Электронная система управления двигателями квадроциклов DELPHI МТO 5

В статье рассматривается электронная система управления двигателями (ЭСУД) DELPHI, базирующаяся на электронном блоке управления (ЭБУ) МТ05. Эта ЭСУД применяется на квадроциклах разных производителей.

Система управления двигателями на базе ЭБУ DELPHI МТ05 (далее — МТ05) широко применяется в различных моделях квадроциклов, а именно:

-    Benelli: BN302, VLM 150, BJ250T-8.

-    Bennche: Bighorn 400, Bighorn 700.

-    Excalibur: UTV700-4, UTV700-5.

-    Geon: Blackster 250 EFI, Daytona 350 EFI, Invader 350 EFI, Issen 250 EFI, Tossa 250 EFI, Tourer 350 EFI.

-    HiSUN: 700 EFI.

-    Jialing: JH200-8.

-    Lifan: LF250-P.

-    Massimo: Alligator 700, MSU-400, MSU-500.

-    Menards: Yardsport YS700, Yardsport YS400,

Yardsport UTV 700, Yardsport UTV 400.

-    Qlink: FrontRunner 700 EFI, FrontRunner 400 EFI.

-    S&T (Hyosung): GV250.

-    Speed Gear: Buggy 600, Buggy 800, Force 500

EFI, Force 700 EFI, UTV 700 EFI, UTV 800 EFI.

-    Stels: Trigger 125, UTV 800H, UTV 800V

Dominator, S800 Россомаха, 600 Benelli.

-    Supermach: UTV700-BF-TL, UTV400-BF-TL.

-    Weis: ATV 800 EFI.

-    Zongshen: RX3 (ZS250GY-3).

Рассматриваемая ЭСУД (англ. EMS, ECU) представляет собой автономный набор компонентов, включая электронный блок управления и набор датчиков, позволяющий получить информацию о режиме работы двигателя. На основании анализа информации о температуре, оборотах и нагрузке на двигатель ЭСУД обеспечивает его функционирование в наиболее благоприятных условиях за счет своевременной подачи искры и оптимального смесеобразования. В свою очередь эти меры позволяют двигателю квадроцикла обеспечить заявленные характеристики по динамике и расходу топлива.


В состав стандартной ЭСУД, предназначенной для бензиновых двигателей небольшого объема, входят следующие компоненты:

-    ЭБУ;

-    датчик положения коленчатого вала;

-    датчик температуры двигателя;

-    топливный инжектор;

-    топливный модуль, состоящий из насоса, регулятора давления и фильтра;

-    дроссель, в составе корпуса, датчика положения и регулятора холостого хода (винт или клапан);

-    индуктивная катушка зажигания;

-    датчик кислорода(рабочий), при наличии катализатора помимо рабочего датчика кислорода устанавливается диагностический датчик кислорода для контроля состояния катализатора;

-    датчик температуры воздуха во впускном коллекторе;

-    датчик давления во впускном коллекторе/дат-чик массового расхода воздуха;

-    клапан испарительной продувки.

Электронный блок управления МТО5

Во время работы двигателя ЭБУ МТ05 постоянно анализирует условия его работы на основании сигнала отдатчиков. Критериями оптимизации процесса управления является обеспечение экологических норм, заявленного расхода топлива и мощности двигателя. Кроме того, проводится постоянный контроль исправности датчиков. При обнаружении неисправности того или иного датчика производится переход на адаптивные таблицы. При выходе из строя датчика положения коленчатого вала работа двигателя невозможна.

Каждый ЭБУ МТ05 имеет идентификационный номер, включающий номер платформы потребительского транспортного средства и идентификатор модели ЭБУ.

ЭБУ МТ05 выпускается в 5 модификациях, для двух- и одноцилиндровых двигателей:

•    МТ05 Generic 1 CYL ECU

•    МТ05 Generic 2 CYL ECU

•    MT05 Generic 2 CYL ECU w 02 Sensors

•    MT05.1 Generic Low Cost 1 CYL ECU

•    MT05.1 1 CYL ECU WO IACV

Конструкция всех модификаций аналогична (полиэстеровый корпус, размещенный на базовой алюминиевой пластине). Габаритные размеры ЭБУ составляют 103x92,6x27,1 мм.

Для подключения источника питания, датчиков, исполнительных механизмов во всех модификациях, кроме МТ05.1 Generic Low Cost 1 CYL ECU, используется 2-секционный 36-контактный интерфейсный разъем. В модификации МТ05.1 Generic Low Cost 1 CYL ECU количество контактов интерфейсного разъема сокращено до 18.
ЭБУ МТ05 представляет собой специализированный компьютер на основе микроконтроллера SAK-XC164CM фирмы Infineon с внутренней флэш-памятью объемом 128 кб. Также возможны варианты исполнения ЭБУ на основе других ИМС аналогичного класса.

Для ЭБУ МТ05 производитель устанавливает следующие требования:

-    Во время работы с ЭБУ не допускается его установка в непосредственной близости от двигателя или выхлопной системы. Чрезмерный нагрев блока управления приводит к сокращению срока службы и может стать причиной выхода из строя.

-    Не допускается попадание на ЭБУ воды, масла, топлива и других жидкостей. Несмотря на герметизацию корпуса ЭБУ, воздействие жидкостей на него недопустимо. В частности, они могут вызывать коррозию разъемов.

-    Не допускается подача напряжения отдельно на любую часть ЭБУ, это может привести к выходу его из строя.

-    При ремонте транспортных средств не допускается очистка корпуса ЭБУ посредством любых жидкостей. Очистку рекомендуется выполнять с помощью сухой ткани и сжатого воздуха.

-    В случае если на ЭБУ попала жидкость, следует обесточить блок, продуть интерфейсные разъемы сжатым воздухом, а перед подачей питания выдержать интервал, необходимый для высыхания остатков влаги.
-  Минимально допустимое напряжение аккумулятора равно 6,3 В. Полноценное функционирование блока управления возможно при напряжении питания в диапазоне 9... 16 В. Контроль напряжения выполняется средствами электроники блока управления. Если напряжение питания станет ниже 6,2 В, микроконтроллер отключит ЭБУ, при этом вся важная информация будет сохранена в энергонезависимой памяти EEPROM. Верхний порог напряжения питания равен 26 В. Если время подачи этого напряжения не превысило 1 минуты, то ЭБУ сохраняет работоспособность. При подаче обратного напряжения допустимое значение составляет -13 В, максимальное время — не более 1 минуты.

- При перезагрузке ЭБУ все выходы должны быть установлены в начальное положение. Если это условие не выполняется, то при попытке загрузки микроконтроллер проверит состояние выходов, переведет их в начальное состояние, после чего выполнит еще одну перезагрузку.


Сервисного обслуживания для ЭБУ МТ05 не предусмотрено. При появлении сбоев, если их причина заключается в программном обеспечении и/или калибровках блока управления, требуется перепрограммирование ЭБУ.

Топливный инжектор Multec 3/3.5

Топливные инжекторы Multec 3/3.5 представляют собой электромеханические устройства, в которых за счет подачи напряжения на катушку соленоида создается магнитное поле, под действием которого игла инжектора преодолевает сопротивление вакуума во впускном коллекторе, усилие пружины и давление топлива. При поднятой игле топливо в дисперсном виде поступает к направляющему конусу, при прохождении через который оно автоматически распыляется. При снятии напряжения с катушки соленоида подача топлива прекращается. Отличие инжектора Multec 3.5 от Multec 3 заключается в использовании улучшенного (более чувствительного) соленоида. Кроме того, инжектор Multec 3.5 выпускается в обычной и в компактной версиях.


При стандартных условиях диапазон рабочей температуры топливных инжекторов составляет -30...+125 °С. Используемые уплотнительные кольца (устанавливаются между топливной рампой и инжектором, а также между инжектором и двигателем) должны работать в указанном диапазоне температур. При повторной установке инжектора не допускается использование ранее применявшихся уплотнительных колец, так как это может стать причиной утечки топлива в местах соединений.

Для защиты инжектора от примесей в составе топлива в его составе находится необслуживаемый топливный фильтр, при этом эксплуатация инжекторов без внешнего топливного фильтра не допускается.

Для замены топливных инжекторов действуют в следующем порядке:

1.    Выключают зажигание.

2.    Отключают массу (минус) от аккумулятора.

3.    Отключают электрические разъемы от инжекторов.

4.    Снижают давление топлива. Для этого до выполнения каких-либо манипуляций отключают топливный насос, после чего запускают двигатель. Когда имеющийся в топливной системе запас топлива будет истрачен, двигатель остановится.

5.    Снимают фиксирующий инжектор зажим, очищают инжектор и места его присоединения от грязи.

6.    Отключают инжектор от топливной магистрали.

7.    Снимают инжектор с впускного коллектора.

8.    Если инжектор после диагностики будет установлен повторно, заменяют уплотнительные кольца. Если новых уплотнительных колец нет, внимательно осматривают старые на предмет трещин или иных повреждений.

9.    Смазывают уплотнительные кольца небольшим количеством смазки (Mobil DTE 24/ DTE 25/DTE 26) или аналогичной.

10.    Устанавливают инжектор в топливный коллектор, проверив правильность ориентации инжектора относительно рабочего угла впрыска.

11.    Устанавливают зажимы на свои места и подключают топливную рампу.

12.    Подключают инжектор в ЭСУД квадроцикла.

13.    Подключают клемму массы (минус) аккумулятора.

14.    Переводят ключ зажигания в положение «включено», ожидают окончания цикла работы бензонасоса и осматривают инжектор и места его подсоединения на предмет течи.

15.    Запускают двигатель и проверяют его работоспособность.

При установке инжектора допускается только замена на аналогичный. Для очистки инжекторов допускается как их промывка специальной химией (без демонтажа, промывочный раствор подается через систему питания), так и ультразвуковая очистка с демонтажом. После чистки и установки инжектора на двигатель следует дать мотору поработать не менее 3...4 минут, чтобы убедиться в остаточной очистке инжектора от отложений.

Дроссель

Дроссельный узел представляет собой электромеханическое устройство, конструкция которого может отличаться в зависимости от модели двигателя. Основными элементами дросселя являются литой корпус с воздушной заслонкой (обеспечивает поступление воздуха в двигатель в рабочих режимах), датчик положения дроссельной заслонки и система холостого хода с воздушным клапаном (обеспечивает поступление воздуха на холостом ходу).


Датчик положения дроссельной заслонки обеспечивает обратную связь с ЭБУ. В системах с механическим управлением дросселем (троси-ковый привод) воздушный канал холостого хода снабжен электрически управляемым клапаном. Если привод дроссельной заслонки электронный, то режим холостого хода обеспечивается необходимым приоткрытием дроссельной заслонки. При работах, связанных с демонтажем/установкой дросселя, следует отрегулировать свободный ход троса газа (для механического привода).

ЭБУ МТ05 рассчитан на использование датчиков положения дроссельной заслонки с рабочим напряжением 5±0,1 В и сопротивлением между контактами Т1 (+5 В) и Т2 (общий) от 3 до 12 кОм. Для очистки датчика положения дроссельной заслонки использовать какие-либо растворители не допускается.

Для воздушного клапана холостого хода ЭБУ МТ05 рабочее напряжение может составлять 7,5...14,2 В, сопротивление соленоида — 53 Ом ± 10%, индуктивность соленоида — 33 мГн ±20%.

Датчики температуры воздуха и давления на впуске

В ЭСУД с ЭБУ МТ05 могут использоваться как отдельные датчики температуры воздуха во впуске (МАТ), так и совмещенные датчики температуры воздуха и давления на впуске (МАТ/МАР). Датчик температуры воздуха представляет собой резистор, сопротивление которого зависит от температуры. Для работы с ЭБУ МТ05 используются датчики температуры с отрицательным температурным коэффициентом — варисторы. Напряжение питания датчика равно 5 В, время отклика — менее 15 секунд.


Совмещенные датчики температуры воздуха и давления на впуске (МАТ/МАР) представляют собой устройства, где в одном корпусе совмещены две функции. Принцип действия датчика температуры в таком датчике аналогичен одиночным датчикам. Давление воздуха измеряется за счет изменения напряжения, формируемого электроникой датчика, оно пропорционально сигналу чувствительного элемента. Контролируемый диапазон давления -20... 102 кПа при температуре от -40°С до 105 °С и напряжении питания 5±0,1 В.

Датчик температуры двигателя

Тип используемого датчика температуры двигателя зависит от используемой системы охлаждения. Для двигателей с водяным охлаждением применяются датчики с отрицательным температурным коэффициентом зависимости сопротивления датчика от температуры. Чувствительный элемент датчика погружен в охлаждающую жидкость. В двигателях с воздушным охлаждением также используются датчики с отрицательным температурным коэффициентом, при этом датчик устанавливается на корпусе двигателя. В качестве опорного напряжения используется напряжение 5 В.


Датчики кислорода

Датчики кислорода служат для мониторинга содержания остаточного кислорода в выхлопных газах. В зависимости от количества цилиндров может использоваться 1 или 2 датчика кислорода. ЭБУ МТ05 может работать с датчиками кислорода, оснащенными подогревателем чувствительного элемента. Максимальная мощность нагревателя равна 7 Вт, сопротивление нагревателя при температуре 21 'С равно 9,6±1,5 Ом. Предел уровня обогащения соответствует сигналу 750 мВ, предел уровня обеднения смеси — 120 мВ. Сигнал с датчика кислорода является важным фактором, используемым для корректировки топливоподачи.

Также отметим, что для подобных двигателей предельно допустимыми значениями примесей в топливе являются содержание свинца — 0,005 г/л, фосфора — 0,0002 г/л, серы — 0,04%, марганца циклопентадиенил трикарбонила — 0,0085 г/л, кремния — 0,000004 г/л. При использовании топлива с большим количеством примесей возможен выход из строя датчиков кислорода.

Клапан испарительной продувки

Система клапана испарительной продувки (ЕСР) используется для контроля испарения бензина из топливного бака, сбора их во впускном коллекторе и включения их в процесс сгорания, что позволяет уменьшить количество выбросов в атмосферу. Для управления клапаном используется постоянное напряжение питания 8... 16 В, частота управляющих сигналов — 16 Гц, максимальный поток воздуха — 25...35 л/мин. Клапан испарительной продувки устанавливают на раме квадроцикла горизонтально, при этом он должен быть максимально смещен к оси коленвала для уменьшения вибраций.

Модуль топливного насоса

Модуль топливного насоса подает топливо в двигатель под нужным давлением, обычно он размещается снизу топливного бака. Как правило, используются модули с погружными топливными насосами. В состав модуля топливного насоса входят: топливный насос (1 на рис. 9), фильтр (2), прокладка (3), зажим (4), штуцера для прямой и обратной подачи топлива (5), провода подключения модуля (6), провода подключения насоса (7), механический регулятор давления диафраграмменого типа (8), фиксатор регулятора (9), топливная трубка (10), а также кронштейн-изолятор топливного насоса. Минимально необходимый остаток топлива в баке — 3 литра. При работе с меньшим количеством топлива ухудшаются условия охлаждения топливного насоса и возможен его выход из строя.


При выполнении любых операций с топливной системой следует заранее снять избыточное давление в топливной магистрали и отключить «общий» от аккумулятора. Значение рабочего давления в топливной магистрали составляет 220...270 кПа. Если значения давления топлива ниже, убеждаются в отсутствии засорения топливного фильтра и топливных трубок, а затем проверяют исправность топливного насоса и регулятора давления путем замены на заведомо исправный. После проведения любых работ, связанных с демонтажом топливного модуля, необходимо убедиться в отсутствии утечки топлива во всех узлах топливной системы.

Диагностическое оборудование

При диагностике ЭСУД на базе ЭБУ МТ05 можно использовать как специализированный диагностический сканер от производителя ЭБУ, так и обычный компьютер с соответствующим программным обеспечением (PCHUD, KWP Diagnostic Tool) и совместимым адаптером K-Line. При отсутствии специального оборудования сброс ошибок может быть выполнен долговременным (5... 10 минут) отключением питания ЭБУ.

Диагностический разъем в квадроциклах с ЭСУД на базе ЭБУ МТ05 обычно 6-контактный, для подключения диагностического оборудования задействованы 3 из них:

-    Общий (контакт 2);

-    K-Line (контакт 4);

-    +12 В (контакт 6).
Обмен между ЭБУ и диагностической программой происходит по протоколу Keyword 2000, скорость обмена данными — 10400 бит/с. Коды ошибок ЭБУ МТ05 приведены в таблице 2.