Система управления двигателем автомобиля Лада Приора


Описание конструкции

Ремонт Priora 105.jpg

Схема электронной системы управления двигателем:
1 — аккумуляторная батарея;
2 — замок зажигания;
3 — главное реле; 
4 — блок управления иммобилайзера;
5 — контроллер;
6 — диагностический разъем (колодка диагностики);
7 — датчик массового расхода воздуха;
8 — комбинация приборов (тахометр, спидометр, сигнализатор неисправности системы управления двигателем);
9 — реле вентилятора системы охлаждения;
10 — вентилятор системы охлаждения;
11 — датчик фаз;
12 — датчик детонации;
13 — датчик температуры охлаждающей жидкости;
14 — датчик скорости автомобиля;
15 — форсунка;
16 — датчик неровной дороги;
17 — катушка зажигания;
18 — реле топливного насоса;
19 — топливный модуль;
20 — электромагнитный клапан продувки адсорбера;
21 — датчик положения коленчатого вала;
22 — диагностический датчик кислорода;
23 — управляющий датчик кислорода;
24 — регулятор холостого хода;
25 — датчик положения дроссельной заслонки


Ремонт Priora 106.jpg

Элементы электронной системы управления двигателем
1 — датчик неровной дороги;
2* — колодка диагностики;
3 — электромагнитный клапан продувки адсорбера;
4* — контроллер, блок реле и предохранителей системы управления двигателем;
5* — датчик детонации;
6* — управляющий датчик концентрации кислорода;
7* — диагностический датчик концентрации кислорода;
8 — датчик положения дроссельной заслонки;
9* — предохранитель (30 А);
10 — датчик массового расхода воздуха;
11* — датчик температуры охлаждающей жидкости;
12 — катушка зажигания;
13 — датчик фаз;
14* — датчик положения коленчатого вала

* Элемент на фото не виден.

Двигатель ВАЗ-21126 оснащен системой распределенного фазированного впрыска топлива: бензин подается форсунками в каждый цилиндр поочередно в соответствии с порядком работы двигателя.
Электронная система управления двигателем (ЭСУД) состоит из контроллера, датчиков параметров работы двигателя и автомобиля, а также исполнительных устройств.
Контроллер представляет собой мини-компьютер специального на значения, в его состав входят оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) и электрически перепрограммируемое запоминающее устройство (ЭРПЗУ). 

Ремонт Priora 107-1.jpg


Контроллер 
Контроллер закреплен на кронштейне, под консолью панели приборов. Контроллер получает информацию от датчиков системы и управляет исполнительными устройствами, такими как топливный насос и форсунки, катушки зажигания, регулятор холостого хода, нагревательные элементы датчиков концентрации кислорода, электромагнитный клапан продувки адсорбера, электровентилятор системы охлаждения и различными реле системы. При включении зажигания контроллер включает главное реле, через которое напряжение питания подводится к элементам системы.
При выключении зажигания контроллер задерживает выключение главного реле на время, необходимое для подготовки к следующему включению (для завершения вычислений, установки регулятора холостого хода, управления электровентилятором системы охлаждения).
Контроллер также выполняет диагностические функции системы управления двигателем (бортовая система диагностики). Контроллер определяет наличие неисправностей элементов системы управления, включает сигнализатор не исправности в комбинации приборов и сохраняет в своей памяти коды неисправностей. При обнаружении неисправности, во избежание негативных последствий (прогорание поршней из-за детонации, повреждение каталитического коллектора в случае возникновения пропусков воспламенения топливо-воздушной смеси, превышение предельных значений по токсичности отработавших газов и пр.), контроллер переводит систему на аварийные режимы работы. Суть их состоит в том, что при выходе из строя какого-либо датчика или его цепи контроллер для управления двигателем применяет замещающие данные, хранящиеся в ППЗУ.

Сигнализатор неисправности системы управления двигателем расположен в комбинации приборов.
Если система исправна, то при включении зажигания сигнализатор должен загореться — таким образом ЭСУД проверяет исправность сигнализатора и цепи управления. После пуска двигателя сигнализатор должен погаснуть, если в памяти контроллера отсутствуют условия для его включения. Включение сигнализатора при работе двигателя информирует водителя о том, что бортовая система диагностики обнаружила неисправность и дальнейшее движение автомобиля происходит в аварийном режиме. При этом могут ухудшиться некоторые параметры работы двигателя (мощность, приемистость, экономичность), но движение с такими неисправностями возможно, и автомобиль может самостоятельно доехать до СТО. Единственным исключением является датчик положения коленчатого вала, при его неисправности двигатель работать не может. 

Ремонт Priora 107-2.jpg


Сигнализатор неисправности системы управления двигателем в комбинации приборов

После устранения причин неисправности сигнализатор будет выключен контроллером через определенное время задержки, в течение которого неисправность не проявляется, и при условии, что в памяти контроллера отсутствуют другие коды неисправностей, требующие включения сигнализатора. Коды неисправностей (даже если сигнализатор погас) остаются в памяти контроллера и могут быть считаны с помощью диагностического прибора DST-2M, подключаемого к диагностическому разъему.
При удалении кодов неисправностей из памяти контроллера с помощью диагностического прибора или посредством отключения аккумуляторной батареи (не менее чем на 10 с) сигнализатор гаснет. 

Ремонт Priora 107-3.jpg

Расположение диагностического разъема:
1 — вещевой ящик;
2 — диагностический разъем;
3 — выключатель лампы освещения вещевого ящика 
Диагностический разъем (колодка диагностики) расположен на панели приборов и закрыт вещевым ящиком. Для доступа к диагностическому разъему необходимо открыть вещевой ящик и, выведя два его фиксатора из прорезей в панели приборов, опустить ящик.
Датчики системы управления выдают контроллеру информацию о параметрах работы двигателя и автомобиля, на основании которых он рассчитывает момент, длительность и порядок открытия топливных форсунок, момент и порядок искрообразования.
Ремонт Priora 107-4.jpg

Датчик положения коленчатого вала

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) установлен на крышке масляного насоса.
Датчик выдает контроллеру информацию о частоте вращения и угловом положении коленчатого вала. Датчик — индуктивного типа, реагирует на прохождение вблизи своего сердечника зубьев задающего диска, объединенного со шкивом привода генератора.


Ремонт Priora 108-1.jpg

Шкив привода генератора

Зубья расположены на диске с интервалом 6°. Два зуба из 60 срезаны, образуя впадину.
При прохождении впадины мимо датчика в нем генерируется так называемый «опорный» импульс синхронизации. Установочный зазор между сердечником и вершинами зубьев должен находиться в пределах 1±0,4 мм. При вращении задающего диска изменяется магнитный поток в магнитопроводе датчика — в его обмотке наводятся импульсы напряжения переменного тока. По количеству и частоте этих импульсов контроллер рассчитывает фазу и длительность импульсов управления форсунками и катушками зажигания. 

Ремонт Priora 108-2.jpg

Датчик фаз

Датчик фаз (ДФ) закреплен спереди, справа на головке блока цилиндров.
Сигнал ДФ контроллер использует для согласования процессов впрыска топлива в соответствии с порядком работы цилиндров.
Принцип действия датчика основан на эффекте Холла. К зубчатому шкиву распределительного вала впускных клапанов прикреплен металлический задающий диск с прорезью в ободе. Обод диска проходит через паз в наконечнике датчика.
Когда прорезь в ободе диска проходит мимо наконечника датчика, датчик выдает на контроллер импульс напряжения низкого уровня (около 0 В), соответствующий положению поршня 1-го цилиндра в конце такта сжатия. При выходе из строя ДФ контроллер переходит в режим нефазированного впрыска топлива. 

Ремонт Priora 108-3.jpg

Взаимное расположение датчика фаз и задающего диска (для наглядности показано на снятых шкиве и датчике):
1 — зубчатый шкив распределительного вала впускных клапанов;
2 — задающий диск датчика;
3 — паз в наконечнике датчика;
4 — прорезь в ободе диска 

Ремонт Priora 108-4.jpg

Датчик температуры охлаждающей жидкости

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) установлен в корпусе термостата.
Датчик представляет собой терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом, т. е. его сопротивление уменьшается при повышении температуры. Контроллер подает на датчик через резистор (около 2 кОм) стабилизированное напряжение +5,0 В и по падению напряжения на датчике рассчитывает температуру охлаждающей жидкости, значения которой используются в большинстве функций управления двигателем. При возникновении неисправностей цепей ДТОЖ загорается сигнализатор неисправности системы управления двигателем, контроллер включает вентилятор системы охлаждения на постоянный режим работы и рассчитывает значение температуры по обходному алгоритму. 

Ремонт Priora 108-5.jpg


Датчик положения дроссельной заслонки

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) установлен на оси дроссельной заслонки и представляет собой резистор потенциометрического типа.
На один конец его резестивного элемента подается от контроллера стабилизированное напряжение +5,0 В, а другой соединен с «массой» контроллера. С третьего вывода потенциометра (ползунка), который соединен с осью дроссельной заслонки, снимается сигнал для контроллера. Периодически измеряя выходное напряжение сигнала ДПДЗ, контроллер определяет текущее положение дроссельной заслонки для расчета угла опережения зажигания и длительности импульсов впрыска топлива, а также для управления регулятором холостого хода.
При выходе из строя ДПДЗ или его цепей контроллер включает сигнализатор неисправности и рассчитывает предполагаемое значение положения дроссельной заслонки по частоте вращения коленчатого вала и массовому расходу воздуха. 

Ремонт Priora 109-1.jpg


Датчик массового расхода воздуха

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) термоанемометрического типа расположен между воздушным фильтром и шлангом подвода воздуха к дроссельному узлу.
Поток воздуха охлаждает чувствительный элемент датчика. Чем выше скорость потока воздуха, тем интенсивнее охлаждение. Степень этого охлаждения, переведенная в электрический сигнал, формирует выходной сигнал для контроллера. В зависимости от расхода воздуха напряжение выходного сигнала ДМРВ изменяется от 1,0 до 5,0 В. Так как степень охлаждения чувствительного элемента зависит от температуры воздуха на впуске, ДМРВ имеет встроенный датчик температуры воздуха (ДТВ). Чувствительным элементом ДТВ является термистор, уста нов ленный в потоке воздуха. Выходной сигнал ДТВ изменяется в диапазоне от 0 до 5,0 В — в зависимости от температуры воздуха, проходящего через датчик.
При выходе из строя ДМРВ или его цепей контроллер рассчитывает значение массового расхода воздуха по частоте вращения коленчатого вала и положению дроссельной заслонки. При возникновении неисправности цепи ДТВ контроллер включает сигнализатор в комбинации приборов и заменяет показания датчика фиксированным значением температуры воздуха (33 °С). 

Ремонт Priora 109-2.jpg


Датчик детонации

Датчик детонации (ДД) закреплен в передней верхней части блока цилиндров.
Пьезокерамический чувствительный элемент датчика генерирует сигнал напряжения переменного тока, амплитуда и частота которого соответствуют параметрам вибраций стенки блока цилиндров двигателя. При возникновении детонации амплитуда вибраций определенной частоты возрастает. При этом для подавления детонации контроллер корректирует угол опережения зажигания в сторону более позднего. 

Ремонт Priora 109-3.jpg


Датчик концентрации кислорода

Управляющий датчик концентрации кислорода (УДК) установлен в катколлекторе до каталитического нейтрализатора отработавших газов.
Контроллер рассчитывает длительность импульса впрыска топлива по таким параметрам, как массовый расход воздуха, частота вращения коленчатого вала, температура охлаждающей жидкости, положение дроссельной заслонки. По сигналу от УДК о наличии кислорода в отработавших газах контроллер корректирует подачу топлива форсунками так, чтобы состав отработавших газов был оптимальным для эффективной работы каталитического нейтрализатора.
Кислород, содержащийся в отработавших газах, создает разность потенциалов на выходе датчика, изменяющуюся приблизительно от 50 до 900 мВ. Низкий уровень сигнала соответствует бедной смеси (наличие кислорода), а высокий уровень — богатой (кислород отсутствует). Когда УДК находится в холодном состоянии, выходной сигнал датчика отсутствует, т. к. его внутреннее сопротивление в этом состоянии очень высокое — несколько МОм (система управления двигателем работает по разомкнутому контуру). Для нормальной работы датчик концентрации кислорода должен иметь температуру не ниже 300 °С, по это му для быстрого прогрева после запуска двигателя в него встроен нагревательный элемент, которым управляет контроллер. По мере прогрева сопротивление датчика падает, и он начинает генерировать выходной сигнал. Контроллер постоянно выдает в цепь датчика стабилизированное опорное напряжение 450 мВ. Пока датчик концентрации кислорода не прогреется, его выходное напряжение находится в диапазоне от 300 до 600 мВ.
При этом контроллер управляет системой впрыска, не учитывая напряжение на датчике. По мере прогрева датчика концентрации кислорода его внутреннее сопротивление уменьшается и он начинает изменять выходное напряжение, выходящее за пределы указанного диапазона. Тогда контроллер отключает нагрев датчика и начинает учитывать сигнал датчика концентрации кислорода для управления топливоподачей в режиме замкнутого контура.
Датчик концентрации кислорода может быть отравлен в результате применения этилированного бензина или использования при сборке двигателя герметиков, содержащих в большом количестве силикон (соединения кремния) с высокой летучестью. Испарения силикона могут попасть через систему вентиляции картера в камеру сгорания, а оттуда — в катколлектор. В случае выхода из строя датчика концентрации кислорода или его цепей контроллер включает сигнализатор неисправности, заносит в свою память соответствующий код неисправности и управляет топливоподачей по разомкнутому контуру.
Диагностический датчик концентрации кислорода (ДДК) установлен в катколлекторе после каталитического нейтрализатора отработавших газов. Устройство и принцип работы ДДК такие же, как и УДК. Сигнал, генерируемый ДДК, указывает на наличие кислорода в отработавших газах после нейтрализатора. Если нейтрализатор работает нормально, показания ДДК будут значительно отличаться от показаний УДК. Напряжение выходного сигнала прогретого ДДК при работе в режиме замкнутого контура и исправном нейтрализаторе должно находиться в диапазоне от 590 до 750 мВ. При выходе из строя датчика или его цепей контроллер заносит в свою память код неисправности и включает сигнализатор неисправности в комбинации приборов.

Ремонт Priora 110-1.jpg

Датчик скорости автомобиля

Датчик скорости автомобиля (ДСА) установлен сверху на картере сцепления, над корпусом внутреннего шарнира привода правого переднего колеса.
Принцип его действия основан на эффекте Холла. Задающий диск датчика установлен в коробке передач и вращается с частотой вращения передних колес автомобиля. Задающий диск установлен на коробке дифференциала и прижат внутренним кольцом левого подшипника дифференциала. Датчик выдает на контроллер прямоугольные импульсы напряжения (нижний уровень — не более 1,0 В, верхний — не менее 5,0 В) с частотой, пропорциональной скорости вращения ведущих колес. Количество импульсов датчика пропорционально пути, пройденному автомобилем. Контроллер определяет скорость автомобиля по частоте импульсов. При выходе из строя датчика или его цепей контроллер заносит в свою память код неисправности и включает сигнализатор неисправности в комбинации приборов. 

Ремонт Priora 110-2.jpg

Датчик неровной дороги

Датчик неровной дороги (ДНД) установлен в моторном отсеке на чашке правого брызговика.
Датчик предназначен для измерения амплитуды колебаний кузова. Принцип его работы основан на пьезоэффекте. Возникающая при движении по неровной дороге переменная нагрузка на трансмиссию влияет на угловую скорость вращения коленчатого вала двигателя.
При этом колебания частоты вращения коленчатого вала похожи на колебания, возникающие при пропусках воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя. В этом случае для предупреждения ложного обнаружения пропусков воспламенения, контроллер отключает эту функцию бортовой системы диагностики при превышении сигнала ДНД выше определенного порога. При выходе из строя датчика или его цепей контроллер заносит в свою память код неисправности и включает сигнализатор в комбинации приборов. 

Ремонт Priora 110-3.jpg


Блок управления иммобилайзера

При включении зажигания контроллер ЭСУД обменивается информацией с иммобилайзером (если он активирован), предназначенным для предотвращения несанкционированного пуска двигателя. При этом работа двигателя возможна, если контроллер получил правильный пароль от иммобилайзера. В противном случае пуск двигателя блокируется.
Блок управления иммобилайзера, совмещенный с контроллером системы дистанционного управления электропакетом, расположен на кронштейне под консолью панели приборов 

Ремонт Priora 110-4.jpg


Катушка зажигания

Система зажигания состоит из индивидуальных для каждого цилиндра катушек зажигания, которые через наконечники катушек надеваются на свечи зажигания. Высоковольтные провода в системе зажигания отсутствуют. В эксплуатации система не требует обслуживания и регулировки, за исключением замены свечей. Управление током в первичных обмотках катушек зажигания осуществляется контроллером в зависимости от режима работы двигателя. Катушка зажигания — неразборная, при выходе из строя ее заменяют.
Применены свечи зажигания АУ17ДВРМ или их импортные аналоги, с помехоподавительным резистором сопротивлением 4–10 кОм и центральным электродом с медным сердечником. Зазор между электродами свечи — 1,0–1,1 мм. Размер шестигранника под ключ — 16 мм. 

Ремонт Priora 111-1.jpg


Блок реле и предохранителей системы управления:
1 — предохранитель (7,5 А) цепи постоянного питания контроллера;
2 — реле топливного насоса;
3 — предохранитель (15 А) силовой цепи реле топливного насоса;
4 — предохранитель (15 А) силовой цепи главного реле;
5 — главное реле;
6 — контроллер ЭСУД

Блок реле и предохранителей системы управления закреплен на кронштейне под консолью панели приборов, рядом с контроллером.
Цепи питания обмотки главного реле, а также предохранителей постоянного питания контроллера и силовой цепи главного реле защищены предохранителем 30 А, расположенным в блоке предохранителей, в моторном отсеке.
При включении зажигания контроллер на 2 с запитывает реле топливного насоса для создания необходимого давления в топливной рампе. Если в течение этого времени проворачивание коленчатого вала стартером не началось, контроллер выключает реле и вновь включает его после начала проворачивания. Если зажигание включалось три раза подряд без проворачивания стартером коленчатого вала, то следующее включение реле топливного насоса произойдет только с началом проворачивания.
При работе двигателя состав смеси регулируется длительностью управляющего импульса, подаваемого на форсунки (чем длиннее импульс, тем больше подача топлива). При пуске двигателя контроллер обрабатывает сигнал датчика температуры охлаждающей жидкости для определения необходимой для пуска длительности импульсов впрыска. Во время пуска двигателя топливо подается в цилиндры двигателя асинхронно — независимо от положения коленчатого вала. 


Необходимым условием пуска двигателя является достижение оборотов коленчатого вала при его прокрутке стартером не ниже 80 мин–1. При этом напряжение в бортовой сети автомобиля должно быть не менее 6 В. 
Как только частота вращения коленчатого вала двигателя достигнет определенной величины (зависящей от температуры охлаждаю щей жидкости), контроллер формирует импульс фазированного включения форсунок — топливо подается в цилиндры синхронно (в зависимости от положения коленчатого вала). При этом контроллер по информации, поступающей от датчиков системы, рассчитывает момент включения каждой форсунки: топливо впрыскивается один раз за один полный рабочий цикл соответствующего цилиндра.
При отсутствии сигнала с датчика положения коленчатого вала (вал не вращается, неисправен датчик или его цепи) контроллер отключает подачу топлива в цилиндры. Подача топлива отключается и при выключении зажигания, что предотвращает самовоспламенение смеси в цилиндрах двигателя. В случае определения контроллером пропусков воспламенения топливовоздушной смеси в одном или нескольких цилиндрах подача топлива в эти цилиндры прекращается, и сигнализатор неисправности системы управления начинает мигать.
Во время торможения двигателем (при включенной передаче и сцеплении), когда дроссельная заслонка полностью закрыта, а частота вращения коленчатого вала двигателя велика, впрыск топлива не производится для снижения токсичности отработавших газов. 

Ремонт Priora 111-2.jpg

Расположение предохранителя (30 А) системы управления двигателем 
При падении напряжения в бортовой сети автомобиля контроллер увеличивает время накопления энергии в катушке зажигания (для надежного поджигания горючей смеси) и длительность импульса впрыска (для компенсации увеличения времени открытия форсунки). При возрастании напряжения в бортовой сети время накопления энергии в катушке зажигания и длительность подаваемого на форсунку импульса уменьшаются.
Контроллер управляет включением вентилятора системы охлаждения (через реле) в зависимости от температуры двигателя и частоты вращения коленчатого вала. Вентилятор системы охлаждения включается, если температураохлаж дающей жидкости превысит пороговое значение. 

При обслуживании и ремонте системы управления двигателем всегда выключайте зажигание (в некоторых случаях необходимо отсоединить клемму провода от «минусового» вывода аккумуляторной батареи).
При проведении сварочных работ на автомобиле отсоединяйте жгут проводов системы управления двигателем от контроллера. Перед сушкой автомобиля в сушильной камере (после покраски) снимите контроллер. На работающем двигателе не отсоединяйте и не поправляйте колодки жгута проводов системы управления двигателем, а также клеммы проводов на выводах аккумуляторной батареи.
Не пускайте двигатель, если клеммы проводов на выводах аккумуляторной батареи и наконечники «массовых» проводов на двигателе не закреплены или загрязнены.