Блок управління двигуном

Сучасні автомобілі відрізняються від автомобілів 40 - і 50-річної давності приблизно так само, як людина відрізняється від динозавра або мамонта: вони набагато менше «їдять» і у них краще розвинений мозок». Впровадження комп'ютерного управління дозволило довести роботу багатьох агрегатів, в тому числі, і двигуна, до досконалості.

Історія комп'ютерного управління двигуном

Над завданням своєчасної подачі в циліндр необхідної кількості палива, що знаходиться в оптимальному співвідношенні з повітрям, працювали конструктори всіх без виключення компаній - виробників автомобілів. З моменту появи першого автомобіля і до кінця 70-х всі їх зусилля були спрямовані на удосконалення механічної дозуючої системи карбюратора. Карбюратор був єдиним можливим дозуючим пристроєм для бензинових двигунів протягом десятиліть, і альтернатива з'явилася лише в 80-ті роки ХХ століття.

Однією з перших інжекторних систем "Caproni-Fuscaldo" був оснащений Alfa Romeo 6C2500 в середині 50-х років

За рахунок появи дешевих мікропроцесорів керовані комп'ютером інжекторні системи живлення завоювали ринок, дуже швидко витіснивши карбюратори. Впровадження автоматики відбувалося не відразу – спочатку у вигляді системи контролю за рівнем кисню у відпрацьованих газах, потім для корекції роботи механічного інжектора. Результат був настільки переконливим, що електронні мікросхеми незабаром повністю взяли всі функції з управління роботою двигуна.

Розвиток програмного забезпечення для блоків управління

Перші програми, під управлінням яких працювали блоки управління двигуном (які також прийнято називати ECU від англ. Engine control unit), були дуже примітивними. Отримуючи інформацію від датчиків частоти обертання двигуна, положення дросельної заслінки і ступеня розрідження у впускному колекторі, процесор «готував» суміш палива з повітрям в оптимальній пропорції 1 до 14. Саме така пропорція дає найбільш вдалий компроміс повноти згоряння і віддачі потужності. Після введення екологічних стандартів чистоти вихлопних газів (Евро1 − Евро5) вимоги до систем управління двигуном і до пропорцій сумішоутворення дещо змінилися – суміш заради зниження рівня викидів довелося "збіднити" (1 до 15 і вище).

"Ідеальний" склад паливної суміші називають стехіометричним. В цьому слові два грецьких кореня - "елемент" і "вимірюю"

Сучасні блоки управління двигуном не тільки здатні регулювати подачу пального та складу вихлопних газів, але і керувати системою запалювання, регулювати температуру охолоджуючої рідини та інші параметри двигуна. Крім того, сучасний блок управління двигуном обмінюється інформацією з іншими електронними контролерами, створюючи єдину систему електронного управління – локальну мережу всередині автомобіля під назвою CAN (Controller area network).

Як це працює?

Блок управління двигуном являє собою обчислювальний пристрій, основним завданням якого є обробка інформації, що надходить від вхідних датчиків, і заснована на цій інформації подача керуючих команд різних систем двигуна. Конструктивно блок управління включає в себе апаратне («залізо») і програмне забезпечення. Центральною частиною апаратного забезпечення є процесор. До нього стікаються дані з усіх датчиків двигуна, і саме в ньому відбувається їх обробка і аналіз. До інформації, традиційно надходить від датчиків (наприклад, положення і частота обертання колінчастого вала, витрати повітря тощо), додалася дані про швидкість автомобіля, вмісті кисню у вихлопних газах (лямбда-зонд), нерівності дороги, запит на включення кондиціонера і багато інші сигнали, що оптимізують робочі процеси двигуна. Кількість датчиків на теперішніх машинах може становити 20 і більше.

Блок управління двигуном багатьох сучасних моделей автомобілів з'єднаний з іншими контролерами по бездротовій мережі Bluetooth OBD2 Wireless Canbus

Програмне забезпечення необхідно для проведення обчислень, обробки сигналів та формування керуючих та коригуючих впливів на системи двигуна. Відмінна риса сучасних блоків управління – це можливість їх перепрограмування. Це дозволило відійти від жорстких рамок, що задаються заводський програмою, і відкрити широкий шлях для тюнінга двигуна – наприклад, установки турбокомпресора, інтеркулера, обладнання для використання альтернативних видів палива та багато іншого.

Чіп-тюнінг (зміна програми блоку управління двигуном) дозволяє налаштувати двигун під конкретні завдання, скажімо, збільшити його потужність в збиток економічності або навпаки, збільшити тягу на низьких або високих обертах.

Переваги і недоліки

Оснащення автомобілів блоками управління двигуном значно поліпшило їх технічні характеристики. В першу чергу це відбилося на зменшенні витрат палива і поліпшення динамічних і потужностних характеристик. Крім того, спростився запуск двигуна, так як блок управління відмінно адаптується під складні режими роботи (такі як холостий хід або прогрів двигуна). У зв'язку з автоматичною настройкою блоку управління під різні режими експлуатації, також відпала необхідність ручного регулювання системи уприскування – процесу, про який з жахом згадує кожен власник карбюраторного автомобіля. Нарешті, підтримання оптимального складу суміші дозволяє знизити кількість незгорілих вуглеводнів у вихлопі і, відповідно, підвищити його екологічність.

Є в електронних систем управління двигуном і недоліки. У першу чергу до них відноситься відносно висока вартість вузлів. Більш того, вузли цієї системи практично не піддаються ремонту і, в разі виходу з ладу, підлягають заміні. Для діагностики та усунення несправностей електронних систем потрібне спеціальне дороге обладнання та висока кваліфікація персоналу. Крім того, вони відрізняються високими вимогами до якості палива і надійності системи електроживлення.

Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read