Электронные системы в грузовых автомобилях. Функции электронного управления системами автомобиля с бензиновым двигателем Устройство современных электронных систем автомобиля

Современные автобусы и грузовые машины буквально «начинены» всевозможной электроникой. Микропроцессоры улучшают ходовые параметры ТС, снижают эксплуатационные расходы, повышают комфортабельность работы водителя и делают ТО более эффективным. Они воздействуют на:

Электрику: зажигание, освещение и прочие узлы.
Механику: мотор, ходовая часть и другие системы, отвечающие за управляемость и безопасность ТС.
Логистику: контроль работы техники, учет пассажиров.

Чтобы обеспечить сбор информации, на каждом автобусе или грузовике последних моделей устанавливается бортовая сеть, способная отправлять и получать сообщения по определенным наборам соглашений интерфейса. Официально они называются протоколами.

За счет подобной унификации процесса, различные электронные системы автомобилей, которых в машине может насчитываться до 10 штук, могут «понимать» друг друга. Если сообщение, отправленное по одному протоколу, надо конвертировать (преобразовать) в другой, то для этого имеются специальные шлюзы.

Бортовые системы электронного управления работой мотора или трансмиссии изначально монтировались на автомобиль заводом-изготовителем. Логистические компоненты (fleet management) довольно долго устанавливались сторонними организациями. Однако, на сегодняшний день, ведущие фирмы, такие как Scania или MAN, начали оборудовать стандартные версии своей техники и этими электронными системами автомобилей. Теперь передачу информации по беспроводной связи (GPS/GSM/WI-FI/RFID) о параметрах работы ТС на диспетчерский пункт обеспечивает Fleet management собственного производства.

Электронные системы автомобилей имеют достаточно большой расчетный срок службы. Он заметно превышает аналогичный показатель механических агрегатов и узлов и не зависит от пробега. Однако на практике продолжительность работы оказывается меньшей из-за воздействия влажности, вибрации и грязи. Если микропроцессоры выходят из строя, то качественную диагностику может выполнить только профессионал с необходимым оборудованием.

Нередко бывает так, что механики и водители не видят разницы между понятиями «электронный» и «электрический». К автоэлектрике относятся аккумуляторы, стартер, фары, электродвигатели для вентилятора и отопления, лампы накаливания, соединители, переключатели, проводка. Для управления ими в схему включаются электрические реле, которые срабатывают после определенного воздействия.

По мере усовершенствования транспортных средств, управление с помощью реле оказалось неэффективным. Вместо него появились устройства на микропроцессорах (ECU или ECM), с программным обеспечением и блоком памяти. Следующей ступенью развития бортовых электронных систем была их интеграция в единую управляющую систему.

После этого процесс стал выглядеть так. Например, во время переключения КПП, происходит обмен данными между ECU трансмиссии и ECU двигателя. В итоге мгновенно уменьшается крутящий момент, обеспечивая плавный переход на другую передачу.

Устройства разных изготовителей пользуются протоколами, от вида которых зависит степень интеграции. ECU двигателя получает команды от акселератора, датчиков температуры масла, антифриза, воздуха, турбокомпрессора, скорости. В результате топливная система моментально приспосабливается к изменившимся условиям и впрыскивает солярку в точно определенное время.

Благодаря этому, эффективность работы мотора увеличивается, а содержание вредных примесей в отработанных газах снижается. Кроме того, в памяти ECU двигателя хранятся параметры работы агрегата и коды неисправностей. После подключения микропроцессора к тестеру или ноутбуку, их можно считывать, для проведения точной диагностики.

ECU трансмиссии определяет момент изменения передаточных отношений. Этот микропроцессор тоже получает данные из разных источников: джойстика КПП, газовой педали, датчиков двигателя, скорости автомобиля и угловой скорости на выходном валу. В процессе «принятия решений» учитывается вес машины, мощность силового агрегата, вязкость и нагрев масла в КПП, коэффициент трения дисков сцепления. Результатом комплексной обработки полученных данных является последовательное и плавное переключение передач, благодаря чему экономится топливо.

ABS (антиблокировочная система) была разработана в 1975 году. Сегодня это штатное оборудование большинства современных автобусов и грузовиков. В ее задачи входит контроль скорости вращения колес при движении. Первые версии были ненадежными. Но алгоритмы и микропроцессоры все время совершенствовались, в результате чего на сегодняшний день ABS эффективно предотвращает блокировку после резкого нажатия на педаль тормоза. Это повышает управляемость ТС в критической ситуации. Система работает следующим образом. На каждом колесе есть датчик, посылающий информацию о скорости вращения на ECU ABS. Если значение данного параметра падает до нуля, ECU сигнализирует в тормозную систему о том, что надо снизить давление на тормозе этого колеса.

Давление сбрасывается, колесо начинает вращаться, ECU опять применяет торможение, после чего снова сбрасывает давление. Подобный цикличный процесс выполняется за очень малые промежутки времени и продолжается до полной остановки машины. Для повышения эффективности работы, ABS обменивается данными с системой контроля тяги (АТС).

Микроконтроллеры установлены даже на таких, казалось бы, «второстепенных» системах, как кондиционирование, вентиляция и отопление. Раньше, если в кабине было холодно, водитель просто нажимал на кнопку, чтобы включить печку. Становилось жарко - выключал ее или, опять-таки вручную, понижал степень нагрева. Сегодня комфортабельная температура в салоне поддерживается автоматически.

Этим занимается климат-контроль, который можно запрограммировать так, чтобы результаты отвечали потребностям водителя и пассажиров. Это более всего актуально в рефрижераторных фурах, внутри которых должна точно поддерживаться определенная температура. Единственный минус системы HVAC (Heating Ventilation Air-Conditioning) заключается в том, что ее диагностика пока еще достаточно трудоемкая.

Для объединения всех электронных систем автомобиля в единый комплекс предусмотрена мультиплексированная шина данных, которая заменяет несколько кабелей разного типа. Благодаря ей системы могут обмениваться друг с другом различной информацией. Они подключаются к шине по тому же принципу, как компьютеры в офисе присоединяются к локальной сети. Это еще одно важное отличие электроники от электрики, потому что в последнем случае от каждого устройства, фары или стартера, идет отдельный провод. Эти провода затем собираются в жгуты и выводятся на панель с управляющими реле.

Скорость движения и грузоподъемность ТС постоянно растет. Повышаются требования к безопасности движения, экологичности транспорта и комфорту работы водителя. Бортовые системы автомобилей - это незаменимые помощники, позволяющие современным грузовикам и автобусам соответствовать самым высоким стандартам.

Видео: Аренда спецтехники и услуги грузоперевозки без посредников!

Современные автомобили в изобилии предлагают водителям разнообразных электронных помощников. В этой статье мы разберем причины появления таких систем, а также их работу.

Именно зимой, на скользкой дороге, и проявляются все преимущества высоких технологий, которые добавляют водителю спокойствия и уверенности. С другой стороны, рассмотрев подробно работу электроники, мы четко поймем ее возможности и перестанем приписывать ей чудесные свойства. Мысль о том, что на дорогом автомобиле все можно, крайне опасна.

Режимы работы АКПП

Автоматические коробки переключения передач имеют, как правило, несколько режимов работы:

нормальный;
спортивный;
зимний.

Все отличие между ними заключается лишь в том, в какой момент и какие передачи включаются. В одной из предыдущих статей мы рассматривали принципы подбора передач. Напомним - передачи подбираются из тех соображений, чтобы двигатель работал в том режиме, который требуется для достижения определенных целей.

Например, спортивный режим подразумевает подбор передач таким образом, чтобы двигатель все время работал на высоких оборотах, выдавая наибольшую мощность. Нормальный режим, наоборот, поддерживает двигатель в зоне умеренных оборотов - экономичном диапазоне. Конечно, когда водитель значительно утапливает педаль газа, электроника воспринимает это, как желание интенсивно ускоряться и включает более низкую передачу, что повышает обороты двигателя, соответственно, и его мощность - функция kick-down. Как только разгон закончен (педаль газа отпущена), автоматика снова включает высокую передачу, а вместе с ней и экономичный режим работы двигателя.

Оптимальный вариант для зимних дорог

Самый актуальный на сегодняшний день, зимний режим, отличается не только тем, что двигатель поддерживается на небольших оборотах, но и тем, что включаются по возможности более высокие передачи. В результате электроника не позволяет получить на колесах максимальный крутящий момент для предотвращения пробуксовки ведущих колес. В таком режиме, конечно, затруднительно взбираться на подъемы или кого-то буксировать, зато не требуется тонкая работа с газом при движении по скользкому покрытию.

Современные антипробуксовочные системы, которые будут рассмотрены ниже, больше не требуют от водителя вмешиваться в работу АКПП, поэтому зимний режим как таковой отсутствует. Электроника самостоятельно регулирует режимы работы двигателя и АКПП для достижения наилучших результатов в любой момент времени.

Последнее достижение технической мысли, которое появилось на современных автомобилях, - бесступенчатые КПП - вариаторы. Здесь вообще нет фиксированных передач - передаточное отношение может меняться плавно, без разрыва потока мощности и практически в бесконечном диапазоне. Конечно, современная электроника может управлять таким устройством с максимальной точностью, что позволяет добиться прекрасных результатов в любых условиях.

Антиблокировочная система тормозов (ABS)

Эта система была разработана самой первой из устройств активной безопасности. Причина ее появления следующая - тормозные механизмы любого автомобиля рассчитаны на большие нагрузки, поэтому при интенсивном торможении может возникнуть такая ситуация, когда тормоза настолько сильно зажмут колеса, что те перестанут вращаться. Автомобиль продолжает двигаться по инерции, а колеса скользят, как лыжи, происходит блокировка колес.

Когда колеса заблокированы, они в значительной мере теряют сцепление с дорогой. И что самое неприятное - они теряют его во всех направлениях. В результате, автомобиль не только начинает хуже тормозить, он вообще начинает хуже держаться за дорогу - его может развернуть или снести в сторону.

Как работает система ABS

На каждом из колес находится специальный датчик, который определяет - вращается колесо или нет. Как только этот датчик дает команду о том, что колесо остановилось, электроника, при помощи специального перепускного клапана, сбавляет давление в соответствующей тормозной магистрали. Это позволяет ослабить тормозное усилие, и колесо снова может вращаться. Теперь тот же датчик отвечает - колесо вращается, электроника снова зажимает тормозные механизмы. Так происходит много раз в секунду.

В результате работы системы ABS в тормозных магистралях возникают импульсы давления, и водитель ощущает значительную вибрацию педали тормоза. Кроме того, раздается характерный треск. Иногда это даже пугает водителя, впервые столкнувшегося с работой ABS - ему кажется, что автомобиль разваливается.

Эффективность работы системы

Иногда мы слышим от водителей недовольство системой ABS - я давлю на тормоз, все трещит, а машина продолжает двигаться вперед, без ABS я бы остановился быстрее. При работе антиблокировочной системы колеса продолжают немного проворачиваться, и водителю кажется, что система не позволяет использовать весь их потенциал по торможению. Это ошибочное ощущение - без ABS водитель бы заблокировал колеса надолго, и тормозной путь был бы намного больше.

Конечно, справедливости ради, нужно сказать о том, что на различных покрытиях максимально эффективное торможение может достигаться по-разному - бывают ситуации, когда даже полная и длительная блокировка колес приводит к отменному результату. ABS выполняет некую усредненную программу, поэтому, например, на гоночной технике таких систем не ставят - там опытный пилот добивается лучших результатов самостоятельно. Тем не менее, в обычной жизни случаи, когда профессионал может своими действиями достичь большего, чем электроника, редки.

И если вы не хотите все время быть в полной концентрации, как раллист на спец.участке, ABS сослужит вам добрую службу.

Только не забывайте о том, что в конечном итоге все зависит от водителя. Старайтесь тормозить на прямой (мы ранее рассматривали силы, действующие на колеса автомобиля), так тормозной путь будет меньше. При срабатывании ABS на автомобилях с механической КПП колеса частично блокируются, и двигатель вынужден работать на предельно малых оборотах - он пытается тянуть автомобиль дальше. Нажав на сцепление, вы отсоедините двигатель от колес и облегчите работу ABS.

Антипробуксовочная система и системы стабилизации

Буксование ведущих колес при разгоне также характеризуется потерей сцепления с дорогой. Длительное буксование не позволяет эффективно разгоняться на прямой и приводит к сносу ведущих колес при движении по дуге - переднеприводные автомобили соскальзывают с дороги передними колесами, заднеприводные - задними. Со всеми этими неприятностями справляется антипробуксовочная система.

При поступлении сигнала о том, что какое-либо из колес начало вращаться намного быстрее, чем его коллеги - электроника ограничивает подачу топлива в двигатель, как будто водитель сбавил газ. При этом ничего не трещит и не вибрирует - автомобиль просто вяло реагирует на газ. В связи с тем, что система воздействует не на колеса, а на двигатель, наблюдается определенная инерционность и «тупость» в реакциях автомобиля.

Поэтому, для тех, кто умеет и готов действовать самостоятельно, предусмотрено отключение данной системы - при грамотной работе водитель может добиться лучших результатов и получить при этом море удовольствия от активной езды. Если же вы не хотите пребывать в состоянии ковбоя, сидящего на необъезженном скакуне, включайте систему и расслабьтесь - состояние плавания на барже вам гарантировано.

Дальнейшее слияние и совершенствование антиблокировочной и антипробуксовочной систем привело к появлению систем стабилизации. Такая система комплексно воздействует и на тормоза, и на двигатель. Она не только выполняет описанные выше функции, но и выборочным подтормаживанием отдельных колес, вызывает появление сил, которые противодействуют возникновению заносов. Те же функции используются и для повышения проходимости - специальное подтормаживание не позволяет одному из колес буксовать в то время, как другие бездействуют.

Что нас ждет в будущем

Развитие подобных систем продолжается и двигается в 2-х основных направлениях. Первое - увеличение и совершенствование датчиков, т.е. чем больше и точнее поступает информация о состоянии автомобиля и окружающей среды, тем более полные выводы можно из этого сделать. Современные автомобили буквально напичканы разными датчиками.

Причем, если раньше эти датчики анализировали только состояние самого автомобиля, то теперь они начинают осмыслять то, что происходит вокруг.

Второе направление - совершенствование контроля над отдельными частями автомобиля. Здесь, как это ни печально, оказалось, что самое ненадежное звено в автомобиле - это прокладка между рулем и сидением, т.е. мы с вами, - водители. Поэтому автомобильные инженеры изо всех сил стараются отобрать у водителя возможность делать «что ему вздумается».

На многих автомобилях уже нет механической связи между педалью газа и дроссельной заслонкой, да и дроссельной заслонки, собственно, уже нет. Есть только датчик, который фиксирует ваши действия - степень нажатия на педаль газа, и компьютер, который думает, согласиться с вами или нет.
На подходе рулевое управление, в котором вы не будете поворачивать колеса, а будете просить компьютер повернуть колеса в нужном направлении.
То же и с тормозами, причем датчики сближения и ждать не будут, пока вы соизволите надавить на педаль тормоза. Mercedes ведет активные эксперименты по управлению автомобиля при помощи одного единственного джойстика… Все это одним словом называется «управление по проводам».
А уж когда удастся на каждое из колес поставить свой электродвигатель-тормоз, тогда с автомобилем можно будет сделать вообще все, что вздумается. Но вздумается не вам, а компьютеру.

Добавим спутниковое слежение и информационную связь с дорогой - и вы смело можете садиться не на переднее сидение, а ложиться в багажник.

Послесловие

Пока еще это «светлое» будущее не наступило, водителю все же требуется вспоминать о законах физики. А они просты - никакая электроника не уменьшает массу автомобиля и не убирает лед из-под колес. Современная электроника - это лишь помощники на случай небольших погрешностей водителя.

Очень хорошо сделал Mercedes - когда срабатывает система ESP, на панели загорается треугольник с восклицательным знаком. Не зелененькая голова с улыбкой (мол, все оk), а желтый треугольник с восклицательным знаком - поаккуратнее мол там, ты уже ошибся, ошибаться осталось недолго!

Грамотное и вдумчивое вождение автомобиля, которое подстраховывает современная электроника - это истинное наслаждение за рулем и возможность реализовать весь потенциал автомобиля. Неграмотное и халатное вождение автомобиля, с которым пытается бороться современная электроника - это езда на грани фола, до первой серьезной ошибки, когда уже ничто не поможет.

При электронном управлении системами и агрегатами автомобиля с помощью электронных систем происходят следующие процессы:

преобразование химической энергии топлива в механическую энергию тяговой или тормозной мощности автомобиля;
управление эффективной мощностью двигателя за счет управления его рабочим процессом;
контроль величины эффективной мощности двигателя посредством анализа информации о частоте вращения коленчатого вала двигателя, его температурном и нагрузочном режиме (абсолютное давление во всасывающем трубопроводе или массовый расход топлива), составе смеси, режимах работы в зависимости от условий движения по транспортным магистралям;
управление с помощью обратных связей уровнем детонации и поддержанием стехиометрического состава смеси (с помощью датчиков детонации и ^-зонда) в бензиновых и газовых ДВС;
формирование сигналов, управляющих зажиганием, опережением впрыска дизельного топлива, цикловой подачей топлива, количеством отработавших газов для рециркуляции, улавливанием паров испаряющегося топлива, датчиками режимов ДВС и подачей топлива к дозирующей системе бензиновых и дизельных ДВС;
анализ работы датчиков и исполнительных механизмов с целью их диагностики;
преобразование команд управления водителя в изменение мощности двигателя, изменение траектории движения автомобиля;
управление скоростью движения автомобиля.

Двигатель как объект автоматического управления по входным параметрам вырабатывает управляемые характеристики (мощност-ные, экологические и динамические) двигателя внутреннего сгорания. Остальные агрегаты автомобиля выполняют функции обеспечения безопасности движения и комфортных условий для водителя и пассажиров в салонах автомобилей.

Входные параметры, измеряемые датчиками электронных систем управления, например угол открытия дроссельной заслонки ср др, угол опережения зажигания 0, цикловой расход топлива (7 Т и другие параметры, влияют на формирование протекания рабочего процесса двигателя и других агрегатов автомобиля. Значения входных параметров определяются внешними воздействиями на двигатель со стороны водителя или системы автоматического управления, поэтому они называются управляющими.

Входные параметры датчиков характеризуют состояние двигателя, агрегатов и систем автомобиля в рабочих режимах (табл. 1.1).

Кроме входных управляющих параметров на двигатель и системы автомобиля во время его работы воздействуют случайные возмущения, которые мешают управлению. К случайным возмущениям можно отнести изменение параметров состояния внешней среды (температура Т, атмосферное давление р, влажность), свойства топлива и масла, состояние дорожного полотна и т. д.

Для двигателей внутреннего сгорания, как и для других систем управления автомобиля, характерна периодическая повторяемость рабочих циклов и неустановившийся режим работы. Как объект управления они считаются нелинейными, так как реакция на сумму внешних воздействий не равна сумме реакций на каждое из воздействий в отдельности. Учитывая, что ДВС и ЭСАУ в условиях городской езды работают на нестационарных режимах, возникает проблема оптимального управления ДВС, системами и агрегатами автомобиля.

Таблица 1.1. Погрешности датчиков ЭСАУ и устройств, определяющих параметры регулирования

Источник погрешности	Виды погрешностей
Источник погрешности	Погрешность преобразования	Максимальная погрешность квантирования
Датчик массового расхода воздуха
Датчик абсолютного давления во всасывающем патрубке
Датчик положения коленчатого вала ДВС
Датчик температуры охлаждающей жидкости
Датчик детонации
Системный таймер контроллера
Электромагнитная форсунка подачи топлива	±4 % статическая; ±6 % динамическая
Регулятор подачи дополнительного воздуха на всасывании
Угол опережения зажигания	(по коленчатому валу)

Возможность оптимального управления системами и агрегатами автомобиля на нестационарных режимах появилась с развитием электронных систем управления.

Из-за сложности конструкции ДВС и систем автомобиля, наличия допусков на их размеры по конструктивным параметрам (степень сжатия, геометрические параметры впускного и выпускного трактов и т. д.) отличаются и необходимые законы управления ими, что проявляется в потребности целого ряда датчиков.

Автомобильный двигатель представляет собой многомерный объект управления, так как число входных параметров у него больше единицы, и каждый входной параметр воздействует на два и более выходных управляющих воздействий. В таком случае система управления ДВС является многомерной.

Поскольку конструкции и технологии производства ДВС систем автомобиля носят установившийся характер, при поисках алгоритмов и законов управления рабочим процессом двигателей внутреннего сгорания и агрегатами автомобиля необходимо:

определить структуру системы с информационными, функциональными, логическими и алгоритмическими связями;
рассматривать агрегаты автомобиля как практически неизменяемые части системы;
рассматривать системы управления адекватными не статическим, а динамическим математическим моделям управления с обратными связями;
определить связи потоков информации от датчиков как единую систему обмена данными с другими электронными системами автомобиля. Например, использование информации датчика скорости движения автомобиля как единую информацию для всех управляющих и информационных систем.

На рис. 1.1 представлен один из вариантов математической модели бензинового ДВС с микропроцессорной системой управления зажиганием и топливоподачей с нейтрализацией отработавших газов трехкомпонентным нейтрализатором.

Алгоритм калибровки управления такой микропроцессорной системы по математической модели двигателя (см. рис. 1.1) имеет следующие шаги:

выбор исходной комплектации двигателя (в данном случае это система зажигания, система впрыскивания топлива, датчики и исполнительные механизмы);
определение модели двигателя с проверкой ее адекватности путем экспериментального определения ее параметров. Эти процедуры выполняют на автоматизированных испытательных (нагрузочных) стендах и беговых барабанах по ездовым циклам (ЕЦ);
расчет режимов работы ДВС при выполнении ЕЦ с определением «опорных точек» матрицы управления, которые должны быть заложены в ППЗУ контроллера управления. Основными параметрами являются углы опережения зажигания, цикловая подача топлива в зависимости от циклового расхода всасываемого воздуха или положения дроссельной заслонки, температур охлаждающей жидкости, масла, всасываемого воздуха и т. д.;

Рис. 1.1.

/ - контроллер управления ДВС; 2 - блок впрыскивания топлива; 3 - сигнал датчика давления на всасывании Р к (нагрузки ДВС); 4 - дроссельная заслонка во всасывающем патрубке ДВС; 5- цикловая подача топлива (расход топлива) и воздуха (расход воздуха) С" и С 1 ,); 6 - система зажигания; 7 - параметры индикаторного и рабочего процесса ДВС (параметры математической модели ДВС): Г|, - индикаторный кпд; РI - индикаторное давление; Р мп - давление механических потерь; Р е -эффективное давление; / пр - передаточное отношение коробки передач; со - угловая скорость коленчатого вала; п - частота вращения коленчатого вала ДВС; Т ог - температура отработавших газов; 0 2 - концентрация кислорода; М е - эффективный крутящий момент ДВС; 7ог - температура датчика кислорода; 9 - параметры нагрузки ДВС; 10 - выпускной тракт двигателя; 11 - датчик

кислорода в ОГ; 12 - нейтрализатор ОГ

расчет оптимального управления с ограничениями по токсичности ОГ на режимах ездового цикла по минимуму функций Лагранжа;
формирование поверхности управления для зоны ездовых циклов;
расчетная оценка достигнутого уровня показателей. В случае эффективности управления проводится оптимизация управления, а в случае отсутствия эффективности расчет возобновляется с предыдущих этапов;
расчетное определение оптимального управления без ограничений по токсичности ОГ вне зоны ездовых циклов с целью получения поверхности регулировок с минимумом расхода топлива и оптимальной динамикой двигателя;
формирование базовой матрицы управления зажиганием и впрыскиванием топлива.

Полученные значения «опорных точек» управления закладывают в постоянную программируемую память (ППЗУ) контроллера управления ЭСАУ с учетом технологических допусков на детонационную стойкость топлива и городской езды (интенсивность).

Особое значение при разработке программного обеспечения контроллера ЭСАУ имеет статическая и динамическая погрешности датчиков, а также и исполнительных устройств. В табл. 1.1 представлены погрешности основных датчиков и исполнительных устройств на примере микропроцессорной системы управления бензиновым ДВС. Эти значения погрешностей измерения параметров окружающей среды и режимов работы ДВС получены в результате большого количества испытаний, в том числе на неустановившихся режимах работы автомобиля.

С появлением встроенной в контроллер управления системы самодиагностики датчиков, исполнительных устройств и программы регулирования алгоритмы управления комплексных систем автомобилей еше более усложнились. Применение линии связи CAN всех систем управления автомобиля позволили использовать информацию датчиков других систем автоматики и тем самым связать линиями обмена информацией все системы электроники для обеспечения, в том числе комфорта в салоне и управляемости автомобилей при сложных дорожных условиях. Особое значение приобрел обмен информацией по линиям связи CAN с появлением на транспортных средствах комбинированных силовых установок, которые позволили сократить расход топлива и снизить токсичность ОГ в условиях интенсивного городского движения.

В данной статье рассматриваются электронные компоненты автомобилей, что они собой представляют и как работают.

ABS («ANTIBLOCK BRAKE SYSTEM»)

ABS – тормозная антиблокировочная система. Данная система позволяет избежать блокировки колес при резком торможении или при торможении на скользкой дороге. Блок управления несколько раз прижимает и отпускает колодки тормозные, в результате чего колеса начинают проворачиваться. состоит из: датчиков ускорения (скорости), установленных на колесных ступицах; управляющих клапанов, которые установлены в магистрали системы торможения; блока управления, получающего сигналы с датчиков и контролирующих работу клапанов.

Во время торможения ABS постоянно и точно определяет скорости вращения всех колес. Если одно или несколько колес замедляют движение быстрее максимально рассчитанной скорости и, исходя из показаний акселерометров, то ABS командует в системе торможения, ограничивающему тормозное усилие на колесе (колесах). Тормозное усилие после того как вращение колеса приходит в допустимую норму восстанавливается.

4WS («4 WHEEL STEER»)

4WS – 4 управляемых колеса. Специальные рулевые механизмы встроены в заднюю подвеску, с помощью которых и поворачиваются колеса. Управление осуществляется специальным электронным блоком на основе данных о скорости, угле поворота руля и колес и т.д., полученных от датчиков автомобиля.

Работа системы осуществляется в двух режимах:

При малой скорости задние колеса поворачиваются в противоположном направлении от передних колес, и при выполнении маневра руль вращается на меньший угол. То есть увеличивается чувствительность рулевого управления и автомобиль становится более маневренным.
При большой скорости движения при перестроении или быстром вираже задние колеса поворачиваются в ту же сторону только на небольшой угол, что и передние колеса.

ACC («ACTIVE CRUISE CONTROL»)

ACC – активный круиз контроль. В данной системе используется трехлучевой радар для слежения за дорогой впереди автомобиля. Если впереди идущий автомобиль перестраивается на вашу полосу, то ACC определяет его направления движения и положение, а также рассчитывает ориентировочную скорость на основе данных сигнала радара. Система изменяет скорость автомобиля, чтобы сохранить безопасное расстояние между автомобилями. Уменьшение скорости осуществляется путем уменьшения тяги автомобиля или при помощи тормозов. Значение безопасного расстояния можно регулировать настройками.

ACC («ACTIVE COMENING CONTROL»)

ACC – автоматическая система стабилизации поперечного положения кузова в поворотах и изменяемого хода подвесок. Также может называться ACE, CATS, CBC, BCS. ACC работает вместе с ABS , чтобы предотвратить снос задней оси при поворотах на высокой скорости. Работа ACC построена на перераспределении нагрузок между элементами подвески. При боковом наклоне (крене) тяги перемещаются в различные стороны (один опускается, другой поднимается). Средняя часть закручивается.

АСС пытается, как бы поднять кузов со стороны наклона, а с противоположной – опустить. Таким образом, АСС обеспечивает выравнивание автомобиля к плоскости дороги. Помимо выравнивания, также достигается повышение сцепных свойств колес автомобиля с дорогой при повороте.

AGS («ADAPTIVE GETRIEBE-STEUERUNG»)

BA («BRAKE ASSIST»)

BA – электронная система управления давлением в гидравлической системе тормозов. Также называют PABS, PA, BAS. BA самостоятельно увеличивает давление в тормозной системе при необходимости либо недостаточного усилия на педаль.

Причем повышение давления происходит намного быстрее, чем это мог бы сделать человек. Распознавание экстренного торможения происходит по скорости нажатия педали и давлению на педаль

D-4

D-4 – технология непосредственного впрыска топлива. Топливо подается непосредственно в камеру сгорания под высоким давлением. Благодаря данной технологии значительно увеличиваются эксплуатационные характеристики двигателя. Снижается топливный расход, уменьшается уровень вредных веществ в газе.

DAC («DOWNHILL ACESS CONTROL»)

DAC – система помощи спуска по склону. При движении по крутым спускам, если система DAC определяет, что скорость вращения колес меньше скорости автомобиля, то она в автоматическом режиме изменяет тормозное усилие на разных колесах.

DAC обеспечивает поддержание скорости в районе 5-7км/ч, которая идеально подходит при крутых спусках, и 3-5км/ч при движении задним ходом на крутых спусках.

DBC («DYNAMIC BRAKE CONTROL»)

DBC – система динамического контроля над торможением. DBC является дополнением к DSC (динамический контроль устойчивости). Примерно 90% водителей не в состоянии вовремя выполнить экстренное торможение. Несмотря на резкое нажатие на педаль тормоза, давление на педаль недостаточное и последующее увеличение давления увеличивает тормозную мощность незначительно. В итоге тормозная мощность используется не полностью.

Система DBS позволяет ускорить и усилить нарастание давления в тормозной системе при экстренном торможении и обеспечивает минимальный тормозной путь даже при несильном нажатии педали тормоза. Определяющими величинами являются данные: скорость нарастания давления и прикладываемое к педали усилие. Система DBS работает не по вакуумному принципу, а по принципу гидравлического усиления. При экстренном торможении такая система обеспечивает наилучшую и наиболее точную дозировку тормозного усилия.

DDE («Diesel Digital Elekronik «)

DDE – электронная цифровая система . DDE регулирует момент начала впрыска, количество подаваемого топлива и давление наддува, что обеспечивает наиболее оптимальное соответствие данных параметров во всех режимах работы двигателя, даже в экстремальных режимах.

Автомобиль становится экономичнее (топливный расход), тяговитым (работа двигателя плавная) и экологичнее (понижается токсичность в выхлопных газах). Отслеживание усилия нажимания на педаль газа, её положение позволяет точнее рассчитать время, количество, а также давление впрыска топлива, что адаптирует рабочий режим двигателя под различные условия и стиль езды.

DME («Digital Motor Elekronik»)

DME — электронная цифровая система управления двигателем. DME осуществляет управление и контроль всеми функциями (зажигание, впрыск топлива). DME поддерживает оптимальную мощность при наименьших токсичности и топливном расходе. Датчики постоянно отслеживают все параметры, которые оказывают влияние на работу двигателя. Приходящие данные от датчиков оцениваются и кодируются в команды систем зажигания и впрыска.

DME обрабатывает порядка 1000 сигналов каждую секунду, среди которых сигналы от датчиков температуры системы охлаждения, положения дроссельной заслонки, плотности и температуры воздуха, положения коленчатого вала, скорости автомобиля, положения педали газа. DME проводит сравнение всех входящих сигналов с реакциями остальных систем. При неисправности одного из датчиков DME использует сохраненное значение по умолчанию для данного параметра из памяти. Также DME ведет отслеживание за работоспособностью электрооборудования. При помощи различных датчиков замеряется уровень заряда аккумулятора и его состояние, а также потребление электроэнергии в текущий момент. Поддерживая аккумуляторную батарею в работоспособном состоянии, DME обеспечивает в произвольный момент гарантированный пуск двигателя.

EBD («ELECTRONIC BRAKE DISTRIBTION»)

EBD – электронная система распределения тормозного усилия. Также называют EBV. Работает совместно с ABS и при помощи электроники обеспечивает равномерное распределение между всеми колесами тормозного усилия. Это необходимо для оптимального сцепления каждого колеса с дорогой исходя из скорости, загрузки автомобиля, характера покрытия и т.п.

В большинстве случаев применяется для исключения возможности блокировки колес на задней оси. EBD начинает работать до ABS, либо после несрабатывания последней в результате поломки.

EBM («ELECTRONIC BRAKE MANAGEMENT»)

EBM – система электронного управления тормозами. По сути, это общее название систем контроля тормозных систем и управляемости этих систем, таких, как ABS, ACS+T, DSC и DBC. Опираясь на показания различных датчиков, EBM определяет уровень вмешательства, необходимый для восстановления хорошей управляемости автомобилем, задействовав одну либо сразу несколько систем управления. К датчикам, показания которых использует EBM, относятся: угол крена; угол поворота рулевого колеса; датчики скорости вращения колес и силы торможения.

EBS («ELECTRONIC BRAKING SYSTEM»)

EBS – электронная система торможения. В EBS педаль тормоза не имеет механического соединения с тормозной системой. Другое название «электронная педаль», передвижение которой преобразуется в виде электрического сигнала и подается в блок управления. Далее анализируются данные, полученные от датчиков (скорость, нагрузка, угол поворота рулевого колеса, поперечное ускорение). На основе анализа этих данных электроника дает команду своим исполнительным механизмам на регулирование давления в контурах системы тормоза.

ECT («ELECTONICALLY CONTROLED TRANSMISSION»)

ECT – электронная система управления переключением передач в АКПП последнего поколения. Учитывая положение дроссельной заслонки, скорость автомобиля, температуру двигателя, определяет какую передачу включать. Тем самым обеспечивает наиболее мягкое переключение передач, и увеличивает ресурс трансмиссии и двигателя. Есть возможность установки алгоритма переключения передач: «зима», «эконом», «спорт».

Заключение!

Эти системы в значительной мере повлияли на коренное изменение сущности современного автомобиля. Благодаря электронике узлы и механизмы стали работать надежнее, а сам транспорт – безопаснее.

Новости
Практикум

Лимузин для президента: раскрыты очередные подробности

Сайт Федеральной патентной службой продолжает оставаться единственным открытым источником информации об «автомобиле для президента». Сначала НАМИ запатентовал промышленные модели двух автомобилей - лимузина и кроссовера, которые являются частью проекта «Кортеж». Затем намишники зарегистрировали промышленный образец под названием «Панель приборов автомобиля» (скорее всего, именно...

АвтоВАЗ выдвинул в Госдуму собственного кандидата

Как сказано в официальном сообщении АвтоВАЗа, В. Держак проработал более 27 лет на предприятии и прошел все этапы становления карьеры - от рядового рабочего до мастера. Инициатива выдвижения представителя трудового коллектива АвтоВАЗа в Госдуму принадлежит коллективу предприятия и была озвучена 5 июня во время празднования дня города Тольятти. Инициативу...

В Сингапуре появятся беспилотные такси

Во время испытаний на дороги Сингапура выйдут шесть модифицированных Audi Q5, способных передвигаться в автономном режиме. В прошлом году такие автомобили беспрепятственно преодолели путь от Сан-Франциско до Нью-Йорка, сообщает Bloomberg. В Сингапуре беспилотники будут двигаться по трем специально подготовленным маршрутам, оборудованных необходимой инфраструктурой. Протяженность каждого маршрута составит 6,4 ...

Mitsubishi скоро покажет туристический внедорожник

Аббревиатура GT-PHEV расшифровывается как Ground Tourer, автомобиль для путешествий. При этом концептуальный кроссовер должен провозгласить «новую концепцию дизайна Mitsubishi - Dynamic Shield». Силовой агрегат Mitsubishi GT-PHEV - это гибридная установка, состоящая из трех электродвигателей (один - на передней оси, два - на задней), чтобы...

На российском рынке появилась новая премиум-марка

Genesis - это премиум-подразделение концерна Hyundai, которое поэтапно выходит на мировые рынки. Вначале продажи премиальных «корейцев» начались на родине, а затем автомобили, которые задают «высочайшие стандарты производительности, дизайна и инноваций» (во всяком случае, так считают представители новообразованной марки), предложили обеспеченной публике из США, Ближнего Востока, ...

Фото дня: гигантская утка против водителей

Путь автомобилистам на одной из местных автотрасс преграждала… огромная резиновая утка! Фотографии утки моментально разошлись по соцсетям, где у них нашлось немало поклонников. Как сообщает The Daily Mail, гигантская резиновая утка принадлежала одному из местных автомобильных дилеров. Судя по всему, на дорогу надувную фигуру снес...

У Ford Transit на двери не оказалось важной заглушки

Отзыв касается лишь 24 микроавтобусов Ford Transit, которые дилеры марки продали с ноября 2014-го по август 2016-го. Как сообщает сайт Росстандарта, на этих машинах сдвижная дверь оснащена так называемой «детской блокировкой», однако отверстие соответствующего механизма не было прикрыто заглушкой. Оказывается, это является нарушением действующего...

Видео дня: электромобиль набирает 100 км/ч за 1,5 секунды

Электрический болид под названием Grimsel смог разогнаться с места до 100 км/ч за 1,513 секунды. Достижение было зафиксировано на взлетно-посадочной полосе авиационной базы в Дюбендорфе. Болид Grimsel представляет собой экспериментальный автомобиль, разработанный студентами Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Университета прикладных наук Люцерна. Автомобиль создан для участия...

Московский каршеринг оказался в центре скандала

Как рассказал один из участников сообщества «Синие Ведерки», воспользовавшийся услугами «Делимобиля», компания в случае ДТП с участием арендованного автомобиля требует от пользователей компенсировать стоимость ремонта и дополнительно взимает штраф. Кроме того, автомобили сервиса не застрахованы по каско. В свою очередь представители «Делимобиль» на официальной странице в Facebook дали официальные...

Mercedes выпустит мини-Гелендеваген: новые подробности

Новая модель, призванная стать альтернативой изящному Mercedes-Benz GLA, получит брутальную внешность в стилистике «Гелендевагена» - Mercedes-Benz G-класса. Немецкому изданию Auto Bild удалось разузнать новые подробности об этой модели. Итак, если верить инсайдерской информации, то Mercedes-Benz GLB будет отличаться угловатым дизайном. С другой стороны, полного...

Функции электронного управления системами автомобиля с бензиновым двигателем.

На современных автомобилях компьютерные системы управления рабочими процессами двигателей применяются для повышения топливной экономичности, динамических качеств автомобилей, обеспечения экологической безопасности в соответствие с действующими нормами.

Регулирование режимов работы и управление функциональными системами обеспечивается с помощью электронных блоков-модулей (контроллеров).

Назначение компьютерного управления заключается в формировании количественного и качественного состава рабочей смеси, а также в определении момента подачи топлива в цилиндры и искры на свечи зажигания с учетом режимов работы двигателя и состава отработавших газов. С помощью датчиков компьютерной системы определяются показатели режимов работы двигателя и автомобиля (количество поступающего в цилиндры воздуха, положение дроссельной заслонки, температура воздуха во впускном трубопроводе, температура охлаждающей жидкости двигателя, частота вращения коленчатого вала и др.), которые преобразуются в электрический сигнал и передаются в электронный блок управления (ЭБУ). В соответствии с заложенной программой ЭБУ обрабатывает полученные сигналы и выдает команды исполнительным устройствам (форсунки, регулятор холостого хода, реле включения вентилятора, свечи зажигания и др.).

Современные электронные системы имеют наиболее полный подбор модулей, образующих систему (сеть) электронного (компьютерного) управления работой автомобиля.

В зависимости от марки, модели, комплектации автомобиля число и назначение основных и вспомогательных модулей может существенно меняться.

Сеть электронного управления работой автомобиля может включать:

модуль управления функциями двигателя (ЭБУ);

центральный электронный модуль, имеющий множество функций и осуществляющий координацию диагностических функций модулей, аккумулирующий информацию об отказах;

модуль электронного управления дроссельной заслонкой;

модуль управления автоматической коробкой передач;

контроллер антиблокировочной тормозной системы и системы стабилизации, управляющий функциями тормозной системы;

модуль переключателя освещения, управляющий освещением и осуществляющий последовательный обмен данными с центральным электронным модулем;

модуль управления устройствами рулевого колеса;

модуль управления устройствами двери водителя;

модуль управления устройствами дверей пассажиров;

модуль управления устройствами электропривода сиденья водителя;

модуль управления функциями системы микроклимата салона;

модуль управления радиоприемником, звуковоспроизводящим оборудованием ;

Модуль управления функциями автомобильного телефона;

модуль управления функциями люка в крыше;

задний электронный модуль, управляющий электрическими устройствами в задней части автомобиля;

модуль информации для водителя, управляющий функциями комбинации приборов;

модуль дорожной информации;

модуль системы безопасности, управляющий надувными подушками безопасности;

верхний электронный модуль, управляющий электрическими устройствами в верхней части кузова;

модуль управления сигнализацией, управляющий сиреной охранной сигнализации, осуществляющий последовательный обмен данными с верхним электронным модулем;

Основой электронного управления системами автомобиля является компьютерная система управления двигателем.

Система управления бензиновым двигателем.

Система управления двигателем состоит из подсистемы управления распределенной подачей топлива (впрыском топлива) и подсистемы управления зажиганием. Обе подсистемы управляются электронным блоком управления (ЭБУ) и обеспечивают работоспособность двигателя.

Как сложная трехэлементная система (элементы обеспечения информацией — датчики; элементы получения информации, обработки ее и выработки управляющих сигналов — электронные блоки (контроллеры, модули); элементы реализации управляющего сигнала — исполнительные механизмы) компьютерная система управления двигателем использует большое число основных и дополнительных датчиков, сложную систему (сеть) электронных модулей и исполнительных механизмов.

Работа современной системы управления двигателем осуществляется в следующем порядке.

С помощью электрического топливного насоса, расположенного, как правило, в топливном баке, бензин, проходя топливный фильтр, поступает в рампу форсунок, откуда подается в цилиндры при электрическом управлении открытием соответствующих форсунок. Давление подаваемого топлива регулируется клапаном регулятора давления и равно 0,285...0,325 МПа. Количество подаваемого в цилиндры топлива зависит от времени открытия электрических клапанов форсунок и строго соответствует количеству поступающего во впускной трубопровод двигателя воздуха, измеряемого датчиком массового расхода воздуха и корректируемого в соответствии с сигналами от датчиков положения дроссельной заслонки и температуры воздуха. Электронный блок управления в соответствии со специальной программой обрабатывает все поступающие в него данные и контролирует включение электрического бензонасоса, вентилятора системы охлаждения двигателя, кондиционера, компрессора турбонаддува и в соответствии с режимами работы двигателя и автомобиля обеспечивает впрыск топлива форсунками, поддерживая заданный состав топливно-воздушной смеси (отношение количества топлива к воздуху равно 1 к 14,7).

Моменты подачи топлива и искры на свечи зажигания, выдаваемые ЭБУ в качестве исполнительных команд на топливные форсунки и катушки зажигания, зависят от входящих в ЭБУ сигналов датчиков синхронизации, фазы, температуры охлаждающей жидкости двигателя, детонации и содержания кислорода в отработавших газах (ƛ(лямбда)-зонда).

В силу сложности компьютерных систем их отказы трудно диагностировать обычными методами, а их последствия (прекращение транспортного процесса, увеличение расхода топлива и токсичности отработавших газов) трудно устранять.

Наиболее часто отказывающими элементами системы управления работой бензиновых двигателей являются:

электрические цепи — окисление контактов и обрыв проводов (35 %),

топливный насос (22 %),

клапан холостого хода (10%),

элементы системы зажигания (9%),

форсунки (8 %),

датчик кислорода (7 %),

датчики и реле (6 %),

электронный блок управления (3 %).

Система впрыска.

Топливные системы с впрыском бензинового топлива классифицируются по различным признакам.

1.По месту привода топлива:

центральный одноточечный (моно-) впрыск с единственной механической или электромагнитной форсункой, расположенной во впускном коллекторе;

распределенный впрыск с числом форсунок, соответствующим числу цилиндров, расположенных во впускном коллекторе перед впускными клапанами;

непосредственный впрыск в цилиндры

2.По способу подачи топлива: непрерывный и прерывистый впрыск.

3.По типу узлов, дозирующих топливо (плунжерные насосы, распределители, форсунки, регуляторы давления и т.д.).

4.По способу регулирования количества смеси: пневматическое, механическое, электронное.

5.По основным параметрам регулирования состава смеси: разрежению во впускной системе, углу поворота дроссельной заслонки, расходу воздуха.

Применение систем впрыска позволяет добиться следующих преимуществ:

обеспечить оптимальное смесеобразование на всех режимах;

повысить мощность двигателя;

уменьшить расход топлива;

уменьшить объем выброса вредных веществ;

облегчить пуск холодного двигателя и др.

К недостаткам систем впрыска следует отнести усложнение конструкции автомобиля, повышение его стоимости, повышение требований к бензину (чистота, октановое число), сложность в обслуживании (необходимость применения специального оборудования).

В настоящее время системы впрыска оснащаются отдельным ЭБУ, функции которого заключаются в обработке информации, поступающей с различных датчиков, управлении исполнительными механизмами, системой зажигания (в современных двигателях системы впрыска топлива и зажигания перестают быть независимыми и становятся компонентами все более усложняющихся интегральных систем управления работой двигателя) и обеспечении требуемых характеристик подачи топлива на различных режимах работы двигателя.

Наиболее эффективными по характеристике расхода топлива и экологическим показателям, а значит и наиболее перспективными, являются двигатели с электронным (компьютерным) управлением распределенным впрыском топлива. Однако характеристика работы большой группы деталей и элементов, формирующих топливную систему с впрыском, повышенные требования к качеству топлива и регулировкам — все это определяет значительный перечень признаков неисправностей системы.

Повышение надежности элементов компьютерной системы, а также предупреждение отказов и неисправностей достигается использованием функций электронного обеспечения работы двигателя, которое позволяет не только оптимально управлять рабочими процессами впрыска, но также осуществлять диагностирование технического состояния как подключением внешнего диагностического оборудования, так и использованием встроенных функций самодиагностики.

При встроенной диагностике ЭБУ фиксирует отклонения рабочих параметров в управлении работой двигателя и регистрирует их в виде кодов неисправностей, сигнализируя при движении автомобиля или при ТО и ремонте об отклонении параметров технического состояния от установленных норм.

Предупреждения о неисправностях в компьютерной системе отображаются загоранием специальной лампы диагностики с рисунком двигателя или надписью «проверь двигатель» {«check engine»).

При использовании специальной технологии контроля, разрабатываемой производителем автомобилей, коды неисправностей считываются с помощью диагностической лампы или специального диагностического сканера (тестера), подсоединяемого к диагностическому разъему.

Результаты диагностирования системы впрыска являются основными при определении комплекса операций ТО и TP топливной системы, что связано с высокой технологической сложностью и стоимостью монтажно-демонтажных, разборочно-сборочных и регулировочных работ системы впрыска, а также с нецелесообразностью частых разборок сопряженных соединений.

Современные системы впрыска оснащены встроенной диагностической системой со следующими функциями: самодиагностикой, функциональными и контрольными испытаниями. Распознавание неисправности происходит путем непрерывного циклового процесса сравнения показателей датчиков и систем на любых режимах работы с заложенными в блоке управления матрицами рабочих значений данных параметров (частота цикла на автомобилях различных производителей может отличаться). Несоответствие полученного рабочего значения требуемому для заданного режима работы распознается как неисправность, о чем водитель информируется характерным сигналом на рабочей панели автомобиля. Появление сигнала (сигналов) говорит о необходимости оперативного считывания и распознавания характера неисправности или отказа элемента автомобиля с использованием средств внутреннего диагностирования (если они предусмотрены в конструкции автомобиля), либо через подключение внешнего диагностического оборудования.

Доступ к диагностической системе осуществляется через гнездо разъем) на диагностическом блоке при включенном зажигании.

Самодиагностика предназначена для оперативного считывания нформации о неисправностях и отказах, накопленных в процессе текущей эксплуатации автомобиля. Для накопления информации о неисправностях используется встроенный диагностический блок управления, который способен запоминать 3...4 неисправности одновременно (общее число неисправностей, которые могут быть обнаружены, составляет 13...15). Функция самодиагностики заложена в электронный блок управления работой двигателя, через который посредством внутрисистемного информационного обмена она может быть применена и для других систем штатного электронного контроля работы автомобиля (автоматическая коробка передач, антиблокировочная система тормозов, противобуксовочная система ведущих колес и система стабилизации движения автомобиля, климат-контроль и т.д.). Коды неисправностей запоминаются при обнаружении сигнала неисправности. Сигнал может незамедлительно отображаться при нажатии испытательной кнопки на диагностическом блоке.

Блок управления снабжен памятью для запоминания кода неисправности и адаптивной программой, которая способна сохранять информацию в течение по меньшей мере 10 мин после прекращения подачи электроэнергии.

Функциональное испытание предназначено для диагностирования системы в режиме имитирования последовательного выхода из строя функциональных элементов, обеспечивающих правильную работу системы впрыска (например, датчика положения дроссельной заслонки, после того, как он выйдет из положения холостого хода или из положения «работы при полной нагрузке»; блока электронного управления системой зажигания; блока управления автоматической коробкой передач).

Контрольное испытание позволяет проверить работоспособность элементов системы впрыска как до, так и после функционального испытания средствами внутреннего диагностирования.

Режим функционального и контрольного испытания включается после комбинации кратковременных нажатий испытательной кнопки диагностического блока внутри автомобиля.

Для поиска неисправностей в системах впрыска топлива в ряде случаев требуется подсоединение специального измерительного блока — диагностического ключа, позволяющего определить место (в проводке, разъемах или самих компонентах, на которых замеры на разъемах блока управления невозможно сделать) и характер неисправности. Диагностический ключ подсоединяется к диагностическому блоку. Считывание и запись кодов неисправностей, обнаруженных в топливной системе, производится при включенном зажигании и с соблюдением необходимых мер, определяющих технологию диагностирования с использованием диагностического ключа. Распознавание и устранение неисправностей производится в соответствии с таблицей кодов неисправностей. Для каждой серии автомобилей производителями автомобилей могут предлагаться принципиально отличающиеся таблицы. Использование диагностического ключа не требует высокой квалификации оператора, так как основным его назначением является распознавание и запись неисправностей, возникших в процессе текущей эксплуатации автомобиля. Поэтому в роли оператора может выступать водитель или владелец транспортного средства.

Для проведения диагностирования необходимо выполнить ряд подготовительных операций, целью которых является привести систему в требуемое для начала диагностирования техническое состояние. Для этого необходимо проверить следующие элементы: систему подачи воздуха (рекомендуется снять регулятор холостого хода, промыть его составом для прочистки карбюраторов и смазать); датчик положения дроссельной заслонки (необходимо убедиться в том, что диск потенциометра чистый); ограничитель хода дроссельной заслонки (возможно, его положение было нарушено, в результате чего выходное напряжение датчика положения дроссельной заслонки вышло за пределы нормы); трос привода дроссельной заслонки (необходимо удостовериться, что привод правильно отрегулирован и имеет требуемый свободный ход); ход рычагов и тяг привода дроссельной заслонки (они должны двигаться свободно и без заедания); ряд других элементов в зависимости от сложности системы.

Чаще всего выявление неисправности в конкретном элементе современной системы впрыска с полностью электронным управлением говорит о необходимости дорогостоящего ремонта этого элемента или его замены. Однако прежде чем принимать решение с замене дорогостоящей запасной части, следует уточнить диагноз.

Одной из наиболее частых неполадок может быть понижение оборотов двигателя на холостом ходу, сопровождающееся загоранием контрольной лампы на панели самодиагностики и высвечиванием кода неисправности, который указывает на неисправность потенциометра дроссельной заслонки. Обычно в этом случае потенциометр рекомендуется заменить.

Потенциометр является устройством, напряжение которого находится в прямой зависимости от угла открытия дроссельной заслонки и изменяется от 0,5 до 4,5 В. При перемещении дроссельной заслонки напряжение должно возрастать плавно. Важно удостовериться, что выходное напряжение находится в требуемых пределах.

Потенциометр проверяют при включенном зажигании с помощью очень чувствительного вольтметра, поскольку достаточно малейшего отклонения выходного напряжения потенциометра от нормы, чтобы произошли нарушения в работе системы впрыска Поэтому обычные тестеры в данном случае непригодны. Лучше всего использовать для этого осциллограф, так как он увереннее воспринимает любые электрические сигналы, включая наведенные. Наведенные электрические сигналы могут имитировать неисправности, даже в том случае, если выходное напряжение соответствует требуемому значению. Шумовой сигнал воспринимается ЭБУ как сигнал потенциометра, что может приводить к нарушению работы регулятора холостого хода. Побочным эффектом этого может стать увеличение расхода топлива.

В большинстве современных систем впрыска выходное напряжение потенциометра дроссельной заслонки используется в качестве сигнала о предстоящем ускорении автомобиля. Поэтому ещё одним признаком неисправности потенциометра является избыточная подача топлива.

Особенностью отказа потенциометра является то, что его невозможно вернуть в рабочее состояние путем очистки или ремонта. Почти всегда это герметичное неразборное устройство, поэтому, если оно действительно неисправно, его можно только заменить.

Другой неисправностью современной системы впрыска, является неустойчивая работа двигателя при холодном пуске, иногда сопровождающаяся обратными хлопками во впускной коллектор. Чаще всего это является следствием обеднения смеси, вызванным ошибками в программном обеспечении ЭБУ. Это может означать как его выход из строя, так и неисправность одной или нескольких форсунок.

Чтобы проверить форсунки необходимо их снять, очистить и убедиться в их исправности. Для такой проверки требуется специальное оборудование. Если проверка показывает, что форсунки исправны, следует проверить программу ЭБУ, так как его ремонт обходится чаще всего дешевле, чем покупка нового. Вместе с проверкой ЭБУ необходимо проверить отсутствие подсоса воздуха в систему впрыска, что может вызвать обеднение смеси. Обычно подобные неисправности проявляются при значительном суммарном пробеге автомобиля, когда двигатель начинает «стареть». Этому способствуют образование нагара на клапанах и общий износ двигателя.

Современные автомобили чаще всего оснащены каталитическими нейтрализаторами и имеют систему ограничения вредных выбросов с обратной связью от ƛ-зонда. Если состав выхлопных газов не соответствует норме (топливная смесь слишком бедная или богатая), то прежде чем проверять на работоспособность ƛ-зонд, необходимо проверить выходное напряжение датчика абсолютного давления.

Считывание может осуществляться с помощью тестера (мотор-тестера, автотестера, сканера), подключенного к диагностическому разъему (расположение диагностического разъема различными производителями определяется по-разному, например перед селектором коробки передач в салоне водителя. При подключении диагностического сканера (тестера) более полно определяется техническое состояние компьютерной системы (коды и их описание), при этом имеется возможность выполнить корректировки по составу топливно-воздушной смеси, углу опережения зажигания и др. Система управления двигателем может иметь 65...135 кодов неисправностей для диагностики. Каждый код неисправности может дать информацию о том, вызвана ли неисправность обрывом, коротким замыканием на электропитание (+) или коротким замыканием на «массу». Это дает в общей сложности 195...405 различных кодов неисправностей.

Применение внешнего диагностического оборудования позволяет на более высоком качественном уровне выполнять в штатном режиме функциональные и контрольные испытания при диагностировании.

Система зажигания.

Система зажигания за последние 15...20 лет претерпела заметную эволюцию: от классической контактной до полностью бесконтактной системы с электронным управлениек всеми функциями.

Развитие системы зажигания определено стремлением добиться оптимизации ряда показателей и характеристик таких как: исключение контактных элементов в цепи системы в целях избежания искрения; минимизация и исключение потерь напряжения в цепи высокого напряжения системы; исключение магнитных колебаний в цепях элекгрооборудования; максимальный контроль за основными показателями системы зажигания на всех режимах работы двигателя: силой пробивного напряжения на электродах свечи, продолжительностью горения искры, регулированием опережения зажигания; максимальная доступность для диагностирования и ремон топригодность; максимальная защита от несанкционированного (процедурно не соблюденного) включения; другие.

Контактная или классическая батарейная система зажигания характеризуется наличием в ее цепи таких элементов, как контактный прерыватель, распределитель (роторного типа), одна (две) трехклеммовая катушка зажигания и т.д. Главными недостатками контактной системы зажигания являются: большой ток, проходящий через прерыватель и вызывающий электроэрозионный износ контактов; искрящиеся высоковольтные контакты в распределителе. Эти недостатки в первую очередь уменьшают срок службы и снижают надежность всей системы зажигания. При увеличении степени сжатия, использовании более бедных рабочих смесей, увеличении частоты вращения коленчатых валов и числа цилиндров контактная система зажигания не обеспечивает решения задач и возросших требований к системе. Поэтому в свое время возникла необходимость применения транзисторных (электронных) систем зажигания.

Функциональное отличие контактно-транзисторной системы зажигания от контактной заключается в том, что в контактно-транзисторной системе зажигания через контакты прерывателя проходят только управляющие импульсы тока (силой около 0,5 А). К первичной цепи катушки зажигания контакты прерывателя не относятся. В цепи контактно-транзисторной системы предусмотрен коммутатор, который позволяет добиться бесконтактного размыкания и замыкания первичной цепи. В ряде случаев коммутатор производится в одном корпусе (блоке) с катушкой зажигания, который монтируется на кронштейне в моторном отсеке. Выполненная в форме блока конструкция позволяет предупредить интерференцию от электромагнитных помех.

Основные особенности контактных систем зажигания при использовании дополнительных электронных блоков: малый ток, протекающий через контакты прерывателя (номинальная сила тока не более 0,3 А); более высокое вторичное напряжение; устройства могут включать в себя электронный октан-корректор (ЭОК); возможность, в случае необходимости, перейти к обычной контактной системе зажигания. Таким образом, электронные блоки в контактных системах зажигания значительно улучшают их характеристики, т.е.: не обгорают контакты прерывателя, так как в несколько раз снижаются протекающие через них токи, делая их только управляющими работой электронного коммутатора (поэтому контакты не обгорают и не требуют частого обслуживания); позволяют существенно увеличить напряжение на свечах, в результате чего допускается некоторое увеличение зазора между электродами свечи; позволяют при затрудненном пуске или в случае пониженного октанового числа, воспользовавшись электронным октан-корректором, непосредственно с места водителя изменить угол опережения зажигания; при пуске или с целью очистки контактов прерывателя можно простым переключением перейти к обычной контактной системе зажигания.

Контактные системы зажигания с дополнительными электронными блоками имеют и недостатки: понижение энергии искры, число элементов системы доходит до 85, что снижает надежность системы зажигания.

Среди основных преимуществ бесконтактных систем зажигания относительно контактных следует выделить следующие.

Контакты прерывателя не обгорают (как при контактной системе) и не загрязняются (как при контактно-транзисторной системе зажигания).

Нет необходимости длительное время устанавливать момент зажигания, не контролируется и не регулируется угол замкнутого (разомкнутого) состояния контактов, в силу их конструктивного отсутствия. В результате двигатель не теряет мощности.

Так как отсутствует размыкание контактов кулачком и нет биения и вибрации ротора распределителя — не нарушается paвномерность распределения искры по цилиндрам, что обеспечивает большую равномерность работы двигателя и, как следствие экономичность и меньшую токсичность.

Современные (бесконтактные) системы зажигания управляются, как и система впрыска, отдельным ЭБУ (контроллером), который для выработки полнофункционального управляющего сигнала должен получать информацию от следующих элементов:

с датчика частоты вращения (положения) коленчатого вал двигателя;

с датчика положения распределительного вала, который подает на блок управления информацию, необходимую для расчет правильной установки зажигания;

с датчика(ов) детонации;

с блока управления автоматической коробки передач, для указания величины снижения крутящего момента при переключении передачи (связь с блоком управления автоматической коробкой передач обеспечивает возможность снижения угла опережения зажигания при переключении передачи);

с блока управления системой впрыска с указанием положения дроссельной заслонки, нагрузки двигателя, температуры охлаждающей жидкости;

со спидометра.

В свою очередь, электронный блок системы зажигания ynpaвляет следующими компонентами:

коммутатором и катушкой зажигания;

реле кондиционера воздуха для временного отключения компрессора кондиционера;

вентилятором системы охлаждения с помощью реле вентилятора;

функцией предупреждения о составе выхлопных газов и др.

Одновременно блок управления системой зажигания выдает информацию на диагностический блок для поиска неисправностей.

Диагностирование электронной системы зажигания производится аналогично технологии диагностирования системы впрыска.

Распознавание неисправностей осуществляется в соответствии с кодами.

Чаще всего выявление неисправности начинается с проверки исправности электрической проводки. Проверяется состояние проводов свечей, которые могут быть протерты или иметь порезы. Проводя проверку системы зажигания, необходимо соблюдать меры безопасности, помня о том, что при запущенном двигателе напряжение в высоковольтной части системы достигает нескольких десятков тысяч вольт. Неосторожность может привести к получению травмы или (и) к выходу из строя электрооборудования.

Следующим этапом подготовки к диагностике является проверка с использованием руководства по ремонту данной системы и при необходимости регулировка величины зазора искрового промежутка. Далее, после выполнения всех подготовительных работ производится непосредственно диагностирование электронной системы зажигания в соответствии с методикой, принятой для данного диагностического оборудования.

Все работы по выявлению и устранению неисправностей электронных систем автомобиля выполняют специально подготовленным персоналом на диагностических постах. Посты оснащаются комплектом приборов и приспособлений.

Для двигателя ВАЗ-21102 данный комплект включает: пробник электричес¬кий, специальный тестер, осциллограф-мультиметр, перемычку, разрядник, пробник для цепи форсунок, топливный манометр, прибор для проверки форсунок, вакуумный насос, съемник высоковольтных проводов, набор адаптеров, манометр для измерения давления в системе выпуска. Восстановление технического состояния системы управления работой двигателя проводится по разработанным производителем автомобилей алгоритмам (диагностическим картам) для каждого кода неисправности.