Zasady działania układu sterowania silnikiem (Audi A4 B7)

Uwaga: Poniżej opisano zasadę działania typowego układu zarządzania silnikiem benzynowym. Poniżej przedstawiono cechy układu sterowania silnikiem Diesla.

Ponieważ system zasilania wchodzi w skład systemu sterowania silnikiem, zrzeszającej także układu zapłonowego i zmniejszenia toksyczności spalin (EGR), rozpatrywać ich osobno nie jest możliwe. Niektóre elementy systemu zarządzania silnikiem 1.8 l i 2.0 TFSI, znajdujące się w maszynowni, przedstawione na rysunku 2.1 a-b.







Paliwo jest pobierane ze zbiornika przez elektryczną pompę paliwa i dostarczane przez filtr paliwa do listwy paliwowej. Regulator ciśnienia zapewnia utrzymanie ciśnienia w układzie paliwowym na określonym poziomie (zobacz Specyfikacje).

Paliwo jest wtryskiwane impulsowo za pomocą wtryskiwaczy sterowanych elektrycznie do portów dolotowych znajdujących się bezpośrednio przed zaworami dolotowymi silnika (w silnikach FSI paliwo jest wtryskiwane bezpośrednio do cylindrów). Jednostka sterująca silnikiem (ECM) ustala optymalny moment zapłonu i wtrysku, a także ilość wtryskiwanego paliwa, współpracując z innymi układami pojazdu. Wysokie napięcie potrzebne do iskrzenia generowane jest przez cewki zapłonowe zamontowane nad świecami zapłonowymi, zgodnie z sygnałem ECM (z wyjątkiem silnika 1,6 l, wykorzystuje on moduł zapłonowy połączony ze świecami zapłonowymi za pomocą przewodów wysokiego napięcia).



Czujnik położenia wału korbowego (CPS) dostarcza jednostce sterującej informacji o prędkości obrotowej wału korbowego i jego dokładnym położeniu. Informacje te służą do określenia czasu wtrysku i zapłonu. Czujnik CKP umieszczony jest z tyłu silnika i wykorzystuje zjawisko Halla, skanując zęby wirnika zamontowanego na wale korbowym.

Czujnik położenia wałka rozrządu (CMP) znajduje się na końcu głowicy cylindra i działa podobnie do czujnika CKP, skanując zębaty wirnik na końcu wałka rozrządu zaworów dolotowych. Czujnik CMP wraz z czujnikiem SKR służy do określania GMP tłoka pierwszego cylindra, dynamicznej regulacji faz rozrządu (za pomocą zaworu elektromagnetycznego i regulatora fazy zaworu dolotowego), selektywne sterowanie detonacją w cylindrach i określanie kolejności wtrysku.

Powietrze niezbędne do wytworzenia mieszanki roboczej jest zasysane przez silnik przez filtr powietrza i przedostaje się przez przepustnicę i kolektor dolotowy do zaworów dolotowych. Ilość pobieranego powietrza regulowana jest za pomocą przepustnicy elektrycznej sterowanej sygnałami z czujnika położenia pedału gazu. Dzięki sterowaniu elektronicznemu masę przepływu powietrza w kolektorze dolotowym można ustawić niezależnie od położenia pedału gazu, a na biegu jałowym przepustnica otwiera się pod kątem potrzebnym do ustawienia żądanych obrotów wału korbowego. Masę powietrza dolotowego określa się za pomocą przepływomierza powietrza z gorącym drutem lub czujnika ciśnienia powietrza dolotowego.

Czujniki spalania stukowego (KS), po jednym dla każdego z dwóch sąsiadujących cylindrów, przykręcone są do boku bloku cylindrów i zapobiegają wystąpieniu gwałtownego spalania paliwa. Dzięki temu moment zapłonu utrzymywany jest na granicy detonacji, co zapewnia lepsze wykorzystanie energii paliwa, a tym samym zmniejszenie jego zużycia.



Informacje z innych czujników i napięcia sterujące dostarczane do siłowników zapewniają optymalną pracę silnika w każdej sytuacji. Jeśli któryś z czujników ulegnie awarii, jednostka sterująca przełącza się na tryb programowania awaryjnego, aby zapobiec ewentualnemu uszkodzeniu silnika i zapewnić dalszą jazdę pojazdu. W trybie awaryjnym wtryskiwacze działają jednocześnie, 2 razy na cykl roboczy.

Układ wentylacji zbiornika paliwa składa się z pochłaniacza oparów benzyny i zaworu elektromagnetycznego. Absorber koncentruje opary paliwa, które powstają w zbiorniku w wyniku jego podgrzewania. W czasie pracy silnika, opary paliwa są pompowane z absorbera i uczestniczą w tworzeniu mieszanki roboczej.

Redukcja toksyczności spalin odbywa się za pomocą 3-funkcyjnego katalizatora i sond lambda (przed i po katalizatorze).

Ponadto, aby wyeliminować wycieki niespalonych węglowodorów do atmosfery, stosuje się układ wentylacji skrzyni korbowej (PCV). Gazy i opary oleju powstające w skrzyni korbowej przedostają się do kolektora dolotowego (ze względu na różnicę ciśnień - jest wyższe w skrzyni korbowej) i spalają się w cylindrach razem z paliwem.

Aby umożliwić wymianę danych między wieloma elektronicznymi jednostkami sterującymi, jednostki te są połączone szybką magistralą danych CAN. Magistrala CAN składa się z dwóch linii, co pozwala na redukcję ilości przewodów elektrycznych. Każda jednostka sterująca może jednocześnie przesyłać i odbierać dane, ale każda konkretna jednostka odczytuje z magistrali CAN tylko te dane, których potrzebuje.

Cechy układu sterowania silnikiem Diesla

Silniki Diesla są sterowane za pomocą systemu elektronicznego podobnego do tego stosowanego w silnikach benzynowych (patrz powyżej).

Podczas pracy silnika Diesla do cylindrów zasysane jest czyste powietrze, które jest sprężane do wysokiego ciśnienia. W tym przypadku temperatura powietrza wzrasta powyżej temperatury zapłonu oleju napędowego. Paliwo jest wtryskiwane do cylindra z pewnym wyprzedzeniem i ulega samozapłonowi. Dlatego w silniku Diesla do zapłonu paliwa nie używa się świec zapłonowych.

W przypadku zimnego silnika temperatura sprężonego powietrza może nie osiągnąć wartości wymaganej do zapłonu. W takim przypadku wymagane jest dodatkowe podgrzanie. W tym celu w każdym cylindrze montowana jest świeca żarowa, która podgrzewa komorę spalania. Czas nagrzewania zależy od temperatury otoczenia i jest regulowany przez sterownik silnika oraz przekaźnik podgrzewania wstępnego.

Zanim paliwo trafi do pompy paliwa wysokiego ciśnienia lub pompowtryskiwaczy, jest oczyszczane z zanieczyszczeń i wody w podgrzewanym filtrze paliwa. Dlatego ważne jest, aby usuwać wodę z filtra paliwa lub wymieniać go zgodnie z harmonogramem konserwacji (zobacz rozdział 1).

Aby zwiększyć moc, wszystkie silniki Diesla wykorzystują turbodoładowanie.

Niektóre części układu sterowania silnikiem 4-cylindrowym umieszczone w komorze silnika pokazano na ilustracjach 2.2a-b.