Особенности устройства
Эта система устанавливается на части выпускаемых автомобилей. Она предназначена для управления зажиганием (моментом и энергией искрообразования) и электромагнитным клапаном экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ) карбюратора. Система не требует каких-либо регулировок и обслуживания в эксплуатации.
Рис. 9.15. Схема микропроцессорной системы управления двигателем: 1 – свечи зажигания; 2 – катушка зажигания 2 и 3 цилиндров; 3 – катушка зажигания 1 и 4 цилиндров; 4 – коммутатор; 5 – колодка диагностики; 6 – аккумуляторная батарея; 7 – генератор; 8 – монтажный блок; 9 – реле зажигания;
10 – выключатель зажигания; 11 – электромагнитный клапан ЭПХХ карбюратора; 12 – концевой выключатель карбюратора; 13 – контроллер; 14 – впускная труба; 15 – датчик температуры; 16 – датчик начала отсчета; 17 – датчик угловых импульсов
Система состоит из контроллера 13 (рис. 9.15) со встроенным полупроводниковым датчиком давления, двухканального коммутатора 4, катушек 2 и 3 зажигания, свечей 1 и выключателя 10 зажигания, датчика 16 начала отсчета, датчика 17 угловых импульсов, датчика 15 температуры охлаждающей жидкости, концевого выключателя 12 положения дроссельной заслонки карбюратора и электромагнитного клапана 11 ЭПХХ карбюратора.
Управление зажиганием осуществляется по оптимальным характеристикам в зависимости от:
— частоты вращения коленчатого вала двигателя;
— давления во впускной трубе;
— температуры охлаждающей жидкости;
— положения дроссельной заслонки карбюратора.
Управление электромагнитным клапаном ЭПХХ карбюратора осуществляется в зависимости от:
— частоты вращения коленчатого вала двигателя;
— положения дроссельной заслонки карбюратора.
— по сигналам датчиков измеряет частоту вращения коленчатого вала двигателя, давление во впускной трубе, температуру охлаждающей жидкости и определяет положение дроссельной заслонки (закрыта или открыта) карбюратора;
— на основе информации, полученной от датчиков, выбирает из запоминающего устройства оптимальные углы опережения зажигания и соответствующее состояние (закрытое или открытое) электромагнитного клапана ЭПХХ карбюратора;
— производит интерполяцию (расчет промежуточных значений углов опережения зажигания) и вырабатывает управляющие сигналы «Выбор каналов» (ВК) и «Момент (сигнал) зажигания» (СЗ) для работы двухканального коммутатора, а также выдает сигнал управления на электромагнитный клапан ЭПХХ карбюратора;
— выдает для диагностических целей сформированные сигналы датчика начала отсчета (НО), датчика угловых импульсов (УИ) и дублирует сигнал момента зажигания (СЗ).
Рис. 9.16. Осциллограммы импульсов напряжений и токов, действующих на выходах контроллера (а), коммутатора (б) и во вторичной цепи катушки зажигания (в): I – сигнал «Момент зажигания»; II – сигнал «Выбор канала»; III – сигнал «Начало отсчета»; IV – сигнал «Угловые импульсы»; V – импульсы тока на выходе 1-го канала; VI – импульсы тока на выходе 2-го канала; VII – импульсы напряжения на выходе 1-го канала; VIII – импульсы напряжения на выходе 2-го канала; IX – импульсы напряжения; X – импульсы тока; А – ВМТ поршней 1-го и 4-го цилиндров; Б – момент зажигания в 1 и 4 цилиндрах; В – момент зажигания во 2 и 3 цилиндрах; Q – угол опережения зажигания; I и U – ток и напряжение в первичной обмотке катушки зажигания; t – время накопления тока
Сигнал «Момент зажигания», или СЗ (I, на рис. 9.16, а), имеет угловую длительность импульсов 120±2° по коленчатому валу. Момент искрообразования определяется срезом импульса (переходом с высокого уровня на низкий).
Сигнал «Выбор канала», или ВК (II, на рис. 9.16, а), имеет угловую длительность импульсов 180° по коленчатому валу. Момент искрообразования соответствует в I и IV цилиндрах переходу с низкого уровня сигнала на высокий, а во II и III цилиндрах — с высокого уровня на низкий.
Сигнал «Начало отсчета», или НО (III, на рис. 9.16, а), генерируется один раз за оборот коленчатого вала. Переход с низкого уровня на высокий соответствует положению поршней I и IV цилиндров в ВМТ.
Сигнал «Угловой импульс», или УИ (IV, на рис. 9.16, а), генерируется 128 раз (по числу зубьев на ободе маховика) за один оборот коленчатого вала. Поэтому период сигнала УИ равен 2,8° по коленчатому валу.
Все выходы контроллера выполнены в виде «открытого коллектора» транзистора структуры n–p–n с нагрузочной способностью не более 10 мА.
Назначение штекеров в разъеме контроллера дано в табл. 9.4.
Таблица 9.4. Назначение штекеров в разъеме контроллера МС 2713-02
— поочередное включение каналов и, следовательно, катушек зажигания;
— формирование импульсов тока в течение времени t (рис. 9.16,б) накопления в первичных обмотках катушек зажигания;
— амплитуда импульсов тока I (см. осциллограммы V и VI на рис. 9.16, б) равна 8–10 А, а время t накопления в диапазоне частоты вращения коленчатого вала от 750 до 4500 мин-1 и при напряжении питания 14 В должно быть 9–4 мс. Амплитуда импульсов напряжения U (см. осциллограммы VII и VIII) на выходных транзисторах коммутатора в момент прерывания первичного тока (I) составляет 350–400 В.
Назначение выводных штекеров в штепсельном разъеме коммутатора дано в табл. 9.5.
Таблица 9.5. Назначение штекеров в разъеме коммутатора 42.3734
Для бесконтактного распределения высокого напряжения применяются две катушки зажигания. Одна из них генерирует высоковольтные импульсы на свечи зажигания 1 и 4 цилиндров, а другая — на свечи зажигания 2 и 3 цилиндров, причем искровой разряд происходит одновременно на двух свечах зажигания (1 и 4 или 2 и 3 цилиндров). Поэтому за время рабочего цикла (2 оборота коленчатого вала) в каждом цилиндре происходит 2 искровых разряда. Один (рабочий) происходит в конце такта сжатия, а второй (холостой) приходится на конец выпуска отработавших газов.
Осциллограммы импульсов напряжения и тока разряда во вторичной цепи катушки зажигания показаны на рис. 9.16, в.
Датчики синхронизации (начала отсчета и управляющих импульсов) — индуктивные, типа 14.3847. Предназначены для синхронизации работы контроллера с верхней мертвой точкой поршней 1 и 4 цилиндров (датчик НО) и угловым положением коленчатого вала двигателя (датчик УИ) через каждые 1,4° по коленчатому валу, т.е. 2,8°:2 по коленчатому валу.
Датчик НО установлен на картере сцепления так, что он генерирует импульс напряжения в момент прохождения в его магнитном поле маркерного штифта, запрессованного в маховик. И этот момент соответствует положению ВМТ поршней 1 и 4 цилиндров.
Рис. 9.20. Cхема установки датчика угловых импульсов: 1 – венец маховика; 2 – картер сцепления; 3 – датчик
Датчик УИ генерирует угловые импульсы при прохождении в его магнитном поле зубьев обода маховика (число зубьев Z=128). Установочные зазоры датчиков (см. рис. 9.20) должны находиться в пределах 0,3–1,2 мм.
Рис. 9.17. Осциллограммы импульсов датчика начала отсчета (а) и угловых импульсов (б)
Осциллограммы импульсов, генерируемых датчиками НО и УИ, показаны на рис. 9.17. Амплитуда импульсов напряжения составляет от 0,2 до 100 В в диапазоне частот вращения коленчатого вала от 25 до 6000 мин-1. Период импульсов датчика НО равен 360° по коленчатому валу, а датчика УИ — 360° : 128 = = 2,8° по коленчатому валу.
U = 10·Т °К [мВ].
Пример. Допустим, температура охлаждающей жидкости равна 0 °С (273 °К), тогда:
U = 10·273 = 2730 мВ = 2,73 В.
Выключатель и свечи зажигания, а также высоковольтные провода такие же, как на автомобилях с бесконтактной системой зажигания.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
При работе с микропроцессорной системой управления двигателем необходимо соблюдать те же меры предосторожности, что и для бесконтактной системы зажигания.
При включенном зажигании не отсоединяйте от контроллера штепсельный разъем, так как при этом на отдельных элементах его схемы может возникнуть повышенное напряжение и он будет поврежден. Следите за надежностью соединения с массой контроллера через винты крепления.