали, которые посылает сигнал напряжения на блок управления, где он обрабатывается, и открытие производятся по определенному закону.

Положение дроссельной заслонки контролируется блоком управления с помощью потенциометров встроенных в корпус дросселя.

ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ ВО ВПУСКНОМ КОЛЛЕКТОРЕ

Описание

Датчик давления и температуры  всасываемого воздуха является неотъемлемым компонентом, который предназначен для измерения давления и температуры воздуха в впускном коллекторе. Обе части информации используются блоком управления впрыском и зажиганием в определении количества воздуха, поступающего в действие двигатель и затем используются для расчета времени впрыска и момента зажигания . Датчик установлен на впускном коллекторе.

Электронный блок управления ECU/ЭБУ использует входные сигналы датчиков абсолютного давления впускного патрубка (manifold absolute pressure, MAP), который и допускает поступление топлива для оптимальной работы двигателя.

MAP-датчик контролирует поступление масс воздуха, и по его сигналам ECU определяет необходимое количество топлива и процесс зажигания. Иногда датчик MAP объединяют с дополнительным интегрированным температурным датчиком в едином корпусе,  такой датчик называется T- MAP.

BAP- датчик абсолютного атмосферного (барометрического) давления (Barometric Absolute Pressure) используют вместе с MAP, преимущественно для компенсации значения давления с учетом высоты над уровнем.

Датчики MAP обычно применяется, как указывалось выше, в так называемых Speed/Density или Manifold Pressure Controlled системах управления двигателем, которые не используют датчик массового расхода воздуха. MAP-датчик измеряет абсолютное, но не относительное давление (относительно нормального атмосферного в 1 бар).

Он применяется также на машинах с турбонагнетателем,  в которых давление во впускном патрубке выше атмосферного. Датчик при этом измеряет до 2 бар давления или более. Обычный двигатель редко использует давления выше 1 бар.

Из  технологии современных датчиков:

Несмотря на разнообразие конструкций, как правило, в датчиках MAP/BAP применяется кремниевый MEMS пьезорезистивный сенсорный элемент давления.

Производители стремятся разрабатывать модели, в которых датчик и вся обработка сигнала размещаются на той же самой подложке (одном кристалле). Эта концепция повышает уровень интеграции и защиты, включая схемы защиты на основе пассивных компонентов и механическую защиту, позволяет уменьшать размер и цену устройства.

Сегодня эволюция датчиков MAP, например от Bosch, проявляется в интегрировании датчиков температуры и MAP-датчика в модификации T-MAP (рис. 1–2). Эти датчики (рис. 2) позволяют системе управления двигателя точно измерять давление и температуру входящего воздуха.

При разработке новых пьезорезистивных датчиков первыми стали использоваться платы с дискретными компонентами, затем — толстопленочные резисторы на керамике, позднее настало время полностью интегрированных ИС. Стабильность и точность толстопленочных резисторов адекватны, тем более что развитие технологий гибридных схем сделало возможным производство керамической подложки, допускающей включение и толстопленочных резисторов, и монтаж ИС обработки сигнала. Эти гибридные сенсорные модули стали компактнее, чем устройства на печатных платах, что дало возможность производить их в высоких объемах для применений с требованиями низкой цены и умеренными требованиями к размерам.

В связи с тем, что габариты MAP-датчика не могут быть минимизированы, так как отводятся некоторые размеры на соединитель, порт подачи давления, схему монтажа, остается место, которое и допускает конструктивное использование толстопленочных гибридов,  производимых и по сей день.

Например, датчики абсолютного давления MAP Bosch (рис. 1) изготавливаются по толстопленочной пьезорезистивной технологии. Толстопленочный сенсорный элемент и ИС размещаются на одной подложке. Интегрированная схема оценки сигнала включает усиление и температурную компенсацию передаточной характеристики.

Дизайн и функционирование MAP- датчика основаны на включении сенсорного элемента — некоего толстопленочного пузырька (sensor bubble), герметично уплотненного на керамической подложке и включающего данный объем воздуха с опорным давлением приблизительно в 20 кПа.

Пьезорезистивные толстопленочные измерители напряжения strain gauges напечатаны на диафрагме пузырька и защищены от агрессивной среды стеклом (стеклянным керамическим покрытием). Когда прикладывается давление, они преобразуют механическое напряжение в электрический сигнал. Чувствительность пьезорезисторов к давлению — высока (с фактором более 12), эти измерители отличаются линейностью и отсутствием гистерезиса. Мостовая схема дает сигнал, пропорциональный  приложенному давлению и усиливаемый гибридной схемой, отделенной конструктивно от измерительной среды, но размещенной на той же самой керамической подложке. Это делается для того, чтобы минимизировать любые шумы, включая электромагнитные, на пути от проводов датчика к ECU.

Датчики давления Bosch измеряют давления до 250 кПа и устойчивы к давлениям выше атмосферного (gauge pressures) до 600 кПа.

Необходимо заметить, что крайне высокие или крайне малые давления измерять с помощью пузырьковых камер не рекомендуется, для этих целей более подходят плоские, а не куполообразные диафрагмы, получаемые за счет подбора соответствующих коэффициентов расширения керамической подложки и керамической пленочной крышки.

Схема датчика с DC-усилением и индивидуальная температурная компенсация в диапазоне –40…+125 °C обеспечивает аналоговый пропорциональный ратиометрический сигнал (рис. 1б–в).

За пределами температурного диапазона в 10…85 °C увеличены разрешенные допуски устройства (рис. 1б). Для того чтобы защищать датчики от окружающих условий, заданные максимальные значения для напряжений питания, рабочей температуры и давления не должны быть превышены.

Датчики абсолютного давления T-MAP (рис. 2) выполняются в микромеханическом гибридном дизайне и позволяют измерять давления в газах до 400 кПа. Их отличительные признаки — высокая точность, защита от электромагнитных помех лучше, чем 100 В/м, температурная компенсация. Существуют версии без датчика температуры, хотя основные микромеханические исполнения включают интегрированный датчик температуры. Микромеханические устройства — технология для высокообъемных продуктов.
Достижимый с ее помощью уровень интеграции допускает создание модулей с многими датчиками, объединение сенсоров и актюаторов, управляющих функций, причем значительные вложения в разработку методов и технологических процессов неизменно окупаются высокими объемами продаж компонентов.

Пьезорезистивный сенсорный элемент и электронная схема для усиления и температурной компенсации сигнала закреплены на одном кремниевом чипе (рис. 2а).

Датчики включают полупроводниковую кремниевую диафрагму вместе с чувствительными к давлению резисторами. Коэффициент чувствительности таких резисторов достигает 100. Измеренное давление прикладывается сверху к активной поверхности диафрагмы.

Опорный вакуум примыкает к обратной ее стороне и стеклянной основе. Благодаря специальному покрытию, и датчик давления, и датчик температуры NTC — резистор — оказываются защищенными от газов и жидкостей, неизменно присутствующих во впускном патрубке. Схема обработки может быть интегрирована в кристалл датчика или выведена на отдельный кристалл, но в устройстве, показанном на рис. 2, реализован первый вариант.

Датчик  абсолютного давления (разряжения) и температуры T- MAP (manifold absolute pressure) Датчики абсолютного давления MAP Bosch изготавливаются по толстопленочной пьезорезистивной технологии в микромеханическом гибридном дизайне от Bosch 0 261 230 174, 10…115 kPa (тип DS-S3-TF), (снят с производства Bosch в 2008). В последствии заменён на Bosch 0 261 230 030.

• Высокая точность;
• Защита  ЭМИ уровня более чем100 V m–1;
• Температурная компенсация;

Версия с дополнительным интегрированным температурным датчиком (Т-МАР).

Датчик  абсолютного давления (разряжения) с интегрированным датчиком  температуры всасываемого воздуха является неотъемлемым компонентом, который предназначен для измерения вакуумметрического давления и температуры воздуха во впускном коллекторе.

Обе части информации используются блоком управления впрыском в определении количества воздуха всасываемого двигателем и затем используются для расчета времени впрыска и точки зажигания. Датчик устанавливается на впускном коллекторе.

Понятие об абсолютном давлении

Большинство людей, как правило, привыкли иметь дело с избыточным  давлением, то есть давление по отношению к нормали атмосферного давления, которое нас окружает. Таким образом, понятие «абсолютное давление» и датчики абсолютного давления, которые измеряют давление относительно вакуума может быть несколько запутанным.

Абсолютное давление часто легче понять,  если мы имеем четкое понимание дифференциального и избыточного давления, с которым мы, как правило, лучше знакомы. Перепад давления является разность давлений  измеренные между двумя источниками давления.

Таким образом, манометр просто частный случай измерения перепада давления с давлением в измеряемом объеме, но всегда по отношению к местному давлению окружающей среды.

В том же отношении, абсолютное давление также может быть считаться перепадом давления, где измеряется давление по сравнению с идеальным вакуумом.

В классической физике, например, в термодинамике, давление измеряется в единицах давления  относительно абсолютного вакуума, но, говоря о давлении в технике, мы обычно имеем в виду т.н. приборное или избыточное давление (изредка его еще называют «действующим»,  и совсем редко «манометрическим»).

Разница между понятиями в том, что:

• -приборное или избыточное («действующее», «манометрическое») давление измеряется относительно атмосферного (относительно нормального атмосферного в 1 бар),

или:

• -ноль приборного (избыточного) давления равен атмосферному давлению,

или:

• -абсолютный вакуум равен «минус одной атмосфере» приборного (избыточного, манометрического) давления и, при этом, равен нулю абсолютного давления.

Абсолютное давление Р(ата) – полное давление, под  которым находится жидкость (газ, пар). Оно равно сумме давлений избыточного Ри(ати) и атмосферного Ра(атм). Иногда  избыточное давление называют приборным, реже — избыточным,  действующим, манометрическим.

Р ата= Рати + Ратм из чего следует:

Рати = Рата – Ратм,
если Р ата > Ратм – избыточное давление,
если Р ата < Ратм –вакуум.

т.е. избыточное давление равно разности между абсолютным давлением большим атмосферного и атмосферным давлением.
Вакуумметрическое давление (разрежение, вакуум) – разность между атмосферным давлением и абсолютным давлением меньше атмосферного:

Рв = Ратм – Рата

Вакуум- разница между абсолютным давлением (ата) впускного коллектора и атмосферой (атм). Опорный вакуум внутри датчика абсолютного давления «калибрует» давление по нулевому уровню, так как датчики по своей природе измеряют  разность давлений, а не абсолютное давление.

Двигатель принципиально реагирует на всасываемые воздушные массы, а не на вакуум, и по абсолютному давлению необходимо рассчитать массу засасываемого воздуха.

Массы воздуха, поступающего в двигатель прямо пропорциональна плотности воздуха, которая пропорционально абсолютному давлению и обратно пропорциональна абсолютной температуре.

Функционирование

Датчик  абсолютного давления (разряжения) (в русской терминологии ДАД) с дополнительным интегрированным температурным датчиком (Т-МАР).

Датчик абсолютного давления крепиться  непосредственно к впускному коллектору. В корпусе датчика встроен датчик температуры воздуха во впускном коллекторе.

Датчик температуры воздуха состоит из термистора NTC (отрицательный температурный коэффициент).

Сопротивление датчика уменьшается с ростом температуры.

ЭБУ питает ДАД опорным напряжением 5 В.

Входные цепи блока управления делят 5 вольт опорного напряжения между сопротивлением датчика и фиксированным значением опорного напряжения, пропорциональному сопротивлению и, следовательно, температуры.

Автомобильный датчик давления преобразовывает значение давления на входном штуцере датчика в соответствующую ему величину выходного напряжения.

ДАД предназначен для преобразования давления во впускном трубопроводе, которое зависит от нагрузки двигателя и частоты вращения коленчатого вала, в электрическое напряжение.

Как  уже упоминалось, дизайн и функционирование MAP- датчика основаны на включении сенсорного элемента — некоего толстопленочного пузырька (sensor bubble), герметично уплотненного на керамической подложке и включающего данный объем воздуха с опорным давлением приблизительно в 20 кПа.

Пьезорезистивные толстопленочные измерители напряжения strain gauges напечатаны на диафрагме пузырька и защищены от агрессивной среды стеклом (стеклянным керамическим покрытием). Когда прикладывается давление, они преобразуют механическое напряжение в электрический сигнал.

Чувствительность пьезорезисторов к давлению — высока (с фактором более 12), эти измерители отличаются линейностью и отсутствием гистерезиса. Мостовая схема дает сигнал, пропорциональный  приложенному давлению и усиливаемый гибридной схемой, отделенной конструктивно от измерительной среды, но размещенной на той же самой керамической подложке. Это делается для того, чтобы минимизировать любые шумы, включая электромагнитные, на пути от проводов датчика к ECU.
Датчики давления Bosch измеряют давления до 250 кПа и устойчивы к давлениям выше атмосферного (gauge pressures) до 600 кПа».

Внутри датчика абсолютного давления имеется вакуумная камера, из которой на этапе изготовления датчика был откачан воздух. Такой датчик «сравнивает» давление на входном штуцере с давлением в вакуумной камере — от этой разницы давлений и зависит выходной сигнал датчика.

Чувствительный элемент датчика давления (зависит от модификации датчика) состоит из моста Уитстона нанесенного на керамическую мембрану.

По одну сторону диафрагмы создана камера с  практически абсолютным вакуумом- эталоном, в то время как на другой стороне создается вакуумическое давление от впускного коллектора.

Разрез датчика давления.

1 Контакты; 2 Крышка; 3 Чип датчика ; 4 Керамическая подложка; 5 Корпус ; 6 Уплотнение; 7 элемент NTC.

Пьезоэлектрический элемент датчик давления и подключаемые к нему электронные схемы для усиления сигнала и температурной компенсации устанавливаются на кремниевый чип. Измеряемое давление применяется сверху активной поверхности диафрагмы (2). Воздействие вакуума прилагается между задней стороной (3) и стеклом основы (6).

Благодаря специальному покрытию (1), датчик давления и датчик температуры нечувствительны к газам и жидкостям, которые присутствует во впускном коллекторе.

(Пьезорезистивный) сигнал, исходя из искажений, внесенные диафрагмой, до его передачи в блок управления системы управления двигателем, усиливается электронной схемой, содержащейся в поддержку керамической мембраной.

Во время работы двигателя создается вакуум, который производит механическое воздействие на керамическую мембрану датчика, которая изгибается, что изменяет значение его сопротивления.

Ремарка:

«При закрытой дроссельной заслонке напряжение сигнала ДАД низкое, а при открытой заслонке – высокое. По мере открытия дроссельной заслонки сигнал ДАД изменяется в противоположном направлении по сравнению с показаниями вакуумметра.

Изменение давления во впускном трубопроводе вызывает соответствующее изменение электрического сопротивления ДАД и напряжения сигнала.

По напряжению сигнала ДАД ЭБУ определяет давление во впускном трубопроводе.

При высоком давлении (низком разряжении) ДАД выдает сигнал высокого напряжения и ЭБУ увеличивает подачу топлива в двигатель.

При низком давлении (высоком разряжении) напряжение сигнала ДАД уменьшается и ЭБУ снижает подачу топлива. При отказе ДАД или проводки ЭБУ устанавливает код неисправности 33.

ДАД используется  также  для измерения абсолютного атмосферного (барометрического) давления .  ДАД используется также для измерения атмосферного давления при неработающем двигателе, что позволяет ЭБУ адаптировать алгоритмы управления к конкретной высоте над уровнем моря. При выключенном двигателе, мембрана отклоняется в соответствии с атмосферным давлением. Точные информации эталона на высоте может быть получены с помощью включенного  зажигания (при неработающем двигателе).

При включенном зажигании и неработающем двигателе ЭБУ использует сигнал ДАД для корректировки управления составом топливовоздушной смеси (компенсация изменений плотности воздуха, которая зависит от высоты над уровнем моря). Высотная компенсация позволяет снизить неблагоприятное влияние высоты над уровнем моря на уровень выбросов вредных веществ с отработавшими газами и на мощность двигателя. Значение атмосферного давления, хранящееся в памяти ЭБУ периодически обновляется (при каждом запуске автомобиля)».

Информация об установке

Датчик предназначен для установки на горизонтальной поверхности впускного коллектора автомобиля. Штуцер давления вместе с датчиком температуры устанавливаются на впускном коллекторе, и закрыты от атмосферы резиновыми уплотнителями. При правильной установке на транспортном средстве (точка мониторинга давления должна располагаться на вершине на впускном коллекторе, а штуцер датчика давления направлен вниз и т.п.) необходимо обеспечить, чтобы конденсат не собирался в измерительном  органе.

Оценка Сигнала EBU: Рекомендации.

Электрические выходные цепи датчика давления сконструированы так, чтобы сбои, вызванных обрывом  кабеля или короткими замыканиями цепей могут быть обнаружены с помощью подходящего замыкания в соответствующих электронных схемах. Диагноз районов, расположенных за пределами характерной кривой пределы предназначены для диагностики неисправностей.
Схема показывает пример для выявления всех неисправностей с помощью сигнала за пределами характерной кривой ограничения.

Электрические свойства

Электрические свойства датчика приведены на диаграмме ниже.

ДАТЧИК АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

Датчик абсолютного атмосферного (барометрического) давления BAP (Barometric Absolute Pressure) (1,4 8V версия)
Absolute-pressure sensors in micromechanical hybrid design Bosch 0 261 230 052 (тип DS-S2) диапазон  10…115 kPa.
Барометрический датчик абсолютного давления (BAP) используют вместе с MAP, преимущественно для компенсации высоты над уровнем места.

Предназначен для учёта изменения давления с изменением высоты места над уровнем моря (горный датчик). Высокая точность; Защита  от ЭМИ уровня более чем100 V m–1;Температурная компенсация;

Датчик используется для измерения атмосферного давления (в ДВС версии 1,4). Он используется также для измерения атмосферного давления при неработающем двигателе, что позволяет ЭБУ адаптировать алгоритмы управления к конкретной высоте над уровнем моря. При выключенном двигателе, мембрана отклоняется в соответствии с атмосферным давлением. Точные информации эталона на высоте может быть получены с помощью включенного  зажигания (при неработающем двигателе).

При включенном зажигании и неработающем двигателе ЭБУ использует сигнал для корректировки управления составом топливовоздушной смеси (компенсация изменений плотности воздуха, которая зависит от высоты над уровнем моря). Высотная компенсация позволяет снизить неблагоприятное влияние высоты над уровнем моря на уровень выбросов вредных веществ с отработавшими газами и на мощность двигателя. Значение атмосферного давления, хранящееся в памяти ЭБУ периодически обновляется.

КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ

Спецификации

Катушки (BAE 940A) размещены в одном корпусе, крепятся непосредственно на крышку клапанов двигателя. Тип схемы замкнутых магнитных цепей. Они состоят из пластинчатых пакетов с центральным стержнем из кремнистой стали с разрезной тонкой щелью, которая содержит обе обмотки.

Pin Out

1. V Батт
2. ECU, управление для свечей зажигания для цилиндра 1
3. ECU ,управление для свечей зажигания для цилиндра 2
4. ECU, управление для свечей зажигания для цилиндра 3
5. ECU, управление для свечей зажигания для цилиндра 4
6. Земля/корпус

Электрические свойства:

• — Сопротивление первичной  цепи: 0,5 Ом ± 10% при температуре 23 ± 3 ° C
• —  Сопротивление вторичной цепи: 6,0 кОм ± 10% при температуре 23 ± 3 ° С.

Обмотки катушки покрыты прессованным пластиковым контейнером и изолированы эпоксидной смолой с кварцевым компаундом, которое дает им превосходные диэлектрические,, механические, а также тепловые свойства при воздействии высоких температур.

Близость к первичной обмотке магнитного сердечника снижает потери магнитного потока, обеспечивая максимальное взаимодействия на вторичной обмотке.

ДАТЧИК  ФАЗЫ

Устройство

Датчик работает на эффекте Холла. Током полупроводникового слоя погруженными в нормальное магнитное поле создает разность потенциалов на своих терминалах, известное как напряжение Холла.

Функционирование

Силовые линии перпендикулярные направлению тока производят разницу в мощности на клеммах (известный эффект как напряжение Холла).

Если сила тока остается постоянной, генерируемое напряжение зависит от напряженности магнитного поля в одиночку. Изменения магнитного поля достаточно для создания модулированного электрического сигнала с частотой, пропорциональной скорости изменения магнитного поля.

Чтобы произвести это изменение расстояния между датчиком и шкивом специальной формы на распределительном валу изменяется.

Вращения шкива изменяет расстояние и производит сигнал низкого напряжения, соответствующие каждой из отметок.
И наоборот, если три отметки нет, датчик дает более высокое напряжение сигнала.

В результате высокого сигнала чередуется с низким отношением сигнал четыре раза каждый цикла двигателя.
Вместе с сигналами от датчиков числа оборотов  и ВМТ, этот сигнал позволяет блоку управления распознавать цилиндры, и определять моменты  впрыска и зажигания.

• 1. Земля
• 2. Выходной сигнал
• 3. Напряжение питания