Цифровая схема управления двигателем

Цифровая схема управления двигателем

На сегодняшний день практически все выпускаемые двигатели внутреннего сгорания оборудованы электронной системой управления (ЭСУД). Автопроизводители уделяют особое внимание этой системе, так как добиться высокой мощности двигателя при одновременном снижении расхода топлива и выполнении жестких экологических требований возможно только с помощью очень точного и своевременного дозирования топлива и эффективного поджигания топливно-воздушной смеси на всех режимах работы двигателя.

Устройство ЭСУД усложняется с каждым годом, увеличивается число элементов, совершенствуются алгоритмы управления работой двигателя. Но в конструктивных элементах ЭСУД, как и в любой другой системе автомобиля, в процессе продолжительной эксплуатации неизбежно возникают различные отказы и неисправности. Происходит изменение электрических характеристик, нарушение регулировок, потеря работоспособности датчиков, их разъемов, предохранителей и проводов. Это приводит к существенному ухудшению работы двигателя и при несвоевременном устранении возникающих в ЭСУД неисправностей к полной потере им работоспособности.

Отсутствие в настоящее время обоснованных режимов технического обслуживания (ТО) электронных систем управления двигателем приводит к снижению эксплуатационной надежности и значительным затратам на поддержание этих систем в технически исправном состоянии.

В ходе выполненных исследований эксплуатационной надежности электронных систем управления двигателей 1.6 VTi Tiptronic (88 кВт), 1.6 THP Turbo Tiptronic (110 кВт) автомобилей марки Peugeot были выявлены элементы с наиболее часто возникающими отказами и неисправностями (рис. 1).

Как видно из рис. 1, наиболее распространенной неисправностью данной ЭСУД является отказ электронного термостата (20 %). Этот дефект связан с низким качеством материала, применяемого в качестве уплотнителя датчика температуры охлаждающей жидкости, встроенного в термостат. Неисправность устраняется заменой термостата, либо установкой отдельного датчика температуры вместо штуцера прокачки системы охлаждения.

Рис. 1. Диаграмма распределения основных неисправностей электронных систем управления двигателей 1.6 VTi Tiptronic (88 кВт), 1.6 THP Turbo Tiptronic (110 кВт) автомобилей марки Peugeot: 1 – электронный термостат (20 %); 2 – свеча зажигания (15 %); 3 – электромагнитный клапан системы изменения фаз газораспределительного механизма (ГРМ) (10 %); 4 – катушка зажигания (8 %); 5 – форсунка (4 %); 6 – электронная дроссельная заслонка (8 %); 7 – кислородный датчик (10 %); 8 – электронасос охлаждения турбокомпрессора (5 %); 9 – электроклапан управления давлением наддува (5 %); 10 – электроклапан аварийного сброса давления наддува (2 %); 11 – каталитический нейтрализатор (5 %); 12 – датчик давления наддува (4 %); 13 – электродвигатель системы изменения подъема клапанов ГРМ (4 %). Неисправности кислородных датчиков (10 %) и каталитического нейтрализатора (5 %) вызваны низким качеством используемого топлива

На отказы свечей зажигания приходится 15 % от общего количества отказов. В большинстве случаев отказ свечей связан с использованием топлива низкого качества либо нарушением периодичности проведения ТО.

Электромагнитный клапан системы изменения фаз газораспределения (10 % отказов) предназначен для регулирования давления масла, подаваемого на фазорегулятор распределительного вала. Отказ данного элемента зачастую связан с его загрязнением металлическими частицами, содержащимися в моторном масле.

Для поддержания ЭСУД в работоспособном состоянии необходимо соблюдать определенные условия эксплуатации электронных элементов. Электронные компоненты, жгуты проводов и контакты необходимо поддерживать в технически исправном состоянии. Разъемы датчиков должны быть без следов коррозии, проводка – чистой, чтобы обеспечить передачу сигналов к электронному блоку управления (ЭБУ) без искажений и др.

Кроме рассмотренных выше неисправностей электронной части работоспособность системы управления двигателем зависит от состояния механических и гидромеханических элементов. Некоторые нарушения технического состояния двигателей или регулировок в его системах вызывают неисправности, ошибочно принимаемые за неисправности элементов системы управления двигателем. Это может быть связано с уменьшением давления в конце такта сжатия, подсосом воздуха, ограничением проходимости системы выпуска, нарушением фаз газораспределения, низким качеством используемого топлива, несоблюдением периодичности проведения технического обслуживания [1].

Электронный блок управления современным двигателем представляет собой цифровой микропроцессор с функцией самодиагностики (рис. 2). При работе двигателя ЭБУ постоянно опрашивает все датчики, исполнительные устройства и при появлении неисправности заносит в свою память код (от двузначного до пятизначного), соответствующий неисправности данного вида.

В результате выполненных исследований эксплуатационной надежности ЭСУД были выявлены основные неисправности этой системы, признаки их возникновения, а также влияние этих неисправностей на работу двигателя (таблица).

Рис. 2. Структурная схема электронного блока управления двигателем

Основные неисправности элементов ЭСУД

Влияние на работу двигателя

1. Электронный термостат (датчик температуры охлаждающей жидкости)

Стрелка температуры охлаждающей жидкости на панели приборов при непрогретом двигателе в красной зоне. Вентилятор охлаждения работает постоянно на второй скорости. Затруднен запуск двигателя

Электронный блок управления двигателем (ЭБУД) не учитывает показания датчика температуры ОЖ при расчете времени впрыска топлива в цилиндр, ограничивает максимальную частоту вращения коленчатого вала (КВ) до 3500об/мин. Увеличивается расход топлива и выбросы вредных веществ в окружающую среду

2. Свеча зажигания

Двигатель работает неустойчиво, сильные вибрации в двигателе и кузове. Затруднен запуск холодного двигателя

Значительно уменьшается мощность двигателя. Увеличивается расход топлива и выбросы вредных веществ в окружающую среду

3. Электромагнитный клапан системы изменения фаз ГРМ

Двигатель работает неустойчиво на холостом ходу (преимущественно после пуска холодного ДВС)

Незначительно снижается мощность двигателя

4. Катушка зажигания

Двигатель работает неустойчиво, вибрации в двигателе и кузове. Затруднен запуск холодного двигателя

Заметно падает мощность двигателя. Увеличивается расход топлива и выбросы вредных веществ в окружающую среду

5. Электромагнитная форсунка

Двигатель работает неустойчиво, сильные вибрации в двигателе и кузове. Затруднен запуск холодного двигателя

Существенно уменьшается мощность двигателя. Увеличивается расход топлива и выбросы вредных веществ в окружающую среду

6. Электронная дроссельная заслонка

Частота вращения КВ двигателя не поднимается выше 1500 об/мин. Вентилятор охлаждения работает постоянно на второй скорости

Значительно снижается мощность двигателя

7. Кислородный датчик

Двигатель работает неравномерно на холостом ходу

Увеличивается расход топлива и выбросы вредных веществ в окружающую среду

8. Электронасос охлаждения турбокомпрессора

Включается контрольная лампа CHECK ENGINE на панели приборов

На работе двигателя сказывается не значительно. При несвоевременном устранении неисправности сокращается ресурс турбокомпрессора

9. Электроклапан управления давлением наддува

Ухудшаются динамические характеристики автомобиля

Значительно уменьшается мощность двигателя при движении с частичной или полной нагрузкой. Неоптимальный состав смеси. Увеличивается расход топлива и выбросы вредных веществ

10. Клапан аварийного сброса давления наддува

Снижаются динамические характеристики автомобиля при движении с полной нагрузкой

Значительно снижается мощность при работе с полной нагрузкой на высоких оборотах КВ двигателя

11. Каталитический нейтрализатор

Ухудшаются динамические характеристики автомобиля

Значительно падает мощность двигателя при движении с частичной или полной нагрузкой. Увеличивается расход топлива и выбросы вредных веществ в окружающую среду

12. Датчик давления воздуха во впускном коллекторе

Двигатель работает неустойчиво

Незначительно уменьшается мощность двигателя, неоптимальный состав смеси. Увеличивается расход топлива и выбросы вредных веществ в окружающую среду

13. Электродвигатель системы изменения подъема клапанов ГРМ

Затруднен или невозможен запуск двигателя

Значительно снижается мощность двигателя. Ограничивается частота вращения КВ двигателя

Для своевременного выявления и устранения возникающих в ЭСУД отказов и неисправностей была разработана методика диагностирования этой системы, в соответствии с которой определение технического состояния ЭСУД осуществляется в следующей последовательности.

1. Считывание кодов неисправностей, хранящихся в памяти ЭБУД. Универсальным способом получения кода неисправности является использование специального диагностического устройства (сканера), подключаемого к диагностическому гнезду разъема ЭБУ или к специальному диагностическому разъему, вынесенному в доступное место. После считывания кодов диагност, опираясь на свой опыт либо применяя техническую документацию, определяет наиболее вероятные зоны ЭСУД, в которых предположительно произошел отказ.
2. Контроль переменных (изменяемых) параметров при работе двигателя с помощью сканера и сравнение их с номинальными значениями. Это позволяет получить более конкретную информацию о характере неисправности, причине ее появления.
3. На основе собранной с помощью сканера информации о неисправности с использованием технической документации диагност определяет, какой из элементов системы вероятнее всего неисправен.
4. Проверка предположительно неисправного элемента системы с помощью диагностического сканера путем проведения контрольных тестов.
5. Проверка электрического питания элемента. Не во всех случаях через контрольный тест можно определить, исправен ли тот или иной элемент. В таких случаях необходимо проводить дополнительные проверки: электрического питания элемента, целостность электропроводки, отсутствие коротких замыканий, различного рода помех, механических повреждений и т.д. В некоторых случаях необходима проверка электрического питания датчика, его электропроводки, отсутствие коррозии в электрических соединениях. В современных ЭСУД присутствуют элементы, диагностирование которых затруднено, поэтому в таких случаях определить неисправность возможно только с помощью замены элемента заведомо исправным.
6. Проверка электронного блока управления. Кроме рассмотренных выше отказов датчиков и исполнительных элементов ЭСУД возникают неисправности, связанные с работой самого ЭБУ. При невозможности считывания кодов неисправности, записанных в память блока управления, проверяется электрическое питание блока управления, целостность электропроводки диагностического разъема, отсутствие коротких замыканий и исправность диагностического оборудования. Блок управления двигателем признается неисправным, если диагностическая цепь исправна, блок управления получает необходимое электрическое питание, отсутствует связь блока управления с диагностическим оборудованием.

Рис. 3. Алгоритм диагностирования исполнительных элементов ЭСУД

Процесс диагностирования ЭСУД является одним из самых сложных видов работ при техническом обслуживании и текущем ремонте автомобиля, требующим от исполнителя знаний конструкции ДВС, устройства и работы ЭСУД, умения пользоваться диагностическим оборудованием и технической документацией, а также практических навыков в ремонте и обслуживании автомобилей. Как показывает практика, системы самодиагностики автомобилей в настоящее время несовершенны, поэтому вопросы диагностирования и прогнозирования отказов ЭСУД актуальны и требуют дальнейшей проработки и развития.

Для уменьшения трудоемкости диагностических работ был разработан алгоритм поиска неисправностей исполнительных элементов ЭСУД (рис. 3).

Применение разработанной методики диагностирования элементов ЭСУД на станциях технического обслуживания автомобилей позволяет уменьшить трудоемкость диагностических работ, сократить время, затрачиваемое на поиск неисправности, и снизить затраты на поддержание автомобилей в технически исправном состоянии.

Рецензенты:

Кульчицкий А.Р., д.т.н., профессор, главный специалист ООО «Завод инновационных продуктов» КТЗ, г. Владимир;

Гоц А.Н., д.т.н., профессор кафедры «Тепловые двигатели и энергетические установки», Фгбоу впо «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ) Министерства образования и науки РФ, г. Владимир.

Микросхемы для управления электродвигателями

Микросхемы для управления электродвигателями

Предисловие

В данной книге из серии «Энциклопедия ремонта» приводятся структурные схемы и назначения выводов микросхем для управления двигателями бытовой аппаратуры. Приведены данные для более чем трехсот микросхем, применяемых в аудио- и видеомагнитофонах, телекамерах, проигрывателях компакт-дисков и дисководах персональных· компьютеров. Книга снабжена введением, поясняющим устройство и применение описываемых микросхем.¶

Данное издание рассчитано на радиолюбителей, самостоятельно занимающихся ремонтом радиоаппаратуры, и работников сервисных служб по ремонту бытовой аппаратуры.¶

Скачать Микросхемы электродвигателей

• Микросхемы для управления электродвигателями (96.8 MB)

Следите за нами в Life-режиме в Instagram
Деловые поездки, офисная жизнь, актуальные разработки в мире электротехники

Ссылки по теме

• Микросхемы для аудио- и радиоаппаратуры Часть 3 / Нормативный документ от 30 сентября 2019 г. в 13:57
• Белоус А.И. Ефименко С.А. Турцевич А.С. Полупроводниковая силовая электроника / Нормативный документ от 29 января 2020 г. в 13:55
• Лебедев О.Н. Марцинкявичюс А.-Й.К Баrданскис Э.-А.К. и др. Микросхемы памяти ЦАП и АЦП / Нормативный документ от 19 февраля 2020 г. в 12:45
• Бирюков С.А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП / Нормативный документ от 11 февраля 2020 г. в 10:47
• Бирюков С А Цифровые устройства на МОП-интегральных микросхемах / Нормативный документ от 28 августа 2019 г. в 11:46
• Колесниченко О. В., Шишигин И. В., Обрученков В. А. Интегральные микросхемы зарубежной бытовой видеоаппаратуры Справочное пособие / Нормативный документ от 25 сентября 2019 г. в 09:41
• Kашкаров А П Электронные самоделки / Нормативный документ от 28 августа 2019 г. в 13:41

• ВКонтакте
• Facebook
• Twitter
• Pinterest

• Пользовательское соглашение
• Политика конфиденциальности
• Обработка персональных данных
• Наши партнеры
• Калькуляторы

• Контакты редакции
• О компании
• Служба поддержки
• Благодарности
• Карта сайта

• Баннерная (медийная) реклама
• Размещение в каталоге компаний
• Публикации
• Готовые медиапланы

• О журнале
• Сотрудничество
• Рекламодателю
• Аудитория

12+. Сетевое издание «Elec.ru». Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (РОСКОМНАДЗОР). Свидетельство о регистрации серия Эл №ФС77-74766.
Учредитель ООО «Элек.ру». Главный редактор Лобода Дмитрий Игоревич. Контакты редакции: info@elec.ru, +7 (495) 587-40-90. © «ELEC», © «ELEC.RU» — Зарегистрированные товарные знаки.

Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, наличия на складе, стоимости товаров, носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ. © ООО «Элек.ру» 2001—2021 гг.

Цифровые схемы управления.

В настоящее время все большее распространение получают цифровые схемы управления тиристорными преобразователями (ЦСУ ТП). Это связано, во-первых, с широким применением цифровых и логических устройств на ИМС для измерения, контроля различных объектов и управления ими. Во-вторых, в цифро­вых устройствах отсутствуют погрешности, вызванные дрейфом пара­метров элементов. В-третьих, ЦСУ ТП легко могут быть сопряжены с цифровыми ЭВМ (микропроцессорными системами), все чаще исполь­зуемыми в технике.

ЦСУ ТП работают на тех же принципах, что и аналоговые, и вклю­чают такие же по назначению узлы (ГОН, НО), но выполненные на дис­кретных элементах.

На рис. 11 приведена структурная схема простейшей ЦСУ ТП, работающей по „вертикальному» принципу. В этой схеме аналоговые сигналы заменены кодами. Так, линейно изменяющийся сигнал ГОН здесь заменен мультивибратором G и счетчиком СТ. При работе G состояние счетчика с каждым входным сигналом уменьшается на еди­ницу. Если счетчик четырехразрядный, то в исходном состоянии на его выходе имеется код 1111, который последовательно меняется до 0000.

Рис. 11. Цифровая СУ ТП

Этот код подается поразрядно на цифровую схему сравнения ЦСС -аналог нуль-органа. На другие входы ЦСС подается код управляюще­го сигнала К_у.

В тот момент, когда оба кода сравниваются, ЦСС формирует на своем выходе сигнал, который через усилитель-формирователь УФ включает тиристор. Если исходное состояние счетчика устанавливает­ся схемой синхронизации СХ в момент естественной коммутации силового тиристора, а частота мультивибратора выбрана таким обра­зом, что заполнение, точнее опорожнение, счетчика происходит за половину периода, то момент равенства кодов отстоит от исходного момента на интервал времени, равный углу регулирования . Таким образом, частота мультивибратора должна быть выбрана так, чтобы за полпериода сетевого напряжения проходило 2 n импульсов, где п — число разрядов счетчика:

.

Иначе говоря, частота мультивибратора должна быть, в строго определенное число раз больше частоты сети. Если последняя несколь­ко меняется, что характерно для судовых условий, то используют либо генератор переменной частоты с корректирующей обратной связью, либо схемы умножения частоты.

Если на выходе ЦСС поставить кольцевой m-разрядный счетчик с дополнительным входом от младших разрядов основного счетчика, то можно сразу получить сигналы на m-фазную систему управления силовыми тиристорами.

Несмотря на большое сходство ЦСУ с аналоговыми схемами, они имеют и ряд существенных различий. Так в цифровых СУ угол регули­рования может принимать только 2 n значений, например при п=4 он может иметь только 16 значений, каждое из которых будет отличаться от смежных на 11.25° (180°/16), т.е. дискретность составляет 6%. Для более плавного регулирования необходимо увеличивать п (при п=8, дискретность составит 4%), но это ведет к росту аппаратурных затрат. Возникают также дополнительные трудности при создании схемы мультивибратора, стабильная частота которого во много раз больше частоты сети.

Цифровые системы управления целесообразно применять там, где имеют место заметные искажения формы кривой питающего напряже­ния и неравномерная нагрузка фаз, так как синхронизирующий сигнал получается только от одной фазы. Они также наиболее приемлемы для одноканальных СУ.

Блок управления двигателем

Любое современное техническое устройство, содержащее движущиеся рабочие органы, имеет в своем составе блок управления. Непосредственными движителями (исполнительными механизмами) этих органов являются приводы, представляющие собой устройства различной природы: электрические, электромагнитные, гидравлические, пневматические и т. д. Задачей упомянутого блока является целенаправленное воздействие на них с целью изменения характеристик движения рабочих органов: их скорости, угла поворота, положения и пр.

Электронный блок управления системой автомобиля

В автотехнике этот общий термин применяется для электронных схем, отвечающих за работу систем автомобиля и конструктивно выполненных в виде отдельных блоков. При этом каждый из них может отвечать за один или несколько агрегатов. Так, в автомобилях можно встретить электронный модуль управления трансмиссией (англ. PCM). Это, как правило, комбинированное устройство, содержащее схемы контроля двигателя (англ. ECU) и (коробки) передачи (англ. TCU). Таким образом, PCM представляет собой конструктивно объединенный блок управления системами автомобиля. Но в некоторых моделях авто, например фирмы «Крайслер», обе эти схемы (ECU и TCU) конструктивно обособлены.

Встречаются также аналогичные устройства для тормозов, дверей, сидений, аккумулятора и т. д. Некоторые современные авто содержат до 80 таких схем. При этом каждую из них можно определить как отдельный, функционально (а иногда и конструктивно) обособленный электронный блок управления. С точки зрения схемотехники большинство из них представляют собой высоконадежные встраиваемые микроконтроллеры. Общей же тенденцией автомобилестроения является объединение всех таких устройств в общую электронную систему автомобиля с центральным компьютером.

Блок управления двигателем (ECU) автомобиля

В самом общем смысле это — устройство для формирования воздействий на ряд исполнительных органов, изменяющих параметры режимов работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с целью их оптимизации. Критерием оптимизации обычно выступает расход топлива. требуемый для реализации движения с заданной скоростью при имеющейся нагрузке.

ECU обеспечивает выполнение следующих действий:

• считывание значений из большого количества датчиков внутри моторного отсека,

• интерпретации данных с использованием многомерных карт производительности (так называемых справочных таблиц),

• корректирования состояния исполнительных элементов на двигателе согласно справочным таблицам.

Где находится блок управления ECU? На фото ниже показано типовое место его расположения под приборной панелью автомобиля.

Что из себя представляет микропроцессор ECU

Современный ECU может содержать 32-битный, 40-МГц микропроцессор. Это может показаться не слишком быстродействующим устройством по сравнению с процессором 500-1000 МГц, который вы, вероятно, имеете в своем ПК, но помните, что микропроцессор ECU работает с гораздо меньшим объемом памяти, составляющим в среднем ECU менее 1 мегабайта. В вашем же ПК, по крайней мере, 2 гигабайта оперативной памяти — это в 2000 раз больше.

Схема блока управления конструктивно выполнена в виде электронного модуля с чипом микропроцессора и сотнями других компонентов на многослойной печатной плате. Этот модуль закрепляется в общем корпусе вместе с блоком питания, а все электрические контакты выводятся на внешний электрический разъем. Так выглядит электронный модуль ECU (см. на фото ниже).

Другие электронные компоненты ECU

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) – это устройства для ввода в микропроцессор сигналов автомобильных датчиков, например датчика содержания кислорода. Его выходной сигнал является напряжением, непрерывно изменяющимся в диапазоне от 0 до 1,1 В. Микропроцессор понимает только цифровой код, поэтому АЦП преобразует сигнал датчика в 10-битовый двоичный код.

• Выходные ключевые схемы. Блок управления двигателем зажигает свечи цилиндров, включает клапаны форсунок инжекторной системы подачи топлива, задействует вентилятор радиатора охлаждающей жидкости. Цепи управления этими устройствами подключены к выходным ключам ECU. Такой ключ либо открыт для протекания тока, либо закрыт – промежуточного состояния он не имеет. Например, выходной ключ вентилятора может коммутировать ток 0,5 А при напряжении 12 В на реле включения вентилятора. Сигнал небольшой мощности на выводе чипа микропроцессора открывает транзистор выходного ключа ECU, что позволяет включить уже электромагнитное реле вентилятора, коммутирующее ток его электродвигателя, достигающий нескольких ампер.
• Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). Иногда ECU должен предоставить аналоговое выходное напряжение для управления некоторыми исполнительными устройствами. Поскольку микропроцессор ECU является цифровым устройством, то оно должно иметь ЦАП, преобразующий цифровой код в аналоговое напряжение.
• Формирователи сигналов. Иногда входные или выходные сигналы должны быть изменены по величине перед их преобразованием. Например, АЦП может иметь диапазон входных сигналов от 0 до 6 В, а сигнал датчика — находиться в диапазоне от 0 до 1,5 В. Формирователь сигнала для АЦП умножит напряжение этого датчика, на 4, и на выходе его получится сигнал в диапазоне 0-6 В, который уже может быть прочитан и преобразован АЦП более точно.

Ниже мы раскроем содержание отдельных функций ECU.

Управление приборной панелью

Приборы на ней отображают текущее состояние различных систем авто. Эта информация поступает на индикацию после использования соответствующими блоками управления. Так, из ECU подается значение температуры охладителя двигателя и частота вращения его коленвала. Блок управления передачей (TCU) оперирует величиной скорости движения. Блок, управляющий тормозами, имеет информацию о их состоянии.

Все эти модули просто выставляют свои данные на общую для них шину передачи данных, с которой их считывает центральный микропроцессор, например в ECU. Он же периодически выставляет на ту же шину пакеты информации, состоящие из заголовков и данных. Заголовок определяет назначение данных пакета: либо на индикатор скорости, либо на индикатор температуры, а сами данные и есть величины для индикации. Приборная панель содержит другой модуль, который знает, как искать определенные пакеты — всякий раз, когда он обнаруживает их, обновляет соответствующий датчик или индикатор с новым значением.

Большинство автопроизводителей покупают приборные панели уже полностью собранными, от поставщиков, которые их разрабатывают и изготавливают.

ECU инжекторных двигателей

Система питания современных двигателей внутреннего сгорания — как бензиновых, так и дизельных – строится по принципу прямого впрыскивания топлива. Основным ее исполнительным устройством является впрыскиватель, инжектор. В отличие от карбюраторной системы, инжектор впрыскивает топливо непосредственно в цилиндры или впускной коллектор к воздушному потоку с помощью одной или нескольких механических или электрических форсунок.

Сегодня форсунками руководит микропроцессор ECU инжекторного двигателя. Принцип работы такой системы основывается на том, что решение о моменте и продолжительности открытия электромагнитных клапанов форсунок принимается на основании сигналов, поступающих от многих датчиков.

Управление соотношением «воздух-топливо»

Для инжекторного двигателя ECU определяет количество впрыскиваемого топлива на основе анализа ряда параметров. Если датчик положения дроссельной заслонки показывает, что педаль газа нажимается все дальше, то датчик массового расхода измеряет количество дополнительного воздуха, всасываемого в двигатель, а ECU рассчитывает и вводит соответствующее количество топлива в двигатель. Если датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя показывает, что последний не прогрет, то впрыск топлива будет увеличиваться, пока двигатель не прогреется. Контроль ECU топливо-воздушной смеси на карбюраторном двигателе работает аналогично, но по сигналам датчика положения поплавка карбюратора.

Управление углом опережения зажигания

Двигатель с искровым зажиганием требует искры, чтобы инициировать горение в камере сгорания. ECU может настраивать точное время зажигания искры в такте сжатия (так называемое опережение зажигания), чтобы обеспечить ему оптимальный режим работы. Если он обнаруживает, что двигатель стучит, т. е. имеет место детонация – состояние, которое потенциально разрушительно для двигателя, и определяет его как результат слишком раннего зажигания, то оно задерживается. Поскольку детонация, как правило, возникает на низких оборотах, ECU может отправить сигнал для АКПП на понижение передаточного отношения в первой попытке его прекратить.

Как управляются стекла в вашем авто

Задумывались ли вы, какой механизм поднимает и опускает окна вашего автомобиля вверх и вниз? И как должен работать блок управления стеклоподъемниками?

Механизм подъема устроен так: небольшой электродвигатель крепится к червячной передаче, после которое установлены еще несколько других зубчатых колес, чтобы достичь большого передаточного числа. За счет этого маломощный исполнительный двигатель создает достаточный крутящий момент для поднятия окна.

В современных автомобилях цепи управления двигателей стеклоподъемников всех дверей заведены в специальный электронный блок управления стеклоподъемниками. Он обычно совмещает в себе также функции управления положением зеркал и дверных замков.

В некоторых автомобилях управление всеми этими функциями плюс управление положением сидений совмещено в одном блоке, называемом «блоком контроля тела».

Вентилятор радиатора двигателя: как он управляется?

Электрический вентилятор радиатора двигателя автомобиля включается либо в замок зажигания (и тогда он работает, пока двигатель работает), либо в блок управления вентилятором с термостатическим выключателем.

Термостат не включает вентилятор до тех пор, пока охлаждающая двигатель жидкость не нагреется выше ее нормальной рабочей температуры. Отключает же его термостат, когда она снова охладится. Интервалы включения/выключения блок управления вентилятором формирует в зависимости от сигнала с датчика температуры охладителя.

Что обеспечивает тепло в салоне?

Все машины оборудованы обогревателем салона (в просторечии печкой), который предназначен для использования тепла от двигателя, вдуваемого затем в салон.

После прогрева двигателя и соответствующего подогрева охлаждающей жидкости она передается в обогреватель, представляющий собой небольшой радиатор. Когда воздух над ним прогревается от протекающей по трубкам обогревателя жидкости, он нагнетается в салон небольшим вентилятором.

Управление обогревателем регулируются либо ручным способом, при котором водитель просто включает/выключает вентилятор подачи теплого воздуха в салон, либо автоматическим управлением, в котором задействован отдельный блок управления печкой, или же система климат-контроля автомобиля под управлением центрального компьютера.

Исполнительным органом при всех способах управления остается вентилятор подачи теплого воздуха, хотя в некоторых моделях автомобилей используется и клапан управления нагревателем, который останавливает ток охлаждающей жидкости в обогреватель, когда он не используется. Обогреватели сидений используют электронагревательные элементы, а не охлаждающую жидкость двигателя для достижения эффекта нагрева.

Несколько слов о бытовой технике

Многочисленные изделия бытовой техники имеют встроенные электроприводы, приводящие в движение их рабочие органы: ножи мясорубок и чопперов, различные насадки кухонных комбайнов и миксеров, активаторы стиральных машин. Здесь же можно вспомнить и различные ручные электроинструменты. В большинстве случаев эти изделия оснащены электродвигателями постоянного тока, которые допускают простой способ регулирования их частоты вращения при помощи переменных резисторов, подвижные контакты которых выводятся на органы управления.

Исключением из этого правила являются современные стиральные машины. Они оснащаются, как правило, бесконтактными (в отличие от двигателей постоянного тока) однофазными асинхронными двигателями. Поскольку частота вращения такого двигателя определяется частотой тока в питающей электросети, то для ее изменения используется специальный электронный блок управления стиральной машины.

По сути, он представляет собой частотный электропривод. Его задачей является питание обмотки статора приводного электродвигателя током такой частоты, при котором скорость вращения двигателя (и активатора) соответствовали бы заданному режиму. Так, при полоскании белья нужна минимальная скорость вращения, а при его отжиме — максимальная.

В большинстве современных домохозяйств стиральные машины используются весьма интенсивно. Поэтому частым видом их неисправности является выход из строя какого-либо элемента управляющей схемы. После чего следует неизбежная замена блока управления.