Запуск двигателя Ауди А6 С4 2.0 ABK.

Давно хотел подробно изучить, как работает система электронного впрыск на нашем двигателе.
Общий принцип работы двигателя 2.0 ABK с системой впрыска Digifant — в Интернете описан . Но подробной, пошаговой информации по нему — не нашел.

Решил, для себя, написать небольшую шпаргалку, что в какой момент времени происходит при запуске двигателя.

 

ЗАПУСК ДВИГАТЕЛЯ, ХОЛОДНЫЙ СТАРТ

 

ПЕРВОЕ ПОЛОЖЕНИЕ. Проворачиваем ключ в замке зажигания в первое положение.

В электропитании автомобиля используется схема с общим «минусом» ( она же «масса», она же «земля»).
ЭБУ — электронный блок управления (блок управления, электрический контроллер).

1. ЭБУ. Контакты ЭБУ №1, №42, №35 подключены к «массе» («минус» аккумуляторной батареи).
«Плюс» с аккумуляторной батареи через контакт №15 контактной группы поступает на управляющую обмотку (контакт №86) реле №30 системы управления. Замыкаются контакты №30 и №87. Подается напряжение на блок управления (ЭБУ).

2. Топливный насос. Один из контактов питания топливного насоса постоянно соединен с «массой». «Плюс» с аккумуляторной батареи через контакт №15 контактной группы замка зажигания поступает на управляющую обмотку (контакт №1) реле № 208 топливного насоса. С ЭБУ, через электронный ключ, на контакт №86 подается «минус» в течении 3-х секунд. Замыкаются контакты №30 и №87, через предохранитель F17(15A) подается «плюс» на топливный насос. Топливный насос работает в течении 3-х секунд, затем выключается.

3. Иммобилайзер. Напряжение с аккумуляторной батареи поступает на иммобилайзер. На приборной панели загорается значок «Иммобилайзера». Одновременно считывается код с чипа ключа, через антенну на замке зажигания. Происходит разблокировка двигателя. Значок «Иммобилайзера» перестает гореть через 5 секунд, после включения зажигания.

4. «Плюс» с аккумуляторной батареи, через контакт №15 контактной группы замка зажигания, через предохранитель F75(15A) подается:
— на контакт №1 Клапана холостого хода,
— на контакт №1 Клапана адсорбера,
— на контакт №1 Пусковой форсунки,
— на контакт №1 Коммутатора зажигания.

5. Клапан стабилизации холостого хода. ЭБУ, через электронный ключ, подает «минус» на контакт №2 клапана холостого хода. Клапан открывается. Этот клапан освобождает дополнительный воздушный канал, обходя тем самым дроссельную заслонку.

6. Катушка зажигания. Положительное напряжение от аккумуляторной батареи через контакт №1 коммутатора зажигания, поступает на первичную обмотку катушки зажигания. Эта обмотка состоит из нескольких витков толстой проволоки. Под воздействием электротока вокруг железного сердечника в катушке зажигания возникает мощное магнитное поле.

7. Расходомер воздуха (ДМРВ). С ЭБУ на контакт №3 разъема расходомера воздуха поступает положительное напряжение +5 В.

8. Лямбда-зонд. С контакта №17 ЭБУ, на сигнальный контакт лямбда-зонда подается напряжение 0,45 В.

ВКЛЮЧЕНИЕ СТАРТЕРА, ЗАПУСК ДВИГАТЕЛЯ. Переводим ключ зажигания в крайнее правое положение.

1. Стартер начинает вращать коленвал двигателя:
— после замыкания контактов в замке зажигания, ток направляется через реле стартера на втягивающую обмотку тягового реле;
— якорь втягивающего реле, передвигаясь внутрь корпуса, выдвигает бендикс из корпуса и вводит в зацепление его шестерню с венцом маховика;
— когда якорь втягивающего реле достигает конечной точки, происходит замыкание контактов и ток поступает на удерживающую обмотку реле и обмотку электромотора стартера;
— вращение вала стартера приводит к запуску мотора машины. После того, как скорость вращения маховика превышает скорость вращения вала стартера, бендикс выходит из зацепления с венцом и с помощью возвратной пружины устанавливается в исходное положение;
— когда ключ в замке зажигания с пуском мотора возвращается в первое положение, подача электроэнергии на стартер прекращается.
В результате вращения коленчатого вала, поршни начинают поступательное движение вверх-вниз.

2. Пусковая форсунка. Электронный ключ в ЭБУ замыкает контакт №2 пусковой форсунки на «минус». Пусковая форсунка открывается и впрыскивает дополнительное топливо в впускной коллектор. Длительность впрыска рассчитывает ЭБУ, на основании датчика температуры ОЖ.

3. Топливный насос. Электронный ключ в ЭБУ замыкает контакт №86 управляющей обмотки реле № 208 топливного насоса на «минус». Управляющая обмотка замыкает контакты №30 и №87, через предохранитель F17(15A) подается «плюс» на топливный насос.
Запускается топливный насос.
Топливный эл.насос под давлением, подает топливо из бензобака через топливный фильтр к топливному тракту и далее к форсункам.

4. Регулятор давления топлива. Поддерживает рабочее давление подачи топлива к форсункам.

5. Вращение коленчатого вала передается на распределитель зажигания.

6. Двигаясь вниз, поршень всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска.

7. Датчик Холла, размещенный в распределителе зажигания, с контакта №2 посылает импульс в ЭБУ, на основании которого блок управления включает топливную форсунку.

Продолжительность открытия форсунки, и тем самым впрыскиваемое количество топлива, зависит от данных поступающих с:
— датчика температуры поступающего воздуха,
— датчика температуры охлаждающей жидкости,
— потенциометра в расходомере воздуха (ДМРВ),
— потенциометра дроссельной заслонки,
— датчика закрытия дроссельной заслонки,
— лямбда-зонда (данные с лямбды начинают поступать в ЭБУ, только после прогрева её до 300 градусов цельсия).

8. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью.

9. Датчик Холла (датчик положения коленчатого вала), посылает импульс в ЭБУ, на основании которого ЭБУ посылает сигнал на управляющий вывод транзистора в коммутаторе зажигания, который выключает подачу тока к катушки зажигания.
При отключении тока магнитное поле в катушке зажигания прерывается. Во вторичной обмотке, состоящей из очень большого количества витков тонкой проволоки, возникает импульс тока высокого напряжения величиной в несколько десятков тысяч вольт. Это вторичное напряжение системы зажигания поступает через распределитель зажигания на ту свечу зажигания, очередность которой подошла в порядке работы цилиндров двигателя. В верхней мертвой точке смесь воспламеняется. Искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки.

10. Двигатель запускается. Возвращаем ключ зажигания во второе положение.

Угол опережения зажигания (момент зажигания) регулируется ЭБУ на основании данных поступающих от:
— датчика Холла,
— датчика детонации,
— потенциометра дроссельной заслонки,
— датчика закрытия дроссельной заслонки,
— датчика температуры поступающего воздуха,
— датчика температуры охлаждающей жидкости.

ВНИМАНИЕ! Если заметили неточности — просьба сообщить.

НАЗНАЧЕНИЕ ДАТЧИКОВ И УЗЛОВ.
Блок управления (ЭБУ)

 

Блок управления (ЭБУ) получает данные от:
—Стартера – о начале и окончании процесса запуска (контакт № 50 контактной группы замка зажигания).
—Потенциометра дроссельной заслонки – о текущем положении дроссельной заслонки.
—Датчика закрытия дроссельной заслонки .
—Датчика Холла в распределителе зажигания – о частоте вращения двигателя и положении коленвала.
—Лямбда-зонда в каталитическом нейтрализаторе – о содержании остаточного кислорода в отработавших газах. Реальный сигнал с лямбда-зонда появляется, только после прогрева датчика до 300 градусов. До прогрева, на лямбдо-зонд поступает опорное напряжение 0,45 вольт с ЭБУ.
—Потенциометра в расходомере воздуха – о положении подпорного клапана (количество впущенного воздуха).
—Датчика температуры впускного воздуха в расходомере воздуха.
—Датчика температуры охлаждающей жидкости в патрубке системы охлаждения.
—Датчика детонационного сгорания на блоке цилиндров для «детонационного» сгорания.

На основе информаций о частоте вращения и нагрузке блок управления рассчитывает продолжительность открытия электромагнитных впрыскных форсунок и тем самым впрыскиваемое количество топлива. Для этого в распоряжении блока управления находятся характеристики впрыска и дополнительно характеристики зажигания. Эти характеристики представляют собой собрание данных для всевозможных ситуаций при эксплуатации двигателя и соответствующих количествах топлива, а также моментах зажигания. Эти показатели блок управления может изменять после поступления так называемых корректировочных сигналов (например температуры впускного воздуха и охлаждающей жидкости).

Подсистема управления углом опережения зажигания.
Основными элементами подсистемы управления углом опережения зажигания являются: эл.контроллер, коммутатор, встроенный в распределитель зажигания датчик числа оборотов двигателя (датчик Холла), датчик детонации, катушка и свечи зажигания.

Датчик Холла (положения коленвала).

 

Датчик Холла расположен внизу в корпусе распределителя и состоит из следующих элементов: замыкателя (триггера) с 4, выемками (по количеству цилиндров), постоянным магнитом и расположенной напротив него собственно интегральной схемы Холла. Все вместе функционирует примерно как фотореле, но здесь вместо света действуют магнитные волны.
Выемки в замыкателе распределителя расположены таким образом, что импульс тока высокого напряжения, у 4-цилиндрового двигателя, попадает в блок управления за 60° до ВМТ. За это время блок управления рассчитывает оптимальный момент зажигания на основе информации о числе оборотов двигателя (посредством последовательности импульсов тока высокого напряжения) и нагрузки на двигатель (посредством показателей сопротивления расходомера воздуха, потенциометра дроссельной заслонки либо датчика давления во впускном коллекторе).

Датчик детонации

 

обеспечивает контроль за нагрузкой двигателя и является основным для регулирования угла опережения зажигания.

Топливный насос.

 

При запуске и после запуска двигателя с контакта №31 ЭБУ на контакт №86 управляющей обмотки реле топливного насоса поступает управляющее напряжение, которое включает топливный насос. Топливный насос работает без перерывов, пока работает двигатель.
Топливный эл.насос под давлением 2,5 кг/см2, подает топливо из бензобака через топливный фильтр к топливному тракту и далее к форсункам. В конце топливного тракта установлен регулятор давления топлива в системе, который поддерживает постоянное давление впрыска и осуществляет слив излишков топлива обратно в топливный бак, тем самым, обеспечивая циркуляцию топлива в системе и исключает образование в ней паров топлива.

Пусковая форсунка.

 

Эта впрыскная форсунка с электромагнитным приводом вбрызгивает во впрыскной коллектор дополнительное количество топлива в течение 1—4 с в зависимости от температуры двигателя при запуске. Продолжительность впрыска определяет блок управления системы впрыска Digifant. Чем холоднее температура ОЖ, тем дольше работает.

Форсунки.

 

При каждом повороте коленчатого вала они впрыскивают бензин во впрыскной канал перед впускным клапаном соответствующего цилиндра – продолжительность этого процесса определяет блок управления. Соответствующий цилиндр получает одну порцию про запас, а вторую при открытом впускном клапане прямо в камеру сгорания.

Дроссельная заслонка.

 

1. Датчик закрытия дроссельной заслонки 2. Датчик положения дроссельной заслонки

 

Две дроссельных заслонки находятся в патрубке во впускном коллекторе. Меньшая из этих заслонок связана тросом привода «газа» с педалью в салоне. Она дозирует поток впускного воздуха в двигатель. Если педаль акселератора выжата сильнее, то тяга открывает вторую, большую заслонку, в положении полного «газа» открыты обе заслонки.

Потенциометр дроссельной заслонки (Датчик положения дроссельной заслонки).

 

Потенциометр дроссельной заслонки охватывает положение дроссельной заслонки в данный момент от «холостого хода» (дроссельная заслонка закрыта) до «полной нагрузки» (дроссельная заслонка полностью открыта). На основании его информаций активируется стабилизация холостого хода, прекращение подачи топлива в режиме принудительного холостого хода либо обогащение горючей смеси при полном открытии дроссельной заслонки.

Датчик температуры поступающего воздуха

 

Он расположен сбоку в расходомере воздуха и таким образом может точно определять температуру поступающего воздуха. Температура впускного воздуха попадает в блок управления в форме показателя сопротивления. Этот показатель нужен для оптимальной дозировки топлива.

Датчик температуры охлаждающей жидкости

 

Температура охлаждающей жидкости необходима для управления многими функциями впрыска: обогащение стартовой смеси, послестартовое обогащение (по всему диапазону температур), обогащение при ускорении и отключение подачи топлива в режиме принудительного холостого хода (движение накатом). Информация о температуре охлаждающей жидкости поступает в блок управления также в форме показателя сопротивления. Блок управления рассчитывает необходимую продолжительность впрыска, которая при разогретом до рабочей температуры двигателе находится в диапазоне между двумя и восемью миллисекундами. Этот показатель может увеличиться до 70%, если температура охлаждающей жидкости достигает –25°С.

 

Расходомер воздуха

 

Необходимый для сгорания воздух, поступающий от воздушного фильтра, более или менее (в зависимости от впущенного количества) отжимает в сторону клапанный затвор в расходомере воздуха, при этом клапан затухания, связанный с клапанным затвором, предотвращает колебания клапанного затвора. Потенциометр направляет блоку управления в зависимости от положения клапанного затвора сигнал в виде напряжения: высокое напряжение при полном открытии и большом количестве воздуха, небольшое напряжение при малом открытии.

Клапан холостого хода.

 

Дозирование подачи воздуха при пуске, прогреве и на холостом ходу осуществляется клапаном стабилизации холостого хода. Клапан стабилизации холостого хода позволяет впустить некоторое количество воздуха дополнительно к воздуху, поступающему обычным путем.

В фазе прогрева, при полном повороте усилителя рулевого механизма, при работающем кондиционере или при включенной ступени автоматической коробки передач этот клапан освобождает дополнительный воздушный канал, обходя тем самым дроссельную заслонку.

Усиленный воздухообмен в направлении впускного коллектора одновременно приводит к усиленной подаче топлива. Так уравновешивается повышенное трение в двигателе в холодном состоянии или более высокая нагрузка на двигатель, вызываемая расходующим энергию насосом усилителя руля, компрессором кондиционера, а также автоматической коробкой передач.

Клапан стабилизации частоты вращения вала двигателя в режиме холостого хода используется и в режиме принудительного холостого хода. Он позволяет поступить необходимому для движения количеству воздуха при закрытой дроссельной заслонке.

Регулятор давления топлива.
Он расположен перед распределителем топлива и регулирует давление подачи топлива к форсункам. Для этого он получает информацию о состоянии разрежения во впускном коллекторе. В режиме холостого хода при закрытой дроссельной заслонке и высоком разрежении он удерживает более низкое давление. При снижении разрежения при большей нагрузке двигателя регулятор давления увеличивает давление подачи топлива. Топливный насос подает топливо с более высоким рабочим давлением, но благодаря регулятору давления слив бензина назад в топливный бак соответственно увеличивается или, при необходимости, уменьшается.

Система удаления паров бензина из топливного бака — предназначена для удаления паров бензина из топливного бака и адсорбирования в адсорбере, после чего воздух подаётся в дроссельный патрубок, после чего сжигается.

Пары бензина, образующиеся в баке, поднимаются вверх, и через отверстие у горловины бака попадают сначала в сепаратор. Там они конденсируются и сливаются обратно в бак. Та их часть, которая не успевает превратиться в конденсат, через гравитационный клапан по паропроводу, попадают уже непосредственно в адсорбер, где и поглощаются активированным углем. Это происходит тогда, когда двигатель не работает. С помощью электромагнитного клапана идёт переключение режимов работы системы улавливания паров бензина . При выключенном двигателе адсорбер сообщается с атмосферой (пары бензина попадают в адсорбер из бензобака) где происходит их поглощение. При пуске двигателя контроллер системы впрыска подаёт управляющие импульсы на клапан, в результате чего происходит продувка сорбента. Пары бензина высасываются в ресивер и дожигаются в камере сгорания.

Активированный уголь внутри адсорбера накапливает пары бензина во время стоянки авто. При запуске двигателя, по специально запрограммированному алгоритму, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя, ЭБУ на электромагнитный клапан продувки адсорбера посылает электрический импульс – и происходит «продувка» адсорбера с направлением паров бензина во впускной коллектор двигателя.

Адсорбер внешне похож на большой топливный фильтр. У него три патрубка:
“TANK” – подключение к линии топливного бака.
“AIR” – подвод атмосферного воздуха в адсорбер для создания перепада давления при продувке.
Третий патрубок подключается к линии электромагнитного клапана продувки адсорбера для направления паров бензина на дожиг во впускной коллектор.

ПОРЯДОК РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ.

Холодный старт: клапан стабилизации холостого хода позволяет впустить некоторое количество воздуха дополнительно к воздуху, поступающему обычным путем. Одновременно блок управления получает от датчика температуры охлаждающей жидкости информацию «холодный двигатель». На основе всех этих данных блок управления рассчитывает длительное открытие впрыскных форсунок для приготовления более богатой смеси. Кроме того, на короткое время блок управления активирует пусковой клапан для поступления дополнительной порции топлива.

Фаза прогрева двигателя: повышающуюся температуру охлаждающей жидкости датчик температуры охлаждающей жидкости сообщает дальше блоку управления. Тот в свою очередь отдает распоряжение о закрытии клапана стабилизации холостого хода, продолжительность подачи топлива форсунками уменьшается до обычной.

Холостой ход: из сообщений датчика закрытия дроссельной заслонки и потенциометра на расходомере воздуха блок управления распознает, когда двигатель работает в режиме холостого хода. Если частота вращения в режиме холостого хода падает, то блок управления меняет момент зажигания; одновременно открывает свой воздушный канал клапан стабилизации холостого хода, благодаря чему увеличивается количество впрыскиваемого топлива.

Нормальная эксплуатация не требует никаких особых приспособлений. Продолжительность открытия впрыскных форсунок определяется положением дроссельной заслонки и клапанного затвора в расходомере воздуха.

Ускорение: быстрое открытие дроссельной заслонки прибор управления распознает по сообщениям потенциометра дроссельной заслонки как ускорение. Соответственно продолжительность впрыска на короткое время увеличивается.

Лямбда-регулирование: каталитическому нейтрализатору для безупречной работы необходима постоянная смена обогащенной либо обедненной смеси. Содержание остаточного кислорода в данный момент времени лямбда-зонд (расположен в каталитическом нейтрализаторе) передает блоку управления, который в доли секунды отдает впрыскным форсункам приказ о более коротком или более продолжительном времени впрыска и, тем самым, количестве топлива.

Прекращение подачи топлива в режиме принудительного холостого хода: информация о снятии ноги с педали акселератора снова попадает через датчик закрытия дроссельной заслонки к блоку управления. Если одновременно датчик температуры охлаждающей жидкости сообщает, что двигатель достиг своей рабочей температуры, а датчик Холла в распределителе сообщает, что частота вращения двигателя составляет более 1500 об/мин, то блок управления не отдает приказа об открытии впрыскных форсунок.

Полная нагрузка: для развития полной мощности при полностью выжатой педали акселератора двигателю необходимо больше топлива. На основе сообщения «полный газ» от потенциометра дроссельной заслонки в сочетании с полностью открытым клапанным затвором блок управления распознает состояние «полной нагрузки» и увеличивает продолжительность впрыска форсунок, причем сигнал лямбда-зонда при этом игнорируется.

Ограничение частоты вращения: для защиты от превышения максимально допустимой частоты вращения вала двигателя блок управления отключает впрыскные форсунки, если датчик Холла сообщает о частоте вращения 6400 – 6500 об/мин.

Работа при чрезвычайном положении: если сигнал от одного из поставщиков информации не приходит совсем или имеет бессмысленный показатель, то система впрыска Digifant и в этих условиях не выбивается из нормального хода работы. Блок управления выбирает так называемый запасной показатель, уже записанный в памяти. Он, конечно, не может учитывать многие условия эксплуатации, но автомобиль все-таки остается на ходу. Водитель может распознать отсутствие сигнала от датчика по недостаточной мощности или плохим пусковым свойствам.

Источник:
— информация с разных сайтов в Интернете,
— www.autoprospect.ru/,
— собственные наблюдения