Корзина 0 руб.
0

Блок управления двигателем: сердце современного силового агрегата

21 Сентября

Практически во всех современных двигателях используются электронные системы управления, основным компонентом которых является электронный блок управления (ЭБУ). О том, что такое ЭБУ двигателя, как они устроены и функционируют, а также об их правильном выборе, диагностике и замене — читайте в статье.


Что такое блок управления двигателем?

Электронный блок управления двигателем (ЭБУ, Engine Control Module — ECM, контроллер двигателя) — основной электронный модуль централизованной системы управления силовым агрегатом и (или) вспомогательными системами транспортного средства.

ЭБУ является неотъемлемой частью любого современного двигателя, на него возлагается управление основными и вспомогательными системами силового агрегата:

  • В бензиновых моторах — управление системой зажигания;
  • В инжекторных и дизельных моторах — управление впрыском топлива;
  • Управление дроссельной заслонкой и регулирование состава топливно-горючей смеси;
  • Управление газораспределительным механизмом (установка фаз газораспределения);
  • Регулирование состава отработавших газов;
  • Управление вспомогательными системами двигателя — системой охлаждения (включение/выключение вентилятора, управление клапанами и т.д.), смазки и другими;
  • Управление системами экологии двигателя — рециркуляции отработавших газов, улавливания паров бензина и другими;
  • Управление прочими системами автомобиля, связанными с силовым агрегатом;
  • Диагностика систем двигателя и его отдельных элементов.

Электронный блок выполняет управление всеми системами в режиме реального времени в зависимости от текущих условий — оборотов двигателя и динамики их изменения, положения дроссельной заслонки, температуры окружающей среды, скоростного режима и т.д. Все данные о текущих условиях поступают на ЭБУ от датчиков, они подвергаются обработке в соответствии с алгоритмами и используются для управления исполнительными механизмами и устройствами. Подробнее о работе ЭБУ и связанных с ним датчиков и исполнительных устройств рассказано ниже.

Блок управления двигателем обеспечивает работу силового агрегата и функционирование всего транспортного средства, поэтому при появлении любых неисправностей он должен быть отремонтирован или заменен. Но прежде, чем покупать данное устройство, нужно разобраться в его типах, устройстве и принципах работы.



Типы, конструкция и характеристики блоков управления двигателем

Все ЭБУ двигателя можно разделить на три группы по функционалу:

  • Модули управления двигателем без дополнительного функционала;
  • Раздельные блоки управления отдельными системами силового агрегата;
  • Комбинированные блоки управления двигателем и сопряженными с ним системами.
Схема электронной системы управления бензиновым инжекторным двигателем
Схема электронной системы управления бензиновым инжекторным двигателем

Устройства первого типа — это обычные модули управления двигателем, берущие на себя все указанные выше обязанности. ЭБУ этого типа могут иметь различный функционал, характеристики и применимость, например — для дизельных и бензиновых двигателей, для моторов с различным типом впрыска (одновременным, фазированным, попарно-параллельным, комбинированным), различных экологических классов и т.д.

Устройство второго типа — это отдельные модули, управляющие только одной или несколькими системами двигателя. Как правило, такие ЭБУ используются для управления системой охлаждения (или отдельно вентилятором) и некоторыми другими. Устройства третьего типа объединяют в себе несколько модулей, наиболее часто — блок управления двигателем и трансмиссией (PCM), но существуют и ЭБУ с более широким функционалом.

Все ЭБУ, независимо от типа и конструкции, имеют две взаимосвязанных составляющих:

  • Аппаратное обеспечение — микроконтроллер, входные и выходные устройства, прочее «железо»;
  • Программное обеспечение (ПО) — программы с алгоритмами, заложенные в микроконтроллер для выполнения поставленных перед ним задач.

Основу ЭБУ составляет микроконтроллер — микросхема, в которой объединены микропроцессор, модули оперативной и постоянной памяти (ОЗУ и ПЗУ) и необходимые периферийные устройства. В сущности, это готовый компьютер, собранный в одной микросхеме, и решающий строго определенный круг задач.

Также в аппаратное обеспечение модуля управления двигателем входят:

  • Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) — схема, преобразующая поступающий от датчиков аналоговый сигнал в цифровую форму, удобную для обработки микроконтроллером;
  • Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — схема, преобразующая поступающий от микроконтроллера цифровой сигнал в аналоговый вид, удобный для обработки исполнительными устройствами и механизмами;
  • Схемы преобразования сигналов в соответствии с используемы протоколом обмена данными (CAN, LIN и другими), построенные на специализированных микросхемах;
  • Схемы питания и вспомогательные блоки, обеспечивающие бесперебойную работу микроконтроллера, преобразователей и контроллера в целом.

Программное обеспечение ЭБУ — это встроенные в микроконтроллер программы с алгоритмами, на основе которых осуществляется обработка сигналов от датчиков и подача команд на исполнительные устройства. ПО состоит из двух основных блоков:

  • Функциональный — блок основных алгоритмов, осуществляющих получение и обработку данных от датчиков и формирование управляющих сигналов, поступающих на исполнительные устройства;
  • Контрольно-вычислительный — блок алгоритмов, с помощью которых проверяется работа ЭБУ, корректность формируемых управляющих сигналов, корректировка этих сигналов и т.д. В случае проблем данный блок может переводить ЭБУ и двигатель в аварийный режим работы, либо вовсе отключать их.

Блок управления программируется под определенный двигатель в соответствии с его характеристиками и особенностями эксплуатации. Обычно программирование осуществляется на заводе-изготовителе двигателя или автомобиля, однако при необходимости ЭБУ может быть перепрограммирован.

Протокол CAN в современном автомобиле обеспечивает бесперебойную передачу данных между различными системами и их электронными блоками
Протокол CAN

ЭБУ соединяется с датчиками и исполнительными устройствами с помощью шин, обмен данными по которым осуществляется в соответствии с тем или иным протоколом. Сегодня наиболее распространены протоколы CAN (Controller Area Network) и LIN (Local Interconnect Network), первый чаще используется на зарубежных автомобилях, второй — на отечественных.

Модуль управления двигателем соединен с множеством датчиков — датчиком положения коленчатого вала (ДКПВ), температуры двигателя, кислорода (лямбда-зондом), расхода воздуха, положения дроссельной заслонки, детонации и другими. Выходные сигналы от контроллера поступают на различные устройства — топливные форсунки, блок зажигания, клапан рециркуляции отработавших газов, реле включения и выключения различных агрегатов, блоки управления топливным насосом и другими агрегатами. Также ЭБУ может обмениваться данными с другими системами — трансмиссией, антиблокировочной системой тормозов, системами безопасности и комфорта, и т.д.

Развитие технологий, микроэлектроники и программирования привели к миниатюризации ЭБУ с одновременным увеличением их возможностей. Современный модуль управления двигателем — это компактный блок, имеющий низкое энергопотребление и высокую надежность. ЭБУ, в зависимости от назначения, может иметь питание 6, 12 и 24 В, и оснащаться разнообразными разъемами для подключения датчиков и шин.


Вопросы выбора, замены и настройки блока управления двигателем

Прежде, чем менять или ремонтировать ЭБУ, необходимо убедиться, что именно он является причиной неудовлетворительной работы силового агрегата. О неисправности блока управления говорят некорректное функционирование отдельных систем двигателя, невозможность запуска мотора, плохая управляемость двигателя (не слушается педали газа и т.д.) и другие. Также о поломке могут оповещать соответствующие индикаторы на приборной панели. Во всех этих и многих других ситуациях необходимо выполнить диагностику блока, и в случае неисправности выполнить его замену или ремонт.

ЭБУ двигателя — сложное устройство, ремонт которого доступен только специалистам, поэтому при поломке данного модуля следует обратиться в сервисный центр или к мастерам с соответствующей квалификацией. Самостоятельно выполнять ремонт, замену и настройку ЭБУ рекомендуется только при наличии необходимых знаний и в случае, если у транспортного средства уже закончился гарантийный срок.

В случае полной замены ЭБУ необходимо использовать устройство того же типа и модели, что было установлено на автомобиле ранее. В ряде случаев возможно применение блоков другой модели, однако новое устройство должно обладать тем же функционалом и характеристиками, что и старое. Отдельное внимание при выборе необходимо уделять используемому в ЭБУ протоколу передачи данных — CAN или LIN. Подключить к ЭБУ с шиной CAN устройство, использующее шину LIN, и наоборот, напрямую невозможно, а применение адаптеров значительно повышает стоимость и трудозатраты.

С осторожностью следует прибегать к перепрограммированию ЭБУ при монтаже вспомогательных систем и тюнинге двигателя. Для выполнения данной операции должно использоваться специальное оборудование с лицензионным ПО, в противном случае возможны проблемы и поломки.

При правильном выборе, ремонте или замене ЭБУ силовой агрегат будет надежно и уверенно работать в любых условиях.

Другие статьи
Выключатель аварийной сигнализации: надежное управление аварийкой 14 Декабря Выключатель аварийной сигнализации: надежное управление аварийкой

В каждом транспортном средстве предусмотрена система световой аварийной сигнализации, которая включается с помощью специального выключателя. О том, что такое выключатель аварийной сигнализации, каких типов он бывает и как устроен, а также о верном выборе и замене этого устройства — читайте в статье.

Гайка колеса: прочный монтаж автомобильных колес 7 Декабря Гайка колеса: прочный монтаж автомобильных колес

На многих современных автомобилях и иных колесных машинах колеса устанавливаются на ступицу или тормозной барабан с помощью шпилек или закладных болтов и гаек. Все о колесных гайках, их типах, конструкциях и применимости, а также о правильном подборе и использовании крепежа рассказано в этой статье.

Болторез: ножницы для стальной арматуры 30 Ноября Болторез: ножницы для стальной арматуры

При работе с арматурой, проволокой и другими изделиями в форме прутков возникает необходимость получения отрезков различной длины. Резка прутков выполняется специальным инструментом — болторезом или арматурными ножницами. Все об этом инструменте и его правильном выборе — читайте в данном материале.

Гайковерт механический: открутит любые гайки 23 Ноября Гайковерт механический: открутит любые гайки

Для замены колес на грузовых автомобилях, тракторах и другой технике часто используется специальный инструмент — механический гайковерт или усилитель крутящего момента. Об этом инструменте, его устройстве, принципе работе и основных характеристиках, а также о выборе и работе с ним — читайте в статье.

Замок навесной: универсальная защита от взлома и кражи 16 Ноября Замок навесной: универсальная защита от взлома и кражи

Надежное запирание дверей, окон, створок или крышек — гарантия сохранности имущества в доме, гараже, на даче и даже в почтовом ящике. Одно из наиболее распространенных средств запирания — навесной замок, о конструкции и типах которого, а также о правильном выборе и применении читайте в данной статье.

Бинокль: зоркий глаз на службе человека 9 Ноября Бинокль: зоркий глаз на службе человека

Для ориентирования на местности, помощи в рыбалке и на охоте, для астрономических и иных наблюдений широко используются специальные оптические приборы — бинокли. Все о биноклях, их типах, конструкции, особенностях и основных характеристиках, а также об их правильном подборе — узнайте в этой статье.

Бандаж наждачный со штифтом: простая и качественная абразивная обработка 2 Ноября Бандаж наждачный со штифтом: простая и качественная абразивная обработка

Механизированная абразивная обработка различных поверхностей дрелью или гравировальной машинкой выполняется с помощью сменных наждачных бандажей. Все об этих расходных материалах, их существующих типах, устройстве и характеристиках, а также о правильном подборе и применении абразива читайте в статье.