安裝在 Renault Duster 汽車上的引擎配備具有燃油多點噴射的電子引擎管理系統。

該系統在保持高行駛性能和低油耗的同時,確保符合現代排放毒性和蒸發標準。

系統中的控制裝置是電子控制單元(ECU)。

根據從感知器獲得的資訊,ECU 計算燃油噴射調節參數和點火提前角控制參數。

此外,ECU 按照內建的演算法控制引擎冷卻系統風扇電動機和空調壓縮機電磁離合器的工作,執行系統元件的自我診斷功能,並將發生的故障通知駕駛者。

當個別感知器和執行機構失效時,ECU 開啟確保引擎工作能力的應急模式。

噴油嘴供給的燃油量由 ECU 電氣信號的持續時間決定。

電子控制單元追蹤引擎狀態資料,計算燃油需求,並確定噴油嘴供給燃油所需的持續時間(信號持續時間)。

為增加供給的燃油量,信號持續時間延長;為減少燃油供給,則縮短。

引擎管理系統除電子控制單元外,還包括感知器、執行裝置、連接器和保險絲。

汽車引擎管理系統
汽車引擎管理系統

電子控制單元

ECU(控制器)透過電線與系統中的所有感知器連接。

接收來自感知器的資訊後,控制單元按照儲存在可程式唯讀記憶體(PROM)中的參數和管理演算法進行計算,並控制系統的執行裝置。

寫入 PROM 記憶體的程式版本以分配給該 ECU 修改型的編號表示。

控制單元偵測故障,識別並記憶其代碼,即使故障不穩定並消失(例如由於接觸不良)。

儀表總成中的引擎管理系統故障指示燈在故障元件恢復工作能力後 10 秒熄滅。

維修後,必須清除儲存在控制單元記憶體中的故障代碼。

為此,將控制單元的電源斷開 10 秒(取出電子控制單元電源電路的保險絲,或從電瓶「負極」端子斷開導線)。

控制單元以 5 V 和 12 V 直流電為管理系統的各種感知器和開關供電。

由於電源電路的電阻很高,連接到系統端子的指示燈不會亮起。

為確定 ECU 端子上的電源電壓,應使用內阻不小於 10 MΩ 的電壓表。

電子控制單元對防盜系統進行控制。ECU 不適合維修,因此在失效時必須更換。

引擎管理系統電子元件的數量和品牌取決於汽車的配置,即汽車上安裝的是哪種動力裝置。

K4M 和 F4R 引擎管理系統的電路圖在文章末尾給出。

曲軸位置感知器用於使引擎電子控制單元的工作與曲軸角位置同步。

感知器的作用基於霍爾效應。

K4M 引擎曲軸感知器
K4M 引擎曲軸感知器

圖 2 為 K4M 引擎曲軸感知器。

F4R 引擎曲軸位置感知器
F4R 引擎曲軸位置感知器

圖 3 為 F4R 引擎曲軸位置感知器。

感知器安裝在離合器殼體前部、飛輪上的信號盤上方。

信號盤是一個齒輪。

飛輪上的信號盤
飛輪上的信號盤

曲軸旋轉時,飛輪的齒改變感知器的磁場,感應出交流電壓脈衝。

控制單元根據感知器信號確定曲軸轉速並向噴油嘴發出脈衝。

感知器失效時引擎無法起動。

凸輪軸位置感知器(相位)(僅在 F4R 引擎上)為感應式,安裝在汽缸蓋後部。

凸輪軸位置感知器
凸輪軸位置感知器

進氣凸輪軸旋轉時,其前軸頸上的凸起改變感知器的磁場,感應出交流電壓脈衝。

感知器信號被 ECU 用於按照汽缸工作順序組織燃油順序噴射,以及根據引擎工況控制配氣相位的變化。

當凸輪軸位置感知器電路發生故障時,電子控制單元將其代碼存入記憶體並點亮指示燈。

冷卻液溫度感知器安裝在引擎冷卻系統分水器殼體中。

冷卻液溫度感知器
冷卻液溫度感知器

感知器的感溫元件是熱敏電阻,其電阻與溫度成反比變化。

冷卻液溫度低(−20 °C)時,熱敏電阻的電阻約為 15 kΩ;溫度升高至 +80 °C 時,電阻降至 320 Ω。

電子控制單元以恆定的「參考電壓」為溫度感知器電路供電。

感知器信號電壓在冷引擎時達到最大值,並隨著暖機而降低。

根據電壓值,電子控制單元確定引擎溫度,並在計算噴射和點火調節參數時加以考慮。

當感知器失效或其連接電路出現異常時,ECU 設定故障代碼並記憶。

感知器殼體中還裝有附加熱敏電阻,用於控制儀表總成中的冷卻液溫度指示器。

節氣門位置感知器僅安裝在 K4M 引擎上。

節氣門位置感知器
節氣門位置感知器

節氣門位置感知器安裝在節氣門體殼體上,並與節氣門軸連接。

感知器是一個電位計,其一端施加電源「正極」(5 V),另一端連接到「接地」。

從電位計的第三個端子(來自滑動觸點)輸出信號至電子控制單元。

當節氣門轉動時(受控制踏板的作用),感知器輸出端的電壓改變。

節氣門關閉時,電壓低於 0.5 V。當節氣門開啟時,感知器輸出端的電壓升高;節氣門全開時,電壓應大於 4 V。

透過追蹤感知器的輸出電壓,ECU 根據節氣門開啟角度(即根據駕駛者的意願)修正燃油供給。

節氣門位置感知器無需調整,因為控制單元將怠速(即節氣門完全關閉)視為零點。

控制含氧感知器用於閉環噴射系統中,安裝在排氣歧管上。

控制含氧感知器
控制含氧感知器

為修正噴射脈衝持續時間的計算,使用排氣中氧含量的資訊。

排氣中所含的氧與感知器反應,在感知器輸出端產生電位差。

其變化約從 0.1 V(氧含量高——稀混合氣)到 1 V(氧含量低——濃混合氣)。

透過追蹤含氧感知器的輸出電壓,控制器確定向噴油嘴發出何種修正工作混合氣成分的指令。

如果混合氣稀(感知器輸出端電位差低),控制器發出加濃混合氣的指令;如果混合氣濃(電位差高)——則發出稀化混合氣的指令。

含氧感知器(λ 探針)是汽車噴射系統中易損的感知器。

其使用壽命為 2 萬至 8 萬公里,取決於汽油和引擎機油的品質以及使用條件。

根據廠方建議,應每行駛 7.5 萬公里更換一次。

加注幾次含鉛汽油就可能「毒化」感知器的電極。

當含氧感知器故障時,ECU 進入不考慮其電壓來確定混合氣參數的模式。

ECU 繼續考慮溫度和其它感知器的參數來控制混合氣成分。

診斷含氧感知器的工作原理與控制感知器相同。

診斷含氧感知器產生的信號指示觸媒轉化器之後排氣中的氧含量。

如果觸媒轉化器工作正常,診斷感知器的讀數將與控制感知器的讀數明顯不同。

爆震感知器固定在汽缸體側面、第 2 缸與第 3 缸之間的區域,捕捉引擎中的異常振動(爆震衝擊)。

爆震感知器
爆震感知器

爆震感知器的感溫元件是壓電晶片。

爆震時,感知器輸出端產生電壓脈衝,其隨爆震衝擊強度的增加而增大。

電子控制單元根據感知器信號調節點火提前角,以消除燃油的爆震燃燒。

車速感知器

車速感知器
車速感知器

在工作過程中,ECU 還使用從車速感知器獲得的車速資料。

感知器安裝在變速箱上。

感知器的作用原理基於霍爾效應。

感知器向電子控制單元輸出矩形電壓脈衝,其頻率與驅動輪的轉速成正比。

絕對壓力感知器在進氣歧管中將真空度轉換為電壓變化,ECU 根據其值設定引擎工作參數。

感知器安裝在進氣歧管上。

絕對壓力感知器
絕對壓力感知器

感知器的輸出電壓隨進氣管中的壓力變化——從 4.0 V(節氣門全開時)到 0.79 V(節氣門關閉時)。

引擎不工作時,控制單元根據感知器電壓確定大氣壓力,並使噴射調節參數適應具體的海拔高度。

儲存在記憶體中的大氣壓力值在汽車勻速行駛和節氣門全開時定期更新。

電磁閥屬於配氣相位變化系統(僅在 F4R 引擎上),安裝在引擎汽缸蓋中。

配氣相位變化系統的電磁閥
配氣相位變化系統的電磁閥

閥門調節供給相位變化執行機構的機油壓力,該執行機構安裝在進氣門凸輪軸前端。

該系統在引擎頻率和負荷值的整個範圍內改變配氣相位,進行最佳調整,從而在任何轉速工況下都提高功率和扭矩。

引擎停止時,機油壓力使控制閥的滑閥移動到對應最晚配氣相位的位置。

控制閥根據引擎控制單元的信號動作,向延遲腔或提前腔供油,同時連續改變配氣相位,分別朝提前或延遲方向變化。

進氣管空氣溫度感知器的構造與冷卻液溫度感知器相同。

進氣管空氣溫度感知器
進氣管空氣溫度感知器

其中也使用熱敏電阻,其電阻隨溫度變化。ECU 持續向感知器供電。

當進氣管中的空氣冷卻時,感知器信號電壓最大,並隨其溫度升高而降低。

根據電壓值,控制單元在計算點火提前角時進行修正。

此外,為在不同條件下維持引擎的最佳工作工況,ECU 使用來自離合器踏板位置感知器(手排變速箱汽車)或自排變速箱感知器、煞車信號開關、車輪轉速感知器(ABS)的信號。

離合器踏板位置感知器、煞車信號開關、油門踏板模組
1 — 離合器踏板位置感知器,2 — 煞車信號開關,3 — 油門踏板模組

根據離合器踏板位置感知器和煞車信號開關的信號,ECU 區分踏板的踩下和未踩下位置。

當離合器踏板踩下時,ECU 限制向汽缸供給燃油。

診斷插座用於從 ECU 記憶體中輸出引擎管理系統工作時發現的故障代碼。

診斷插座
診斷插座

它位於車內手套箱後壁上。

透過該插座讀取以下引擎工作的主要參數:

  • 燃油修正系統的工作模式;
  • 引擎的計算負荷;
  • 冷卻液溫度;
  • 供油系統中的燃油壓力;
  • 進氣管中的空氣壓力;
  • 引擎轉速;
  • 車速(行駛中——連接可攜式掃描裝置時);
  • 點火提前角;
  • 進氣溫度;
  • 空氣流量;
  • 節氣門位置;
  • 含氧感知器資料。

在拆卸燃油噴射管理系統的任何元件之前,請從電瓶「負極」端子斷開導線。

如果電瓶上的導線接頭未擰緊,請勿起動引擎。

引擎運轉時切勿將電瓶與汽車車載電網斷開。

充電電瓶時,請將其與汽車車載電網斷開。

請勿使 ECU 在工作狀態下承受高於 65 °C 的溫度,在非工作狀態下承受高於 80 °C 的溫度(例如在乾燥室中)。

點火開關接通時,請勿從 ECU 斷開或連接導線。

在汽車上進行電焊作業前,請從電瓶斷開導線,並從 ECU 斷開線束接頭。

所有電壓測量請使用內阻不小於 10 MΩ 的數位電壓表進行。

燃油噴射系統中使用的電子元件設計為極低電壓,因此容易因靜電放電而損壞。

為避免損壞 ECU,請勿用手觸摸其端子。

K4M 引擎管理系統電路圖
K4M 引擎管理系統電路圖

K4M 引擎管理系統的電路圖如圖 16 所示。

F4R 引擎管理系統電路圖
F4R 引擎管理系統電路圖

F4R 引擎管理系統的電路圖如圖 17 所示。