Датчик частоты вращения и положения коленчатого вала.

Положение поршня в цилиндре является определяющим для расчета момента зажигания. Датчик на коленчатом валу выдает информацию о положении поршней всех цилиндров. Частота вращения коленчато­го вала также рассчитывается по сигналу этого датчика. На коленча­том вале устанавливается магнитопроводящий зубчатый диск с рас­четным числом зубьев 60, при этом 2 из них отсутствуют. Индуктив­ный датчик частоты вращения производит последовательный опрос этих 58 зубьев. Он состоит из постоянных магнитов и сердечника из мягкого железа с медной обмоткой (рис. 6.40, где: 1 - постоянный магнит; 2- корпус; 3 - картер двигателя; 4 - сердечник; 5 - обмотка; 6 - зубчатый диск с опорной меткой(промежуток между зубьями)). Провод, соединяющий датчик и БУ, выполняется экранированным. При прохождении зубь­ев через зону чувствительного элемента в нем изменяется магнит­ный поток.

В обмотке датчика индуцируется переменная ЭДС. На рис. 6.41 изображена Синхронизация сигналов зажигания; положения коленчатого и распределительного валов: а - вторичное напряжение катушки зажигания; б - сигнал индукционного датчика положения коленчатого вала; в - сигнал датчика Холла положе­ния распределительного вала; 1 - замкнутое состояние; 2- зажигание. Амплитуда переменного напряжения уменьшается при увеличении рас­стояния между датчиком и зубчатым диском и растет с увеличением частоты вращения. Достаточная амплитуда имеет место уже при ми­нимальной частоте вращения (20 мин"¹). Геометрия зубьев и полюсов должны соответствовать друг другу. Блок управления формирует из синусоидального напряжения с сильно меняющейся амплитудой прямоугольное напряжение с постоянной амплитудой.

 

 

Рис.6.40.

Рис. 6.41.

 

Боковые фронты прямоугольного напряжения передаются через вход прерываний на процессор. Если текущий период прохождения фронтов в два раза больше как предыдущего, так и последующего, то происходит распознавание опорного промежутка в зубьях. Он сопряжен с определенным положением коленчатого вала. Процес­сор производит в данный момент синхронизацию положения колен­чатого вала. При каждом последующем положительном или отри­цательном фронте от боковых кромок зубьев процессор производит дальнейший отсчет положения коленчатого вала на три градуса. Подача сигнала зажигания должна производиться с меньшими ша­гами. Период между двумя боковыми кромками зубьев разделяется, поэтому, на четыре отрезка. К каждой боковой кромке зуба можно привязать один, два или три таких отрезка времени (благодаря этому можно производить выдачу сигнала зажигания с шагом 0,75 градуса).

Датчик положения распределительного вала. Распредели­тельный вал управляет впускными и выпускными клапанами двига­теля. Частота его вращения в два раза ниже, чем частота вращения коленчатого вала.

Информация о положении распределительного вала необходи­ма, если реализуется индивидуальная установка момента впрыска топлива для каждого цилиндра, что имеет место при фазированном (последовательном) впрыске, а также при использовании системы зажигания с низковольтным распределением и индивидуальными катушками.

Для определения положения распределительного вала исполь­зуется датчик на эффекте Холла. Датчик управляется шторкой из магнитопроводящего материала, закрепленной на распредели­тельном валу.

Напряжение с датчика Холла имеет порядок милливольт, поэто­му датчик формирует сигнал и передает его в блок управления в виде двоичного сигнала. В простейшем случае процессор прове­ряет наличие напряжения с датчика Холла и тем самым положение первого цилиндра в рабочем такте в момент прохождения опорного промежутка зубчатого диска. Специальные формы шторок позво­ляют использовать сигнал положения распределительного вала в качестве аварийного при повреждении датчика частоты вращения. Разрешающая способность сигнала датчика положения распреде­лительного вала является недостаточной для его применения вме­сто датчика частоты вращения в нормальном режиме.

Датчик кислорода

Датчик кислорода λ-зонд регистрирует наличие кислорода в отработавших газах, что является прямым показателем качества рабочей смеси. Присутствие кислорода в отработавших газах ха­рактеризует бедную смесь α > 1, отсутствие - богатую α < 1. При­менение датчика кислорода обусловлено необходимостью поддер­живать стехиометрический состав рабочей смеси (α = 1) для функ­ционирования трехкомпонентного каталитического нейтрализатора. Датчик кислорода устанавливается в выпускной системе двигателя перед нейтрализатором. Иногда применяется второй датчик после нейтрализатора. Наружная поверхность датчика омывается отра­ботавшими газами, а внутренняя сообщается с атмосферой. В на­стоящее время наибольшее распространение получили датчики на основе диоксида циркония ZrO₂ (рис. 6.42, где: 1 - корпус зонда; 2- керамическая опорная трубка; 3- подсоединительные провода; 4 - защитный колпачок с прорезями; 5- чувствительный элемент; 6- контакты; 7- защитная гильза; 8— нагревательный элемент; 9 - токоподводящая клемма нагревательного элемента).

Рис. 6.42.

 

Датчик этого типа работает как химический источник ЭДС. Осно­вание датчика - колпачок, спеченный из порошка диоксида цирко­ния и выполняющий функцию твердого электролита (рис. 6.43). С внутренней и внешней стороны на колпачок нанесены электроды из пористой платины, имеющие электрические выводы. С внешней стороны датчик покрыт оболочкой из пористого алюминия, через который могут проникать отработавшие газы. При различии в кон­центрации кислорода между внутренней и наружной поверхностями датчика на платиновых электродах возникает разность потенциа­лов. Содержание кислорода в воздухе практически постоянно и со­ставляет 21%. При работе двигателя на богатой рабочей смеси на­пряжение датчика около 900 мВ, на бедной - 50 мВ.

Сигнал датчика изменяется резко при незначительных измене­ниях концентрации кислорода (рис. 6.44). Однако проводимость керамического электролита при температуре ниже 150°С практиче­ски равна 0. Рабочая температура датчика, при которой обеспечи­вается необходимая скорость срабатывания, составляет 600°С. Предельно допустимая температура 850°С. Диапазон рабочих тем­ператур является определяющим при выборе места установки дат­чика в выпускной системе. Современные датчики оснащаются элек­троподогревом, включаемым по команде БУ.

Кабель, соединяющий БУ и датчик кислорода, выполняется экрани­рованным. Корпус датчика полностью герметичен. Атмосферный воз­дух поступает к чувствительному элементу через зазоры изоляции про­водов.

Датчик второго типа выполнен из титана и работает за счет измене­ния сопротивления чувствительного элемента датчика.

Датчик отличается быстродействием и устойчивостью к высокой температуре.

Датчики температуры

В ЭСАУ топливоподачей бензиновых и дизельных двигателей ис­пользуются датчики температуры охлаждающей жидкости, воздуха, топлива, масла. В большинстве современных датчиков используются полупроводниковые терморезисторы с отрицательным температур­ным коэффициентом. Сопротивление такого элемента с ростом тем­пературы уменьшается от десятков ом при -20°С до десятков килоом при 100°С. На рис. 6.45 показан датчик температуры двигателя (1 – разъем; 2 – корпус; 3 – терморезистор).

 

Рис.6.45.

Датчик детонации

Для выбора оптимального угла опережения зажигания и при управлении наддувом используется датчик детонации. Расположе­ние и количество устанавливаемых датчиков определяется исходя из особенностей конструкции двигателя. Обычно 4-цилиндровые рядные двигатели оснащаются одним датчиком детонации, 6-цилиндровые двумя, 8- и 12-цилиндровые - двумя и более (рис. 6.46, где: 1 – датчик установлен между вторым и третьим цилиндрами; 2 – при наличии двух датчиков они установлены между двумя цилиндровыми группами). Чувствительный элемент датчика детонации выполня­ется из пьезокерамики (рис. 6.47, где: 1 – инерционная шайба; 2 – корпус; 3 – пьезокерамика; 4 – обкладки с выводами; 5 – разъем). Напряжение на выходе датчика, пропорциональное уровню, шума по экранированному проводу по­дается в БУ. Обработка сигнала в БУ позволяет определять воз­никновение детонации в отдельном цилиндре двигателя.

 

 

Рис.6.46.

 

 

Рис.6.47.

Главное реле и реле бензонасоса

 

Для коммутации цепи питания ЭСАУ, цепи бензонасоса и других силовых цепей, например, подогрева датчика кислорода, вентиля­тора системы охлаждения двигателя, электропривода управления фазами газораспределения, используются внешние реле.

Главное реле и реле бензонасоса могут быть объединены в об­щий блок или применяются стандартные реле.

Рис. 6.48.

На рис. 6.48 показана характерная схема подключения главного реле и реле топливного насоса на автомобиле ВАЗ 2110.

После включения зажигания БУ подает питание на главное реле. Через контакты главного реле к «+» бортовой сети подключаются силовой вход питания БУ, форсунки, регулятор холостого хода, об­мотка реле бензонасоса и др. После выключения зажигания в неко­торых системах БУ оставляет питание на несколько секунд вклю­ченным для завершения работы и сохранения текущих настроек в энергонезависимой памяти.

Реле бензонасоса коммутирует цепь электродвигателя бензона­соса по сигналу БУ. Так, при включении зажигания БУ включает на несколько секунд реле бензонасоса, чтобы поднять давление топ­лива в системе для последующего пуска двигателя. Цепь питания бензонасоса остается разомкнутой до тех пор, пока коленчатый вал не начнет вращаться. В некоторых системах реле бензонасоса так­же коммутирует цепь подогрева датчика кислорода.

⇐ Предыдущая31323334353637383940Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: