Блок за управление на двигателя

Всяко съвременно техническо устройство, съдържащо движещи се работни тела, има в състава си контролен блок. Директните витла (изпълнителни механизми) на тези тела са задвижвания, които са устройства от различно естество: електрически, електромагнитни, хидравлични, пневматични и др. Целта на този блок е да ги насочи към промяна на характеристиките на движение на работните тела: тяхната скорост, ъгъл на въртене , разпоредби и др.

Електронно управление на автомобилната система

В автомобилната индустрия, този общ термин се използва за електронни схеми, които са отговорни за работата на системите на превозните средства и са конструктивно изработени като отделни единици. Освен това всеки от тях може да бъде отговорен за една или повече единици. Така в автомобилите може да се срещнете с електронния модул за управление на трансмисията (eng. PCM). Това обикновено е комбинирано устройство, съдържащо управляващи схеми за двигателя (eng. ECU) и (кутия) предаване (англ. TCU). По този начин, РСМ е структурно интегриран блок за управление на превозното средство. Но в някои модели автомобили, като Chrysler, и двете вериги (ECU и TCU) са структурно разделени.

Има и подобни устройства за спирачки, врати, седалки, батерии и др. Някои модерни автомобили съдържат до 80 такива схеми. Освен това всеки от тях може да бъде определен като отделен, функционално (а понякога и конструктивно) отделен електронен контролен блок. От гледна точка на схемата, повечето от тях са високо надеждни вградени микроконтролери. Общата тенденция на автомобилната индустрия е да комбинира всички тези устройства в обща електронна система на автомобил с централен компютър.

Модул за управление на двигателя на автомобила (ECU)

В най-общ смисъл това е устройство за формиране на ефекти върху редица изпълнителни органи, които променят параметрите на режимите на работа на двигател с вътрешно горене (ДВГ), за да ги оптимизират. Критерият за оптимизация обикновено е разход на гориво. необходими за осъществяване на движението при дадена скорост със съществуващия товар.

ECU осигурява следните действия:

• отчитане на стойности от голям брой сензори в двигателното отделение,

• интерпретация на данни с помощта на многомерни карти на изпълнение (т.нар. Референтни таблици),

• настройка на състоянието на задвижващите механизми на двигателя в съответствие с референтните таблици.

Къде се намира управляващото устройство на ECU? Снимката по-долу показва типичното местоположение на местоположението му под таблото на автомобила.

Какво е микропроцесор ECU

Модерният ECU може да съдържа 32-битов, 40-MHz микропроцесор. Това може да не изглежда много бързо устройство в сравнение с 500-1000 MHz процесор, което вероятно имате на вашия компютър, но не забравяйте, че микропроцесорът с ECU работи с много по-малък размер на паметта, което е средно ECU по-малко от 1 мегабайт. Във вашия компютър поне 2 гигабайта RAM е 2000 пъти повече.

Схемата на контролното устройство е конструктивно изпълнена като електронен модул с микропроцесорен чип и стотици други компоненти на многослойна печатна платка. Този модул е ​​фиксиран в общия случай заедно със захранващия блок и всички електрически контакти се извеждат към външен електрически конектор. Това е електронният модул на ECU (вижте снимката по-долу).

Други електронни компоненти на ECU

Аналогово-цифрови преобразуватели (ADC) са устройства за въвеждане на сигнали за автомобилни сензори, като например сензор за съдържание на кислород, в микропроцесор. Неговият изходен сигнал е напрежение, което непрекъснато варира в диапазона от 0 до 1.1 V. Микропроцесорът разбира само цифровия код, така че ADC преобразува сигнала на сензора в 10-битов двоичен код.

• Изходни ключови схеми. Блокът за управление на двигателя запалва свещите на цилиндрите, включва клапаните на дюзата на системата за впръскване на гориво и управлява вентилатора на радиатора. Контролните вериги на тези устройства са свързани към изходните ключове на ECU. Такъв ключ е или отворен за текущ поток, или е затворен - той няма междинно състояние. Например изходният превключвател на вентилатора може да превключва ток от 0,5 А при напрежение 12 V към релето за включване на вентилатора. Сигналът за ниска мощност на изхода на микропроцесорния чип отваря транзистора на изходния ключ на ECU, което ви позволява да включите вече електромагнитното реле на вентилатора, превключвайки тока на неговия електродвигател, достигайки няколко ампера.
• Цифрови към аналогови конвертори (D / A). Понякога ECU трябва да осигури аналогово изходно напрежение за управление на някои изпълнителни механизми. Тъй като микропроцесорът на ECU е цифрово устройство, той трябва да има DAC, който преобразува цифровия код в аналогово напрежение.
• Сигнални климатици. Понякога входните или изходните сигнали трябва да се променят по големина, преди да бъдат преобразувани. Например, ADC може да има диапазон на входния сигнал от 0 до 6 V, а сигналът на сензора може да бъде в диапазона от 0 до 1,5 V. Сигналният кондиционер за ADC умножава напрежението на този сензор с 4, а изходът ще бъде сигнал в обхвата 0 -6 V, които могат да бъдат прочетени и преобразувани от ADC по-точно.

По-долу ще разкрием съдържанието на отделните функции на ECU.

Контрол на таблото

Устройствата на него показват текущото състояние на различните автосистеми. Тази информация идва на дисплея след използване на съответните контролни устройства. Така, от ECU стойността на температурата на охладителя на двигателя и честотата на въртене на коляновия вал е дадена. Управляващият блок за предаване (TCU) работи с големината на скоростта на движение. Устройството за управление на спирачките има информация за тяхното състояние.

Всички тези модули просто излагат данните си на общата шина за данни за тях, от която те се четат от централния микропроцесор, например в ECU. Той периодично излага пакети с информация, състоящи се от заглавия и данни в една и съща шина. Заглавната част определя предназначението на пакетните данни: или на индикатора за скорост, или на индикатора на температурата, а самите данни са стойностите за индикация. табло съдържа друг модул, който знае как да търси определени пакети - когато ги открие, той актуализира съответния сензор или индикатор с нова стойност.

Повечето автопроизводители купуват вече напълно сглобени табла от доставчици, които ги разработват и произвеждат.

Двигатели за впръскване на ECU

Захранващата система на съвременните двигатели с вътрешно горене - както бензинови, така и дизелови - се базира на принципа на директното впръскване на гориво. Основният му задвижващ механизъм е инжектор, инжектор. За разлика от карбураторната система, инжекторът инжектира гориво директно в цилиндрите или всмукателния колектор към въздушния поток, използвайки един или повече механични или електрически инжектори.

Днес инжекторите се управляват от микропроцесора на ECU на впръскващия двигател. Принципът на работа на такава система се основава на факта, че решението за времето и продължителността на отварянето на инжекторните електромагнитни клапани се извършва въз основа на сигнали от много сензори.

Контрол на съотношението въздух-гориво

За инжекционния двигател, ECU определя количеството впръсквано гориво въз основа на анализа на редица параметри. Ако сензорът за положение тяло на газта показва, че педалът на газта е натиснат още и по-нататък, сензорът за масов дебит измерва количеството допълнителен въздух, засмукан в двигателя, и ECU изчислява и инжектира подходящото количество гориво в двигателя. Ако датчикът за температурата на охлаждащата течност на двигателя показва, че двигателят не се е затоплил, впръскването на гориво ще се увеличи, докато двигателят се загрее. ECU контролът на въздушно-горивната смес върху карбураторния двигател работи по подобен начин, но според сигналите от сензора за плаващо положение на карбуратора.

Контрол на времето за запалване

Двигателят с искрово запалване изисква искра за запалване в горивната камера. ECU може да регулира точното време на запалване на искрите в хода на компресия (т.нар. Предварително запалване), за да се осигури оптимален режим на работа. Ако той открие, че двигателят чука, т.е. има детонация, състояние, което е потенциално вредно за двигателя и го идентифицира в резултат на твърде ранно запалване, то тогава се забавя. Тъй като детонацията обикновено се случва при ниски обороти, ECU може да изпрати сигнал към автоматичната скоростна кутия, за да намали предавателното отношение при първия опит да го спре.

Как са стъклата в колата

Помислили ли сте някога какъв механизъм повдига и спуска прозорците на колата нагоре и надолу? И как трябва да работи устройството за управление на прозореца?

Повдигащият механизъм е разположен по следния начин: към червячната предавка е закрепен малък електрически мотор, след което са монтирани няколко други зъбни колела, да постигнем големи предавателно отношение. Благодарение на това изпълнителният механизъм с ниска мощност създава достатъчно въртящ момент, за да повдигне прозореца.

В съвременните автомобили контролните вериги за двигателите на повдигачите на прозорци на всички врати се поставят в специален електронен контролен блок за прозорци. Обикновено той съчетава и функциите за управление на положението на огледалата и ключалките на вратите.

При някои автомобили управлението на всички тези функции плюс управлението на позицията на седалките се комбинират в една единица, наречена „орган за контрол на тялото“.

Вентилатор на радиатора на двигателя: как се контролира?

Електрическият вентилатор на радиатора на автомобилния двигател се включва или в ключалката за запалване (и след това работи, докато двигателят работи), или в блока за управление на вентилатора с термостатичен превключвател.

Термостатът не включва вентилатора, докато охлаждащата течност на двигателя се загрее над нормалната работна температура. Изключва термостата, когато се охлади отново. Интервалите за включване / изключване на блока за управление на вентилатора се формират в зависимост от сигнала от сензора за температурата на охладителя.

Какво осигурява топлина в кабината?

Всички автомобили са оборудвани с кабина нагревател (по-просто казано, печка), който е проектиран да използва топлината от двигателя, а след това издухан в кабината.

След загряване на двигателя и съответното загряване на охлаждащата течност той се прехвърля към нагревателя, който е малък радиатор. Когато въздухът над него се затопли от флуида, протичащ през тръбите на нагревателя, той се принуждава в кабината с малък вентилатор.

Управлението на нагревателя се регулира или ръчно, при което водачът просто включва / изключва вентилатора за подаване на топъл въздух до пътническото отделение, или чрез автоматичен контрол, в който е включен отделният блок за управление на камината или системата за контрол на климата на автомобила под централен компютър.

При всички методи за управление вентилаторът за топъл въздух остава изпълнителен орган, въпреки че някои модели на автомобили използват също и вентил за управление на нагревателя, който спира подаването на охлаждаща течност към нагревателя, когато не се използва. Нагревателите на седалки използват електрически нагревателни елементи, а не охлаждащата течност на двигателя, за да постигнат топлинен ефект.

Няколко думи за домакински уреди

Многобройни домакински уреди имат вградени електрически задвижвания, които поставят работните си тела в движение: ножове и хеликоптери за месомелачка, различни дюзи на преработватели и миксери, активатори на перални машини. Тук можете да запомните и различни ръчни електроинструменти. В повечето случаи тези продукти са оборудвани с DC двигатели, които позволяват лесен начин за контролиране на скоростта им променливи резистори мобилни контакти, които се показват в контролите.

Изключение от това правило са модерните перални машини. Обикновено те са оборудвани с безконтактни (за разлика от DC двигатели) еднофазни асинхронни двигатели. Тъй като скоростта на въртене на такъв двигател се определя от честотата на тока в електрозахранващата мрежа, се използва специален електронен контролен блок на пералната машина, който го променя.

Всъщност това е честотно задвижване. Неговата задача е да захранва статорната намотка на задвижващия мотор с ток с такава честота, при която скоростта на въртене на двигателя (и активатора) да съответства на даден режим. Така че, когато изплаквате дрехите, имате нужда от минимална скорост на въртене, а когато е изцедена, тя е максималната.

В повечето съвременни домакинства пералните машини се използват много интензивно. Следователно, честият вид неизправност е повреда на всеки елемент от управляващата верига. След това следва неизбежната подмяна на блока за управление.