Микропроцессорная система двигателя устанавливается на части выпускаемых автомобилей ВАЗ. 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.
Система состоит из контроллера 10 (рис. 9-15) со встроенным полупроводниковым датчиком давления, двухканального коммутатора 4, катушек 2-и 3 зажигания, свечей 1 и выключателя 6 зажигания, датчика 13 начала отсчета, датчика 12 угловых импульсов, датчика 11 температуры охлаждающей жидкости, концевого выключателя 8 положения -дроссельной заслонки карбюратора и электромагнитного клапана 9 ЭПХХ карбюратора.
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 — выключатель зажигания; 7 — монтажный блок; 8 — концевой выключатель карбюратора; 9 — электромагнитный клапан ЭПХХ карбюратора; 10 — контроллер; 11 - датчик температуры; 12 - датчик угловых импульсов; 13 — датчик начала отсчета
Управление зажиганием осуществляется по оптимальным характеристикам в зависимости от:
— частоты вращения коленчатого вала двигателя;
— давления во впускном трубопроводе;
— 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. Контроллер типа «Электроника МС 2713-02» представляет собой специализированную микроЭВМ. Он выполняет следующие функции:
— по сигналам датчиков измеряет частоту вращения коленчатого вала двигателя, давление во впускном трубопроводе, 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).
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).
Таблица 9-4. Назначение штекеров в разъеме контроллера МС 2713-02
№ штекера
Назначение штекера
1
Выход сигнала управления клапаном ЭПХХ
2
Подвод напряжения питания, +12 В
3
Выход на коммутатор сигнала СЗ
4
Выход на коммутатор сигнала ВК
5
Выход НО для диагностики
6
Вход от концевого выключателя карбюратора
7
Выход УИ для диагностики
8
Вход Н01 для сигнала от датчика НО
9
Вход УИ 1 для сигнала от датчика УИ
10
Общий (масса)
13
Выход для диагностики
15
Вход для сигнала от датчика температуры (общий)
16
Вход для сигнала от датчика температуры
18
Вход УИ2 для сигнала от датчика УИ
19
Вход Н02 для сигнала от датчика НО
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.
Коммутатор - двухканальный, типа 42. 3734. По управляющим импульсам (СЗ и ВК) контроллера он производит:
- поочередное включение каналов и, следовательно, катушек зажигания;
- формирование импульсов тока в течение времени tн (рис. 9-16, b) накопления в первичных обмотках катушек зажигания;
- амплитуда импульсов тока I— (см. осциллограмму V на рис. 9-16, b) равна 8-10 А, а время to накопления в диапазоне частоты вращения коленчатого вала от 750 до 4500 мин1 и при напряжении питания 14 В должно быть 9—4 мс. Амплитуда импульсов напряжения U— (см. осциллограмму VII) 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
№ штекера
Назначение штекера
1
Выход к катушке зажигания II и III
цилиндров
2
Общий (масса)
3
Выход для тахометра
4
Подвод напряжения питания
5
Вход для сигнала В контроллера
6
Вход для сигнала СЗ от контроллера
7
Выход к катушке зажигания I и IV цилиндров
Катушка зажигания - высокой энергии, типа 29. 3705, с двумя высоковольтными выводами, с разомкнутым магнитопроводом, спрессованная в пластмассу.
Для бесконтактного распределения высокого напряжения применяются две катушки зажигания. Одна из них генерирует высоковольтные импульсы на свечи зажигания I и IV цилиндров, а другая - на свечи зажигания II и III цилиндров, причем искровой разряд происходит одновременно на двух свечах зажигания (I и IV или II и III 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.
Рис. 9-16. Осциллограммы импульсов напряжений и токов, действующих на выходах контроллера (а), коммутатора (Ь) и во вторичной цепи катушки зажигания (с):
1— 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; В — момент зажигания в 1-м и 4-м цилиндрах; С - момент зажигания во 2 и 3 цилиндрах; О — угол опережения зажигания
Осциллограммы импульсов напряжения и тока разряда во вторичной цепи катушки зажигания показаны на рис. 9-16, с.
Датчики синхронизации (начала отсчета и управляющих импульсов) - индуктивные, типа 14. 3847. Предназначены для синхронизации работы контроллера с верхней мертвой точкой поршней I и IV 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.
Рис. 9-17. Осциллограммы импульсов датчика начала отсчета (!) и угловых импульсов (II)
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 I и IV цилиндров.
Датчик УИ генерирует угловые импульсы при прохождении в его магнитном поле зубьев обода маховика (число зубьев Z = 128). Установочные зазоры датчиков должны находиться в пределах 0, 3-1, 2мм.
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.
Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя - типа 19. 3828, линейный, полупроводниковый. Падение напряжения на выводах датчика, при питании его постоянным током 1, 5 мА, численно равно (в милливольтах) температуре охлаждающей жидкости в °К, умноженной на десять.
Uдт= 10×ТК[мВ]
Пример. Допустим, температура охлаждающей жидкости равна 0°С (273°К), тогда:
Uдт = 10 × 273 = 2 730 мВ = 2,73 В
Выключатель и свечи зажигания и высоковольтные провода такие же, как на автомобилях с бесконтактной системой зажигания.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ.
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.