1.2 ДАТЧИКИ
ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ (рис. 1.2.1)
Датчик температуры охлаждающей жидкости представляет собой термистор (резистор, изменяющий сопротивление в зависимости от температуры), установленный в потоке охлаждающей жидкости двигателя. Термистор, находящийся внутри датчика, является термистором с "отрицательным температурным коэффициентом", т.е. при нагреве его сопротивление уменьшается. Высокие температуры вызывают низкое сопротивление (70 ом при 130 град.С), а низкая температура охлаждающей жидкости дает высокое сопротивление (100700 ом при -40 град.С).
Электронный блок управления подает на датчик температуры охлаждающей жидкости напряжение 5 В через резистор, с постоянным сопротивлением, находящийся внутри ЭБУ. Температуру охлаждающей жидкости ЭБУ рассчитывает по падению напряжения на датчике, имеющем переменное сопротивление. Напряжение высокое на холодном двигателе и низкое на прогретом. Температура охлаждающей жидкости является параметром, затрагивающим большинство систем, которыми управляет ЭБУ.
При возникновении неисправности цепей датчика температуры охлаждающей жидкости ЭБУ через определенное время занесет в свою память ее код и включит контрольную лампу "СНЕСК ENGINE", сигнализируя о наличии неисправности. При этом ЭБУ либо рассчитает "аварийную" температуру охлаждающей жидкости по сигналу датчика температуры воздуха или подставит "аварийное" значение, хранящееся в памяти ЭБУ.
При неисправности цепей датчика температуры охлаждающей жидкости заносится код ошибки 14 или 15. Необходимо помнить, что эти коды указывают на неисправность в цепи, поэтому для правильного ремонта путем устранения неисправности электропроводки или путем замены датчика необходимо надлежащим образом использовать карту диагностики.
Рис. 1.2.1 Датчик температуры охлаждающей жидкости.
ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА (рис. 1.2.2)
Датчик температуры воздуха представляет собой термистор (резистор, изменяющий сопротивление в зависимости от температуры), установленный в нижней части корпуса воздушного фильтра. Термистор, находящийся внутри датчика, является термистором с "отрицательным температурным коэффициентом", т.е. при нагреве его сопротивление уменьшается. Высокие температуры вызывают низкое сопротивление (70 ом при 130 град.С, а низкая температура воздуха дает высокое сопротивление (100700 ом при -40 град.С).
Электронный блок управления подает на датчик температуры воздуха напряжение 5 В через резистор с постоянным сопротивлением, находящийся внутри ЭБУ. Температуру воздуха ЭБУ рассчитывает по падению напряжения на датчике, имеющем переменное сопротивление. Напряжение высокое, когда воздух холодный, и низкое, когда воздух теплый.
Температура воздуха является параметром, затрагивающим большинство систем, которыми управляет ЭБУ.
При возникновении неисправности цепей датчика температуры воздуха ЭБУ через определенное время занесет в свою память ее код и включит контрольную лампу "СНЕСК ENGINE", сигнализируя о наличии неисправности. При этом ЭБУ либо рассчитает "аварийную" температуру воздуха по сигналу, датчика температуры охлаждающей жидкости или подставит "аварийное" значение, хранящееся в памяти ЭБУ.
При неисправности цепей датчика температуры воздуха заносится код ошибки 23 или 25. Необходимо помнить, что эти коды указывают на неисправность в цепи, поэтому для правильного ремонта путем устранения неисправности электропроводки или путем замены датчика необходимо надлежащим образом использовать карту диагностики.
Рис. 1.2.2 Датчик температуры воздуха.
ДАТЧИК АБСОЛЮТНОГО ДАВЛЕНИЯ (рис. 1.2.3)
Для понимания работы данного датчика необходимо прежде пояснить принцип измерения абсолютного давления.
Большинство приборов для измерения давления показывают "ноль", когда они ни к чему не подключены. Однако фактически прибор находится под атмосферным давлением. Прибор для определения абсолютного давления показывает на уровне моря около 100 кПа или 1 бар. Это объясняется тем, что "точкой отсчета" прибора для определения абсолютного давления является абсолютный вакуум или полное отсутствие какого-либо давления. Любое "давление", превышающее данную точку отсчета, соответствующую абсолютному вакууму, будет давать показания положительного давления. . Показания прибора будут представлять собой показания "барометрического" давления, которое будет меняться на различных высотах или при изменении барометрического давления.
При подключении к впускной трубе двигателя прибор для определения абсолютного давления будет показывать абсолютное давление внутри трубы. При заглушенном двигателе это значение равняется атмосферному давлению. При работающем двигателе его действие подобно вакуумному насосу, и давление во впускной трубе будет меньше, чем атмосферное давление. Это значение давления "работающего двигателя" зависит от величины открытия дросселя и частоты вращения коленчатого вала.
Благодаря использованию прибора определения абсолютного давления электронный блок управления может следить за изменениями атмосферного давления, которые обычно происходят при изменении барометрического давления и/или изменении высоты над уровнем моря. Указанное барометрическое давление измеряется при включении зажигания до начала прокрутки двигателя. ЭБУ может также "обновить" данные барометрического давления при работающем двигателе, когда дроссель почти полностью открыт на малой частоте вращения двигателя.
Рис. 1.2.3 Датчик абсолютного давления.
где: 1 - датчик, 2 - разъем.
Датчик абсолютного давления представляет собой датчик, который измеряет изменения давления во впускной трубе. Трубка небольшого диаметра, соединяющая датчик с впускной трубой (или корпусом дроссельной заслонки), обеспечивает измерение датчиком абсолютного давления во впускной трубе. Давление изменяется в результате изменения нагрузки двигателя и частоты вращения коленчатого вала. Датчик абсолютного давления преобразует это изменение в выходной сигнал определенного напряжения.
Электронный блок управления подает на датчик абсолютного давления опорное напряжение 5 В. При изменении давления во впускной трубе выходной сигнал датчика 0...5 В также изменяется прямо пропорционально давлению (см. табл. 1.2.1).
Таблица 1.2.1 зависимости выходного сигнала датчика от значений абсолютного давления.
| Бар | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.3 | 0.2 | 0.1 | 0 |
| кПа | 100 | 90 | 80 | 70 | 60 | 50 | 40 | 30 | 20 | 10 | 0 |
| В | 4.9 | 4.4 | 3.8 | 3.3 | 2.7 | 2.2 | 1.7 | 1.1 | 0.6 | 0.3 | 0.3 |
Закрытое положение дроссельной заслонки при выбеге двигателя дает относительно низкое напряжение выходного сигнала абсолютного давления, в то время как полностью открытому положению дроссельной заслонки соответствует высокое напряжение сигнала абсолютного давления. Это высокое выходное напряжение возникает потому, что давление внутри впускной трубы такое же, как вне ее, и поэтому замеряется 100% окружающего атмосферного давления.
Электронный блок управления рассчитывает давление во впускной трубе по сигналу датчика. При высоком давлении требуется повышенная подача топлива, а при низком давлении требуется пониженная подача топлива.
Электронный блок управления использует сигнал датчика абсолютного давления, как один из наиболее важных для управления топливоподачей и зажиганием.
При возникновении неисправности цепей датчика абсолютного давления ЭБУ через определенное время занесет в свою память ее код и включит контрольную лампу "СНЕСК ENGINE", сигнализируя о наличии неисправности. При этом ЭБУ рассчитает "аварийное" давление по частоте вращения коленчатого вала и величине открытия дросселя.
При неисправности цепей датчика абсолютного давления заносится код ошибки 33 или 34. Необходимо помнить, что эти коды указывают на неисправность в цепи, поэтому для правильного ремонта путем устранения неисправности электропроводки или путем замены датчика необходимо надлежащим образом использовать карту диагностики.
ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ (рис. 1.2.4)
Датчик положения дроссельной заслонки установлен сбоку на корпусе дроссельной заслонки напротив сектора рычага управления дроссельной заслонкой. Его функция заключается в определении текущего положения дроссельной заслонки и передаче этой информации в электронный блок управления. Данные о положении дроссельной заслонки необходимы ЭБУ для расчета сигналов (импульсов) управления форсункой..
Рис. 1.2.4 Датчик положения дроссельной заслонки.
При вращении дроссельной заслонки в ответ на движение педали акселератора рычаг управления дроссельной заслонкой передает свое вращательное движение на датчик положения дроссельной заслонки. При этом происходит изменение напряжения выходного сигнала датчика. Этот сигнал поступает в блок управления для обработки. ЭБУ использует быстро возрастающее напряжение сигнала датчика как свидетельство о возрастающей потребности подачи топлива и как команду на увеличение количества управляющих импульсов впрыска форсунки. Это подобно функции ускорительного насоса в карбюраторе.
Датчик представляет собой резистор потенциометрического типа, один из выводов которого соединен с опорным напряжением 5 В с электронного блока управления, а второй - с "массой" ЭБУ. Третий провод соединяет подвижный контакт датчика с ЭБУ, что позволяет электронному блоку управления определять напряжение выходного сигнала датчика.
При перемещении дросселя (движении педали акселератора) изменяется выходной сигнал с подвижного контакта датчика. При закрытом положении дроссельной заслонки выходной сигнал датчика ниже 1.25 В. При открытии дроссельной заслонки выходной сигнал возрастает, и при полностью открытом дросселе выходное напряжение должно быть выше 4 В.
Путем слежения за значением выходного напряжения датчика электронный блок управления может определить текущее положение дроссельной заслонки (задаваемое водителем). Путем слежения за изменением напряжения ЭБУ может определить процесс открытия или закрытия дросселя. Неисправность или плохой контакт датчика положения дроссельной заслонки может вызвать неконтролируемый впрыск топлива форсункой и нестабильность холостого хода из-за того, что ЭБУ будет рассчитывать топливоподачу исходя из того, что дроссель перемещается.
При возникновении неисправности цепей датчика положения дроссельной заслонки ЭБУ через определенное время занесет в свою память ее код и включит контрольную лампу "СНЕСК ENGINE", сигнализируя о наличии неисправности. При этом ЭБУ рассчитает "аварийные" данные положения дроссельной заслонки по частоте вращения коленчатого вала.
При неисправности цепей датчика положения дроссельной заслонки заносится код ошибки 21 или 22. Необходимо помнить, что эти коды указывают на неисправность в цепи, поэтому для правильного ремонта путем устранения неисправности электропроводки или путем замены датчика необходимо надлежащим образом использовать карту диагностики.
Датчик положения дроссельной заслонки не регулируется. Электронный блок управления использует сигнал самого низкого напряжения на режиме холостого хода в качестве точки отсчета (0 % дросселя), и поэтому никакой регулировки не требуется.
ДАТЧИК КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА (С ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВОМ) (рис. 1.2.5)
Наиболее эффективное управление токсичностью для бензиновых двигателей достигается при соотношении воздуха и топлива в смеси равном 14.6...14.7:1. Данное соотношение называется "стехиометрическим". При этом составе воздушно-топливной смеси каталитический нейтрализатор очень эффективно уменьшает количество углеводородов, окиси углерода и окислов азота, выбрасываемых двигателем с отработавшими газами. В целях оптимизации состава отработавших газов для обеспечения работы каталитического нейтрализатора применяется система управления топливоподачей с обратной связью по сигналу датчика кислорода.
Электронный блок управления первоначально рассчитывает длительность импульса впрыска форсунки по другим входным сигналам, таким как абсолютное давление, частота вращения коленчатого вала, температура охлаждающей жидкости, температура воздуха и т.д. После впрыска топлива в двигатель сигнал датчика концентрации кислорода можно использовать для корректировки расчетов длительности импульса впрыска форсунки.
Датчик концентрации кислорода в отработавших газах играет ключевую роль в управлении топливоподачей по "замкнутой петле" обратной связи. ЭБУ использует информацию датчика концентрации кислорода для точной настройки своих расчетов длительности импульса впрыска топлива на основании содержания неиспользованного, "оставшегося" кислорода в отработавших газах.
Рис. 1.2.5 Датчик концентрации кислорода.
Кислород, содержащийся в отработавших газах, взаимодействует с датчиком концентрации кислорода, в результате чего создается выходное напряжение, подобно тому, как это имеет место в аккумуляторной батарее. Напряжение этого сигнала можно рассматривать как шкалу, имеющую диапазон от около 0.1 В (высокая концентрация кислорода - бедная смесь) до 0.9 В (низкая концентрация кислорода - богатая смесь).
В связи с тем, что датчик выступает в роли измерителя, он только показывает насколько высока или низка концентрация кислорода в отработавших газах. Датчик не вызывает эти состояния, он только указывает на то, что уже произошло.
Датчик устанавливается в выпускном коллекторе. Его чувствительный элемент находится в потоке отработавших газов. При достижении датчиком рабочей температуры, превышающей 360 град.С, он действует как генератор, выдавая быстро изменяющееся напряжение, колеблющееся между значениями 0.1 и 0.9 вольт. Это выходное напряжение зависит от концентрации кислорода в отработавших газах в сопоставлении с опорными данными о содержании кислорода в атмосфере, поступающими с элемента конструкции датчика, служащего для определения концентрации атмосферного кислорода. Этот элемент представляет собой полость, соединяющуюся с атмосферой через небольшое отверстие в металлическом наружном кожухе датчика.
Когда датчик находится в холодном состоянии, он не выдает никакого напряжения или медленно изменяющееся напряжение, которое нельзя использовать. Кроме того в холодном состоянии внутреннее электрическое сопротивление датчика чрезвычайно высоко и составляет несколько МОм.
Поскольку для эффективной работы датчик должен иметь температуру не менее 360 град.С, он снабжен установленным внутри электрическим нагревательным элементом, служащим для быстрого подогрева датчика после пуска двигателя. Питание на данный нагревательный элемент подается из системы электропитания автомобиля при включенном зажигании.
Электронный блок управления постоянно подает на цепь датчика стабильное опорное напряжение 450 милливольт с очень низким током. Такое смещение используется исключительно в целях диагностики и не является необходимым для работы датчика. Когда датчик имеет холодное состояние (или оборван) и не выдает никакого напряжения, ЭБУ "видит" только указанное стабильное опорное напряжение. По мере прогрева датчика при работающем двигателе внутреннее сопротивление датчика уменьшается, и он начинает выдавать быстро меняющееся напряжение, которое "перекрывает" выдаваемое ЭБУ стабильное опорное напряжение. Когда ЭБУ "видит" изменяющееся напряжение, ему становится известным, что датчик прогрелся, и его выход готов для применения в целях "тонкой настройки". ЭБУ следит за выходами за пределы диапазона среднего напряжения (приблизительно 300...600 милливольт) для принятия решения о переходе на режим управления по замкнутой петле обратной связи. Диагностический прибор "ТЕСН 1" может отобразить состояние готовности сообщением "ГОТОВНОСТЬ ДАТЧИКА КИСЛОРОДА - НЕТ/ДА".
При нормальной работе системы впрыска в режиме замкнутой петли обратной связи выходное напряжение датчика быстро меняется несколько раз в секунду в сторону увеличения или уменьшения от пороговой точки стехиометрического состава.
ОТРАВЛЕНИЕ ДАТЧИКА КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА
Датчики концентрации кислорода могут быть отравлены в результате применения этилированного бензина или в результате использования при сборке двигателя вулканизирующихся при комнатной температуре герметиков, имеющих высокое содержание силикона с большой летучестью. При очень высокой летучести силикона герметика, пары силикона могут попасть в систему вентиляции картера и в камеру сгорания. Оба вещества, свинец и силикон, за определенный период времени могут привести к выходу датчика концентрации кислорода из строя.
Разрыв сигнальной цепи датчика или цепи заземления, дефектность датчика, выход из строя в результате отравления или холодное состояние датчика могут вызвать чрезмерно длительное нахождение напряжения сигнала в диапазоне 350...550 милливольт, что приведет к сохранению управления топливоподачей по разомкнутой петле и занесению кода ошибки 13.
Если электронный блок управления получает сигнал о длительном периоде бедного состава смеси, в память будет занесен код ошибки 44. Причиной показания бедного состава могут быть утечки воздуха в выпускном коллекторе, или негерметичность прокладки, или низкое давление топлива. Ложный сигнал бедного состава может быть также вызван замыканием на "массу" сигнальной цепи между датчиком и ЭБУ.
Если электронный блок управления получает сигнал о длительном периоде богатого состава смеси, в память будет занесен код ошибки 45. Причиной показания богатого состава может быть повышенное давление топлива. Ложный сигнал богатого состава может быть также вызван замыканием цепи между датчиком и ЭБУ, которая каким-либо образом соединилась с другим источником напряжения.
Коды 13, 44 и 45 вызывают сохранение режима управления топливоподачей по разомкнутой петле обратной связи или переход к нему.
ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА (рис. 1.2.6)
Система зажигания посылает сигнал датчика положения коленчатого вала в электронный блок управления, сообщая данные о частоте вращения и положении коленчатого вала. Указанный сигнал представляет собой серию электрических импульсов низкого напряжения, генерируемых модулем зажигания.
ЭБУ выдает импульсы впрыска на базе импульсов опорного сигнала положения коленчатого вала.
При возникновении неисправности в цепи опорного сигнала положения коленчатого вала от модуля зажигания до ЭБУ двигатель останавливается. Для управления импульсами впрыска ЭБУ должен получать этот сигнал. При отсутствии сигнала импульсы впрыска не будут подаваться на форсунку.
Рис. 1.2.6 Датчик положения коленчатого вала.
При возникновении неисправности цепей датчика положения КВ блок управления, через определенное время, занесет в свою память код ошибки 19 и включит контрольную лампу "СНЕСК ENGINE", сигнализируя о наличии неисправности. Необходимо помнить, что этот код указывает на неисправность в цепи, поэтому для правильного ремонта путем устранения неисправности электропроводки или путем замены датчика необходимо надлежащим образом использовать карту диагностики.
ДАТЧИК СКОРОСТИ АВТОМОБИЛЯ (рис. 1.2.7)
Датчик скорости автомобиля выдает импульсный сигнал, который информирует электронный блок управления о скорости движения автомобиля. Для выдачи электрических импульсов на ЭБУ в системе применен датчик на эффекте Холла. Датчик установлен на выходном валу раздаточной коробки (на “Ниве”) для того, чтобы его частота была пропорциональной частоте вращения ведущих колес (6 импульсов на метр пробега для стандартных колес).
При возникновении неисправности цепей датчика скорости автомобиля ЭБУ через определенное время занесет в свою память код ошибки 24 и включит контрольную лампу "СНЕСК ENGINE", сигнализируя о наличии неисправности. Необходимо помнить, что этот код указывает на неисправность в цепи, поэтому для правильного ремонта путем устранения неисправности электропроводки или путем замены датчика необходимо надлежащим образом использовать карту диагностики.
Рис. 1.2.7 Датчик скорости автомобиля.
где: 1 - разъем, 2 - датчик скорости автомобиля.
ПОТЕНЦИОМЕТР ОКТАН-КОРРЕКЦИИ (рис. 1.2.8)
Потенциометр октан-коррекции выдает сигнал корректировки угла опережения зажигания, который используется электронным блоком управления для выбора запаздывания момента зажигания, позволяющего применять топливо с низким октановым числом. Эта регулировка выполняется только на станции техобслуживания и только с применением диагностического прибора "ТЕСН 1".
Рис. 1.2.8 Потенциометр октан-коррекции.
При сборке автомобиля на заводе эта регулировка обычно устанавливается на значение "нулевого запаздывания", которое показывается как "0" для регулировки октанового числа в перечне данных F0 диагностического прибора "ТЕСН 1". Это означает, что потенциометр регулировки октанового числа отрегулирован на топливо с высшим октановым числом, и что используется соответствующее значение угла опережения зажигания.
При необходимости использовать бензин с более низким октановым числом механик на станции техобслуживания должен с помощью прибора "ТЕСН 1" отрегулировать потенциометр на соответственно уменьшенное значение угла опережения зажигания для поправки на топливо с более низким октановым числом. Дисплей прибора "ТЕСН 1" отобразит отрицательные значения при смещении потенциометра от первоначальной нулевой регулировки.
В качестве примера для пояснения, предположим, что полный угол опережения зажигания для бензина с высшим октановым числом составляет 35 град. до верхней мертвой точки (ВМТ) для определенного значения частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя. Если механик хочет уменьшить угол опережения зажигания на 8 град., после осуществления регулировки с помощью прибора "ТЕСН 1" прибор покажет регулировку октанового числа "-8 град." и полный угол опережения зажигания составит только 27 град. до ВМТ.
При возникновении неисправности цепей октан-потенциометра ЭБУ через определенное время занесет в свою память ее код и включит контрольную лампу "СНЕСК ENGINE", сигнализируя о наличии неисправности. При этом ЭБУ рассчитает "аварийное" значение угла опережения зажигания, исходя из применения бензина с низшим октановым числом, на базе "аварийного" значения, находящегося в памяти электронного блока управления.
При неисправности цепей октан-потенциометра заносится код ошибки 54. Необходимо помнить, что этот код указывает на неисправность в цепи, поэтому для правильного ремонта путем устранения неисправности электропроводки или путем замены датчика необходимо надлежащим образом использовать карту диагностики.
СИГНАЛ ЗАПРОСА НА ВКЛЮЧЕНИЕ КОНДИЦИОНЕРА
При получении указанного сигнала электронный блок управления узнает о том, что водителю необходима работа кондиционера. Сигнал исходит от переключателя системы кондиционирования, расположенного на панели приборов, но должен пройти через выключатели, срабатывающие по температуре и давлению, прежде чем попадает в блок управления. ЭБУ использует данный сигнал для того, чтобы:
- отрегулировать положение регулятора холостого хода для компенсации дополнительной нагрузки, создаваемой для двигателя компрессором кондиционера, и
- включить реле, управляющее работой кондиционера.
