Spis treści: Ciągłe doskonalenie ↓ Bezpośredni wtrysk benzyny ↓ Urządzenie sterujące elektroniczne ↓ Układ przełączający na pojedynczej… ↓
nie trzeba dodawać, że układ zasilania w paliwo, jego dozowanie, zapłon i sterowanie układem wydechowym w Audi A4 odpowiadają najnowszym osiągnięciom technologicznym. Zadania te realizują złożone systemy sterowane komputerowo, które współpracują z nowoczesnym układem zapłonowym. Wszystko to korzystnie wpływa na wydajność, przyjazność dla środowiska i niezawodność silnika.
Jednak dla entuzjastów, którzy lubią wszystko robić sami, w tym dla doświadczonych miłośników motoryzacji, te osiągnięcia mogą przynieść pewne rozczarowanie. Mało prawdopodobne, że uda Ci się to tutaj zrobić.
Elektronicznie sterowana jednostka sterująca silnikiem, umieszczona w komorze akumulatora, na podstawie dużej ilości danych nieustannie oblicza ilość paliwa, jaka ma zostać wtryskiwana, oraz czas wtrysku dla każdego procesu spalania. Zwykły sprzęt elektromechaniczny przekształcił się w skomplikowane urządzenie sterujące silnikiem, oparte na komputerze. Urządzenie to jest programowane przy użyciu wielowymiarowych charakterystyk, korzysta z danych z rejestratora usterek i stosuje system autodiagnostyki w celu wykrywania usterek.
Umiejscowienie: Jednostka sterująca silnikiem znajduje się w pobliżu innych podzespołów elektronicznych w skrzynce z elektroniką, która znajduje się po lewej stronie komory akumulatora. Na rysunku pokazano przykład jednostki sterującej sześciocylindrowego silnika ASN.
Ponieważ dane dotyczące układu wtrysku benzyny mają również duże znaczenie przy obliczaniu kąta wyprzedzenia zapłonu, jednostka sterująca przejmuje również regulację kąta wyprzedzenia zapłonu. W przypadku systemu zarządzania silnikiem Motronic (firma Bosch) lub Simos (firma Siemens) nie jest już możliwe rozdzielenie układu wtryskowego i zapłonowego. Mimo to, dla przejrzystości, opiszemy elementy układu zapłonowego w osobnym rozdziale.
Otwórz duży obraz w nowym oknie »
Funkcjonalny układ systemu Motronic. Urządzenie sterujące przetwarza dużą liczbę sygnałów. W niektórych przypadkach, gdy czujniki ulegną awarii, aktywowane są programy awaryjne. Jeśli jednak na przykład zawiedzie czujnik prędkości, silnik zostanie wyłączony.
Dzięki zaawansowanemu elektronicznemu systemowi zarządzania silnikiem możliwe jest osiągnięcie optymalnego niskiego zużycia paliwa przy jednoczesnym zachowaniu rygorystycznych limitów emisji spalin. Aby było to możliwe, urządzenie sterujące musi otrzymywać dokładne dane o aktualnym trybie pracy silnika. Gdy stosowano gaźnik, jedyną zmienną, którą można było regulować, było ciśnienie w kolektorze dolotowym. W przypadku centralnego elektronicznego układu zarządzania silnikiem, czujniki umieszczone na silniku i wokół niego dostarczają danych na temat temperatury silnika, temperatury płynu chłodzącego i powietrza dolotowego, gęstości powietrza, składu spalin, obciążenia silnika i prędkości wału.
Ponieważ urządzenie komputerowe dysponuje wszystkimi niezbędnymi informacjami, przypisuje mu się dodatkowe zadania:
- kontrola prędkości,
- regulacja składu spalin,
- sterowanie układem regeneracji paliwa parowego,
- kontrola antystukowa,
- sterowanie układem recyrkulacji spalin,
- sterowanie turbosprężarką, ponieważ stosuje się turbodoładowanie,
- sterowanie przełączaniem kolektora dolotowego i regulacją wałka rozrządu.
Ciągłe doskonalenie
Ponadto elektroniczne urządzenie sterujące silnikiem współpracuje z innymi systemami pojazdu. Wspólnie ze sterownikiem automatycznej skrzyni biegów, elektroniczny system zarządzania silnikiem, który jest ciągle udoskonalany i oferuje nowe możliwości, zapewnia płynną zmianę biegów. Osiąga się to poprzez nieznaczne zmniejszenie obrotów silnika podczas zmiany biegów. Elektroniczna jednostka sterująca silnikiem komunikuje się również z układem zapobiegającym blokowaniu kół oraz układem kontroli trakcji.
Bezpośredni wtrysk benzyny
Ostatnim etapem rozwoju systemów zarządzania silnikiem jest wewnętrzne formowanie mieszanki, czyli wtrysk paliwa bezpośrednio do komory spalania. Dotychczas stosowane były głównie systemy, w których mieszanka powstawała poza komorą spalania. Jednakże od końca lata 2001 roku, kiedy zaczęto instalować silnik 2.0 l FSI, w rozwoju Audi A4 zarysował się nowy trend. Silnik ten jest wyposażony w układ bezpośredniego wtrysku benzyny FSI.
Ekonomiczna i ekologiczna funkcja układu zarządzania silnikiem, polegająca na redukcji zużycia paliwa i emisji spalin, a także na zapewnieniu dobrej pracy silnika, jest najwyraźniej widoczna w silniku FSI. Elektroniczne sterowanie wykorzystujące zaawansowane technicznie pompy wtryskowe pozwala na dawkowanie w każdym trybie pracy silnika właściwej ilości wtryskiwanego paliwa i ustawienie odpowiedniego momentu rozpoczęcia wtrysku.
Urządzenie sterujące elektroniczne
Urządzenie obliczeniowo-przełączające układu sterowania silnikiem, na podstawie sygnałów otrzymanych z czujników, oblicza sygnały sterujące dla elementów wykonawczych, tj. cewki zapłonowej, wtryskiwaczy itp. Urządzenie sterujące umieszczone jest w metalowej obudowie, wewnątrz obudowy znajduje się płytka drukowana z elementami elektronicznymi. Ta niewielka, niepozorna jednostka znajduje się na skraju komory silnika, po lewej stronie sekcji akumulatora.
Cyfrowe obwody urządzenia sterującego zasilane są przez regulator napięcia. Układ sterujący zawiera stopnie końcowe, które zapewniają wystarczającą moc do bezpośredniego podłączenia siłowników. Układ zabezpieczający chroni te końcowe stopnie przed zwarciami do podwozia i zniszczeniem wskutek przeciążenia elektrycznego.
Silniki Audi A4 są sterowane głównie za pomocą systemów elektronicznych produkowanych przez firmę Bosch. Silnik ALT wyposażony jest w jednostkę sterującą ME 7, AVJ (turbodoładowany) — ME 7.5, a sześciocylindrowy silnik ASN — jednostka sterująca ME 7.1. W silniku dwuzaworowym czterocylindrowym (typ ALZ) sterowanie powierzono układowi elektronicznemu Simos 3.4.
Wyżej wymieniona funkcja diagnostyczna pozwala na identyfikację usterek mogących wystąpić w poszczególnych stopniach wyjściowych i w razie konieczności odłączenie uszkodzonego wyjścia. Informacja o usterce zapisywana jest w pamięci urządzenia. Informacje te można odczytać w specjalistycznym warsztacie, przy użyciu specjalnego urządzenia. Usterki rejestrowane są w postaci wydruku kodów cyfrowych, kody te przetwarzane są w wyspecjalizowanych pracowniach.
Układ przełączający na pojedynczej magistrali CAN
Konwencjonalne systemy przełączania w samochodach różnią się tym, że każdy sygnał odpowiada oddzielnemu przewodowi. Ogromny wzrost wymiany danych pomiędzy podzespołami elektronicznymi w nowoczesnych systemach sterowania pracą silnika utrudnia korzystanie ze starszych układów przełączania. Od pewnego czasu trudno jest zrozumieć zawiłości zwykłych wiązek kablowych.
Problem rozwiązano dzięki systemowi przełączania na pojedynczej magistrali CAN, opracowanemu specjalnie na potrzeby samochodów. Urządzenia sterujące elektroniczne muszą być wyposażone w szeregowy interfejs CAN. Interfejs ten umożliwia ich wzajemne połączenie za pośrednictwem odpowiedniej magistrali danych.
W samochodzie sieć CAN pełni trzy ważne funkcje:
- łączenie ze sobą urządzeń sterujących,
- zapewnienie działania elektroniki nadwozia i komfortu (Multiplex),
- zapewnianie komunikacji mobilnej.
Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna przewiduje, że magistrala CAN będzie stosowana w samochodach jako standard. Standard ten obowiązuje dla wymiany danych z prędkością większą niż 125 kbps, oprócz tego istnieją jeszcze dwa protokoły dla prędkości transferu danych mniejszych niż 125 kbps.