Система управления двигателем Motronic

Система Motronic

Фирма «Bosch» выпускает ее с 1987 г. Электронный блок управляет одновременно системами впрыска топлива и зажигания. Благодаря этому получилась компактная и недорогая система управления силовым агрегатом малого рабочего объема. Эту внедренную в 1990 г. систему расширили, включив в нее регулирование детонации и рециркуляцию отработавших газов. Полученная система отличается компактностью, очень высокой степенью интеграции и предназначена для управления двигателем автомобилей малого класса. С ее помощью можно соблюдать предельные показатели выбросов токсичных компонентов отработавших газов, а также обеспечивать сравнительно низкий расход топлива. В качестве главных управляющих воздействий система Motronic (рис.1) обрабатывает сигналы углового положения дроссельной заслонки и частоты вращения коленчатого вала двигателя.

По этим двум сигналам и дополнительным входным сигналам кислородного датчика, датчиков температуры воды в системе охлаждения и воздуха ЭБУ рассчитывает продолжительность импульса топлива и момент зажигания. Способная обучаться система Motronic должна распознать индивидуальные допуски и влияние изменений параметров двигателя и угла впрыска топлива, а также надежно корректировать полученные результаты вследствие изменения плотности воздуха.

Рис. 1. Система Motronic:

1 -датчик в головке блока цилиндров;

2 — кислородный датчик;

3 — датчик температуры поступающего воздуха

4 — датчик положения дроссельной заслонки;

5 — форсунка;

6 — регулятор давления подачи топлива;

7 — клапан с положительной обратной связью;

8 -топливный фильтр;

9 -топливный насос с электроприводом;

10 — бачок с активированным углем;

11 — ЭБУ;

12 — провод к схеме диагностики;

13 — датчик углового положения дроссельной заслонки;

14 — катушка зажигания;

15 — распределитель зажигания;

16-датчиктемпературы охлаждающей жидкости.

Благодаря постоянной самодиагностике система Mono-Motronic распознает ошибки чувствительных элементов, исполнительных органов и жгута проводов. Блок управления запоминает ошибки, которые могут быть вызваны при техническом обслуживании, с помощью диагностического тестера. Основой электронного управления зажиганием является заложенный в блоке управления массив данных углов опережения зажигания по нагрузке и частоте вращения. С помощью регулирования детонации можно добиться такой работы двигателя, чтобы оптимальная мощность достигалась при возможно более низком расходе топлива. Даже низкооктановый бензин больше не сможет привести к повреждениям двигателя от детонации. Дополнительными функциями системы являются, в частности, обогащение горючей смеси при холодном пуске, прогреве двигателя и разгоне, исключение рывков, стабилизация частоты вращения вала двигателя на холостом ходу и самодиагностирование, а также, по желанию, управление рециркуляцией отработавших газов. При этом не нуждающаяся в регулировании и обслуживании система Motronic удовлетворяет самым жестким требованиям эксплуатации и безвредна для окружающей среды.

Принцип работы системы

Обычно система «Motronic» управляет первичной цепью системы зажигания, системой питания и системой холостого хода. Автоматический клапан систем регулировки оборотов холостого хода непосредственно управляется ЭБУ для обеспечения постоянства оборотов холостого хода при всех условиях работы двигателя. Это управление осуществляется и в более поздних версиях системы Motronic.

Однако в некоторых версиях систем первого поколения клапан регулировки холостого хода управляется отдельным модулем, входящим в состав ЭБУ. Кроме того, в этих версиях вспомогательный воздушный клапан управлялся не ЭБУ, а механически — по температуре охлаждающей жидкости.

Опережение зажигания и длительность впрыска вычисляются ЭБУ в неразрывной связи так, что для любого режима работы двигателя выбираются оптимальные параметры зажигания и топливоподачи.

Начальный угол опережения зажигания записан в памяти ЭБУ в виде трехмерной карты. Для определения угла опережения используются данные о нагрузке и частоте вращения коленчатого вала. В качестве основных датчиков загрузки двигателя используются: датчик расхода воздуха или датчик давления в коллекторе. Частота вращения двигателя определяется на основании данных датчика угла поворота коленчатого вала.

Для некоторых режимов работы двигателя, а именно, для впуска, холостого хода, замедления, а также для частичной и полной нагрузки вводится корректировка карты опережения. Основной корректирующий фактор — температура двигателя. Незначительные корректировки угла опережения и состава рабочей смеси производятся в зависимости от сигналов датчика температуры воздуха и датчика положения дроссельной заслонки.

Базовый состав рабочей смеси также записан в виде трехмерной карты в зависимости от загрузки двигателя и частоты вращения. По этим данным система Motronic определяет длительность впрыска топлива.

Затем длительность впрыска топлива корректируется в зависимости от температуры воздуха и охлаждающей жидкости, напряжения аккумулятора и положения дроссельной заслонки. К другим факторам, влияющим на длительность впрыска относятся условия работы двигателя, например, пуск двигателя, прогрев, холостой ход, ускорение и замедление.

При работе двигателя на холостом ходу ЭБУ пользуется специальными картами опережения и длительности впрыска. Холостые обороты при прогреве и рабочей температуре двигателя управляются клапаном регулирования холостого хода. Вместе с тем, Motronic осуществляет тонкую подстройку оборотов холостого хода за счет небольшого изменения в ту или иную сторону опережения зажигания.

ЭБУ получает постоянное питание от аккумулятора (в версиях первого поколения эта функция отсутствует). Эта мера позволяет системе самодиагностики запомнить коды непостоянных неисправностей. После включения зажигания напряжение подается на катушку зажигания и ЭБУ. При этом ЭБУ заземляет обмотку главного реле системы впрыска топлива и включает реле.

Большинство датчиков (кроме тех которые генерируют напряжение, например, датчик угла поворота коленчатого вала, датчик детонации и датчик кислорода) получают эталонное питание напряжением 5,0 В от соответствующего контакта разъема ЭБУ. После того, как ЭБУ получает сигнал от датчика угла поворота коленчатого вала о том, что двигатель вращается, он замыкает цепь питания топливного насоса. Активизируется также зажигание и система впрыска топлива. Все исполнительные механизмы имеют питание номинальным напряжением, а ЭБУ управляет ими, замыкая или размыкая цепь заземления исполнительных механизмов.

Система управления двигателем работает следующим образом: топливный насос через фильтр тонкой очистки подает топливо в распределитель топлива. Далее топливо подается к форсункам, установленным на впускном коллекторе двигателя, а через них в камеры сгорания (цилиндры). На распределителе топлива устанавливается регулятор давления топлива, который имеет зависимость от разрежения во впускном тракте и поддерживает оптимальное давление топлива в системе. Воздух подается через воздушный фильтр во впускной тракт, в начале которого установлен измеритель расхода воздуха. Показания измерителя расхода воздуха учитываются ECU для оптимизации качества топливной смеси. Корпус измерителя расхода воздуха может включать в себя дополнительный воздушный канал с регулятором подачи воздуха в обход основному воздушному тракту. Этим регулятором в небольших пределах можно регулировать уровень СО в выхлопных газах. Датчик положения дроссельной заслонки является основным датчиком, показания которого учитываются ECU для определения качества топливной смеси. Дополнительный воздушный канал в обход дроссельной заслонки с установленным на нем регулятором холостого хода служит для оптимизации работы двигателя на холостом ходу. Управляется регулятор холостого хода посредствомЭБУ. Пусковые режимы двигателя регламентируются ECU по показаниям датчика температуры охлаждающей жидкости. В начальный момент пуска холодного двигателя впрыскивается обогащенная топливная смесь. Впрыск производится трижды в течение первых трех оборотов коленвала двигателя. После запуска двигателя впрыск топлива производится один раз за каждый оборот коленвала двигателя.

Вентиляция топливного бака осуществляется посредством клапана с адаптивным управлением. Из топливного бака пары топлива через адсорбер и клапан подаются во впускной тракт двигателя. Управление клапана осуществляется эл. блоком управления и зависит от оборотов и нагрузки двигателя. При выключении управляющего напряжения, клапан может быть открыт под действием разрежения во впускном тракте двигателя. Для предотвращения самопроизвольного воспламенения паров топлива после выключения зажигания, клапан остается под управляющим напряжением (выключенным) еще несколько секунд. После этого закрывается пружинный обратный клапан и прекращается доступ парам топлива во впускной тракт двигателя. Угол опережения зажигания регламентируется ECU по сигналу датчика числа обротов коленвала двигателя и в зависимости от режима работы двигателя.

Структурная схема системы управления

система управление motronic