Внедрение электроники в управление системами зажигания и питания привело к созданию объединенного или центрального электронного управления двигателем. Объединенное электронное устройство называют микроЭВМ, микропроцессор или контроллер.

У нас первые системы объединенного управления появились на карбюраторных автомобилях ВАЗ-2108, -2109 и назывались МСУД (микропроцессорная система управления двигателем). Системы эти выполняют довольно скромную задачу и предназначаются только для управления зажиганием (моментом и энергией искрообразования) и электромагнитным клапаном карбюратора.

Системы объединенного электронного управления впрыском (смесеобразованием) и зажиганием имеют следующие преимущества:
совмещение функций агрегатов и датчиков позволяет сократить их число;
процессы зажигания и смесеобразования оптимизируются совместно, при этом улучшаются характеристики крутящего момента, расхода топлива, состава отработавших газов, облегчается пуск и прогрев холодного двигателя;
открываются большие возможности для выполнения других функций: управление автоматической коробкой передач, противобуксовочной системой ведущих колес, антиблокировочной тормозной системой, кондиционером, противоугонным устройством и т.п.

Прежде чем перейти к рассмотрению объединенной системы электронного управления обратим внимание на функциональную структуру этой системы и названия ее составных частей, (рис. 50).

Рис. 50. Функциональная схема электронного управления двигателем входные сигналы:
1 — угловое положение коленчатого вала, 2 — частота вращения коленчатого вала двигателя, 3 — объем всасываемого воздуха, 4 — температура всасываемого воздуха, 5 — температура охлаждающей жидкости, 6 — напряжение аккумуляторной батареи, 7 — положение дроссельной заслонки, 8— информация о режиме пуска, 9 — жесткость сгорания, детонация, 10 — состояние двигателя, компрессия, 11 — лямбда-зонд. Элементы системы: 12 — аналого-цифровой преобразователь, 13 — микропроцессор, входные и выходные схемы, 14, 15 — постоянный и промежуточный блоки памяти, 16, 17 — каскады усиления, 18 — система питания, 19 — система зажигания

В контроллер от датчиков поступают аналоговые сигналы 1—11, (см. рис. 50), (греч. аналогиа — соответствие, сходство, подобие). Или, другими словами, к контроллеру "подаются" не непосредственно температура, давление и т.д., а их электрический аналог — ток, с соответствующим образом изменяющимися параметрами (напряжение, сила).

В общем случае изменение токов и напряжений происходит непрерывно по тому или иному закону, например по синусоидальному. Интегральные схемы микропроцессоров ЭВМ характеризуются тем, что они работают в импульсном режиме и могут находиться только в одном из двух состояний — согласно используемой в современных ЭВМ двоичной системе счисления (только две цифры — ноль и единица). Поэтому сигналы датчиков сначала преобразуются в "более четкие" аналоговые сигналы, которые в свою очередь в аналого-цифровом преобразователе 12, (см. рис. 50), превращаются в цифровую информацию.

Микропроцессор 13 обрабатывает полученную информацию по программе заложенной в блоке памяти 14 с использованием блока оперативной памяти 15.

Выходные сигналы микроЭВМ не могут быть использованы для непосредственного управления зажиганием, форсунками, насосом в связи с их малой мощностью. Только после прохождения их через выходные каскады усиления 16, 17 они превращаются в команды (электрические сигналы) воздействующие на системы питания и зажигания.

Система "Motronic" является системой объединяющей электронные устройства смесеобразования и зажигания. В систему "Motronic" могут быть включены различные системы впрыска, например, "Мопо-Jetronic", "KE-Jetronic", " L-Jetronic" и т.д.

На легковых автомобилях массового выпуска применяют более простые и дешевые системы, например, "Mono-Motronic", (рис. 51). Ее устанавливают на двигателях небольшого рабочего объема автомобилей малого и особо малого класса.

Рис. 51. Система "Mono-Motronic":
1 — электронный блок управления, 2 — катушка (катушки) зажигания, 3 — электрический топливный насос, 4 — регулятор холостого хода, 5 — датчик положения дроссельной заслонки, 6 — электромагнитная форсунка, 7 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 8 — датчик частоты вращения двигателя, 9 — разъем для диагностики, 10 — кислородный датчик ("лямбда-зонд"), 11 — емкость с активированным углем для сбора паров бензина (адсорбер), 12 — распределитель бесконтактного электронного зажигания, 13 — диффузор с датчиком температуры всасываемого воздуха, 14 — регулятор давления топлива, 15 — возвратный топливный клапан, 16 — топливный фильтр

В системе "Mono-Motronic", в отличие от более сложных систем, (см. рис. 50), основные сигналы зависят от положения дроссельной заслонки и частоты вращения коленчатого вала двигателя. Кроме того, учитываются сигналы от кислородного датчика, а также датчиков температуры охлаждающей жидкости и всасываемого воздуха. Рассчитанное микроЭВМ требуемое количество топлива посредством центральной электромагнитной форсунки периодически впрыскивается над дроссельной заслонкой и смешивается с воздухом. С учетом этих же данных, но по другой программе, управляющие импульсы подаются на катушку зажигания.

Система способна учитывать износ цилиндро-поршневой группы двигателя (падение компрессии) и изменение атмосферного давления. Если датчики начинают подавать ошибочные сигналы, информация об этом накапливается в памяти. Во время технического обслуживания она считывается диагностическим тестером, что позволяет быстро найти источник неисправности.

Цифровые системы управления двигателем "M1.1", M1.2" и "М1.3" объединяют (интегрируют) в себе системы впрыска топлива и зажигания, (рис. 52). Обе системы управляются одним контроллером, представляющим собой специализированную цифровую микро-ЭВМ. В системах "M1.1—Ml.3" используется электронная система зажигания, объединенная в системах "M1.1" и "M1.2" с системой впрыска "L-Jetronic", а в системе "М1.3" с системой "LE-Jetronic". Единый для обеих систем контроллер вычисляет оптимальные углы опережения зажигания в зависимости от сигналов, выдаваемых датчиками.

Рис. 52. Схема цифровой системы управления двигателем "Motronic 1.1—1.3":
1 — топливный бак, 2 — топливный насос, 3 — топливный фильтр, 4 — регулятор давления топлива, 5 — катушка зажигания, 6 — измеритель расхода воздуха, 7 — форсунка, 8 — распределитель зажигания, 9 — выключатель (потенциометр) дроссельной заслонки, 10 — контроллер, 11 — поворотный регулятор холостого хода, 12 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 13 — датчик числа оборотов коленчатого вала двигателя, 14 — накопитель топлива с активированным углем, 15 — клапан вентиляции, 16 — реле включения топливного насоса

Количество впрыскиваемого топлива определяется контроллером в зависимости от информации, выдаваемой датчиками, измеряющими следующие параметры: объем и температуру всасываемого воздуха, частоту вращения коленчатого вала двигателя, нагрузку двигателя и температуру охлаждающей жидкости. Основным параметром, определяющим дозировку топлива, является объем всасываемого воздуха, измеряемый расходомером воздуха, (см. рис. 37). Поступающий воздушный поток отклоняет измерительную заслонку на определенный угол, который преобразуется потенциометром в электрический сигнал, выдаваемый на контроллер. Последний определяет количество топлива, необходимое в данный момент для работы двигателя, и выдает на электромагнитные форсунки импульсы времени подачи топлива.

Частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу поддерживается постоянной с помощью выключателя 9 (потенциометра) дроссельной заслонки, (см. рис. 52).

Значения углов опережения зажигания, заложенные в запоминающее устройство (блок памяти) контроллера, сравниваются с действительными значениями и соответствующим образом корректируются, что позволяет исключить нарушения режима работы двигателя в результате механического износа деталей, появления негерметичности впускного тракта, изменения компрессии и т.п.

На автомобилях с автоматической коробкой передач частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу регулируется в зависимости от включенной передачи.

Аналогично регулируется режим холостого хода на автомобилях, оборудованных кондиционером.

Как только частота вращения коленчатого вала двигателя достигает максимально допустимого значения, по команде контроллера подача топлива к форсункам прерывается.

В начальный момент пуска холодного двигателя в цилиндры впрыскивается увеличенное количество топлива. Впрыск происходит три раза в каждую группу цилиндров (первый, третий, пятый и второй, четвертый, шестой; или первый, четвертый и второй, третьей группы соответственно для 6-ти и 4-х цилиндровых двигателей) в течение первых трех оборотов коленчатого вала.

Степень обогащения рабочей смеси определяется температурой охлаждающей жидкости.

Во время пуска холодного двигателя начальная подача топлива через форсунки уменьшается в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и частоты вращения коленчатого вала, чтобы избежать переобогащения рабочей смеси. Если в течение одной минуты предпринимается несколько попыток запустить двигатель, количество впрыскиваемого топлива уменьшается по сравнению с начальным моментом пуска.

После запуска двигателя (начиная с частоты вращения коленчатого вала 600 об/мин) впрыск топлива происходит лишь один раз за оборот коленчатого вала в одну из двух групп цилиндров, т.е. во второй, четвертый и шестой (первый, четвертый) цилиндры при первом обороте коленчатого вала и в первый, третий, пятый (второй, третий) цилиндры при втором обороте.

Во время прогрева двигателя (до того, как температура охлаждающей жидкости достигает 70°С) продолжительность впрыска топлива также увеличивается в зависимости от частоты вращения и температуры охлаждающей жидкости согласно введенной в контроллер программе.

Каждая из групп форсунок (6-ти цилиндровый двигатель — вторая, четвертая, шестая и первая, третья, пятая) управляется отдельным выходным каскадом усиления тока. Это позволяет разделить цикл впрыска топлива по двум группам цилиндров. Тем самым обеспечивается работа двигателя даже в случае выхода из строя системы зажигания группы цилиндров.

Как только частота вращения коленвала превысит 600 об/мин, впрыск топлива происходит только один раз за два оборота коленчатого вала в одну из групп цилиндров. В шестицилиндровом двигателе такой вид управления впрыском возможен только, если контроллер получает сигнал от датчика момента зажигания, установленного на свечном проводе шестого цилиндра. Если датчик момента зажигания не выдает сигнал на контроллер, происходит одновременный впрыск через все форсунки при каждом обороте коленчатого вала.

В системе "Motronic 1.3" на автомобилях с автоматической коробкой передач с гидравлическим управлением предусмотрена блокировка принудительного включения низшей передачи. Начиная с определенной скорости движения автомобиля, в зависимости от типа двигателя и передаточного числа главной передачи, переключение с IV на III передачу блокируется контроллером, который выключает один из электромагнитных клапанов автоматической коробки передач.

Система самодиагностики обнаруживает нарушения в работе контроллера и элементов системы "Motronic" и вводит их в запоминающее устройство контроллера.

При неисправности датчиков температуры охлаждающей жидкости, температуры всасываемого воздуха, потенциометра измерителя расхода воздуха, контроллер начинает работать согласно величинам, принимаемым "по умолчанию" (умолчание — это выбор программой значения переменной при отсутствии поступления информации о ней извне). После возвращения контроллера к нормальному режиму использование величин, принимаемых "по умолчанию", прекращается.

Для облегчения поиска неисправностей предусмотрена возможность затребования текущих параметров посредством контроллера и приведения в действие того или иного элемента системы.

Для поиска неисправностей, введенных в запоминающее устройство контроллера необходимо использование диагностических стендов фирмы, выпустившей автомобиль.

Система "Motronic 1.7" является модификацией системы "Motronic 1.3". Основное отличие модифицированной системы заключается в использовании устройства распределения зажигания без подвижных частей, что обусловило применение четырех (4-цилиндровый двигатель) выходных каскадов зажигания вместо одного, как в традиционных системах. Такая система зажигания получила название — полностью электронная "статическая".

Если обратиться к рис. 52, то можно обнаружить следующие отличия системы "М 1.7" от "М 1.3":
вместо выключателя дроссельной заслонки 9 устанавливается потенциометр,
вместо общей катушки зажигания 5 устанавливается по одной катушке на каждый цилиндр,
отсутствует распределитель зажигания.

Полностью электронная "статическая" система зажигания, когда катушка зажигания каждого цилиндра управляется своим выходным каскадом контроллера, позволяет не только выдавать на свечи зажигания ток высокого напряжения, достигающего 32 кВ, но и быстро изменять угол опережения зажигания в каждом цилиндре.

Кроме того, диапазон регулирования угла опережения зажигания увеличен примерно на 10° и составляет 59° (по коленчатому валу) для каждого цилиндра. Для контроля за очередностью работы цилиндров в системе "М 1.7" используется датчик углового положения распределительного вала.

При рассматриваемой системе зажигания рекомендуется применение свечей с тремя "массовыми" электродами, например, BOSCH SUPER W7DTC. Их рекомендуется заменять через 30 тыс. км, тогда как с одним электродом, например, BOSCH SUPER W7DC, через 15 тыс. км.

Система "Motronic 3.1" (рис. 53) является модификацией системы "Motronic 1.7".

Рис. 53. Схема цифровой системы управления двигателем "Motronic 3.1":
1 — топливный бак, 2 — топливный насос, 3 — топливный фильтр, 4 — регулятор давления топлива, 5 — катушка зажигания, 6 — измеритель массы воздуха с нагреваемым проводником, 7 — форсунка, 8 — свеча зажигания, 9 — потенциометр дроссельной заслонки, 10 — контроллер, 11 — поворотный регулятор холостого хода, 12 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 13 — датчик детонации, 14 — датчик числа оборотов двигателя, 15 — клапан вентиляции топливного бака, 16 — адсорбер (емкость с активированным углем)

Основные различия между этими системами заключаются в следующем:
увеличена производительность контроллера;
применен измеритель массы воздуха термоанемометрического типа, с нагреваемым проводником;
применен последовательный режим впрыска топлива.

Каждая форсунка управляется отдельным выходным каскадом контроллера. Этим достигается высокая точность дозировки впрыскиваемого топлива и быстрая реакция системы на изменения нагрузки двигателя.

Во время и сразу же после пуска двигателя (начиная с частоты вращения коленчатого вала около 600 об/мин) впрыск топлива происходит отдельно в каждый цилиндр через каждые 120° угла поворота коленчатого вала (три раза за один оборот).

На автомобилях с автоматической коробкой передач система "М 3.1" получает сигнал об установке рычага селектора в положение "I", "II", "III" или "D" и регулятор холостого хода увеличивает подачу топлива, чтобы компенсировать падение оборотов коленчатого вала двигателя в результате включения гидротрансформатора крутящего момента.

На автомобилях с кондиционером после получения контроллером сигнала включения кондиционера, он начинает следить за режимом холостого хода корректируя частоту вращения коленчатого вала при включении компрессора кондиционера.

На автомобилях с нейтрализатором отработавших газов по сигналу ^-зонда контроллер системы "М 3.1", в зависимости от того рабочая смесь переобогащена или переобеднена, соответствующим образом изменяет продолжительность впрыска топлива и, следовательно, состав топливовоздушной смеси.

При выходе из строя датчика концентрации кислорода корректировка состава смеси осуществляется по величине, принимаемой "по умолчанию" (0,45 В), запрограммированной в контроллере. При этом регулировка содержания окиси углерода (СО) в отработавших газах не требуется.

Клапан вентиляции топливного бака 15, (см. рис. 53), с адаптивным управлением (лат. adaptatio — приспособление) работает так. Пары топлива из топливного бака 1 подаются в двигатель через фильтр 16 с активированным углем с некоторым количеством наружного воздуха. В трубопроводе, идущему к впускному коллектору, установлен клапан, который дросселирует или свободно пропускает поток паров топлива в зависимости от режима работы двигателя. Клапан работает циклично и управляется контроллером 10 в зависимости от оборотов и нагрузки двигателя (положения дроссельной заслонки). Пока клапан находится под напряжением (более 10 В), трубопровод, идущий к впускному коллектору, закрыт. При снятии напряжения с клапана он может открыться под действием разрежения во впускном коллекторе.

Цикл удаления паров топлива начинается с включения в работу датчика концентрации кислорода. После каждого рабочего цикла клапан вентиляции топливного бака остается закрытым примерно в течение 30 с.

При этом происходит корректировка холостого хода, если двигатель работает на холостом ходу. После остановки двигателя клапан вентиляции остается под напряжением, т.е. закрытым в течение 3 с для предотвращения самовоспламенения рабочей смеси после выключения зажигания. Затем при неработающем двигателе (клапан вентиляции обесточен) закрывается пружинный обратный клапан. Тем самым прекращается поступление паров топлива во впускной коллектор.

Когда температура наружного воздуха повышена или в случае превышения нормальной температуры охлаждающей жидкости контроллер вырабатывает команды на смещение угла опережения зажигания в сторону запаздывания для предотвращения детонации.

В системе "Motronic 3.1" предусмотрена защита нейтрализатора отработавших газов. Отклонения от нормальной работы первичной цепи системы зажигания обнаруживаются контроллером, который выключает форсунку неисправного цилиндра. Благодаря этому предотвращается поступление несгоревшей рабочей смеси в нейтрализатор.

На двигателях с системой "Motronic 3.1", содержание СО в отработавших газах не регулируются. Винтов качества и количества в системе холостого хода нет вообще.

Цифровая система "МЕ-М" объединяет в себе систему впрыска топлива "LE2-Jetronic", в которой помимо клапана дополнительной подачи воздуха в дополнительном воздушном канале, выполненном параллельно дроссельной заслонке, имеется повторный регулятор холостого хода, и систему полностью электронного зажигания VSZ, (рис. 54). В состав контроллера входят аналого-цифровой преобразователь, трансформирующий аналоговые сигналы от датчиков в цифровую форму, микро-ЭВМ, входные и выходные схемы с каскадами усиления мощности, (см. рис. 50).

Рис. 54. Схема системы управления двигателем "ME-Motronic":
1 — топливный насос, 2 — топливный бак, 3 — фильтр тонкой очистки топлива, 4 — регулятор давления, 5 — распределитель зажигания, 6 — свеча зажигания, 7 — тепловое реле времени, 8 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 9 — катушка зажигания, 10 — датчик числа оборотов двигателя, 11 — датчик угловых импульсов, 12 — зубчатый венец маховика, 13 — аккумуляторная батарея, 14 — контроллер, 15 — выключатель зажигания, 16 — воздушный фильтр, 17 — измеритель количества воздуха, 18 — регулятор холостого хода, 19 — выключатель дроссельной заслонки, 20 — пусковая форсунка, 21 — рабочие форсунки

Контроллер управляет системой впрыска топлива в зависимости от:
напряжения аккумуляторной батареи;
режима работы стартера;
частоты вращения коленчатого вала двигателя (датчик числа оборотов установлен на блоке двигателя напротив специального зубчатого венца на маховике (232 зубца) и выдает 232 импульса за 1 оборот коленчатого вала);
углового положения коленчатого вала (датчик угловых импульсов генерирует импульс напряжения в момент прохождения в его магнитном поле специального штифта, запрессованного в маховик, этот момент соответствует 100° до ВМТ);
сигнала от теплового реле времени (оно включено параллельно датчику температуры охлаждающей жидкости и замыкает его накоротко, как только двигатель достигает рабочей температуры);
положения дроссельной заслонки (полная нагрузка или холостой ход);
количества поступающего воздуха;
температуры поступающего воздуха;
температуры охлаждающей жидкости.

Для управления впрыском топлива контроллер выполняет следующие функции:
включает посредством реле топливный насос при частоте вращения коленчатого вала двигателя более 30 об/мин;
управляет пуском холодного двигателя путем изменения продолжительности впрыска топлива форсунками и включения пусковой форсунки по команде теплового реле времени в зависимости от температуры охлаждающей жидкости;
выдает сигналы обогащения горючей смеси для увеличения числа оборотов после пуска в зависимости от температуры охлаждающей жидкости;
регулирует работу двигателя на режиме прогрева в зависимости от температуры охлаждающей жидкости;
управляет работой двигателя при разгоне в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и продолжительности разгона;
корректирует подачу воздуха в цилиндры, определяемую измерителем расхода воздуха с встроенным датчиком температуры воздуха;
управляет работой двигателя на холостом ходу и на режиме полной нагрузки в зависимости от положения контактов выключателя дроссельной заслонки;
ограничивает число оборотов коленчатого вала двигателя путем закрытия форсунок при частоте вращения коленчатого вала 6400±80 об/мин;
прекращает подачу топлива на принудительном холостом ходу (ПХХ) при частоте вращения коленчатого вала выше 1200 об/мин и вновь постепенно включает подачу топлива при снижении числа оборотов двигателя до определенного значения, изменяя продолжительность впрыска топлива форсунками.

Применяемость систем "Ecotronic", "Jetronic" и "Motronic" на различных автомобилях приведена в Приложении.

Объединенные системы впрыска топлива и зажигания фирмы "Siemens" устанавливаются, например, на автомобилях Volvo моделей "440", "460", "480". На этих же моделях автомобилей могут быть установлены двигатели с системой впрыска "LH2.2-Jetronic", а на моделях "440" и "460" и карбюраторные двигатели.

Системы многоточечного (распределенного) прерывистого впрыска фирмы "Siemens" имеют обозначение: "Fenix I", "Fenix3.2", "Fenix 3В". Система одноточечного (центрального) прерывистого впрыска имеет также обозначение "Fenix 3В".

Топливо под давлением, величина которого поддерживается регулятором давления 11, (рис. 55), непрерывно подается к форсункам 10, которые установлены непосредственно перед впускными клапанами.

Рис. 55. Схема системы многоточечного впрыска "Fenix 3В":
1 — топливный бак, 2 — топливный насос, 3 — топливный фильтр, 4 — контроллер, 5 — датчик угловых импульсов и частоты вращения коленчатого вала двигателя, 6 — датчик давления воздуха, 7 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 8 — потенциометр регулировки качества (состава) смеси, 9 — датчик положения дроссельной заслонки, 10 — форсунка, 11 — регулятор давления топлива в системе, 12 — оконечный каскад зажигания (коммутатор и катушка зажигания), 13 — электромагнитный регулятор холостого хода, 14 — датчик температуры воздуха, 15 — датчик детонации, 16 — датчик концентрации кислорода в отработавших газах (на двигателях с нейтрализатором), 17 — колодка диагностики, 18 — адсорбер (емкость с активированным углем, на двигателях с нейтрализатором), 19 — реле включения топливного насоса и форсунок, 20 — реле литания контроллера, 21 — выключатель зажигания, 22 — аккумуляторная батарея

Контроллер 4 рассчитывает время впрыскивания, определяющее количество поступающего топлива, а, следовательно, и состав рабочей смеси в зависимости от следующих основных параметров:
положения дроссельной заслонки;
степени разрежения или величины давления во впускном коллекторе;
частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Форсунки впрыскивают топливо все одновременно один раз за оборот коленчатого вала двигателя. Сопротивление обмоток форсунок при 20°С — 14 Ом, при параллельном включении четырех форсунок — 4 Ом. Контролируемое напряжение на выводах форсунок, В:
при запуске двигателя: 0,8 (800 мВ);
на холостом ходу при непрогретом двигателе: 0,8 (800 мВ);
на холостом ходу при прогретом двигателе: 0,5 (500 мВ).

Форсунки обдуваются и охлаждаются воздухом при помощи специального вентилятора.

Электрический роликовый топливный насос 2, (см. рис. 55), забирает топливо из бака 1 и подает его под давлением 3,5 кгс/см² к распределительной магистрали. Регулятор давления 11 контролирует количество возвращаемого в бак топлива и поддерживает постоянным давление подачи топлива к форсункам 10 независимо от количества топлива, распыляемого форсунками.

Регулятор корректирует давление топлива в системе в зависимости от разрежения во впускном коллекторе благодаря наличию механической связи.

Контроллер получает информацию об угловом положении и частоте вращения коленчатого вала от датчика 5, который установлен на картере сцепления, (рис. 56), напротив закрепленного на маховике специального зубчатого обода, расстояние между зубьями которого увеличивается через каждые 1/4 оборота.

Рис. 56. Датчик угловых импульсов и частоты вращения коленчатого вала двигателя:
1 — постоянный магнит, 2 — корпус датчика, 3 — картер сцепления, 4 — сердечник из магнито-мягкого железа, 5 — обмотка, б — зубчатый обод

Контроллер вырабатывает импульсы времени впрыскивания топлива на основе электрических сигналов от следующих датчиков:
5 — угловых импульсов и числа оборотов двигателя;
6 — давления воздуха во впускном трубопроводе;
9 — положения дроссельной заслонки;
7 — температуры охлаждающей жидкости;
8 — потенциометр регулировки качества (состава) смеси холостого хода (содержание СО устанавливается в пределах 0,5—2,0%);
14 — температуры всасываемого воздуха;
15 — детонации;
16 — концентрации кислорода в отработавших газах.

При неисправности какого-либо датчика контроллер переходит на режим работы "по умолчанию" со сниженной эффективностью на основе следующих фиксированных параметров, заложенных в блок памяти контроллера:
температура охлаждающей жидкости 90°С;
температура всасываемого воздуха 20°С;
среднее положение дроссельной заслонки;
атмосферное давление во впускном трубопроводе;
средняя частота вращения коленчатого вала;
угол опережения зажигания уменьшается на 7°.

При закрытии дроссельной заслонки соответствующий сигнал от датчика 9, (см. рис. 55), поступает в контроллер 4, который выдает команды на открытие электромагнитного клапана регулятора холостого хода 13, установленного параллельно дроссельной заслонке и корректирующего количество рабочей смеси, подаваемой в двигатель. Режим холостого хода поддерживается в заданных пределах (800±50 об/ мин двигатель В18Е; 850±50 об/мин двигатель В18ЕР) за счет большего или меньшего открытия клапана регулятора холостого хода и не зависит от нагрузки на двигатель, т.е. от того, работают или нет: насос гидроусилителя рулевого управления, компрессор кондиционера и другое вспомогательное оборудование.

При включении зажигания контроллер получает информацию о температуре охлаждающей жидкости и о том, что коленчатый вал двигателя неподвижен.

При включении стартера напряжение подастся на электромагнитные форсунки два раза за один оборот коленчатого вала (один раз на один такт), при этом контроллер усиливает импульсы зажигания. После пуска двигателя, выключения стартера или когда частота вращения достигнет 1000 об/мин, контроллер переходит на нормальный (рабочий) режим, но продолжительность впрыска топлива остается увеличенной, так как регулятор холостого хода подводит к двигателю дополнительное количество воздуха для обеспечения ускоренного холостого хода при прогреве двигателя.

Когда дроссельная заслонка закрыта, а частота вращения коленчатого вала двигателя превышает 2000 об/мин, управляющие импульсы перестают поступать на форсунки. Подача топлива возобновляется либо при открытии дроссельной заслонки или при снижении частоты вращения коленчатого вала до величины менее 1100 об/мин. Подача топлива также прекращается, когда частота вращения коленчатого вала превысит 6500 об/мин, чтобы не допустить работы двигателя на завышенном скоростном режиме.

Контроллер определяет необходимую степень обогащения рабочей смеси при ускорении и полной нагрузке, исходя из температуры охлаждающей жидкости, нагрузки двигателя (давление воздуха во впускном трубопроводе, положение дроссельной заслонки) и скорости открывания дроссельной заслонки.

Если информация от датчика положения дроссельной заслонки и датчика давления свидетельствует о значительной нагрузке, контроллер увеличивает продолжительность впрыска. Поскольку количество поступающего воздуха остается в данный момент неизменным, это вызывает обогащение рабочей смеси.

Проверка давления топлива в системе впрыска "Fenix" проводится так же как было описано выше для систем "Jetronic". Давление топлива проверяется при отключенном контроллере замыканием выводов "87" и "30" колодки реле, давление должно быть равным 3,0±2 кгс/см². При подводе к регулятору давления разрежения порядка 0,5 кгс/см² давление должно снизиться на величину подведенного разрежения. В противном случае регулятор давления неисправен. Производительность насосов рекомендуется проверять включением их напрямую на 30 с, после чего в мензурке вместимостью около 2 л должно оказаться примерно 1 л бензина (насосы производительностью 120 и 130 л/ч, при напряжении на выводах 12 В).

Если производительность насоса не соответствует норме, в первую очередь проверьте напряжение его питания (при падении напряжения на 1 В давление нагнетания снижается примерно на 10%). Далее проверьте состояние клапана насоса и герметичность трубопроводов и соединений.

Проверку технического состояния форсунок рекомендуется проводить следующим образом:
отсоедините провод от отрицательного вывода аккумуляторной батареи;
снимите форсунки вместе с распределительной магистралью и вставьте форсунки в мензурки;
разъедините разъемы реле включения топливного насоса и контроллера;
присоедините провод к отрицательному выводу аккумуляторной батареи и замкните выводы "3" и "5" колодки реле включения топливного насоса, при этом форсунки должны распылять топливо с характерным четким звуком;
после размыкания выводов "3" и "5" колодки реле включения топливного насоса из распылителей форсунок не должно вытекать топливо.

Датчик положения дроссельной заслонки проверяется тестером в режиме омметра. Сопротивление между штекерами "1" и "2" разъема выключателя, кОм:
при отпущенной педали акселератора — 1,0;
при полностью нажатой педали акселератора — 2,5. Сопротивление между штекерами "2" и "3" разъема выключателя, кОм:
при отпущенной педали акселератора — 2,5;
при полностью нажатой педали акселератора — 1,0. Датчик температуры воздуха установлен на входе в корпус дроссельной заслонки. Необходимые данные для его проверки приведены в таблице 15.

Таблица 15. Контрольные параметры датчика температуры воздуха.

Датчик температуры охлаждающей жидкости установлен в головке блока цилиндров. Сопротивление при температуре 20°С двигатели В18Е с системой "Fenix I": (290+20) Ом, все остальные двигатели с системами "Fenix 3.2", "Fenix 3 В": (2500±250)Ом.

Датчик давления воздуха во впускном трубопроводе за дроссельной заслонкой (см. ниже п. 8.3 система "GM") имеет сопротивление 1,3 Ом, напряжение питания датчика (эталонное напряжение) равно 5 В. Напряжение между штекерами "А" ("масса") и "В" (подвод напряжения питания) разъема датчика, В:
при нулевом разрежении — 5,0;
при разрежении 0,5 кгс/см² — 2,2.

Штекер "С" — выход напряжения: 0,5—5,0 В.

Проверка датчика угловых импульсов и частоты вращения коленчатого вала двигателя, (см. рис. 49), заключается в проверке его сопротивления, после разъединения штепсельного разъема, которое должно быть около 200 Ом и установочного зазора датчика, который должен быть в пределах (1,0±0,5) мм.

Проверка регулятора холостого хода начинается с разъединения его штепсельного разъема. Сопротивление обмотки при температуре 20°С должно быть 44 Ом (двигатель В18Е) или 8 Ом (двигатель В18ЕР). Электромагнитный регулятор можно проверить и без замера сопротивления обмотки. При этом поступите так. Колодка регулятора имеет три вывода, к центральному выводу подведите "+" аккумуляторной батареи, а крайние выводы поочередно и кратковременно соедините с "массой". При этом, в одном случае, клапан регулятора должен закрыться (при работающем двигателе должны упасть обороты), а в другом случае — открыться (при работающем двигателе частота вращения коленчатого вала должна превысить 2000 об/мин).

Регулировка исходного положения дроссельной заслонки производится следующим образом:
выньте заглушку упорного винта (винт количества смеси);
упорный винт выверните до полного закрытия дроссельной заслонки (винт не должен касаться рычага);
вверните упорный винт, чтобы он соприкоснулся с рычагом управления дроссельной заслонки, после чего доверните его еще на 3/4 оборота;
установите на место заглушку винта, стараясь при этом не изменить положение упорного винта дроссельной заслонки.

Потенциометр регулировки качества (состава) смеси крепится пружинной защелкой на корпусе воздушного фильтра. Он может быть повернут не более чем на 3/4 оборота или на 270°±5°, его сопротивление при этом изменяется в пределах 0,3—1,1 кОм, что в свою очередь изменяет электрический сигнал поступающий в контроллер, который корректирует состав рабочей смеси.

Система зажигания полностью управляется контроллером. Поэтому каких-либо регулировок и обслуживания (кроме замены свечей зажигания) в эксплуатации не предусмотрено.

В контроллер "Fenix 3 В" входит блок памяти или запоминающее устройство, которое регистрирует все отказы (сбои), случившиеся в процессе эксплуатации, и имеет три режима работы: считывание записанных в памяти отказов и два режима проверки полученной информации.

Первый режим обеспечивает считывание всех отказов (неисправностей) случившихся при работе двигателя, (табл. 16).

По наличию тех или иных отказов (неисправностей) можно более эффективно проводить техническое обслуживание автомобиля, так как становится ясно на что необходимо обратить внимание.

Второй режим предназначен для проверки узлов и систем автомобиля.

Третий режим позволяет проводить диагностику неисправностей систем впрыска и зажигания при остановленном двигателе. При третьем режиме проверяется работоспособность некоторых элементов обеих систем.

Запрос режимов работы осуществляется посредством колодки диагностики. На колодке диагностики имеются кнопка, светодиод, отверстия (гнезда) контактных разъемов и от колодки идет соединительный провод со штыревой частью контактного разъема. Колодка диагностики закрыта крышкой.

Для выбора режима работы запоминающего устройства №1 необходимо подключить соединительный провод к гнезду "2" колодки диагностики, включить зажигание и однократно нажать на кнопку в течение 0,5—1,0 с. Светодиод "просигналит" код отказа или код нормальной работы, (см. табл. 16). Например, код 2.1.1 будет сообщен следующим образом: светодиод загорится кратковременно дважды, далее следует пауза 3 с и вновь кратковременно один раз загорится светодиод, после паузы в 3 с загорание кратковременное светодиода повторится. Если передан код 1.1.1 (вспышка светодиода, пауза 3 с, вспышка, пауза 3 с, вспышка) система впрыска работает нормально, ни одного отказа зарегистрировано не было.

Если светодиод не зажегся при нажатии на кнопку или если не был передан ни один кодовый сигнал, то необходимо проверить колодку диагностики и ее соединения.

Для считывания последующих кодов отказа вновь один раз нажмите кнопку диагностической колодки. Если выведенный код совпадает с предыдущим, это свидетельствует об отсутствии в запоминающем устройстве других кодов. Расшифровка кодов дана в табл. 16.

(1) Способы устранения неисправностей указаны в таблице 18 "Проверка электрических характеристик системы впрыска на штекерах разъема контроллера"

(2) На двигателе В18 ЕР

(3) В зависимости от комплектации

(4) На автомобилях Volvo "480"

стоянии контролируемых элементов в режиме №2 сообщается кодом:
"1.2.4", при этом рычаг селектора коробки передач должен находиться в положении "N".

При выборе режима №3 (двигатель не работает) после подключения провода к гнезду "2" и включения зажигания кнопку нажимают трижды, удерживая ее каждый раз в нажатом состоянии 0,5—1 с. Диагностика неисправностей в режиме №3 идет непрерывно ( последовательно проверяются контролируемые элементы). В отличие от режимов № 1 и №2 после каждого кода не требуется вновь нажимать кнопку, так как при диагностике в режиме №3 двигатель не работает, а при проверке форсунок происходит впрыск небольшого количества топлива. Поэтому на двигателях с нейтрализатором отработавших газов не рекомендуется использовать режим №3 несколько раз подряд, чтобы не вывести из строя нейтрализатор.

Проверка элементов систем впрыска и зажигания в режиме №3 осуществляется в порядке, указанном в табл. 17.

Таблица 17. Последовательность проверки элементов систем впрыска и зажигания в режиме №3

В случае обнаружения неисправностей, имевших место ранее (проверка в режиме №1), или "действующих" в настоящий момент (режимы №2 и №3) приступите к их устранению. Электрическая схема соединений представлена на рис. 57. Способы устранения неисправностей указаны в табл. 18. Стирание информации о неисправностях из запоминающего устройства возможно только хотя бы после однократного считывания кодов (режим №1) и после устранения обнаруженных неисправностей (режимы №2 и №3).

Рис. 57. Схема соединений системы впрыска "Fenix 3В" (двигателей В18Е, В18ЕР)

Для выбора режима №2 проводятся те же действия, что и при выборе режима № 1 (подключается соединительный провод к гнезду "2", включается зажигание), только кнопка (в течение 0,5—1 с) нажимается дважды.

На автомобилях с кондиционером при режиме №2 об исправности кондиционера (проводов, соединений) сообщается кодом: "1.1.4".

На автомобилях с автоматической трансмиссией об исправном со-

Для стирания неисправностей (кодов) из памяти выполните следующие операции:
включается зажигание;
снова запрашивается информация из запоминающего устройства (режим №1);
нажимается кнопка и удерживается в нажатом состоянии не менее 5 с, после отпускания кнопки спустя 3 с должен загореться светодиод (команда к исполнению принята);
вторично на 5 с нажимается кнопка (процесс стирания);
кнопка отпускается, светодиод должен погаснуть, сигнализируя о разгрузке памяти;
убедитесь в разгрузке памяти, сделав соответствующий запрос.

При проверке электрических параметров системы впрыска на штекерах разъема контроллера (табл. 17) убедитесь в исправности (проверьте степень заряженное™) аккумуляторной батареи и работоспособности стартера. При проверке сопротивлений отсоедините провода от выводов аккумуляторной батареи.

Все измерения проводятся на проводах со стороны их ввода в разъем (штепсельный разъем контроллера разъединен). Категорически запрещается вставлять наконечники тестера в гнезда разъема!

Одноточечная (центральная) система прерывистого впрыска под низким давлением имеет примерно такие же характеристики как и система многоточечного впрыска. Система одноточечного впрыска проще и дешевле, (рис. 58).

Рис. 58. Схема системы одноточечного впрыска "Fenix 3В":
1 — топливный бак, 2 — топливный насос, 3 — топливный фильтр, 4 — центральный узел впрыска, 5 — датчик детонации, 6 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 7 — датчик угловых импульсов и числа оборотов систем впрыска и зажигания, 8 — датчик давления воздуха, 9 — адсорбер (фильтр с активированным углем), 10 — контроллер, 11 — колодка диагностики, 12 — оконечный каскад зажигания (катушка зажигания и коммутатор), 13 — датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд)

В системе только одна форсунка, а весь узел центральной форсунки, включающий в себя дроссельную заслонку и регулятор давления, (рис. 59), устанавливается на место карбюратора. Подобная замена произошла, например, на автомобилях Volvo 400-й серии с 1993 года.

Рис. 59. Центральный узел впрыска "Fenix 3В":
1 — регулятор давления, 2 — датчик температуры поступающего воздуха, 3 — форсунка, 4 — корпус дроссельной заслонки, 5 — дроссельная заслонка, 6 — корпус системы впрыска, 7 — штекер, 8 — обмотка, 9 — якорь, 10 — клапан, 11 — штифт

Производительность топливного насоса одноточечной системы "Fenix 3 В" при температуре 20°С и напряжении на выводах 12 В — 92 л/ч, при 13,5 В — 107 л/ч. Потребляемая сила тока при напряжении на выводах 12 В и температуре 20°С — 1,5 А.

Форсунка впрыска с электромагнитным управлением, сопротивление обмотки при температуре 20°С — (1,3±0,2) Ом. Рабочее напряжение между штекерами "2" и "З", В:

при запуске двигателя: 0,25 (250 мВ);

на холостом ходу при непрогретом двигателе: 0,15 (150 мВ). на холостом ходу при прогретом двигателе: 0,09 (90 мВ). Пропускная способность форсунки — 393 см/мин. Двигатель при одноточечной системе впрыска не имеет нейтрализатора отработавших газов, однако, в выпускном коллекторе установлен датчик концентрации кислорода. Последний предназначен для оптимизации соотношения воздуха и топлива при применении этилированного бензина.

Датчик концентрации кислорода имеет сопротивление при 20°С — 3 Ом, при 350°С — 13 Ом.

В системе одноточечного впрыска доза впрыскиваемого топлива зависит только от положения дроссельной заслонки или, другими словами, система имеет те же режимы работы, что и карбюратор, но обеспечивает лучший контроль за составом рабочей смеси.

Форсунка обеспечивает точную дозировку топлива и его оптимальное распыление во впускном коллекторе. Продолжительность впрыска топлива форсунки синхронизирована по фазе с углом опережения зажигания.

При формировании каждого сигнала "момент зажигания" контроллер выдает электрический импульс в обмотку 8 форсунки 3, (см. рис. 59). Под действием создающегося при этом магнитного поля запорный клапан 10 притягивается к якорю 9. Поступающее через сетчатый фильтр в кольцевую камеру топливо далее поступает по каналам, образованным лысками на цилиндрических выступах клапана 10, к штифту (игле) клапана. Так как клапан со штифтом поднят, открывается доступ топлива к распылителю и оно распыляется через шесть сопловых отверстий во впускной коллектор.

При прекращении поступления электрических импульсов от контроллера под воздействием диафрагменной пружины, расположенной между якорем 9 и клапаном 10, сферическая головка клапана садится на коническое седло, перекрывая доступ топлива к распылителю.

Излишек топлива отводится к регулятору давления 1 через сетчатый фильтр верхнего кольцевого канала, что обеспечивает постоянную "промывку" форсунки, предупреждая образование паровых "пробок".

Регулятор давления топлива 1 (см. рис. 59), механический, диафрагменного типа. Он установлен в корпусе узла впрыска. Сливаемое из форсунки топливо непосредственно воздействует на диафрагму регулятора, которая начинает перемещаться (прогибаться) вверх, сжимая пружину при давлении (1,06+0,06) кгс/см². В результате топливо через открывшийся шариковый клапан возвращается в бак.

Датчик положения дроссельной заслонки установлен в ее корпусе. Контроллер получает от датчика импульсы напряжения, величина которых пропорциональна углу открытия дроссельной заслонки. Сигнал, соответствующий каждому углу открытия, является основным параметром, на основе которого контроллер рассчитывает время впрыскивания (дозу) топлива. Чтобы исключить заедание дроссельной заслонки и ошибки в измерении угла открытия, ее ось установлена на двух шарикоподшипниках.

Регулятор холостого хода — это шаговый электродвигатель постоянного тока, поворачивающий ось дроссельной заслонки, а следовательно и саму заслонку ("винт количества").

По командам контроллера регулятор поворачивает дроссельную заслонку в пределах угловой зоны холостого хода, обеспечивая требуемый режим холостого хода двигателя.

Режим холостого хода и содержание СО в отработавших газах поддерживаются в заданных пределах контроллером и, не регулируются в процессе эксплуатации автомобиля. При отклонении от заданных значений рекомендуется выполнить следующее:

проверить герметичность впускного тракта;

проверить датчик положения дроссельной заслонки;

запросить запоминающее устройство о зарегистрированных неисправностях (см. ниже).

Проверка датчика положения дроссельной заслонки проводится при включенном зажигании. Напряжение между штекерами "1" и "2" разъема должно быть 5 В при закрытой дроссельной заслонке. Если напряжение отсутствует, проверьте провода и их соединения.

Измерьте напряжение между штекерами "1" и "4" разъема датчика, которое при закрытой дроссельной заслонке должно быть 0,8 В. Открывая дроссельную заслонку при помощи рычага ее управления, измерьте напряжение, которое должно увеличиться до 4,5 В. Если напряжение не увеличивается или если его величина не равна 4,5 В, замените датчик. Датчик заменяется вместе с корпусом дроссельной заслонки 4, (см. рис. 59).

Проверка технического состояния форсунки проводится следующим образом. При прогретом двигателе отсоедините от узла впрыска подвод воздуха и снимите крышку. Запустите двигатель. При этом на дроссельную заслонку должна попадать непрерывная струя топлива распыленного форсункой.

Увеличьте частоту вращения коленвала двигателя до 3000 об/мин и резко отпустите педаль "газа". При этом форсунка должна кратковременно прекратить впрыск топлива, что соответствует режиму ПХХ.

Выключите зажигание, протрите форсунку ветошью; не оставляющей ворсинок. Убедитесь в том, что из распылителя вытекает не более двух капель топлива в минуту. Если при проверке обнаружены отклонения от нормы, замените форсунку.

Разъедините штепсельный разъем форсунки. Измерьте сопротивление между двумя центральными штекерами разъема "1" и "2", которое должно быть в пределах 1,1—1,5 Ом. Если сопротивление не укладывается в указанные пределы, проверьте состояние разъема или замените форсунку.

Электрические параметры узлов и электрической цепи системы впрыска можно проверить, разъединив штепсельный разъем контроллера и воспользовавшись схемой соединений, показанных на рис. 60 и табл. 18.

Перед контролем проверьте:
степень заряженное™ аккумуляторной батареи;

Рис. 60. Схема соединений системы одноточечного впрыска "Fenix 3В"

состояние "массового" провода, соединенного с отрицательным выводом аккумуляторной батареи;

состояние топливного насоса и реле его включения;

нет ли перегоревших предохранителей.

В состав одноточечной системы впрыска "Fenix 3 В" входит запоминающее устройство, регистрирующее неисправности. Принцип запроса и работы запоминающего устройства практически аналогичен описанным выше.

Режим работы № 1 запоминающего устройства в основном полностью совпадает с режимом работы № 1 запоминающего устройства многоточечной системы, неисправности, их коды и причины (см. табл. 16). Отличие заключается добавлением контроля еще трех неисправностей, (табл. 20).

Таблица 20. Расшифровка кодов неисправностей

Помимо проверок, указанных для системы многоточечного впрыска, в данном режиме можно проверить датчик положения дроссельной заслонки и регулировку привода дроссельной заслонки. Проверка проводится следующим образом. Поверните дроссельную заслонку с помощью рычага ее управления (ни в коем случае нельзя тянуть за трос управления). При этом светодиод должен погаснуть и затем обозначить код "3.3.2" (троекратное загорание — интервал 3 с — троекратное загорание — интервал 3 с — двукратное загорание). Если светодиод не набирает кода, а продолжает быстро мигать, проверьте датчик положения дроссельной заслонки и отрегулируйте трос управления дроссельной заслонкой.

Регулировку троса управления дроссельной заслонкой следует проводить следующим образом (рис. 61).

Рис. 61. Регулировка троса управления дроссельной заслонкой:
1 — резьбовой наконечник, 2 — контргайка, 3 — трос

При закрытой дроссельной заслонке натяните трос, вращая его резьбовой наконечники 1, предварительно ослабив контргайку 2. Для получения нормального хода троса вновь поверните наконечник троса против часовой стрелки на 360°, после чего затяните контргайку.

Режим работы № 3 запоминающего устройства отличается от рассмотренного выше, поэтому при проверке необходимо использовать табл. 21.

Таблица 21. Последовательность проверки элементов систем впрыска и зажигания в режиме № 3

Система одноточечного прерывистого впрыска низкого давления "GM" имеет много общего с системами одноточечного впрыска "Моно-Motronic" и "Fenix 3 В", рассмотренными выше. Наиболее интересным элементом в системе "GM" является датчик давления воздуха, устанавливаемый во впускном трубопроводе. При помощи этого датчика, рис. 62, контроллер получает информацию о режиме нагрузки двигателя.

Основной элемент датчика микросхема (Silicon-chip — силиконовый чип) 5 с пьезоэлементом 1, его размеры: площадь 3 мм², толщина 0,25 мм. Давление из впускного трубопровода воздействует на мембрану 2. При помощи мембраны сжимается пьезоэлемент 1 в результате чего возникает ток — пьезоэлектричество.

К датчику подводится напряжение питания 5 В (клеммы "А", "В"), называемое также эталонным напряжением. Перепад давления между вакуумной камерой 3 (давление в ней 0,1 кгс/см²) и впускным трубопроводом вызывает усилие, воздействующее через мембрану 2 на пьезоэлемент 1. Чем больше давление, тем больше вырабатывается "пьезоэлектричества" и тем меньше получаем падение эталонного напряжения на выходе из датчика (клеммы "А", "С").

При закрытой дроссельной заслонке (холостой ход) давление во впускном трубопроводе снижается до минимального: 0,2—0,3 кгс/см². Напряжение на выходе датчика падает до 1,3±0,2 В. Контроллер, получив сигнал напряжения уменьшает дозу впрыскиваемого топлива.

При полностью открытой дроссельной заслонке (полная нагрузка) давление во впускном трубопроводе повышается до атмосферного (0,85— 0,95 кгс/см²), а напряжение на выходе датчика будет приближаться к 4',6±0,2 В. Контроллер получает от датчика сигнал повышенного напряжения и увеличивает дозу впрыскиваемого топлива.

Рис. 62. Датчик давления воздуха во впускном трубопроводе:
1 - пьезоэлемент, 2 - мембрана, 3 — вакуумная камера, 4 - пластинка из тугоплавкого стекла, 5 - микросхема (Silicon-chip); клеммы "А" - "масса", "В" - подвод напряжения питания 5В, "С" — выход напряжения 1,3—4,6 В

Далее