Принцип работы эбу инжекторного двигателя

Опубликовано: 19.05.2024

Что такое инжектор — это система точечной подачи топлива во впускной тракт или в цилиндр с помощью распылителя (форсунки), получающей электронный сигнал от блока управления.
Инжекторная система подачи топлива пришла на смену карбюратору, но, продолжительное время не применялась из-за сложности конструкции. Первая инжекторная система появилась в 1894 г., первое применение началось в авиации в 1937г., на истребителях Мистершмит БФ 109.
Внедрение в автомобилестроение началось со второй половины ХХ-в и применили инжектор на а/м Goliath GP700 Sport в 1951г. Массовое применение инжекторной системы началось в автомобилестроении в 80-х гг.
Компьютеризация и внедрение в автомобилестроение электронных систем не прошло не замеченным и для инжектора. В настоящее время ни один современный завод не выпускает инжекторные двигатели без электронной системы называемой электронным блоком управления (ЭБУ), электронная система управления двигателем (ЭСУД) или контроллер, все они являются одним прибором, в простонародии их называют «мозгами». Исходя из выше сказанного, инжектор можно характеризовать так — это система подачи топлива, управляемая мозгами, которые, на основании полученных данных от информационных приборов (датчиков), корректируют дозу, момент и частоту впрыска. Из этого определения следует, что ЭБУ это одна из главных составляющих инжектора. Ниже мы рассмотрим системы управляемые контроллером и датчики, от которых приходят данные.
В чем же преимущества инжекторной системы перед карбюратором:
уменьшение расхода топлива (внедрение требований к выбросу углеводорода) что в основном побудило автопроизводителей;
повышение мощности при равных объемах ДВС (приблизительно на 10%);
автоматическая регулировка системы впрыска. Если кто помнит в карбюраторе эту функцию выполнял подсос, регулировочные винты и т.д.
Какие же классификации инжекторной системы бывают:
1. Моновпрыск (центральный впрыск, или одноточечный впрыск) — где одна форсунка осуществляет подачу во впускной тракт (коллектор) на все цилиндры, находящийся на месте карбюратора. В простонародности называют «электронный карбюратор». Сейчас его встретишь только на довольно старых машинах.
2. Распределённый впрыск (многоточечный впрыск) т. е. устанавливается отдельная форсунка во впускном тракте каждого цилиндра или непосредственно осуществляет подачу топлива в камеру сгорания.
В свою очередь распределенный впрыск делится на:
1) Одновременный. За один оборот коленчатого вала все форсунки отрабатывают одновременно. Данная система впрыска встречается редко.
2) Попарно-параллельный. За один оборот коленчатого вала, форсунки отрабатывают парами, т. е. каждая пара срабатывает один раз за оборот. Как и предыдущая классификация система впрыска редко встречается, но может быть вызвана, на системе с последовательным впрыском, неисправным датчиком.
3) Фазированный или последовательный. За один рабочий цикл каждая форсунка открывается один раз непосредственно перед тактом впуска и регулируется отдельно. На данный момент этот тип выпускают практически все авто производители и он является самым массовым. Отличие непосредственного впрыска топлива от выше перечисленных заключается в том, что впрыск происходит непосредственно в цилиндр, где имеется возможность управлять фазой и длительностью впрыска. Давление форсунок данной системы может достигать 200 атмосфер.
Минусами данной системы являются:
высокая стоимость ремонта;
высокая стоимость узлов;
низкая ремонтопригодность элементов;
В отличие от предшественников, данный тип впрыска приводит к закоксовыванию впускного(-ых) клапана(-ов), по причине не омывания топливом, который(-ые) в свою очередь очищались им.
Схема работы инжектора состоит в подаче данных на контроллер от датчиков (основные):
Датчик коленчатого вала (ДКВ), сообщает контроллеру о частоте, положении и направлении;
Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ, волюметр), предназначен для оценки количества всасываемого воздуха и определение его температуры;
Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ), служит для управлением фазой впрыска и зажигания;
Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), предназначен для определения нагрузки на двигатель в зависимости от открытия ДЗ, наполнения цилиндров и оборотов;
Датчик кислорода в отработавших газах (лямбда-зонд), предназначен для определения в системе выхлопных газов не сгоревшего углеводорода и в связи с этим изменяется время впрыска и происходит корректировка зажигания;
Датчик детонации (ДД), предназначен для определения детонации;
Датчик распределительного вала (ДРВ) или Датчик Фазы (ДФ), служит для точного синхронного впрыска. При аварийном режиме двигателя или отсутствие такого датчика, система переходит на попарно — параллельную (групповую) подачу топлива;
Датчик температуры всасываемого воздуха, может быть установлен отдельно, или сразу встроен в ДМРВ.
На основе полученных данных с информационных датчиков, ЭБУ управляет следующими системами (основные):
форсунками — предназначены для впрыска топлива;
электро бензонасосом — служит для образования давления в системе подачи топлива;
модулем зажигания (МЗ) — предназначен для искрообразования на свече. В последнее время на каждую свечку идет свой МЗ;
регулятором холостого хода (РХХ или ХХ) предназначен для поддержании заданных оборотов ХХ;
вентилятором системы охлаждения двигателя, управляется по сигналам ДТОЖ.
Недостатками инжекторной системы является: низкая ремонтопригодность;
требовательность к топливу;
необходимость специального оборудования для определения неисправности;
высокая стоимость элементов (не для каждого типа инжектора).
точно определить неисправность и диагностировать инжекторный двигатель может только специалист.
Основной проблемой инжекторных двигателей является выход из строя датчиков, которая решается заменой. На примере датчика массового расхода воздуха (ДМРВ), признаки неисправности:
сигнальная лампа о неисправности двигателя;
слабая динамика; плавающие обороты двигателя на холостом ходу;
невозможность завести горячий двигатель.
Проверить исправность (ДМРВ) можно несколькими способами:
Диагностическим оборудованием;
Отключение (ДМРВ). В этом случае система управления двигателем начинает работать в аварийном режиме;
Замена на заведомо исправный;
Визуальный осмотр.
Переход с карбюраторной системы подачи топлива на инжекторную получился более чем удачным, хоть и имеются у этой системы недостатки. Если стоит выбор между инжектором и карбюратором, однозначно отвечу, выбирайте первое. Если выбирать между последовательный и непосредственным то я лично выбираю последовательный впрыск, по причине меньших проблем.

Сейчас практически на любом бензиновом моторе легкового автомобиля, используется инжекторная система питания, которая пришла на смену карбюратору. Инжектор благодаря ряду рабочих характеристик превосходит карбюраторную систему, поэтому он является более востребованным.

Немного истории

Активно устанавливаться такая система питания на автомобилях стала со средины 80-х годов, когда начали вводиться нормы экологичности выбросов. Сама идея инжекторной системы впрыска топлива появилась значительно раньше, еще в 30-х годах. Но тогда основная задача крылась не в экологичном выхлопе, а повышении мощности.

Первые инжекторные системы применялись в боевой авиации. На то время, это была полностью механическая конструкция, которая вполне неплохо выполняла свои функции. С появлением реактивных двигателей, инжекторы практически перестали использоваться в военной авиатехнике. На автомобилях же механический инжектор особо распространения не получил, поскольку он не мог полноценно выполнять возложенные функции. Дело в том, что режимы двигателя автомобиля меняются значительно чаще, чем у самолета, и механическая система не успевала своевременно подстраиваться под работу мотора. В этом плане карбюратор выигрывал.

Но активное развитие электроники дало «вторую жизнь» инжекторной системе. И немаловажную роль в этом сыграла борьба за уменьшение выброса вредных веществ. В поисках замены карбюратору, который уже не соответствовал нормативам экологии, конструкторы вернулись к инжекторной системе впрыска топлива, но кардинально пересмотрели ее работу и конструкцию.

Что такое инжектор и чем он хорош

Инжектор дословно переводится как «впрыскивание», поэтому второе название его – система впрыска с помощью специальной форсунки. Если в карбюраторе топливо подмешивалось к воздуху за счет разрежения, создаваемого в цилиндрах мотора, то в инжекторном моторе бензин подается принудительно. Это самое кардинальное различие между карбюратором и инжектором.

Достоинствами инжекторного двигателя, относительно карбюраторных, такие:

Экономичность расхода;
Лучший выход мощности;
Меньшее количество вредных веществ в выхлопных газах;
Легкость пуска мотора при любых условиях.

И достигнуть этого всего удалось благодаря тому, что бензин подается порционно, в соответствии с режимом работы мотора. Из-за такой особенности в цилиндры мотора поступает топливовоздушная смесь в оптимальных пропорциях. В результате, практически на всех режимах работы силовой установки в цилиндрах происходит максимально возможное сгорание топлива с меньшим содержанием вредных веществ и повышенным выходом мощности.

Видео: Принцип работы системы питания инжекторного двигателя

Виды инжекторов

Первые инжекторы, которые массово начали использовать на бензиновых моторах все еще были механическими, но у них уже начал появляться некоторые электронные элементы, способствовавшие лучшей работе мотора.

Современная же инжекторная система включает в себя большое количество электронных элементов, а вся работа системы контролируется контроллером, он же электронный блок управления.

Всего существует три типа инжекторных систем впрыска, различающихся по типу подачи топлива:

Центральная;
Распределенная;
Непосредственная.

1. Центральная

Центральная инжекторная система сейчас уже является устаревшей. Суть ее в том, что топливо впрыскивается в одном месте – на входе во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом и распределяется по цилиндрам. В данном случае, ее работа очень схожа с карбюратором, с единственной лишь разницей, что топливо подается под давлением. Это обеспечивает его распыление и более лучшее смешивание с воздухом. Но ряд факторов мог повлиять на равномерную наполняемость цилиндров.

Центральная система отличалась простотой конструкции и быстрым реагированием на изменение рабочих параметров силовой установки. Но полноценно выполнять свои функции она не могла Из-за разности наполнения цилиндров не удавалось добиться нужного сгорания топлива в цилиндрах.

2. Распределенная

Распределенный впрыск топлива

Распределенная система – на данный момент самая оптимальная и используется на множестве автомобилей. У такого типа инжекторных двигателей топливо подается отдельно для каждого цилиндра, хоть и впрыскивается оно тоже во впускной коллектор. Чтобы обеспечить раздельную подачу, элементы, которыми подается топливо, установлены рядом с головкой блока, и бензин подается в зону работы клапанов.

Благодаря такой конструкции, удается добиться соблюдения пропорций топливовоздушной смеси для обеспечения нужного горения. Автомобили с такой системой являются более экономичными, но при этом выход мощности – больше, да и окружающую среду они загрязняют меньше.

К недостаткам распределенной системы относится более сложная конструкция и чувствительность к качеству топлива.

3. Непосредственная

Система непосредственного впрыска топлива

Система непосредственного впрыска на данный момент – самая совершенная. Она отличается тем, что топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, где уже и происходит смешивание его с воздухом. Эта система по принципу работы очень схожа с дизельной. Она позволяет еще больше снизить потребление бензина и обеспечивает больший выход мощности, но она сложная по конструкции и очень требовательна к качеству бензина.

Конструкция и принцип работы инжектора

Поскольку система распределенного впрыска – самая распространенная, то на именно на ее примере рассмотрим конструкцию и принцип работы инжектора.

Условно эту систему можно разделить на две части – механическую и электронную. Первую дополнительно можно назвать исполнительной, поскольку благодаря ей обеспечивается подача компонентов топливовоздушной смеси в цилиндры. Электронная же часть обеспечивает контроль и управление системой.

Механическая составляющая инжектора

Система питания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

К механической части инжектора относится:

топливный бак;
электрический бензонасос;
фильтр очистки бензина;
топливопроводы высокого давления;
топливная рампа;
форсунки;
дроссельный узел; .

Конечно, это не полный список составных частей. В систему могут быть включены дополнительные элементы, выполняющие те или иные функции, все зависит от конструктивного исполнения силового агрегата и системы питания. Но указанные элементы являются основными для любого двигателя с инжектором распределенного впрыска.

Видео: Инжектор

Принцип работы инжектора

Что касается назначения каждого из них, то все просто. Бак является емкостью для бензина, где он хранится и подается в систему. Электробензонасос располагается в баке, то есть забор топлива производится непосредственно им, причем этот элемент обеспечивает подачу топлива под давлением.

Далее в систему установлен топливный фильтр, обеспечивающий очистку бензина от сторонних примесей. Поскольку бензин находится под давлением, то передвигается он по топливопроводу высокого давления.

Для предотвращения превышения давления, в систему входит регулятор давления. От фильтра, через него по топливопроводам бензин движется в топливную рампу, соединенной со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.

Раньше форсунки были полностью механическими, и срабатывали они от давления топлива. При достижении определенного значения давления топливо, преодолевая усилие пружины форсунки, открывало клапан подачи и впрыскивалось через распылитель.

Устройство электромагнитной форсунки

Современная форсунка – электромагнитная. В ее основе лежит обычный соленоид, то есть проволочная обмотка и якорь. При подаче электрического импульса, который поступает от ЭБУ, в обмотке образуется магнитное поле, воздействующее на сердечник, заставляя его переместиться, преодолев усилие пружины, и открыть канал подачи. А поскольку бензин подается в форсунку под давлением, то через открывшийся канал и распылитель бензин поступает в коллектор.

С другой стороны через воздушный фильтр в систему засасывается воздух. В патрубке, по котором движется воздух, установлен дроссельный узел с заслонкой. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на педаль акселератора. При этом он просто регулирует количество воздуха, подаваемого в цилиндры, а вот на дозировку топлива водитель вообще никакого воздействия не имеет.

Электронная составляющая

Основным элементом электронной части инжекторной системы подачи топлива является электронный блок, состоящий из контролера и блока памяти. В конструкцию также входит большое количество датчиков, на основе показаний которых ЭБУ выполняет управление системой.

Для своей работы ЭБУ использует показания датчиков:

Датчик массового расхода воздуха (аббр. ДМРВ). Этим датчиком определяется количество проходящего через дроссельный узел воздуха при всасывании его цилиндрами. Расположен в корпусе воздушного фильтрующего элемента; (аббр. ДПДЗ). Этот датчик подает сигнал о положении педали акселератора. Установлен в дроссельном узле;
Датчик температуры силовой установки. На основе показаний этого элемента регулируется состав смеси в зависимости от температуры мотора. Располагается возле термостата; (аббр. ДПКВ). На основе показаний этого датчика определяется цилиндр, в который необходимо подать порцию топлива, время подачи бензина, и искрообразование. Установлен возле шкива коленчатого вала; . Необходим для выявления образования детонационного сгорания и принятия мер для его устранения. Расположен на блоке цилиндров;
Датчик скорости. Нужен для создания импульсов, по которым высчитывается скорость движения авто. На основе его показаний делается корректировка топливной смеси. Установлен на коробке передач;
Датчик фаз. Он предназначен для определения углового положения распредвала. На некоторых автомобилях может отсутствовать. При наличии этого датчика в двигателе выполняется фазированный впрыск, то есть, импульс на открытие поступает только для конкретной форсунки. Если этого датчика нет, то форсунки работают в парном режиме, когда сигнал на открытие подается сразу на две форсунки. Установлен в головке блока;

Теперь коротко от том, как все работает. Элекробензонасос заполняет всю систему топливом. Контролер получает показания от все датчиков, сравнивает их с данными, занесенными в блок памяти. При несовпадении показаний, он корректирует работу системы питания двигателя так, чтобы добиться максимального совпадения получаемых данных с занесенными в блок памяти.

Что касается подачи топлива, то на основе данных от датчиков, контролером высчитывается время открытия форсунок, чтобы обеспечить оптимальное количество подаваемого бензина для создания топливовоздушной смеси в необходимой пропорции.

При поломке какого-то из датчиков, контролер переходит в аварийный режим. То есть, он берет усредненное значение показаний неисправного датчика и использует их для работы. При этом возможно изменение функционирование мотора – увеличивается расход, падает мощность, появляются перебои в работы. Но это не касается ДПКВ, при его поломке, двигатель функционировать не может.

Карбюраторные автомобили шли с конвейера без мозгов, так как все управление в них реализовано механически. С приходом инжекторных систем питания машины начали наполняться всевозможной электроникой. Обработкой информации от датчиков и генерацией управляющих сигналов занимается ЭБУ. Выход его из строя способен полностью обездвижить железного коня, поэтому к модулю управления следует относится с повышенной внимательностью.

Получаемая ЭБУ информация и сигналы управления исходящие с него

Для правильного дозирования подаваемого топлива в электронный блок управления приходит информация:

частота вращения коленвала, определяемая датчиком положения;
возникновение детонации в процессе эксплуатации; мотором;
отклонение от номинального напряжения бортовой сети машины; ;
температура в системе охлаждения двигателя;
какое положение занимает дроссельная заслонка;
процент кислорода в выхлопных газах;
наличие дополнительных нагрузок на двигатель, например, включение кондиционера.

Количество датчиков и соответственно объем получаемой информации зависит от модели автомобиля. В бюджетных машинах ЭБУ обладает только основными данными. Наиболее развитые электронные блоки собирают и оперируют информацией о каждом узле машины, что сказывается на динамических характеристиках и экономичности авто.

После обработки данных блок управления инжектором подает сигналы для:

открытия и закрытия форсунок;
контроля искрообразования;
выбора режима работы топливного насоса;
поддержания стабильных оборотов холостого хода;
включения и выключения вентилятора системы охлаждения;
подключения или отключения кондиционера электромагнитной муфтой;
улавливания паров бензина адсорбером;
проведения самодиагностики агрегатов.

Работа электронного блока управления предполагает оперирование большим количеством информации в режиме реального времени. Неточность в любом из каналов приведет к нестабильной работе двигателя, увеличению расхода топлива и потере динамических характеристик, поэтому все возникающие поломки в электронике требуют незамедлительного устранения.

Конструктивные особенности электронного блока управления

Для работы с информацией, поступающей в модуль, ЭБУ имеет несколько видов памяти:

Алгоритм управления двигателем в зависимости от режима эксплуатации находится в программируемом постоянном запоминающем устройстве. Здесь же хранится и основная таблица различных калибровок параметров. При отключении питания вся информация остается на месте. Для стирания или перезаписи данных используется специальное оборудование, предназначенное для чип-тюнинга;
Энергозависимая память, хранящая временные данные и обрабатываемую электронным модулем информацию, называется оперативным запоминающим устройством. В ней происходит фиксация и выработка управляющих сигналов в зависимости от изменений параметров, поступающих с датчиков;
Сохранение кодов и паролей происходит в электрически репрограммируемом запоминающем устройстве. Данный тип памяти является энергонезависимым, но в отличии от ППЗУ не требует специального оборудования для перезаписи.

Ввод информационных сигналов у качественных электронных модулей осуществляется через гальваническую развязку. Это предотвращает повреждение главных чипов блока управления в случае выхода какого-либо датчика из строя. От внутренних ошибок модуль защищен различными методами самодиагностики и коррекции сбоев, что помогает избегать ситуации, когда автомобиль остается без мозгов.

Неполадки, возникающие в модуле

Причины, почему автомобиль может остаться без мозгов, наиболее часто возникают по вине автовладельца. Так, например, попытка перезаписать программное обеспечение при проведении чип-тюнига может закончится неудачей, если автолюбитель выбрал не правильное ПО. Также причинами вызывающими поломку ЭБУ являются:

Неудачное расположение модуля управления. Например, в автомобилях ВАЗ 2113 – 2115 ЭБУ установлен рядом с радиатором печки. Помимо теплового воздействия, блок может залить охлаждающей жидкостью, после чего машина останется без мозгов;
Ухудшения контакта между клеммами и генератором или аккумулятором. Это вызывает скачки бортового напряжения автомобиля. ЭБУ защищен от перепадов напряжения, но продолжительное воздействие способно вывести блок из строя;
Возникновение ЭДС в первичной обмотке катушки ведет к пробою транзисторов электронного блока управления. Электродвижущая сила обычно возникает при плохом контакте свечей зажигания или повышенном внутреннем сопротивлении высоковольтных проводов.

Для определения неисправности необходимо прочитать лог ошибок, сохраненный в мозгах инжектора. Для этих целей существует специальный диагностический разъем. Расположение его зависит от конкретной модели автомобиля. Например, в автомобилях ВАЗ с высокой панелью диагностический разъем находится внутри центральной консоли.

Расшифровка кодов ошибок на примере ВАЗ 21074

Неисправность воздушного датчика;
Неоптимальный режим сгорания бензовоздушной смеси. В результате выхлопные газы имеют повышенную токсичность. Лямбда-зонд может выдать эту ошибку, например, если в выхлопе находятся пары несгоревшего бензина;
Требуется драйверная проверка модуля управления инжекторными двигателями;
Проблемы с получением информации от датчика температуры;
Состав горючей смеси не соответствует режиму работы двигателя. Причиной этого могут стать, например, загрязненные форсунки;
Неправильное определение момента возникновения детонации в работе двигателя;
Отсутствуют данные о положении дроссельной заслонки. Помимо повреждения самого считывающего элемента, возможен обрыв информационного шлейфа;
Температура мотора находится выше рабочего диапазон;
Медленный отклик сигнальной системы машины.

При выполнении считывания ошибок сканер указывает лишь на предположительное место неисправности, но не может указать причину вызвавшую поломку, поэтому после получения кода важно правильно его истолковать. При недостаточном понимании работы инжекторных двигателей и топливных систем может возникнуть ситуация, когда автовладелец, неправильно расшифровав лог ошибки, займется ремонтом исправного узла машины.

Эксплуатация автомобиля без электронного блока управления

В случае выхода из строя ЭБУ непопулярной модели найти новый модуль может стать большой проблемой. В таком случае автовладелец может пойти на радикальный шаг и сменить электронику на другую систему без мозгов. Инжектор в таком случае сменяется карбюратором, а зажиганием начинает управлять коммутатор.

Вносить столь серьезные изменения можно только в крайнем случае. Инжекторный двигатель спроектирован для работы под контролем электронного блока управления. При его отсутствии возможны провалы при разгоне, нестабильная работа и повышенный расход топлива. Убирать мозги можно только временно, например, для перегона авто.

Устранение неисправностей связанных с мозгами инжектора

При возникновении поломки ЭБУ автовладелец может захотеть поменять модуль на схожую модель. При этом важно учитывать, что каждые мозги изготавливаются под конкретную модель силовой установки, комбинацию датчиков, протяженность шлейфов. Прошивка также меняется от модели к модели, поэтому произвести просто перестановку блоков невозможно, даже если их разъемы идентичны.

При установке похожей модели без полного согласования параметров возможны негативные последствия:

двигатель перестает заводится;
автомобиль теряет былую резвость;
значительно возрастает расход топлива;
мотор нестабильно работает;
ЭБУ постоянно сигнализирует об ошибке.

Производить устранение неисправности заменой на похожий электронный блок управления категорически запрещается. Правильными методами устранения неисправностей являются:

Визуальный осмотр датчиков и проводов идущих к ним. Часто причина может скрываться в их механическом повреждении. Замена дефектного элемента на новый позволит избавится от поломки, которую выдает электронный блок управления;
Сделать перепрошивку программного обеспечения. Повышение динамических характеристик автомобиля очень часто возможно только при помощи чип-тюнинга;
Сделать перезагрузку мозгов инжектора путем снятия одной из клемм аккумулятора. Произошедший сбой в процессе эксплуатации можно сбросить отключив питание от ЭБУ. Данным методом рекомендуется пользоваться при однократном появлении ошибки. Если ситуация повторяется, то перезагружать модуль не имеет смысла.

При невозможности устранить поломку вышеуказанными способами, единственным верным решением является обращение в специализированный сервисный центр. После считывания лога ошибки сканером специалисты определят возможный круг неисправностей. После этого определяется оптимальный способ избавления дефекта.

Появление электронного блока управления значительно улучшило эксплуатационные свойства автомобиля. Произошло это благодаря возможности контроля режима работы силовой установки и корректировки параметров в режиме реального времени. В свою очередь, усложнение электроники машины привело к возникновению поломок, способных обездвижить железного коня.

Одним из важнейших элементов практически всех современных двигателей является электронный блок управления. Это название довольно длинное, так что его сокращают до ЭБУ двигателя. Блок имеет сложное устройство, а его производством занимается ограниченное число фирм. По факту, они же владеют патентами и ограничивают деятельность других фирм, но это уже другой вопрос. Грамотному автолюбителю стоит разбираться в том, что представляет собой ЭБУ двигателя, какое место в структуре автомобильных систем он занимает, какие элементы ему подконтрольны и по каким причинам он может выйти из строя. Обо всем этом – в материале Avto.pro.

Важная ремарка

Сразу отметим, что под ЭБУ понимают вообще все встраиваемые системы, которые получают управляющие сигналы от одной или сразу нескольких систем и подсистем автомобиля. Звучит довольно сложно, так что попробуем разобраться. К примеру, в большинстве автотранспортных средств используются такие управляющие системы и подсистемы:

Контроллер ЭСУД . Часто его называют просто контроллером системы управления ДВС;
ECM . Тот самый модуль управления двигателем;
ECU . Еще один электронный блок управления, однако этим сокращением принято обозначать основу всех электронных управляющих систем автомобиля.

И снова мы возвращаемся к термину ЭБУ и его, если можно так выразиться, универсальности. В действительно встроенных управляющих систем много: непосредственно электронных блок управления двигателем (является наиболее распространенным), центральный блок управления, главный электронный модуль, центральный модуль синхронизации, объединенный моторно-трансмиссионный блок управления, модуль управления подвеской, блок управления тормозной системой, контролер кузова. И это лишь часть возможных вариантов . Часто все системы объединяют под одним термином «компьютер автомобиля». Однако важно понимать, что:

Электронная управляющая система состоит из множества блоков и модулей;
Каждый блок и модуль является специализированным и не может взять на себя задачи другого блока и модуля.

Основным и наиболее часто встречающимся блоком управления является ЭБУ двигателя . Не совсем правильно будет называть его самым важным, но по факту он контролирует работу силового агрегата, а значит, от его работоспособности зависит очень многое. Например, он считывает и оптимизирует ряд важнейших параметров автомобиля: крутящий момент, состав выхлопных газов, мощность, расходник топлива. В тандеме с ЭБУ двигателя работает целая плеяда датчиков. Далее мы будем рассматривать именно ЭБУ двигателя, а обозначать его будем просто как ЭБУ. И еще раз напоминаем: электронных блоков много, однако в рамках данного материала для простоты мы будет обозначать управляющий элемент двигателя как ЭБУ.

Подробнее об устройстве ЭБУ

Электронный блок управления, иначе называемый контроллером, а в народе «мозгами» двигателя, устроен довольно сложно. Внешне это относительно небольшой блок с металлическим корпусом , но все самое интересное скрыто внутри. Блок управления включает в себя такие элементы:

Процессорная часть, иначе называемая микроЭВМ;
Элементы, формирующие сигналы, иначе входные и выходные формирователи;
Источник питания;
Многополюсный штекерный разъем.

Как читатель наверняка знает, ЭБУ работает в тандеме со множеством датчиков. Вот несколько примеров: датчик положения дроссельной заслонки, датчик массового расхода воздуха, датчик детонации. Практически всем этим датчикам посвящены отдельные материалы раздела « Полезные советы » на Avto.pro – советуем ознакомиться с ними. А мы продолжим разбор ЭБУ.

Как устроена процессорная часть

Основой процессорной части ЭБУ является однокристальная микроЭВМ (микро электронно-вычислительная машина). По сути, это есть тот самый «мозг» электронного блока управления двигателя. По современным меркам микроЭВМ устроен довольно просто. Дело в том, что ключевые его элементы входят в структуру, которая умещается на одном кристалле (чипе). Важным моментом в описании микроЭВМ является его разрядность . Разрядностью называют количество бит информации, оперировать с которыми будет микропроцессор. МикроЭВМ бывают 8- , 16- и 32-разрядными . Сами устройства включают в себя:

Центральный процесс;
Постоянное запоминающее устройство (сокр. ПЗУ);
Аналогово-цифровой преобразователь (сокр. АЦП);
Оперативное запоминающее устройство (сокр. ОЗУ);
Порты ввода и вывода;
Генератор тактовой частоты;
Таймеры, иначе называемые счетчиками.

Можно провести параллель между современным компьютером и процессорной частью ЭБУ . По факту, в ЭБУ объединяется ряд компонентов, которые в системных блок персональных компьютеров и ноутбуков идут отдельно друг от друга, но объединяются материнской платой. Здесь есть интересные особенности, но их мы рассматривать не будем – автолюбителю важно понимать, что принципиальные схемы современных электронно-вычислительных машин очень похожи друг на друга.

Центральный процессор ЭБУ подбирает команды и данные из памяти и производит различные операции над этими данными. Кроме того, он управляет сигналами, проходящими через внутреннюю шину адреса и данных. Постоянное запоминающее устройство – это то место, где хранятся программы и данные. Информация имеет вид констант. Сама же программа записывается в виде машинных кодов микроЭВМ. Данные представляют собой калибровочные таблицы констант , участвующих в процессе расчетов. Данные из таблиц могут быть выбраны и в качестве управляющих параметров. Что интересно, данные в ПЗУ хранятся неограничено долго . Оперативное запоминающее устройство берет на себя задачу хранения данных, которые могут измениться. Например, промежуточных результатов вычислений или же значений, получаемых от датчиков. Хранить информацию ОЗУ может в течение ограниченного промежутка времени – она стирается после отключения питания.

Тандем центральный процессор – ПЗУ – ОЗУ является ключевым для ЭБУ. Если говорить по-простому, именно этот тандем выделяет данные и параметры, обсчитывает их, запоминает и отдает команды. К этому тандему также можно отнести так называемые энергонезависимые ОЗУ . Они питаются от аккумуляторной батареи напрямую. Такая память может записать данные и хранить их очень долго. Пока аккумулятор не потеряет накопленную энергию вследствие саморазряда, энергонезависимые ОЗУ продолжат хранить данные.

Важным элементом ЭБУ является аналогово-цифровой преобразователь. Дело в том, что однокристальные микроЭВМ могут работать только с цифровыми сигналам. В АЦП аналоговый сигнал преобразуется в цифровой код . Порты ввода и вывода, как несложно догадаться из их названия, служат для получения и считывания входных сигналов и передачи выходных сигналов и информации. Таймером же называют устройство, которое служит как для измерения интервалов времени , так и подсчета числа событий . Генератор тактовой частоты призван синхронизировать работы всей системы за счет выработки тактовых импульсов. От точности работы генератора будет зависеть точность измерения интервалов времени.

Как работают формирователи входных и выходных сигналов

Аналоговые;
Дискретные;
Частотные.

Формирователи делятся на подтипы в зависимости от того, с какими сигналами они работают. Это связано с тем, что разные типы сигналов имеют различные параметры . Вот например:

Аналоговые сигналы меняются во времени непрерывно. Примером является сигнал с датчика положения дроссельной заслонки. Непрерывно поступающие сигналы проходят через обработку в формирователи, а затем поступают к аналогово-цифровому преобразователю и к процессорной части ЭБУ;
Дискретные сигналы меняются скачкообразно и являются прерывистыми. В качестве примера можно взять сигнал включения зажигания. Его изменения происходит резко, а сам сигнал поступает сначала в преобразователь, а затем напрямую в процессорную часть ЭБУ;
Частотные сигналы наиболее интересны. Они не просто изменяют частоту – эти изменения сами по себе несут информацию о реальных изменениях величин, которые измеряет датчик. Соответственно, и обработка этих сигналов будет сложной. Сначала они ограничиваются по амплитуде, а затем поступают на вход таймера.

За формирование выходных сигналов ответственны специальные микросхемы, иначе называемые драйверами. Они усиливают сигналы по мощности, а также защищают выходы контроллера от замыканий и перегрузок . Драйверы часто называют «интеллектуальными», так как в случае работы в анормальном режиме они информирует центральный процессор о факте появления ошибки. Выходные формирователи делятся на подтипы по мощности сигнала, с которым они работают.

Неисправности устройства

В силу того, что ЭБУ является ключевым управляющим элементом силового агрегата, его неисправности сразу сказываются на работе агрегата и автолюбитель не сможет не заметить проблемы. Другое дело – проведение диагностики устройства. Зачастую проблема кроется не в самом блоке управления, а в проводке и конкретных датчиках. Причин, по которым сам ЭБУ может выйти из строя, довольно много. Вот наиболее частые:

Короткое замыкание одного или нескольких соленоидов;
Сильные механические воздействия или вибрации, результатами которых является появления трещин в плате ЭБУ и на местах спайки контактов;
Перегрев электронного блока вследствие резких перепадов температур – от низких до высоких (такое иногда наблюдается в автомобилях, эксплуатируемых в условиях сильного холода);
Попадание влаги в устройство и коррозияю

Существует и по-своему интересные способы навредить электронному блоку управления двигателя. Например, снять клеммы аккумулятора, перед этим не заглушив двигатель. То же произойдет при попытке «прикурить» автомобиль, не заглушив мотор. С некоторой вероятностью ЭБУ может выйти из строя, если при подключении аккумулятора перепутать клеммы и запустить мотор. Признаков, указывающие на выход ЭБУ из строя, много. Чаще всего встречаются такие:

Перестал гореть Check Engine;
Зажигание начало работать с частыми пропусками;
Вентилятор охлаждения двигателя начал включаться произвольно;
Отсутствует связь с устройством (можно понять по ходу диагностики сканером);
Двигатель начал троить, перестал заводиться, сильно изменился выхлоп;
Автомобиль реагируют на манипуляции с педалью газа неадекватно;
Предохранительные элементы начали часто перегорать без видимых причин;
Сигналы с датчиком начали поступать нерегулярно, или перестали поступать вовсе.

И это лишь часть возможных симптомов. Автолюбителям важно понимать, что перед диагностикой ЭБУ имеет смысл проверить другие компоненты электронной бортовой системы автомобиля . К примеру, если наблюдаются проблему с одним из датчиков, стоит проверить в первую очередь его, затем его проводку, а уже затем ЭБУ.

Самостоятельная диагностика

Определить некоторые неисправности ЭБУ можно и самостоятельно. Или, по крайней мере, понять, подает ли он «признаки жизни». Это также возможно благодаря системе самодиагностики, которую имеют практически все блоки управления. Если автолюбитель хочет произвести самостоятельную диагностику, ему понадобится специальный тестер или же компьютер с предустановленной программой . Ее будет несложно найти в интернете. Кроме того, понадобится адаптер. Вот что нужно сделать:

Подключить адаптер к USB-порту компьютера и к выходу электронного блока;
Включить зажигание (сам двигатель запускать не обязательно);
Запустить предварительно скачанную и установленную диагностическую проверку на компьютере;
Наблюдать за тем, как на экране появится сообщение о начале диагностики. Если его нет, проверьте надежность подключения;
Перейти в раздел DTC (может иметь другое название в зависимости от программы) – он содержит коды всех неисправностей. Коды зашифрованы, а расшифровать их можно в той же программе или с помощью данных из технической документации к вашему автомобилю.

К несчастью, бывают случаи, когда компьютер не удается подключить к блоку. В этом случае автолюбителю понадобится осциллограф, кабель и специализированное программное обеспечение. Нужный софт найти несложно, а вот с осциллографом могут возникнуть проблемы. Далее, диагностику нужно будет продолжить уже при помощи тестера или же мультиметра. Автолюбителю придется внимательно изучить электрическую схему контроллера и производить замеры сопротивлений. Лучше всего обратиться к специалистам, но если у автолюбитель хорошо подкован в вопросам электротехники и имеет много времени для диагностики, выявить проблему он сможет и самостоятельно.

Вывод

ЭБУ двигателя – это, пожалуй, самый ответственный элемент бортовой электросистемы автомобили. Благодаря нему силовой агрегат имеет оптимальную производительность, состав выхлопа и высокую стабильность работы. Неисправности в работе ЭБУ возникают часто, но в большинстве случаев они обусловлены проблемой с каким-либо электрическим и электромеханическом элементом автомобиля. Если проблема кроется именно в ЭБУ, то нередко единственным способом ее решения является… дорогостоящая замена блока. Советуем обращаться к проверенным специалистам для диагностики, а уже потом строить планы по покупке необходимых запчастей и дальнейшей их установке.

Если Вам понравилась публикация, поделитесь новостью в социальных сетях и подписывайтесь на канал .

Электронный блок управления двигателем – без этого компонента современный автомобиль попросту немыслим. Во всей системе управления силовым агрегатом ЭБУ является основным элементом.

Задача электронного блока управления двигателем

Его назначение состоит в приеме поступающей информации, которую направляют различные датчики. Эти данные обрабатываются по особому алгоритму, после чего создаются команды для составляющих исполнительного характера. Наличие в конструкции авто ЭБУ дает возможность оптимизировать главные показатели функционирования силового агрегата:

крутящий момент;
мощность;
состав отработавших газов;
расход и т.д.

А еще именно электроника осуществляет диагностику всех систем машины.

Немного истории

Появление электронного блока управления двигателем было обусловлено необходимостью подачи в цилиндры мотора топливной смеси в нужном количестве и требуемой консистенции. До создания электронного блока эти функции выполнял карбюратор, на совершенствование которого были направлены основные силы конструкторов.

Однако, появление доступных и дешевых микрочипов ознаменовало закат карбюраторной эпохи, что произошло в 70-х годах. Но первые электронные блоки были созданы итальянцами из Alfa Romeo для их модели 6C2500, что произошло в середине 50-х годов. Назывался этот блок – «Caproni-Fuscaldo».

Постепенно ЭБУ совершенствовались, «учились» охватывать показания все большего числа датчиков, управлять системой охлаждения и зажигания, становились производительнее и т. д. Современный электронный блок в состоянии создать Controller area network – единую систему управления – обмениваясь данными с другими системами авто.

Компоненты ЭБУ

Все составные части блока управлением можно поделить на 2 больших блока:

Аппаратное обеспечение.

Программное обеспечение

Оно состоит из пары модулей вычислительного характера:

контрольного – он настроен на инспектирование исходящих сигналов, а также их корректировку, если в этом есть необходимость. Причем данный модуль в состоянии даже заглушить силовой агрегат;
функционального – в его задачи входит получение сигналов, поступающих от различных датчиков, дальнейшая их обработка, а также формирование команд для приборов исполнительного характера.

Аппаратное обеспечение

Оно состоит из массы электронных элементов – микропроцессоров и других. Установленный аналогово-цифровой преобразователь ловит аналоговые сигналы, что идут от разных датчиков, и переводит их в цифровой формат, на который и ориентирован микропроцессор. Если имеется необходимость обратного преобразования (команд, поступающих от процессора), то преобразователь переводит и их. Кроме того, на ЭБУ поступают и импульсные сигналы, которые также проходят через преобразователь для изменения их формата в цифровые.

Принцип работы электронного блока

Функционирование ЭБУ заключается в приеме информации из различных датчиков, число которых на современных моделях достигает 20-ти и более:

данные о расходе воздуха;
показатели с лямбда-зонда; (его положение и частота вращения детали);
сигналы о неровности трассы и т. д.

Помимо обработки этих сигналов, ЭБУ отправляет сигналы различным устройствам:

зажигание – это может быт как одна катушка, так и сразу несколько (зависит от типа силового агрегата). Данный узел отвечает за своевременную подачу искры со свечи в цилиндры мотора.
световой индикатор – его назначение состоит в выдаче уведомлений о наличии ошибок, причем как в двигателе, так и непосредственно в блоке.
форсунки – посредством них осуществляется впрыск горючего в цилиндры. При этом частота изменения количества этого горючего постоянно меняется, ведь зависит от различных условий. В данном случае на первый план выходят характеристики форсунок (реакция их управляющих компонентов на перемены команд из ЭБУ, а также скорость их функционирования).
тестеры – оборудование диагностического назначения подключается через специальный разъем, если возникает необходимость в проверке мотора и электронного блока управления двигателем.

Плюсы и минусы электронного блока управления двигателем

Несмотря на очевидные достоинства ЭБУ, у него имеются не только сильные стороны.

Достоинства ЭБУ

оптимизация динамических показателей;
снижение расхода;
простота запуска мотора – ЭБУ оперативно адаптируется в непростых условиях функционирования (прогрев мотора зимой или режим холостого хода);
отсутствие потребности в ручной регулировке;
повышение показателей экологической чистоты.

Недостатки ЭБУ

дороговизна компонентов;
невозможность ремонта – только замена;
потребность в дорогом и сложном оборудовании для диагностики ЭБУ, а еще специально обученных техниках и электриках;
высокие требования относительно показателей надежности в электропитании;
необходимость в качественном горючем.

Признаки выхода из строя ЭБУ и причины его поломок

Как правило, поломка ЭБУ характеризуется наличием следующих признаков:

блок не реагирует на сигналы с лямбда-зонда – показания датчиков температуры, а также положения дроссельной заслонки;
отсутствуют сигналы, свидетельствующие об управлении разными компонентами исполнительного характера – клапаном холостого хода, системой зажигания, топливными форсунками, бензонасосом и т. д.
повреждения механического характера – перегоревшие проводники или микросхемы.

Видео: Ремонт электронных блоков управления

Обычно выделяют несколько наиболее распространенных случаев, что в состоянии привести к подобной неисправности:

попадание влаги на поверхность ЭБУ;
замыкание проводки вследствие ее обрыва или иного фактора;
неверная полярность во время подключения аккумулятора;
активация стартера, когда силовая шина отключена;
когда аккумулятор «прикуривается» от автомобиля, у которого запущен двигатель;
если аккумуляторная клемма снимается при работающем моторе;
в случае, когда в процессе проведения сварочных работ электрод цепляет проводку машины или ее датчики;
ремонт либо установка сигнализации неквалифицированным электриком;
поломки в системе зажигания (ее высоковольтной части) – это могут быть провода, катушки зажигания или распределитель.

При инспектировании необходимо сначала проверить возможности обеспечения, а только потом возможности исполнения. Причем для авто есть таблицы значимости каждого компонента. Причина такого ранжирования в том, что утрата только одной функции обеспечения, как правило, тянет за собой потерю сразу нескольких функций исполнения.

Как видно, электронный блок управления двигателем играет ключевую роль в процессе функционирования всей системы. Поэтому неисправности данного компонента должны быть устранены.

Читайте также: