Устройство системы управления двигателем ВАЗ-2112

Схема системы управления 16-клапанным двигателем [Схема показана на примере автомобиля с двигателем 21124 (1,6i 16V). На двигателе 2112 (1,5i 16V) вместо четырех катушек установлен модуль зажигания; датчик концентрации кислорода установлен в приемной трубе; в системе питания регулятор давления установлен на топливной рампе а в системе улавливания паров имеется предохранительный клапан (подробнее см ниже).]: 1 — выключатель зажигания; 2 — главное реле; 3 — аккумуляторная батарея; 4 — воздушный фильтр; 5 — колодка диагностического разъема; 6 — щиток приборов; 7 — тахометр; 8 — контрольная лампа неисправности системы управления двигателем; 9 — спидометр; 10 — датчик иммобилайзера с индикатором; 11 — блок управления иммобилайзера; 12 — электровентилятор системы охлаждения двигателя; 13 — реле электровентилятора; 14 — электронный блок управления (ЭБУ); 15 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 16 — форсунка; 17 — датчик положения распределительного вала (датчик фаз); 18 — катушка зажигания; 19 — дроссельный узел; 20 — датчик положения дроссельной заслонки; 21 — датчик массового расхода воздуха; 22 — регулятор холостого хода; 23 — свеча зажигания; 24 — датчик концентрации кислорода; 25 — датчик скорости автомобиля; 26 — датчик положения коленчатого вала; 27 — датчик детонации; 28 — шкив коленчатого вала; 29 — топливный фильтр; 30 — реле топливного насоса; 31 — топливный бак; 32 — топливный модуль; 33 — сепаратор; 34 — гравитационный клапан; 35 — обратный клапан; 36 — адсорбер; 37 — клапан продувки адсорбера

Схема системы управления 8-клапанным двигателем [Схема показана на примере автомобиля с двигателем 21114 (1,6i 8V). На двигателе 2111 (1,5i 8V) датчик концентрации кислорода установлен в приемной трубе, в системе питания регулятор давления установлен на топливной рампе, в системе улавливания паров топлива имеется предохранительный клапан; вместо катушки зажигания установлен модуль зажигания (подробнее см. ниже).]: 1 — выключатель (замок) зажигания; 2 — главное реле; 3 — аккумуляторная батарея; 4 — воздушный фильтр 5 — колодка диагностического разъема; 6 — щиток приборов; 7 — тахометр; 8 — контрольная лампа неисправности системы управления двигателем 9 — спидометр; 10 — датчик иммобилайзера с индикатором; 11 — блок управления иммобилайзера; 12 — электровентилятор системы охлаждения двигателя; 13 — реле электровентилятора; 14 — электронный блок; управления (ЭБУ); 15 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 16 — катушка зажигания; 17 — свеча зажигания; 18 — датчик положения распределительного вала (датчик фаз); 19 — ; форсунка; 20 — дроссельный узел; 21 — датчик положения дроссельной заслонки; 22 — датчик массового расхода воздуха; 23 — регулятор холостого хода; 24 — датчик концентрации кислорода; 25 — датчик скорости автомобиля; 26 — датчик положения коленчатого вала; 27 — датчик детонации; 28 — шкив коленчатого вала; 29 топливный фильтр; 30 — реле топливного насоса; 31 — топливный бак; 32 — топливный модуль; 33 — сепаратор; 34 — гравитационный клапан; 35 — обратный клапан; 36 — адсорбер; 37 — клапан продувки адсорбера

Система управления двигателем включает и выключает топливный насос, контролирует количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, впрыскивает необходимое количество топлива во впускной трубопровод, управляет жирообразованием на свечах зажигания, корректирует угол опережения зажигания, регулирует частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу, управляет электровентилятором системы охлаждения двигателя. Система управления двигателем — электронная, с распределенным фазированным впрыском топлива (то есть топливо впрыскивается во впускной трубопровод каждого цилиндра в соответствии с рабочим циклом двигателя) [На части двигателей 2111 впрыск нефазированный.]. Система состоит из следующих элементов:

• электронный блок управления;
• датчики:
• • 1) датчик положения коленчатого вала;
  • 2) датчик положения распределительного вала [На автомобилях с фазированным впрыском.];
  • 3) датчик положения дроссельной заслонки;
  • 4) датчик детонации;
  • 5) датчик температуры охлаждающей жидкости;
  • 6) датчик массового расхода воздуха;
  • 7) датчик скорости автомобиля;
  • датчик концентрации кислорода (или двух датчиков для ЕВРО III);
  • 9) датчик неровной дороги (для ЕВРО III);
• исполнительные устройства:
• • 1) главное реле;
  • 2) реле топливного насоса;
  • 3) форсунки;
  • 4) катушка зажигания или модуль зажигания [Модуль зажигания устанавливался на автомобилях с двигателями 2111 первых лет выпуска, на автомобилях с двигателями 21124 установлены четыре индивидуальные катушки.];
  • 5) регулятор холостого хода;
  • 6) реле электровентилятора системы охлаждения;
  • 7) контрольная лампа неисправности системы управления двигателем;
  • клапан продувки адсорбера;
• соединительные провода;
• колодка диагностического разъема.

В систему управления двигателем также интегрированы:

• автомобильная противоугонная система;
• спидометр;
• тахометр.

Электронный блок управления (ЭБУ)

Главный управляющий элемент системы — электронный блок управления (ЭБУ), или, как часто его называют, — контроллер с встроенным микропроцессором. По сути ЭБУ — это специализированный мини-компьютер, в котором установлена только одна программа — управление двигателем, а датчики и исполнительные устройства образуют периферийное оборудование этого компьютера. Блок получает и анализирует сигналы датчиков. На основе полученных данных блок рассчитывает управляющие команды и выдает их на исполнительные устройства. В блоке имеется три типа памяти [В конструкцию ЭБУ заводом-изготовителем могут быть внесены изменения.]: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и перепрограммируемое запоминающее устройство (ППЗУ).

Расположение элементов системы управления двигателем 21124 (1,6i 16V) в моторном отсеке [Декоративная накладка двигателя снята.]: 1 — датчик положения коленчатого вала; 2 — датчик концентрации кислорода; 3 — датчик скорости автомобиля; 4 — регулятор холостого хода; 5 — датчик положения дроссельной заслонки; 6 — датчик массового расхода воздуха; 7 — место установки датчика температуры охлаждающей жидкости (на корпусе термостата); 8 — катушка зажигания четвертого цилиндра; 9 — катушка зажигания третьего цилиндра; 10 — катушка зажигания второго цилиндра; 11 — катушка зажигания первого цилиндра; 12 — место установки датчика положения распределительного вала; 13 — клапан продувки адсорбера

Расположение элементов системы управления двигателем 2112 (1,5i 16V) в моторном отсеке [Декоративная накладка двигателя снята.]: 1 — клапан продувки адсорбера; 2 — место установки датчика положения коленчатого вала в приливе блока цилиндров; 3 , 4, 5 и 7 — высоковольные провода свечей зажигания соответственно первого, второго, третьего и четвертого цилиндров; 6 — датчик положения дроссельной заслонки и регулятор холостого хода (установлены на корпусе дроссельной заслонки); 8 — модуль зажигания; 9 — датчик массового расхода воздуха; 10 — место установки датчика температуры охлаждающей жидкости (под воздушным фильтром на корпусе термостата); 11, 12, 13 и 14 — форсунки соответственно четвертого, третьего второго и первого цилиндра; 15 — место установки датчика положения распределительного вала

Расположение элементов системы управления двигателями 2111 и 21114 (8V) в моторном отсеке [Показано на примере двигателя 21114 со снятой декоративной накладкой. На двигателе 2111 расположение элементов аналогичное.]: 1 — клапан продувки адсорбера; 2 — место установки датчика положения коленчатого вала в приливе блока цилиндров; 3 — форсунка; 4 — датчик положения дроссельной заслонки и регулятор холостого хода (установлены на корпусе дроссельной заслонки); 5 — датчик положения распределительного вала; 6 — датчик массового расхода воздуха; 7 — датчик температуры охлаждающей жидкости (под воздушным фильтром на корпусе термостата); 8 — свечи зажигания; 9 — модуль зажигания; 10 — высоковольтные провода свечей зажигания; 11 — датчик детонации

ПЗУ — память энергонезависимая (то есть информация в памяти сохраняется при отключении питания) и представляет собой микросхему («чип») [В конструкцию ЭБУ заводом-изготовителем могут быть внесены изменения.]. Микросхему устанавливают на плату блока через разъемное соединение — специальную колодку, а не припаивают, как другие элементы. Сделано это с целью унификации ЭБУ для различных моделей автомобилей. В ПЗУ хранится программа вычислений и необходимые для расчета данные (параметры двигателя, передаточные отношения трансмиссии и другие характеристики). Эта информация индивидуальна для каждой модификации автомобиля.

ЭБУ, блок управления иммобилайзером, предохранители и реле системы управления двигателем расположены под консолью панели приборов.

Примечание. Правая накладка консоли панели приборов снята.

Предупреждение! Неквалифицированное перепрограммирование ПЗУ или перестановка микросхемы от другой модели автомобиля (так называемый чип-тюнинг) может привести к нарушениям в работе двигателя, к выходу из строя элементов системы управления двигателем, повреждению двигателя.

В процессе работы ЭБУ контролирует исправность всех элементов и цепей системы управления двигателем. Обнаружив неисправность, ЭБУ переводит систему управления двигателем на резервный режим работы и включает контрольную лампу неисправности двигателя на щитке приборов. Двигатель при этом может продолжить работу (кроме случая неисправности датчика положения коленчатого вала, см. ниже), что позволяет доехать до места ремонта своим ходом. Коды обнаруженных неисправностей ЭБУ записывает в ОЗУ. Там же хранится оперативная информация, которую микропроцессор ЭБУ использует при расчетах. При отключении аккумуляторной батареи от бортовой сети автомобиля вся информация, хранящаяся в ОЗУ, будет удалена.

В ППЗУ хранятся коды противоугонной системы автомобиля (иммобилайзера). Этот тип памяти энергонезависим. После активации иммобилайзера ЭБУ блокирует работу системы управления двигателем при попытке запуска двигателя без специальных электронных ключей.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) предназначен для формирования сигналов, по которым ЭБУ синхронизирует свою работу с тактами рабочего процесса двигателя. Поэтому часто этот датчик называют датчиком синхронизации. Действие датчика основано на принципе индукции — при прохождении мимо сердечника датчика зубьев шкива коленчатого вала в цепи датчика возникают импульсы напряжения переменного тока. Частота появления импульсов соответствует частоте вращения коленчатого вала. Зубья расположены по окружности шкива (через 6°). Два из них отстоят друг от друга на угловом расстоянии 18°. Сделано это для формирования в цепи датчика опорных сигналов — своеобразных точек отчета, относительно которых ЭБУ определяет положение коленчатого вала — верхние мертвые точки в первом/четвертом и втором/третьем цилиндрах. Работа двигателя с неисправным датчиком положения коленчатого вала невозможна. Датчик положения коленчатого вала ремонту не подлежит — в случае неисправности он заменяется в сборе.

Датчик положения коленчатого вала

Датчик положения распределительного вала (ДПРВ) предназначен для формирования сигнала, по которому ЭБУ определяет верхнюю мертвую точку (ВМТ) поршня первого цилиндра при такте сжатия. Иногда этот датчик называют датчиком фаз. Принцип действия датчика основан на эффекте Холла. Когда через прорезь в торце датчика проходит выступ кольца, закрепленного на шкиве распределительного вала впускных клапанов, датчик подает на ЭБУ электрический сигнал. При неисправности ДПРВ электронный блок управления переводит систему на резервный режим работы.

Датчик положения распределительного вала — это электронный прибор, который не подлежит ремонту. В случае неисправности датчика его следует заменить.

Датчик положения распределительного вала установлен в заглушку головки блока цилиндров на 8-клапанных двигателях (2111 и 21114)

Датчик положения распределительного вала установлен на головке блока цилиндров возле задней крышки ремня ГРМ на 16-клапанных двигателях (2112 и 21124)

Датчик детонации (ДД) — пьезоэлектрический, реагирует на вибрацию двигателя, установлен на передней стенке блока цилиндров. По сигналам датчика ЭБУ определяет момент возникновения детонации при работе двигателя и в соответствии с этим корректирует угол опережения зажигания. При неисправности ДД электронный блок управления переводит систему на резервный режим работы.

Датчик детонации

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) пленочного типа, установлен между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой. По сигналу датчика ЭБУ рассчитывает количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. При неисправности ДМРВ электронный блок управления переводит систему на резервный режим работы.

Датчик массового расхода воздуха

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) установлен на корпусе дроссельной заслонки и связан с осью дроссельной заслонки. ДПДЗ представляет собой переменный резистор, сопротивление которого зависит от угла положения дроссельной заслонки. По сигналу ДПДЗ электронный блок управления определяет величину открытия дроссельной заслонки. При неисправности ДПДЗ электронный блок управления переводит систему на резервный режим работы.

Датчик положения дроссельной заслонки

Регулятор холостого хода (РХХ) — это запорный клапан с приводом от шагового электродвигателя. РХХ установлен на корпусе дроссельной заслонки. ЭБУ, подавая управляемый сигнал на РХХ, регулирует частоту вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу, при запуске и прогреве двигателя.

Регулятор холостого хода

Датчик концентрации кислорода подает выходной сигнал, по которому ЭБУ определяет концентрацию кислорода в отработавших газах. По полученным данным ЭБУ корректирует количество топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя, тем самым поддерживая оптимальную пропорцию смеси воздуха с топливом (это необходимо для эффективной работы каталитического нейтрализатора). Чувствительный элемент датчика концентрации кислорода расположен в потоке отработавших газов (перед каталитическим нейтрализатором). Работоспособность датчика возможна только при нагреве его чувствительного элемента до температуры не ниже 300°С. Для сокращения времени прогрева в датчик встроен нагревательный элемент. На двигателях 2111 и 2112 датчик установлен в нижней части приемной трубы, а на двигателях 21114 и 21124 — в верхней части выпускного коллектора. Расположение датчика на коллекторе позволяет сократить время прогрева датчика до рабочей температуры.

Датчик концентрации кислорода: 1 — соединительная колодка; 2 — жгут проводов; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — чувствительный элемент с отверстиями для подвода отработавших газов

На автомобилях, удовлетворяющих требованиям норм токсичности ЕВРО III, в систему выпуска отработавших газов после нейтрализатора встроен второй датчик концентрации кислорода.

Предупреждение! Наличие в отработавших газах соединений свинца и кремния может привести к выходу из строя датчика концентрации кислорода. Поэтому не допускается использование этилированного бензина. При ремонте двигателя нельзя применять герметик с большим содержанием силикона (соединения кремния), пары которого могут попасть через систему вентиляции картера в цилиндры и далее в выпускной тракт. Следует использовать герметик, на упаковке которого специально указано, что он безопасен для датчика концентрации кислорода.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) — полупроводниковый прибор — термистор, электрическое сопротивление которого меняется при изменении температуры окружающей среды. ДТОЖ установлен в корпусе термостата. По сопротивлению датчика ЭБУ оценивает температурный режим двигателя. Полученные данные используются при расчете большинства управляющих команд для элементов системы управления двигателем, а также для включения электровентилятора системы охлаждения двигателя. При неисправности ДТОЖ электронный блок управления переводит систему на резервный режим работы.

Датчик температуры охлаждающей жидкости с медным уплотнительным кольцом

Датчик скорости автомобиля установлен на коробке передач. Принцип действия датчика основан на эффекте Холла. По импульсам, вырабатываемым датчиком, ЭБУ рассчитывает скорость автомобиля. Сигнал с датчика поступает также на спидометр.

Датчик скорости автомобиля

На двигателе 21124 используются четыре катушки зажигания. Они установлены непосредственно на свечах зажигания. Это исключает снижение мощности искры из-за утечек тока (такое возможно при повреждении изоляции высоковольтных проводов).

Катушка зажигания двигателя 21124: 1 — выводы для подсоединения колодки жгута проводов; 2 — проушина для крепления катушки; 3 — резиновое уплотнительное кольцо; 4 — наконечник для соединения со свечой зажигания

На двигателе 21114 установлена катушка зажигания, которая представляет собой две двухвыводные катушки зажигания, выполненные в едином корпусе. Искрообразование происходит в двух цилиндрах одновременно (1-4 и 2-3). Катушка зажигания соединена со свечами высоковольтными проводами с несъемными наконечниками.

Элементы системы зажигания двигателя 21114: 1 — катушка зажигания; 2 — комплект высоковольтных проводов

Автомобили ранних годов выпуска с двигателями 2111 и автомобили с двигателями 2112 были оборудованы модулем зажигания (вместо катушки зажигания). Модуль представляет собой также сдвоенные двухвыводные катушки, установленные в общем корпусе. Дополнительно в корпусе расположена интегральная схема, управляющая работой катушек.

На двигателях 2112 и 21124 применяются свечи зажигания АУ17ДВРМ, где:

• А резьба М14х1,25;
• У шестигранная часть корпуса под ключ на 16 мм;
• 17 калильное число;
• Д длина резьбовой части 19 мм, с плоской посадочной поверхностью;
• В выступание теплового конуса изолятора за торец резьбовой части корпуса;
• Р встроенный резистор;
• М биметаллический центральный электрод.

На двигатель можно установить свечи различных производителей аналогичного типа (см. табл. 16.2).

Свеча зажигания: 1 — боковой электрод; 2 — центральный электрод (в тепловом конусе изолятора); 3 — резьбовая часть корпуса; 4 — уплотнительное кольцо; 5 — шестигранная часть корпуса под ключ; 6 — изолятор (на нем нанесена маркировка свечи зажигания); 7 — контактный наконечник (съемный, установлен на резьбе)

На двигателях 2111 и 21114 применяются свечи зажигания А17ДВРМ, где:

• А резьба М14×1,25;
• 17 калильное число;
• Д длина резьбовой части 19 мм (с плоской посадочной поверхностью);
• В выступание теплового конуса изолятора за торец резьбовой части корпуса;
• Р встроенный резистор;
• М биметаллический центральный электрод.

На двигатель можно установить свечи различных производителей аналогичного типа (см. табл. 16.2).

Форсунка — это электромагнитный игольчатый клапан, на выходном патрубке которого выполнен распылитель с четырьмя калиброванными отверстиями. Форсунка открывается по сигналу ЭБУ, при этом топливо под давлением впрыскивается непосредственно на впускной клапан. Количество топлива, поступающего в цилиндр, регулируется временем открытия форсунки. На двигателе установлено по одной форсунке на каждый цилиндр.

Форсунка двигателя 2111: 1 — распылитель; 2 — уплотнительное резиновое кольцо; 3 — выводы для подсоединения жгута проводов

Клапан продувки адсорбера установлен на крышке корпуса адсорбера (подробнее см. «Система питания»).

Колодка диагностического разъема предназначена для подключения внешнего диагностического устройства (например, ДСТ-2М) к системе управления двигателем. Колодка установлена на панели приборов снизу со стороны водителя.

Расположение диагностического разъема