Принцип функціонування системи управління та упорскування бензинового двигуна

Загальна інформація

Паливо засмоктується з паливного бака електричним паливним насосом і подається через паливний фільтр до розподільної паливної магістралі. Регулятор тиску забезпечує підтримку тиску паливної системи в діапазоні 3.2÷3.6 атм.

Через електрокеровані інжектори паливо імпульсно впорскується у впускний трубопровід, розташований безпосередньо перед впускними клапанами двигуна. Блок управління двигуном виробляє послідовне управління інжекторами відповідно до порядку запалення, регулює час упорскування і тим самим кількість палива, що впорскується.

Повітря, необхідне утворення паливної суміші, засмоктується двигуном через повітряний фільтр і надходить через дросельну заслінку і впускний трубопровід до впускних клапанів. Кількість повітря, що всмоктується, регулюється дросельною заслінкою, яка переміщається кроковим електродвигуном, керованим блоком управління двигуна. У компресорних двигунів всмоктується повітря стискається компресором, що приводиться в рух від клинопасової передачі. Потім стиснене повітря охолоджується в охолоджувачі повітря, що нагнітається, і надходить у двигун для утворення паливної суміші.

Об'єм повітря, що всмоктується, визначається вимірювачем кількості повітря. Вимірювач розташований в каналі повітря, що всмоктується. У корпусі вимірювача розташована тонка, електрично обігрівається сенсорна пластина, що охолоджується потоком повітря, що всмоктується. Електричний струм, що нагріває пластину, регулюється системою керування таким чином, щоб підтримувати температуру постійної пластини. Якщо, наприклад, кількість повітря, що всмоктується, зростає, температура нагрівається пластини починає знижуватися. При цьому величина електричного струму відразу зростає, щоб зберегти температуру незмінною пластини. Коливання електричного струму пластини вказують блоку управління двигуном на його стан навантаження, що дозволяє правильно визначити кількість палива, що впорскується.


Блок управління двигуном знаходиться в коробці електроніки, зліва, біля резервуару гальмівної рідини або безпосередньо на двигуні. Блок управління визначає оптимальний час запалювання, момент упорскування і кількість палива, що впорскується. При цьому відбувається узгодження роботи блоку керування з іншими системами автомобіля, наприклад, з керуванням коробкою або протиугінною системою.

Інформація від інших датчиків та керуючі напруги, що надходять до виконавчих органів, забезпечують оптимальну роботу двигуна у будь-якій ситуації. Якщо деякі датчики виходять з ладу, блок управління перемикається в режим аварійної програми, щоб унеможливити можливе пошкодження двигуна та забезпечити подальший рух автомобіля. У цьому випадку двигун працює нерівномірно і зі збільшенням газу має схильність до зупинки.

Склад та принцип функціонування

Розташування окремих елементів системи керування двигуном на прикладі окремих моделей показано на ілюстрації Деталі установки модуля керування передніх дверей.

На моделях стандартної комплектації випуску по 12.2000 використовується 6-контактний (А-F) електронний модуль керування (ECM) МЕ 2.0. На моделях комплектації AMG, а також на стандартних моделях випуску з 12.2000 встановлюється 5-контактний (1-5) модуль МЕ 2.8, що міститься в алюмінієвий захисний кожух герметичного виконання.

Вхідні сигнали ECM

Як вхідні дані ECM використовує сигнали від наступних інформаційних датчиків/виконавчих пристроїв:

• Датчик температури охолоджувальної рідини (ECT);
• Термоанемометричний датчик маси повітря, що всмоктується (MAF);
• Датчик температури повітря, що всмоктується (IAT), вбудований у складання MAF;
• Датчик положення дросельної заслінки (TPS);
• Датчик рівня/температури/якості рухової олії;
• Керуючий перемикач темпостату/Speedtronic¹⁾;
• Датчик тиску в паливному баку¹⁾;
• Датчик тиску у впускному трубопроводі^{1) 2)};
• Датчик положення АТ (PNP), - З модуля управління трансмісій (ETC);
• Диференціальний датчик положення колінчастого валу (CKP);
• Датчик положення розподільчого валу (CMP) на ефект Холла;
• Кисневі датчики (лямбда-зонди);
• Датчики детонації (KS);
• Датчик (потенціометр) положення педалі газу

¹⁾ Моделі для американського ринку

²⁾ Моделі комплектації AMG (МЕ 2.8 з 6.00)

Вихідні сигнали ECM

До вихідних команд ECM відносяться:

• Сигнали активації котушок запалювання (по одній здвоєній котушці на кожен циліндр);
• сигнали активації паливних інжекторів;
• Сигнали активації приводу дросельної заслінки;
• сигнали активації реле паливного насоса;
• Вихідна складова сигналу широтно-імпульсної модуляції (ШИМ) трансдюсера системи рециркуляції відпрацьованих газів (EGR);
• сигнали активації системи підмішування повітря;
• сигнали активації приводу перемикання впускного трубопроводу;
• сигнали активації реле стартера;
• Сигнали активації продування вугільного адсорбера системи уловлювання паливних випарів (EVAP);
• Сигнали активації клапана відсікання вугільного адсорбера¹⁾;
• Сигнали лінії пам'яті несправностей.

¹⁾ Моделі для американського ринку

Інформація, що передається по шині обміну даними CAN

• Робочий стан системи керування трансмісією (ETC);
• Робочий стан систем динамічної стабілізації руху (BAS/ASR/ESP/ETC), - модуль управління;
• Робочий стан електронної педалі газу
• Інформація про поточне становище АТ;
• Інформація щодо захисту трансмісії від перевантажень;
• Частота обертання коліс (швидкість руху та прискорення);
• Стан датчика-вимикача стоп-сигналів;
• стан вимірювачів/індикаторів комбінації приладів;
• Стан системи К/В (вкл/викл, робочий тиск у рефрижераторному тракті);
• Сигнали перемикання темпостату/Speedtronic.

Короткий опис принципів функціонування деяких датчиків/виконавчих пристроїв системи управління

Датчик положення дросельної заслінки (TPS) вмонтований у виконавчий механізм дросельної заслінки та видає на модуль управління (ECM) інформацію про поточне вугілля положення дросельної заслінки. Другий потенціометр повідомляє ECM дані про базове значення і формує запасний сигнал при виході з ладу потенціометра дросельної заслінки.


Датчик рівня/температури/якості рухової олії встановлений у піддоні картера двигуна та виробляє три інформаційні сигнали широтно-імпульсної модуляції (ШИМ), що передаються на ECM та (по шині CAN) на комбінацію приладів автомобіля.

Примітка. Якість масла визначається на підставі даних про термін виконання останньої його заміни.

Датчик положення колінчастого валу (CKP) ввернуть у блок циліндрів у маховика. Він передає блоку управління інформацію про кількість обертів двигуна та положення ВМТ поршня першого циліндра.

Датчик положення розподільчого валу (CMP) розташований у торці кришки головки циліндрів. Він разом із датчиком положення колінчастого валу передає блоку управління інформацію про ВМТ поршня першого циліндра. Він служить для синхронізації моменту запалювання та послідовності запалення.

Виконавчий механізм дросельної заслінки складається з електродвигуна та двох потенціометрів. Механізм регулює положення дросельної заслінки, забезпечуючи стабільність обертів холостого ходу, незалежно від підключення додаткових споживачів енергії, таких як кермовий підсилювач або компресор К/В.

Датчик положення педалі газу розташований в районі розташування ніг водія безпосередньо на осі педалі газу. Він повідомляє блоку управління інформацію про положення педалі. З міркувань безпеки від датчика педалі береться додатковий сигнал, як і від потенціометра дросельної заслінки.

Датчик температури охолоджувальної рідини (ECT) розташований у корпусі термостату. Він є резистором з негативним температурним коефіцієнтом (NTC), опір якого зменшується із зростанням температури.


Датчик вимірювання маси повітря (MAF) являє собою термоанемометричний вимірювач, вмонтований у впускний повітряний тракт двигуна. Інформація, що видається датчиком, використовується ECM при визначенні параметрів дозування повітряно-паливної суміші.

Датчик температури повітря, що всмоктується (IAT), - NTC-резистор, вбудований у складання датчика MAF.

Система вентиляції паливного бака/уловлення паливних випарів (EVAP) складається з вугільного адсорбера та електромагнітного клапана управління продуванням останнього. В адсорбері акумулюються пари палива, що утворюються внаслідок його нагрівання. При роботі двигуна паливні випари, що накопичилися в адсорбері, витягуються у впускний тракт і направляються в камери згоряння.

Лямбда-зонди (кисневі датчики) вимірюють вміст кисню у відпрацьованих газах до і після каталітичного перетворювача і передають відповідні сигнали блок управління двигуном. Один лямбда-зонд розташований перед, інший після каталітичного перетворювача.

Датчик (і) детонації (KS) повертається безпосередньо в тіло блоку циліндрів і служить для запобігання виникненню небезпечного ударного згоряння паливної суміші, дозволяючи утримувати встановлення моменту запалення на межі детонації, коли ефективність віддачі двигуна підтримується на максимальному рівні при мінімальному витраті палива.

Система підмішування повітря складається із встановленого в передній частині силового агрегату повітряного насоса та синхронно з ним функціонуючих комбінованих клапанів-перемикачів, приболчених спереду до кожної з головок циліндрів.

Система рециркуляції відпрацьованих газів. Комбінований клапан EGR із електронним вакуумним трансдюсером встановлений під правим рядом циліндрів. Трансдюсер управляється сигналом ШІМ, що виробляються ECM. Підмішування у впускний тракт двигуна певної кількості відпрацьованих газів сприяє зниженню емісії в атмосферу оксидів азоту (NОХ). Відкриття клапана здійснюється при глибині розрідження 80÷220 мбар.