Электронная система управления бензиновым инжекторным двигателем с контроллером Январь-4

Министерство образования  и науки России

ФГБОУ ВПО Уральский государственный  лесотехнический 

университет

 

Кафедра «Автомобильный транспорт»

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Электронная система  управления бензиновым инжекторным  двигателем с контроллером Январь-4»

по дисциплине «Электронные системы автомобиля»

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Студентка гр. ЛМФ-29

Антропова А.С.

Рук. проекта: Соломин А.Л.

 

 

Екатеринбург 2012

Содержание:

1. Введение………………………………………………………….3
2. Электронный блок управления…………………………………4
3. Принцип работы…………………………………………………6
4. Назначение и устройство………………………………………10
5. Датчики системы впрыска топлива…………………………...14
6. Контроллер……………………………………………………...22
7. «Январь-4»....……………………………………………………24
8. Заключение……………………………………………………...27
9. Список литературы……………………………………………..28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Электронный блок управления, расположенный под панелью приборов, является управляющим центром системы  впрыска топлива. Он непрерывно обрабатывает информацию от различных датчиков и  управляет системами, влияющими  на токсичность отработавших газов  и на эксплуатационные показатели автомобиля.

Использование электронных  систем отнюдь не превращает авто в  интеллектуального робота. Во главе  по-прежнему остается водитель, который  обязан критически осмысливать дорожную ситуацию и реальные возможности  своей машины.

В настоящее время наиболее важным и экономически оправданным  является широкое внедрение электронных  систем, позволяющих улучшить характеристики и снизить стоимость эксплуатации двигателя и трансмиссии, а также  систем для повышения безопасности.

Электронные системы призваны облегчить работу водителя и исправить  мелкие оплошности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электронный блок управления - (ЭБУ), состоящий из электронных элементов и используемый для автоматического управления каким-либо процессом, устройством. Автопроизводители обозначают названия систем безопасности своих автомобилей такими аббревиатурами:

ABS - антиблокировочная система. 
Ее задача - предотвращение блокировки притормаживаемых колес автомобиля, сохранение ее курсовой устойчивости и управляемости.

Когда колеса заблокировались  и машину вот-вот "понесет", электронный  блок несколько раз "отпускает - прижимает" тормозные колодки, благодаря чему колеса проворачиваются. Эффективность  в значительной степени зависит  от ее настройки. При слишком раннем срабатывании может увеличиться  тормозной путь.

ASR - антипробуксовочная система. Назначение системы - обеспечить устойчивость автомобиля при резком старте или при движении в гору по скользкой поверхности. Избежать "прокрутки" колес удается благодаря перераспределению крутящего момента двигателя на те колеса, у которых в данный момент наилучшее сцепление с дорогой. Система работает на скоростях до 40 км/ч.

ESP - она же VDC, VSC, DSTC, DSC, ATTS, VSA. 
Наиболее сложное устройство, управляющее работой антиблокировочной, антипробуксовочной систем, контролирующее тягу и управление дроссельной заслонкой. Блок электронного управления использует информацию от датчиков. Которые отслеживают работу мотора и трансмиссии, скорость вращения каждого из колес, давление в тормозной системе. Угол поворота руля, поперечное ускорение. Ситуация оценивается, вычисляется усилие торможения для каждого колеса, исполнительные механизмы получают команду. 
Процессор ESP связан с блоком электронного управления двигателем, что позволяет корректировать мощность и обороты коленчатого вала.

EBD - электронная система распределения тормозных сил (она же EBV).  
Обеспечивает оптимальное тормозное усилие на осях, изменяя его в зависимости от конкретных дорожных условий. EBD вступает в действие до начала работы ABS или при несрабатывании последней из-за неисправности.

EDS - система электронной блокировки дифференциала.  
Благодаря этой системе:

• повышается безопасность автомобиля
• улучшаются его тяговые характеристики при неблагоприятных дорожных условиях
• облегчается старт
• интенсивный разгон
• движение на подъем

EDS oпределяет угловые скорости ведущих колес и непрерывно сопоставляет их между собой. При несовпадении угловых скоростей, возникающем, например, при буксовании одного из колес, последнее подтормаживается до тех пор, пока не сравняется по частоте вращения с небуксующим. 
При разности частот вращения около 110 об/мин система автоматически включается в работу и без ограничений действует на скоростях до 80 км/ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принцип работы

В последнее время практически  все российские автомобильные заводы, пытаясь удержаться на плаву, осваивают  или освоили выпуск автомобилей, оборудованных электронной системой впрыска топлива. Такие автомобили производят ГАЗ и АО "Москвич", но больше всего - как по общему количеству, так и по разнообразию модификаций - ВАЗ.

Автомобили с так называемыми  инжекторными двигателями по своим техническим характеристикам и комфорту в эксплуатации значительно превосходят тех своих собратьев, что с обычным карбюратором, - благодаря экономичности, большей стабильности в работе, системам подачи топлива и управления зажиганием, не требующим регулировок. За счет увеличившейся мощности двигателя автомобиль развивает большую скорость и имеет более резвый прием.

На ранние модели "жигулей" устанавливалась система впрыска, разработанная General Motors. Впрыск в ней центральный: топливо подается не в каждый цилиндр, а в общий впускной коллектор. В переднеприводные автомобили устанавливаются более современные - с многоточечным, или распределенным, впрыском. Отечественной системой с контроллером "Январь-4" были оборудованы "восьмерки" и "девятки" с низкой панелью, а с прекращением выпуска таких модификаций на все переднеприводные "жигули" ставят системы впрыска с контроллером производства Bosch, с датчиком кислорода или без него. В качестве примера рассмотрим систему: с контроллером "Январь-4".

В общем виде система электронного впрыска топлива - это комплекс внешних  датчиков, исполнительных устройств  и центрального блока микропроцессора. Она управляет топливоподачей в  двигатель, временем накопления тока в  катушках зажигания и моментом зажигания, частотой вращения коленчатого вала в режиме холостого хода, вентилятором системы охлаждения двигателя, муфтой компрессора кондиционера (при его  наличии). Система впрыска также  выдает информацию о скорости автомобиля и частоте оборотов двигателя  на приборы (на маршрутный компьютер, если таковой имеется) и осуществляет взаимодействие с встроенным иммобилайзером. Система впрыска имеет датчики: положения коленчатого вала, положения распределительного вала (датчик фазы), частоты вращения коленчатого вала, массового расхода воздуха, температуры охлаждающей жидкости, положения дроссельной заслонки, напряжения бортовой сети, скорости движения автомобиля, детонации двигателя, наличия кислорода в выхлопных газах. Снимается также информация о запросе на включение кондиционера и разрешение на запуск двигателя от иммобилайзера.

Датчик колен.вала     Датчик распред.вала     Датчик оборотов   двигателя     Датчик масс. расхода   воздуха     Датчик температуры   охлаждающей жидкости     Датчик дросс.заслонки     Датчик скорости     Датчик детонации     Датчик кислорода     Напряжение бортовой   сети     Информация о вкл.   зажигания     Команда на вкл.   кондиционера     Разрешение от   иммобилайзера

Главное реле     Форсунки     Электробензонасос     Модуль зажигания   Регулятор холостого хода     Вентилятор системы   охлаждения     Спидометр, тахометр     Маршрутный компьютер     Клапан продувки   абсорбера     Нагреватель датчика   кислорода   Контрольная лампа   Check Engine     Муфта компрессора   кондиционера     Диагностическая колодка

 

 

В системе с контроллером "Январь-4" нет датчиков положения распределительного вала и наличия кислорода в  выхлопных газах. Снимая показания  датчиков, арифметико-логическое устройство (АЛУ) по программе, записанной в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), проводит расчеты и подает команды на исполнительное устройство. В ПЗУ кроме рабочей  программы прописаны калибровочные  параметры системы. АЛУ и ПЗУ  центрального процессора совмещены  в одном корпусе. Процессор "прошивается" на заводе-изготовителе и может иметь  разные версии программ. Программу  процессора скорректировать нельзя - при необходимости заменяется вся  микросхема. В оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) хранится текущая информация состояния системы и промежуточные  данные, необходимые для работы программы. Кроме того, там фиксируются коды неисправностей, возникающих в процессе работы системы. Содержание ОЗУ может  быть в любой момент перезаписано, а в случае сброса питания с  контроллера - обнуляется.

Электронно-перезаписываемое запоминающее устройство (ЭПЗУ) - так называемая "холодная" память - хранит коды ключей иммобилайзера. Содержание ЭПЗУ при желании всегда можно перезаписать, но при сбросе питания с контроллера информация сохраняется.

Описание алгоритма работы систем электронного впрыска следующее. При  включении зажигания и получения  верного пароля от иммобилайзера топливный насос создает в рампе форсунок давление топлива около 300 кПа и ждет начала прокрутки коленчатого вала от стартера. Постоянное давление в рампе поддерживается механическим клапаном.

В момент начала прокрутки коленчатого  вала система формирует первый асинхронный (во все цилиндры сразу) впрыск топлива  для быстрого запуска. При достижении частоты вращения коленчатого вала 1000 оборотов в минуту система начинает работать в синхронном режиме (впрыск осуществляется только в нужный цилиндр). В системах с контроллером "Январь" впрыск производится форсунками попарно. Так как впускной клапан одного из цилиндров закрыт, то топливо испаряется в воздушный канал впускного  коллектора. Если в момент начала прокрутки  двигателя дроссельная заслонка открыта, контроллер не подает топливо  в цилиндр, реализуя режим продувки двигателя.

При работающем двигателе контроллер снимает показания датчиков и  рассчитывает необходимый объем  топлива для подачи в цилиндры, а также параметры системы  зажигания. При выключении зажигания  контроллер еще 2 секунды удерживает напряжение питания на силовых элементах  системы, завершает вычисления и  после этого отключает главное  реле системы впрыска. Система электронного впрыска топлива является самонастраивающейся  системой. В своих вычислениях она заменяет показания любого неисправного датчика (кроме датчика положения коленчатого вала) на рассчитанные исходя из показаний остальных датчиков, зажигает лампу Check Engine и записывает в память код возникшей неисправности. Двигатель при этом продолжает работать, включение лампы не означает, что его надо заглушить, это лишь сигнал, призывающий к проведению технического обслуживания в ближайшее время. Коды неисправностей хранятся в памяти до сброса питания с контроллера, и их можно считать с помощью прибора DST2, подключив его к диагностической колодке. Контроллер "Январь" в этом смысле имеет несомненный плюс, считывание кодов неисправностей здесь упрощено: на блоке контроллера надо замкнуть контакт, и лампа Check Engine группами вспышек выдаст коды. В результате владелец может произвести мелкий ремонт, не обладая специальными приборами, а лишь при помощи технической литературы.

Двигатель не станет работать только в случае неисправностей самого контроллера, модуля зажигания в сборе, топливного насоса и отсутствия питания на форсунках  подачи топлива. Что касается датчиков, обслуживающих работу системы, то критичной  является только неисправность датчика  положения коленчатого вала. В  этом случае двигатель глохнет сразу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Назначение и  устройство

Системой управления двигателем называется электронная система управления, которая обеспечивает работу двух и более систем двигателя. Система является одним из основных электронных компонентов электрооборудования автомобиля.