Диагностика системы управления двигателем автомобилей ВАЗ-11183 Лада Калина и ВАЗ-2170 Лада Приора

В 2008 году на всей территории России вступает в действие новый стандарт Евро-3. Это означает, что все выпускаемые отечественным автопромом автотранспортные средства должны соответствовать данному экологическому классу.

Переход на новые нормы токсичности означает повышение требований к снижению токсичности выхлопных газов при разных режимах работы двигателя.

На примере современных моделей легковых автомобилей Волжского автозавода - ВАЗ-11183 Лада Калина и ВАЗ-2170 Лада Приора - рассмотрим устройство и диагностику элементов системы управления двигателем под нормы токсичности Евро-3.

Устройство и принцип работы системы управления двигателем

Для решения задачи по снижению токсичности выхлопных газов в системах управления двигателем указанных автомобилей применен новый подход - значительное сокращение времени прогрева каталитического нейтрализатора до 400...600°С.

Рис. 1. Приемная труба с нейтрализатором

Рис. 2. Схема системы управления двигателем автомобиля ВАЗ-2170 "Лада Приора"
 

Ранее нейтрализатор был расположен удаленно от приемной трубы,  да и сама приемная труба была выполнена из сплавов чугуна. Все это способствовало медленному прогреву нейтрализатора.

Для снижения потерь тепла и ускорения прогрева нейтрализатора были приняты радикальные изменения в конструкции - это уменьшение массы коллектора (теперь он изготовлен из стали) и совмещение коллектора с нейтрализатором.

Общий вид приемной трубы с нейтрализатором показан на рис. 1. Кроме того, в модернизированной системе управления двигателем появилось несколько новых датчиков.

На рис. 2 приведена схема системы управления двигателем автомобиля ВАЗ-2170 "Лада Приора". На нем приведены следующие обозначения:

1    - электронный блок управления (ЭБУ);

2    - колодка жгута системы зажигания к панели приборов;

3    - основной блок предохранителей;

4    - датчик скорости;

5    - датчик неровной дороги (ДНД);

6    - датчик контрольной лампы давления масла;

7    - датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ);

8    - датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ);

9    - датчик указателя температуры охлаждающей жидкости;

10    - датчик массового расхода воздуха (ДМРВ);

11    - регулятор холостого хода (РХХ);

12    - реле электробензонасоса;

13    - предохранитель цепи питания электробензонасоса (15А);

14    - реле зажигания;

15    - предохранитель реле зажигания (15А);

16    - предохранитель цепи питания ЭБУ (7,5А);

17    - датчик положения коленчатого вала (ДПКВ);

18    - управляющий датчик кислорода (УДК);

19    - датчик фаз;

20    - датчик детонации;

21    - электромагнитный клапан продувки адсорбера;

22    - диагностический датчик кислорода (ДДК);

23    - катушка зажигания;

24    - свечи зажигания;

25    - форсунки;

26    - колодка проводов катушек зажигания к жгуту системы зажигания;

27    - колодка системы зажигания к жгуту проводов катушек зажигания;

28    - колодка жгута зажигания к форсункам;

29    - колодка жгута форсунок к системе зажигания.

Работа электронного блока управления

Электронный блок управления (ЭБУ) получает всю необходимую информацию с датчиков и управляет исполнительными механизмами. На автомобилях ВАЗ-11183 "Лада Калина" и ВАЗ-2170 "Лада Приора" ЭБУ устанавливается под консолью панели приборов.

Исполнительными механизмами для ЭБУ является регулятор холостого хода, катушки зажигания, топливные форсунки, нагреватель кислородных датчиков, клапаны продувки адсорбера, главное реле и другие узлы. В процессе работы ЭБУ обменивается данными с иммобилизатором [1] (при условии, если данный режим включен) по цифровому интерфейсу.

Кроме того, ЭБУ выполняет функцию диагностики всей системы управления двигателем. При возникшей неисправности включается индикатор, размещенный на приборном щитке, одновременно в собственной энергонезависимой памяти ЭБУ фиксируется и сохраняется код ошибки.

Номера контактов ЭБУ и их назначение приведены в таблице.

Назначение и принцип работы датчиков и исполнительных механизмов

Большинство используемых в автомобиле датчиков резистивного типа - терморезисторы и потенциометры. К ним относятся датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ), датчик температуры воздуха (ДТВ) и датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ). Датчик детонации (ДД) представляет собой пьезоэлемент.

Познакомимся с описанием основных датчиков.

Управляющий датчик кислорода

Для эффективной работы по снижению токсичности отработанных газов необходимо обеспечить соотношение воздуха и топлива в пропорции 14,7/1. При этом составе нейтрализатор более эффективно снижает количество углеводородов и окиси азота, входящих в состав отработанных газов.

Для корректировки определения длительности импульса впрыска требуется информация для ЭБУ о наличии кислорода в отработанных газах, которую обеспечивает управляющий датчик кислорода (УДК).

Этот датчик устанавливается непосредственно в приемной трубе системы выпуска отработанных газов. Чувствительный элемент датчика находится непосредственно в потоке отработанных газов. Он вырабатывает напряжение в пределах 55.850 мВ.

От ЭБУ на УДК подается опорное напряжение, выходное напряжение датчика находится в пределах 300.600 мВ (при непрогретом датчике). По мере прогрева датчика его внутреннее сопротивление уменьшается, и он формирует напряжение, пропорциональное количеству кислорода. Сигнал с УДК подается на ЭБУ, который управляет топливоподачей на рампу форсунок и работой всей системы зажигания в целом.

Диагностический датчик кислорода

Как уже отмечалось, для снижения содержания токсичных веществ в отработанных газах используется нейтрализатор, который преобразует их в водяной пар и углекислый газ. ЭБУ контролирует процесс окисления с помощью диагностического датчика кислорода (ДДК). Работа ДДК основана на том же принципе, что и УДК. Напряжение, сформированное датчиком, находится в пределах 550.800 мВ.

На рис. 3 показаны места расположения управляющего и диагностического датчиков на системе выпуска, а на рис. 4 - устройство датчика кислорода.

Датчик положения коленчатого вала

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) - электромагнитного типа. Он располагается в непосредственной близости от задающего диска, закрепленного на коленчатом валу двигателя (рис. 5).

Чувствительная поверхность датчика обращена к зубьям задающего диска, воздушный зазор между вершинами зубьев и датчиком составляет 1 мм.

Рис. 3. Места расположения управляющего и диагностического датчиков на системе выпуска

Рис. 4. Устройство датчика кислорода
 

Рис. 5. Датчик положения коленчатого вала

Задающий диск представляет собой зубчатое колесо с 60-ю зубьями с шагом 6°. Для синхронизации работы на диске отсутствуют два зуба - начало отсчета.

При вращении задающего диска в обмотке датчика формируются импульсы переменного тока, сигнал подается на ЭБУ. На рис. 6 показано устройство ДПКВ.
 

Рис. 6. Устройство ДПКВ
 

Датчик фаз

Работа датчика фаз (ДФ) основана на эффекте Холла. Он устанавливается на блоке головок цилиндров.
 

На распределительном валу имеется выступ, который при прохождении торца датчика формирует напряжения низкого уровня на ЭБУ, что соответствует положению 1-го цилиндра.

Датчик неровной дороги

Работа датчика неровной дороги (ДНД) основана на пьезоэффекте. Датчик устанавливается на правой стойке кузова (по ходу движения) в моторном отсеке автомобиля. На рис. 7 показано расположение датчика на ВАЗ-11183 "Лада Калина", а на рис. 8 - на ВАЗ-2170 "Лада Приора".

Датчик предназначен для измерения амплитуды колебаний кузова автомобиля.

При движении автомобиля по неровной дороге угловая скорость вращения коленчатого вала незначительно изменяется. При этом формируется ложный сигнал положения коленчатого вала и возникают пропуски воспламенения.

Для решения данной проблемы сформированный сигнал с датчика подается на ЭБУ, который временно
 

Рис. 7. Расположение датчика ДНД на ВАЗ-11183 "Лада Калина"

Рис. 8. Расположение датчика ДНД на ВАЗ-2170 "Лада Приора"

 

отключает топливную форсунку "проблемного" цилиндра. После устранения сбоя ЭБУ включает "проблемный" цилиндр.

Управление впрыском во время устранения сбоев в работе системы зажигания стало возможном только при фазированном впрыске топлива (форсунки в этом режиме работают поочередно, а не парами). Регулятор холостого хода

Регулятор холостого хода (РХХ) состоит из клапана с запорной иглой, перемещаемой шаговым двигателем.

Клапан установлен в обходном канале подачи воздуха дроссельного блока (рис. 9). Он регулирует частоту вращения коленчатого двигателя вала на холостом ходу, при закрытой дроссельной заслонке.
 

Рис. 9. Регулятор холостого хода
 

Во время увеличения оборотов холостого хода ЭБУ открывает клапан, тем самым увеличивает подачу воздуха в обход дроссельной заслонки.

От работы системы регулировки холостого хода зависит и токсичность отработанных газов.

Диагностика управления работой двигателя

Для проведения диагностических работ не требуется углубленных знаний в области электроники и вычислительной технике.

Потребуются лишь опыт работы с цифровым мультиметром, а также способность отличить исправное состояние узла от неисправного.

Следует также учесть, что для полной диагностики требуется применение средств диагностики. К ним можно отнести специализированные диагностические тестеры, которые позволяют задать тестовый режим и прочитать код ошибки, выдаваемый ЭБУ с буквенно-цифровой индикацией на дисплее.

Комплексная диагностика системы управления двигателем реализуется с помощью специализированного тестера или персонального компьютера со специализированным программным обеспечением.

Подключение тестера или ПК производится к диагностическому разъему, который установлен в автомобиле.

Диагностический разъем и назначение его контактов показаны на рис. 10. В автомобиле ВАЗ-11183 "Лада Калина" он размещен под нишей для мелких предметов рядом с ручкой КПП, а в автомобиле ВАЗ-2170 "Лада Приора" - на задней части перчаточного ящика.

Рис. 10. Диагностический разъем

Обмен информацией между ЭБУ автомобиля и диагностическим прибором производится по цифровому интерфейсу.

В автомобилях Волжского автозавода применяется протокол обмена данных KWP (Keyword Protocol 2000).

На рис. 11 показана физическая архитектура последовательного канала передачи данных, где К - линия для обмена данными между блоками и тестером, L - линия для чтения данных с ЭБУ, W - линия для обмена информацией между ЭБУ и иммоби-лайзер.

Рис. 11. Физическая архитектура последовательного канала передачи данных

Литература

1. Н. Пчелинцев. "Штатные противоугонные системы автомобилей ВАЗ. Эксплуатация и решение некоторых нестандартных проблем". "Ремонт & Сервис", 2007, № 8, с. 54-58.

Автор: Николай Пчелинцев (г. Тамбов)

Источник: Ремонт и сервис