Источник: Please login or register to view links За счет применения высокоскоростного электронно-вычислительного устройства (процессора) система управления двигателем осуществляет координацию таких жизненно важных процессов, как компоновка воздушно-топливной смеси, установка и непрерывная регулировка угла опережения зажигания, функционирование систем рециркуляции отработавших газов и стабилизации оборотов холостого хода и пр. Во главу угла поставлена задача получения максимальной отдачи от двигателя в любых дорожных условиях при минимальных расходе топлива и концентрации содержания токсичных составляющих в отработавших газах. Функциональная схема системы управления двигателем VG33E 1 - Топливный инжектор 2 - Регулятор давления топлива 3 - Кулачок быстрого холостого хода 4 - Датчик положения дроссельной заслонки (TPS) и датчик-выключатель закрытого положения заслонки 5 - Контрольная лампа отказов (MIL) 6 - Блок управления АТ (TCM) 7 - Воздухоочиститель 8 - Датчик температуры всасываемого воздуха (IAT) 9 - Электромагнитный клапан датчика-выключателя абсолютного давления в трубопроводе (MAP)/атмосферного давления (BARO) 10 - Датчик-выключатель разрешения запуска (Р/N) 11 - Датчик абсолютного давления 12 - Датчик скорости движения автомобиля (VSS) 13 - Выключатель кондиционера воздуха 14 - Датчик-выключатель давления в гидравлическом тракте рулевого усилителя (ГУР) 15 - Датчик-выключатель температуры наружного воздуха 16 - Электронный модуль управления двигателем (ECM) 17 - Датчик измерения массы воздуха (MAF) 18 - Аккумуляторная батарея 19 - Топливный бак 20 - Датчик температуры топлива в баке 21 - Топливный насос 22 - Угольный адсорбер системы улавливания топливных испарений (EVAP) 23 - Перепускной клапан клапана отсечки разрежения 24 - Клапан отсечки разрежения 25 - Клапан управления вентиляцией угольного адсорбера 26 - Датчик давления системы управления продувкой EVAP 27 - Клапан управления продувкой угольного адсорбера 28 - Электромагнитный управляющий клапан продувки угольного адсорбера 29 - Электромагнитный клапан системы рециркуляции отработавших газов (EGRC) 30 - Передний (предкаталитический) подогреваемый лямбда-зонд 31 - Одноходовой клапан 32 - Объемный клапан управления продувкой угольного адсорбера 33 - Задний (посткаталитический) подогреваемый лямбда-зонд 34 - Трехфункциональный каталитический преобразователь 35 - Датчик детонации (KS) 36 - Датчик положения коленчатого вала (CKP) 37 - Передний (предкаталитический) подогреваемый лямбда-зонд 38 - Глушитель 39 - Задний (посткаталитический) подогреваемый лямбда-зонд 40 - Трехфункциональный каталитический преобразователь 41 - Свеча зажигания 42 - Встроенные в сборку распределителя катушка зажигания, мощный транзистор и датчик положения распределительного вала (CMP) 43 - Клапан системы управляемой вентиляции картера (PCV) 44 - Выключатель зажигания 45 - Клапан EGRС-ВРТ 46 - Клапан EGR 47 - Датчик температуры EGR 48 - Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT) 49 - Электромагнитный клапан-регулятор системы стабилизации оборотов холостого хода (IACV-FICD) 50 - Клапан дополнительного воздуха системы стабилизации оборотов холостого хода (IACV-ААС)
Поставленная перед системой задача по повышению эффективности отдачи двигателя и обеспечению максимального комфорта передвижения выполняется путем отслеживания и корректировки следующих параметров: Угол опережения зажигания и время перекрывания впускных и выпускных клапанов по отношению к положениям поршней; Состав воздушно-топливной смеси, подаваемой в камеры сгорания в каждом рабочем такте поршней; Момент воспламенения сжатой в цилиндре в конце такта сжатия воздушно-топливной смеси; Температура сгорания горючей смеси в цилиндрах, особенно при работе двигателя под нагрузкой; Обороты двигателя в любых условиях функционирования. Все перечисленные параметры контролируются и корректируются электронной системой управления двигателя, обеспечивая максимальную его отдачу при минимальных расходе топлива и эмиссии в атмосферу токсичных продуктов сгорания практически при любых условиях эксплуатации автомобиля. Управление качеством воздушно-топливной смеси Для обеспечения работы бензинового двигателя на холостых оборотах в камеры сгорания должна подаваться обогащенная топливом горючая смесь. При движении автомобиля с крейсерской скоростью количество воздушной составляющей в смеси увеличивается (обеднение). Повышение нагрузки на двигатель, работа последнего на высоких оборотов также сопровождается обогащением воздушно-топливной смеси. Любые изменения качества смеси должны производиться плавно, по возможности, незаметно для водителя. Электронная система управления двигателем Infiniti обеспечивает прецизионное управление количеством впрыскиваемого в двигатель топлива на основании поступающей от соответствующих датчиков анализа информации о количестве всасываемого в двигатель воздуха, оборотах коленчатого вала и положении педали газа/ дроссельной заслонки. Измерение массового расхода поступающего в двигатель атмосферного воздуха осуществляется вмонтированным во впускной воздушный тракт датчика измерения массы воздуха (MAF). Датчики данного типа способны отслеживать малейшие изменения расхода и плотности воздушного потока и обладают очень малой инерционностью, практически мгновенно корректируя параметры выдаваемого на ECM информационного сигнала. На основании анализа параметров поступающих от датчика MAF импульсов напряжения ECM вырабатывает команду на соответствующую корректировку количества впрыскиваемого в двигатель топлива путем тончайших корректировок длительности времени открывания игольчатых клапанов инжекторов. Так как диапазон изменений составляет миллисекунды, рабочие параметры двигателя корректируются плавно, без бросков и провалов оборотов. Система последовательного распределенного впрыска топлива На рассматриваемых в настоящем Руководстве моделях Infiniti используется распределенная система впрыска, когда каждая из камер сгорания оборудована индивидуальным, помещенным во впускной порт инжектором. Инжекторы обеспечивают тонкодисперсное распыление топлива, под напором впрыскиваемого непосредственно в поток подаваемого во впускной порт камеры сгорания воздушного потока. Так как моменты впрыска согласованы с порядком зажигания, речь идет о системе последовательного типа. Впрыск четко дозированного количества топлива осуществляется непосредственно перед моментом открывания впускного клапана каждого из цилиндров. Функционирование инжекторов определяется подачей топлива, давление которого в тракте системы питания корректируется в зависимости от глубины разрежения во впускном трубопроводе. Подаваемое под давлением топливо прокачивается через установленный в двигательном отсеке фильтр тонкой очистки и поступает в топливную магистраль с вмонтированными в нее инжекторами. Таким образом, на входе инжекторов постоянно поддерживается избыточное давление, что гарантирует бесперебойность впрыска в любой момент времени при открывании игольчатых клапанов. За счет перенаправления избытка топлива назад в топливный бак специальный регулятор давления топлива обеспечивает на входе инжекторов постоянный избыточный над давлением во впускном трубопроводе напор величиной в 2.4 кГс/см 2 (235 кПа). Такая схема позволяет ECM осуществлять регулировку количества впрыскиваемого в камеры сгорания топлива простым изменением длительности времени открывания инжекторов, - чем дольше игольчатые клапаны инжекторов остаются открытыми, тем более обогащенная смесь подается в цилиндры. Управление углом опережения зажигания Наибольшую эффективность дает возможность динамического управления зажиганием, когда момент воспламенения воздушно-топливной смеси корректируется в зависимости от конкретных условий функционирования двигателя. В качестве управляющих параметров могут выступать нагрузка на двигатель, частота вращения коленчатого вала, температура охлаждающей жидкости, атмосферное давление (высота над уровнем моря) и пр. Все необходимые сведения ECM получает от соответствующих информационных датчиков. Как правило, используется электронная система зажигания с распределителем. Основными элементами распределителя являются встроенные в него оптический датчик положения распределительного вала (CMP) на светодиоде (LED), мощный транзистор и катушка зажигания (см. иллюстрацию Конструкция распределителя зажигания). Датчик CMP отслеживает обороты двигателя и поставляет ECM информацию о положении поршней. Мощный транзистор по сигналам ECM производит активацию катушки зажигания с выдачей в нужный момент времени ВВ напряжения на соответствующую свечу зажигания. Питание на катушку выдается через реле (см. иллюстрацию Местоположение реле зажигания) с выключателя зажигания. При возникновении в камерах сгорания детонации воздушно-топливной смеси повышенный уровень вибраций улавливается датчиком детонаций (KS) и преобразуется в информационные сигналы, на основании анализа которых ECM производит соответствующее смещение угла опережения зажигания в сторону отставания с целью устранения детонационного процесса. Управление температурой сгорания К числу наиболее типичных фотохимических загрязнителей атмосферы относятся окислы азота, образующиеся в продуктах сгорания воздушно-топливной смеси при температурах горения свыше 1093°С. Наиболее очевидным из способов борьбы за сокращение эмиссии NОХ является снижение рабочей температуры в камерах сгорания. Данная цель достигается за счет отвода во впускной тракт небольшого количества инертных отработавших газов, соответствующий процесс получил название процесса подмешивания отработавших газов (EGR). Система стабилизации оборотов холостого хода На количество оборотов холостого хода оказывают влияние множество различных факторов. Так, например, холодный двигатель имеет тенденцию к нарушению стабильности оборотов как на холостом ходу, так и под нагрузкой. Включение таких вспомогательных агрегатов, как компрессор К/В, рулевой насос и т.п. неизбежно приводит к снижению оборотов холостого хода. Активация такого энергоемкого оборудования, как головные фары обогреватели стекол, вентиляторы системы охлаждения ведет к увеличению нагрузки на двигатель. С целью стабилизации оборотов холостого хода и обеспечения максимальной экономии расхода топлива в любых условиях эксплуатации система управления двигателем обеспечивает автоматический контроль оборотов холостого хода. На основании анализа поступающих от соответствующих информационных датчиков данных ECM вычисляет оптимальное значение оборотов холостого хода и осуществляет управление количеством подаваемого во впускной трубопровод воздуха посредством клапана дополнительного воздуха IACV-AAC, регулирующего. Так как количество всасываемого в двигатель воздуха определяется на основании информации, поступающей от датчика MAF, ECM всегда имеет возможность соответствующей корректировки длительности открывания инжекторов с целью компоновки воздушно-топливной смеси требуемого состава.
Информационные датчики (в зависимости от комплектации автомобиля) Кислородные датчики (лямбда-зонды). Датчик вырабатывает сигнал, амплитуда которого зависит от разницы содержания кислорода (О2) в отработавших газах двигателя и наружном воздухе. Датчик положения коленчатого вала (СКР). Датчик информирует ECM о положении коленчатого вала и оборотах двигателя. Данная информация используется процессором при определении моментов впрыска топлива и установке угла опережения зажигания. Датчик положения поршней (CYP). На основании анализа поступающих от датчика сигналов ECM вычисляет положение поршня первого цилиндра и использует данную информацию при определении моментов и последовательности впрыска топлива в камеры сгорания двигателя. Датчик ВМТ (TDC). Вырабатываемые датчиком сигналы используются ECM при определении установок угла опережения зажигания в момент запуска двигателя. Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ). На основании поступающей от датчика информации ЕСМ осуществляет необходимые корректировки состава воздушно-топливной смеси и угла опережения зажигания, а также контролирует работу системы EGR. Датчик температуры всасываемого воздуха (IAT). ECM использует поступающую от датчика IAT информацию при корректировках потока топлива, установок угла опережения зажигания и управлении функционированием системы EGR. Датчик положения дроссельной заслонки (TPS). Датчик расположен на корпусе дросселя и соединен с осью дроссельной заслонки. По амплитуде выдаваемого TPS сигнала ECM определяет угол открывания дроссельной заслонки (управляется водителем от педали газа) и соответствующим образом корректирует подачу топлива во впускные порты камер сгорания. Отказ датчика, либо ослабление его крепления приводит к перебоям впрыска и нарушениям стабильности оборотов холостого хода. Датчик абсолютного давления в трубопроводе (МАР). Датчик контролирует вариации глубины разрежения во впускном трубопроводе, связанные с изменениями оборотов коленчатого вала и нагрузки на двигатель и преобразует получаемую информацию в амплитудный сигнал. ECM использует поставляемую датчиками МАР и IAT информацию при тонких корректировках подачи топлива. Датчик атмосферного давления (BARO). Датчик вырабатывает амплитудный сигнал, пропорциональный изменениям атмосферного давления, который используется ECM при определении продолжительности моментов впрыска топлива. Датчик встроен в модуль ECM и обслуживанию в индивидуальном порядке не подлежит. Датчик детонации (KS). Датчик реагирует на изменение уровня вибраций, связанных с детонациями в двигателе. На основании поступающей от датчик информации ECM осуществляет соответствующую корректировку угла опережения зажигания. Датчик скорости движения автомобиля (VSS). Как следует из его названия, датчик информирует процессор о текущей скорости движения автомобиля. Датчик величины открывания клапана EGR. Датчик оповещает ECM о величине смещения плунжера клапана EGR. Полученная информация используется затем процессором при управлении функционированием системы рециркуляции отработавших газов. Датчик давления в топливном баке. Датчик является составным элементом системы улавливания топливных испарений (EVAP) и служит для отслеживания давления паров бензина в баке. На основании поступающей от датчика информации ECM выдает команды на срабатывание электромагнитных клапанов продувки системы. Датчик-выключатель давления системы гидроусиления руля (PSP). На основании поступающей от датчика-выключателя PSP информации ECM обеспечивает повышение оборотов холостого хода за счет срабатывания датчика системы стабилизации оборотов холостого хода (IAC) с целью компенсации возрастающих нагрузок на двигатель, связанных с функционированием рулевого гидроусилителя при совершении маневров. Трансмиссионные датчики. В дополнение к данным, поступающим от VSS, ECM получает также информацию от датчиков помещенных внутрь коробки передач, либо подсоединенных к ней. К числу таких датчиков относятся: датчик оборотов вторичного (коренного) вала датчик оборотов промежуточного вала. Датчик-выключатель управления включением муфты сцепления кондиционера воздуха. При подаче питания от батареи к электромагнитному клапану компрессора К/В соответствующий информационный сигнал поступает на ECM, который расценивает его как свидетельство возрастания нагрузки на двигатель и соответствующим образом корректирует обороты его холостого хода.
Исполнительные устройства Реле топливного насоса. ECM производит активацию реле топливного насоса при поворачивании ключа зажигания в положение START или RUN. При включении зажигания активация реле обеспечивает подъем давления в системе питания. Инжектор(ы) впрыска топлива. ECM обеспечивает индивидуальное включение каждого из инжекторов в соответствии с установленным порядком зажигания. Кроме того, модуль контролирует продолжительность открывания инжекторов, определяемую шириной управляющего импульса, измеряемой в миллисекундах и определяющей количество впрыскиваемого в цилиндр топлива. Распределитель зажигания. Распределитель управляет функционированием катушки зажигания, определяя требуемое базовое опережение на основании вырабатываемых ECM команд. Клапан стабилизации оборотов холостого хода (IAC). Клапан IAC осуществляет дозировку количества воздуха, перепускаемого в обход дроссельной заслонки, когда последняя закрыта, либо занимает положение холостого хода. Открыванием клапана и формированием результирующего воздушного потока управляет ECM. Электромагнитный клапан продувки угольного адсорбера. Клапан является составным элементом системы улавливания топливных испарений (EVAP) и, срабатывая по команде ECM, осуществляет выпуск скопившихся в адсорбере паров топлива во впускной трубопровод с целью сжигания их в процессе нормального функционирования двигателя. Электромагнит управления продувкой угольного адсорбера. Электромагнит используется ECM при проверке системой OBD-II исправности функционирования системы EVAP.
