Тюкин К.А., Новоженин Н.А., Самойленко А.И.
ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БЕНЗИНОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ – УСТРОЙСТВО И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ *
Аннотация:
в статье представлена основная информация об устройстве электронной инжекторной системы управления бензиновым двигателем. Знание её схемы и компонентов поможет будущим и настоящим специалистам в области диагностики электрооборудования автомобилей эффективно производить его ремонт и проверку, а также внесение программных дополнений в автомобильный «компьютер».
Ключевые слова:
ЭСУД, ЭБУ, датчики, режим работы, ДВС, диагностика
ВВЕДЕНИЕ.В мире активного внедрения инновационных технологий в общество, человеку даже трудно себе представить обыденную жизнь без применения в ней как крупных многозадачных электронных систем, так и простых электрических приборов. Так, помимо разработки и развития всё более практичных и узконаправленных устройств, инженеры тщательно проводят анализ и исследование уже ранее введённых схем. Эволюция человека не стоит на месте, как и его стремления созидать, совершенствовать и задействовать. Но с динамичным ростом количества девайсов, блоков и других аппаратов, возрастает их необходимость обслуживания, диагностики и ремонта. Большим спросом пользуются специалисты, способные производить указанные операции на высоком профессиональном уровне. Нехватка рабочих кадров на 2025 год охватывает около 70% российских предприятий, специализирующихся на различных областях трудовой деятельности. В данной статье автор представляет основы профессионального оказания услуг в сфере автотранспортного ремонта, а именно по компетенции «автоэлектрик-диагност». Текст станет полезным не только для компетентного специалиста – в качестве закрепления материала, но и для новичка, целеустремлённого в поисках ответов на свои вопросы. В статье будут рассмотрены следующие этапы: условия и режимы работы бензинового двигателя, структура электронного блока управления бензиновым двигателем, датчики, их устройство и принцип работы, методы диагностики электронной системы и её компонентов.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.I. Условия и режимы нормальной работы бензинового двигателя автомобиля.С ХХ века по сей день в автомобилях применяется четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания. Ранее такой мотор работал на механизме топливовоздушного питания «карбюратор». Но поскольку тот вышел неэкономичным и вредоносным для окружающей среды, он был вытеснен электронной инжекторной системой управления.Электронная система управления двигателем (ЭСУД) – это электронный механизм, с помощью которого двигатель любого бензинового автомобиля работает в нормальном экономичном режиме. Такая система способна не только поддерживать определённые заданные показатели, но и корректировать работу мотора на его различных режимах работы.Для нормальной работы современного бензинового двигателя автомобиля, в-первую очередь, должны быть обеспечены три главных условия:1) компрессия – сила (давление) в камере сгорания двигателя, образующаяся в результате движения поршня в верхнюю мёртвую точку (далее – ВМТ). Для инжекторного мотора составляет примерно: 10,8 – 12 атмосфер,2) правильная топливовоздушная смесь. На массу воздуха приходится определённая масса топлива: 14,7 – 15 кг воздуха на 1 кг топлива,3) искрообразование – свечная искра достаточной мощности на определённый угол поворота коленчатого вала двигателя.Работа бензинового двигателя делится на три режима:1) режим холостого хода (ХХ). Характеризуется пониженными оборотами двигателя (750-900 об/мин), что обеспечивает экономию топлива и низкую концентрацию выбросов вредных веществ через выхлопные газы. Перекрытие клапанов не происходит,2) режим частичных нагрузок (ЧН). Характеризуется средними оборотами двигателя (1500 – 3500 об/мин). Это основной режим работы мотора с обеднённой горючей смесью,3) режим полной нагрузки (ПН). Характеризуется повышенными оборотами двигателя (3500 и выше об/мин). Режим работы, при котором система обогащает горючую смесь с целью увеличения мощности мотора.II. Структура электронного блока управления бензиновым двигателем. Метод диагностики и получения дополнительной информации.Электронный блок управления (далее – ЭБУ) двигателем – это основной элемент счёта показаний с датчиков, сравнения полученных данных и подачи команд при помощи сотен таблиц, вписанных в его память.В структуру ЭБУ входят такие компоненты как:1) центральный процессор (ЦП). Как в любом персональном компьютере процессор выполняет большую часть работы: распределяет и подаёт команды, производит подсчёт и анализ получаемых данных с сигналов от датчиков, корректирует работу всей электронной системы,2) источники памяти:- постоянное запоминающее устройство (ПЗУ),- оперативное запоминающее устройство (ОЗУ),- ПЗУ «Flash Memory» (служит для прошивки),3) входные каскады. Зона, в которую поступают различные сигналы с датчиков двигателя. В этом месте они проходят «фильтрацию» (очистку от помех), а часть из них направляется на аналоговый преобразователь, так как устройство некоторых датчиков не позволяет изначально произвести оцифровку сигнала для процессора в логический 0: 0,1 В или в логическую 1: 4,9-5 В,4) выходные каскады. Это усилители сигналов, подаваемых процессором на локальные блоки управления двигателем и его подсистем,5) вторичный источник питания. Служит для питания внутренних схем ЭБУ и датчиков напряжением в 5 В с целью не допустить в случае короткого замыкания в автомобиле выхода из строя всей электронной системы.II.I. Диагностика ЭБУ и получение дополнительной информации:С помощью специального диагностического оборудования (например Launch или Foxwell), обладающего собственным процессором, автоэлектрик-диагност имеет возможность обратиться с запросом кодов ошибок к процессору ЭБУ, который выполнит сбор необходимой информации из ОЗУ. После предоставленных данных, сканер расшифрует полученные данные и представит их в понятном человеку виде. Кроме того, при помощи того же диагностического оборудования существует возможность активировать какой-либо исполнительный элемент автомобиля (тест активации) для оценки его состояния на слух и визуально. Также можно подавать команды через процессор сканера процессору ЭБУ, чтобы тот произвёл нужное испытание указанной системы.III. Устройство и принцип работы датчиков электронной системы управления бензиновым двигателем. Методы диагностики датчиков различных типов.Для контроля и обеспечения, а также корректировки нормальной работы бензинового двигателя внутреннего сгорания, ЭБУ опирается на показания с четырёх основных датчиков:1. ДМРВ – датчик массового расхода воздуха (англ.: MAF – Mass air flow). Сигнал: аналоговый.Устройство: состоит из цилиндрического корпуса со встроенным чувствительным элементом (нитью или плёнкой) и его защитой от грубой пыли. Имеет 5 контактов: +5 В, +12 В, масса, сигнал ДМРВ, сигнал ДТВ (температура всасываемого воздуха).Принцип работы: кислород из атмосферы поступает в корпус ДМРВ, в котором нить или плёнка нагревается до определённой температуры и охлаждается проходящим через неё всасываемым воздухом. Разность температур фиксируется датчиком и поступает в ЭБУ в виде аналогового сигнала.Назначение: счёт датчиком температуры и массы всасываемого воздуха для приготовления качественной горючей смеси в соотношении 14,7/1,Метод диагностики: снятие осциллограммы, углубившись диагностическими щупами в контакты: масса, сигнал ДМРВ. Значения для сравнений берутся из технической документации автотранспортного средства.,2. ДПКВ – датчик положения коленчатого вала (англ.: CPS – Crankshaft position sensor). Сигнал: цифровой.Устройство: датчик обладает чувствительным элементом Холла – электромагнитом постоянного напряжения, при изменении магнитного поля которого образуется второе напряжение. Задающим диском является шкив коленвала (система 60-2 зуба).Принцип работы: магнитное поле изменяется под воздействием вращения шкива коленвала, датчик фиксирует значение (60-2 зуба) как ВМТ первого и четвёртого поршня. Имеет 3 контакта: +5 В, масса, сигнальный +.Назначение: ДПКВ фиксирует массу показаний работы двигателя: угол замкнутого состояния контактов (УЗСК), угол опережения зажигания (УОЗ), ВМТ, длительность впрыска (ti, ms), угол максимального давления, угол максимальной скорости коленвала.Метод диагностики: снятие осциллограммы, углубившись диагностическими щупами в контакты: масса, сигнальный плюс. Значения сигнала не должны превышать 5 В, график ровный, углы прямые, без разрывов и закруглений.3. ДПДЗ – датчик положения дроссельной заслонки (англ.: TPS – throttle position sensor). Сигнал: аналоговый.Устройство: датчик представляет собой два потенциометра, ползунки которых соединены с осью дроссельной заслонки. Имеет 4 контакта: + 5 или 12 В, масса, сигнал 1, сигнал 2.Принцип работы: водитель нажимает педаль акселератора, аналогичный датчик фиксирует угол её отклонения и подаёт сигнал на ЭБУ, тот подаёт сигнал открытия дроссельной заслонки, ось которой перемещается на тот угол, на который была перемещена педаль акселератора. ДПДЗ фиксирует изменение положения оси дроссельной заслонки и подаёт измеренные значения в ЭБУ, тот сравнивает изначальный сигнал первого потенциометра со вторым и делает вывод о качестве работы.Назначение: датчик служит для осведомления ЭБУ о желаниях водителя повысить мощность мотора или же наоборот – понизить.Метод диагностики: диагностическими щупами углубиться в сигнальные контакты датчика и к массе (можно к кузову). Сигналы при педали акселератора в полу должны симметрично пересечься в двух точках посередине. Вольтаж каждого из них не должен выходить за пределы питания потенциометра. График ровный, волнистый, без обрывов и заострений.4. ДППА – датчик положения педали акселератора (англ.: APS – accelerator position sensor). Сигнал: аналоговый.Устройство: аналогично предыдущему.Принцип работы: аналогичен предыдущему.Назначение: измерение отклонения педали акселератора от исходного состояния, подача сигнала на ЭБУ с целью изменения угла оси дроссельной заслонки.Метод диагностики: снятие осциллограммы происходит непосредственно с датчика положения дроссельной заслонки, где будет отображён сигнал обоих датчиков. Значения для сравнений берутся из технической документации автотранспортного средства.ЗАКЛЮЧЕНИЕ.В статье были рассмотрены основные элементы электронной системы управления бензиновым двигателем, качество работы которого зависит от многих факторов, таких как: компрессия, соотношение массы топлива и воздуха, искрообразование, показания датчиков, целостность компонентов ЭБУ и других элементов всей электронной системы в целом. Изученные строение и принцип работы датчиков двигателя, их диагностика и назначение помогут лучше разобраться в механизме электронного управления двигателем автомобиля.
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 4
Ссылка для цитирования:
Тюкин К.А., Новоженин Н.А., Самойленко А.И. ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БЕНЗИНОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ – УСТРОЙСТВО И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ // Вестник науки №6 (87) том 4. С. 1388 - 1396. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/24712 (дата обращения: 10.02.2026 г.)
Вестник науки © 2025. 16+