UAENRU Тільки для авторизованих користувачів (067) 467-22-07
(067) 943-52-04
(067) 321-97-50

Авторизація
Логін
Пароль
Забули пароль

Це цікаво

Дизельный двигатель: история развития



Двигатели Common Rail



9308-621C


Электронный блок управления Common Rail


 Назначение и принцип работы

ЭБУ оценивает сигналы, полученные от внешних датчиков, и ставит ограничения по допустимому уровню напряжения.
Используя эти входные данные и храня­щиеся в памяти программируемые матрицы, микропроцессор рассчитывает продолжи­тельность и угол опережения (момент нача­ла) впрыска и преобразует эти данные в сигналы для характеристик как функции времени, которые затем адаптируются к движению поршней. Учитывая высокие дина­мические нагрузки двигателя и большую частоту вращения, требуются высокие вычис­лительные возможности микропроцессора, чтобы соответствовать требованиям по точности вычислений. Выходные сигналы исполь­зуются для запуска задающих каскадов, которые передают соответствующую мощ­ность для всех исполнительных устройств (например, электромагнитных клапанов), включая приводы для таких функций двига­теля, как рециркуляция ОГ и перепуск газов мимо турбины турбокомпрессора, а также для дополнительных функций, как реле свечей накаливания и кондиционер. Задающие каскады защищаются от разрушения и пов­реждений из-за короткого замыкания и электрической перегрузки. Сигналы о таких нарушениях в работе, как обрыв электри­ческой цепи, передаются обратно в микро­процессор.
Диагностические функции задающих кас­кадов электромагнитных клапанов также определяют сигнальный код неисправности. Кроме того, определенное число выходных сигналов посылается другим системам автомобиля через интерфейс. ЭБУ также отслеживает работу всей системы топливо-подачи в пределах рамок концепции безо­пасности.
Функция открытия форсунок накладывает особо высокие требования на задающие каскады. Ток питания, подаваемый в фор­сунку задающими каскадами, генерирует электромагнитные силы, приложенные к электромагнитному клапану системы высо­кого давления форсунки. Для того чтобы обеспечить очень жесткие допуски, то есть высокую точность воспроизводимости цик­ловой подачи, на катушку клапана должен подаваться импульс пускового тока с кру­тым фронтом, что в свою очередь требует от ЭБУ возможности создания высокого напряжения.
Электрический контур управления разде­ляет период питания катушки клапана, то есть период впрыска топлива, на фазу увеличения (подъема) тока и фазу удержания тока. Работа электромагнитного клапана должна быть исключительно точной, чтобы обеспечить воспроизводимость цикловой подачи на данном эксплуатационном режиме. Кроме того, должны быть уменьшены потери в ЭБУ и форсунках.
 
Эксплуатационные условия
К ЭБУ предъявляются очень высокие требования по отношению к следующим факторам:
  • температуре окружающей среды (во время нормальной работы должны находиться в пределах -40 – +85°С для коммерческих автомобилей и -40 – +70°С  для легковых автомобилей);
  • к воздействию со стороны таких матери­алов, как масло и топливо и т.п.;
  • к воздействию к влажности окружающей среды;
  • обладать механической прочностью, например, при наличии вибраций при ра­боте двигателя.
Одновременно очень высокие требова­ния касаются электромагнитной совмести­мости и защиты от высокочастотных помех.
 
Устройство и конструкция
ЭБУ размещается в металлическом кор­пусе. Датчики, исполнительные устройства и линия подачи электрического питания подсо­единяются к ЭБУ через многоштырьковый разъем. Силовые элементы, которые обеспе­чивают непосредственный пуск исполнитель­ных устройств (приводов), встроены в ЭБУ таким образом, чтобы эффективно рассеи­вали тепловую энергию, передавая ее к кор­пусу ЭБУ. Применяются два варианта ЭБУ – в герметичных и негерметичных корпусах.
 
Управление рабочими режимами
Для обеспечения протекания оптималь­ного процесса сгорания в двигателе ЭБУ на каждом режиме рассчитывает необходимую в данный момент цикловую подачу топлива. В этом процессе должно быть принято во внимание множество факторов.
 
Пусковая подача топлива
Пусковая подача рассчитывается как функция температуры и частоты вращения коленчатого вала при прокручивании. Пус­ковая доза топлива начинает впрыскиваться в момент поворота ключа "зажигания" на "Start" и продолжа­ется до достижения двигателем минималь­ной частоты вращения холостого хода. Води­тель не может вмешиваться в этот процесс и изменять величину пусковой подачи.
 
Режимы движения
При нормальном движении автомобиля количество впрыс­киваемого топлива (величина цикловой подачи) рассчитывается в зависимости от положения педали акселератора (по сигна­лам датчика положения педали акселерато­ра) и частоты вращения коленчатого вала двигателя. Расчетная величина подачи сопос­тавляется с многопараметровой характе­ристикой управления автомобилем, так что действия водителя и нагрузка двигателя оптимально соответствуют друг другу.
 
Регулирование минимальной частоты вращения холостого хода
Расход топлива на режиме холостого хода в основном зависит от механического КПД двигателя и частоты вращения. Поскольку значительная часть расхода топлива авто­мобилем приходится на движение в усло­виях интенсивного транспортного потока, очевидно, что частота вращения холостого хода должна поддерживаться как можно более низкой. При этом минимальная час­тота вращения холостого хода не должна сильно снижаться под нагрузкой, что при­водит к неравномерной работе двигателя и даже к его остановке. Это может иметь место, например, при увеличении нагрузки в электрической системе автомобиля, когда включен кондиционер, включении передачи в автоматической трансмиссии или при работе усилителя рулевого управления. Для регулирования минимальной частоты вра­щения контроллер холостого хода изменяет величину подачи топлива до тех пор, пока действительная частота вращения не ста­нет равной требуемой для данных условий. Требуемая частота вращения и характерис­тика управления зависят также от темпе­ратуры охлаждающей жидкости двигателя (по сигналу датчика температуры охлажда­ющей жидкости). Кроме учета влияния внешней нагрузки, следует также принимать во внимание моменты внутреннего трения и компенсировать их соответствующим регу­лированием частоты вращения. Эти изме­нения минимально, но постоянно осуществля­ются в течение всего срока эксплуатации автомобиля.
 
Регулирование плавности работы двигателя
Из-за наличия допусков при изготовле­нии и в зависимости от износа двигателя имеются различия в величине крутящих моментов, создаваемых отдельными цилинд­рами. Это особенно проявляется на мини­мальном режиме холосто го хода, что приво­дит к неравномерной, с рывками, работе двигателя. Система управления плавностью работы двигателя отслеживает изменения в его работе в каждый момент времени, когда происходит вспышка в цилиндрах, и сравни­вает работу цилиндров друг с другом. Затем происходит регулирование количества впрыскиваемого топлива в каждый цилиндр в зависимости от измеренной разницы в частоте вращения между отдельными цили­ндрами, в результате чего вклад каждого цилиндра в создание крутящего момента двигателя оказывается одинаковым. Регулирование плавности работы двигателя осуществляется только в области малых частот вращения двигателя.
 
Управление скоростью автомобиля (система Cruise Control)
Контроллер системы поддержания ско­рости автомобиля (Cruise Control) позволяет обеспечить управление автомобилем с задан­ной постоянной скоростью движения. Он поддерживает скорость автомобиля в соот­ветствии со значением, выбранным водите­лем с помощью переключателя, находяще­гося на приборной панели.
На этом режиме подача топлива увеличи­вается или уменьшается до достижения действительной скорости, равной задан­ной. Cruise Control находится в действии до тех пор, пока водитель не нажмет на педаль сцепления или на педаль тормоза. Если нажи­мается педаль акселератора, то автомобиль может ускоряться выше скорости, установленной системой, а если педаль отпускается, то снова поддерживается ранее установ­ленная   скорость.   Если система   "Cruise Control" была отключена, то для повторной установки последней выбранной постоян­ной скорости водителю достаточно нажать на кнопку включения системы.
 
Управление режимом ограничения подачи топлива

Имеется ряд причин, когда величина пода­чи, устанавливаемая по желанию водителя (или максимально возможная подача) должна быть уменьшена. Такими причинами являются:

  • высокая эмиссия вредных веществ с ОГ;
  • высокая эмиссия частицсажи;
  • механическая перегрузка при макси­мальном моменте или при большом пре­вышении частоты вращения;
  • термическая перегрузка как результат слишком высокой температуры охлажда­ющей жидкости, масла или отработав­ших газов турбокомпрессора.
Ограничение количества впрыскиваемого топлива формируется по ряду входных пара­метров, например, по массовому расходу воздуха, частоте вращения коленчатого вала и температуре охлаждающей жидкости.
 
Демпфирование колебаний частоты вращения
В случае резкого нажатия или отпускании педали акселератора возникают быстрые изменения величины подачи, что, в свою очередь, вызывает быстрые изменения кру­тящего момента, развиваемого двигателем. Такие резкие изменения нагрузки двигателя приводят к образованию "упругих" вибраций опор двигателя и трансмиссии, как резуль­тат колебаний частоты вращения.
Активный демпфер уменьшает такие пери­одические колебания частоты вращения путем изменения величины подачи с той же частотой, что и частота колебаний частоты вращения, а именно: меньшее количество топлива впрыскивается при увеличении частоты вращения и большее - при умень­шении. Так достигается эффективное демп­фирование колебаний.
 
Остановка двигателя
Дизель является двигателем с воспламе­нением от сжатия. Это означает, что он может быть остановлен только при прекращении подачи топлива.
При наличии системы электронного управ­ления дизеля (EDC) двигатель останавлива­ется по обусловленной в EDC программе "нулевой" подачи топлива. Система предус­матривает также различные дополнитель­ные пути остановки двигателя.