Electronic Valve Timing Control

Как известно, клапаны в двигателе внутреннего сгорания открываются и закрываются, чтобы позволить топливно-воздушной смеси поступать в цилиндр перед сгоранием и выходить после этого выхлопным газам. В большинстве двигателей клапаны открываются эксентриками (кулачками), которые расположены на распределительном валу. Форма этих кулачков определяет подъем, время и продолжительность каждого открытия клапана. В двигателе с фиксированной фазой газораспределения время открытия/закрытия не является оптимальным для всех скоростей двигателя. Например, если распределительный вал предназначен для управления клапанами для оптимальной синхронизации при низких оборотах, то при более высоких оборотах каждый цилиндр будет лишен достаточной топливной и воздушной смеси, ограничивая выходную мощность двигателя. И наоборот, если он оптимизирован для высоких оборотов в минуту, автомобиль будет иметь «тяжелый» холостой ход при низких оборотах. Кроме того, в процессе эксплуатации, кулачки изнашиваются в результате трения, и это безусловно влияет на технические характеристики всего ГРМ в целом. Существует несколько способов изменения фаз газораспределения, таких как использование нескольких распределительных валов или полное устранение распредвала, управление распределительным валом и синхронизациея клапанов с помощью электронных, гидравлических или пневматических приводов. Такие системы значительно увеличивают как мощность, так и топливную экономичность двигателя внутреннего сгорания.

Системы электронного управления клапанами (EVC) призваны оптимизировать время работы клапана во всем диапазоне возможных скоростей вращения двигателя. Большинство существующих систем управляют синхронизацией клапанов с помощью управляемого компьютером привода распределительного вала. Иногда используются два распределительных вала, один для управления впускными клапанами, а другой для управления выпускными клапанами. Распределительный вал может иметь два набора «кулачков», где один комплект рассчитан на низкие, а другой — на высокие обороты. Когда распределительный вал вращается, эксцентрики открывают подпружиненные клапаны, которые затем закрываются силой пружин. Электронный блок управления (ECU) выбирает, какой набор «кулачков» использовать в зависимости от частоты вращения двигателя.

схема цилиндра ДВС без распределительного вала с электроуправляемыми клапанами.

Существуют и другие механические / электрические методы, которые на один шаг приближают к реализацию идею, которая призывает отказаться т использования распредвала вообще. Сегодня, существует три основных направленияиз в которых используются: электропневматические клапаны (EPV), электрогидравлические клапаны (EHV) и электромагнитные клапаны (EMV). Клапаны EPV и EHV используют электрические соленоиды для управления потоком сжатого воздуха или гидравлической жидкости к клапанам в соответствующее время. Существующие системы EPV и EHV обычно устраняют механизм пружины, но все еще используют кулачок. Системы EPV обычно встречаются в двигателях Формулы 1, а системы EHV используются двигателями на автомобилях BMW. Электромагнитные клапаны управляют открытием клапана напрямую, исключая распределительные валы и многие другие связанные компоненты системы газораспределитеьного механизма ГРМ. Двигатели такой конструкции в настоящее время находятся в стадии разработки.  Возможно, прототипы таких машин будут скоро представлены,  но в серию, они вряд ли скоро войдут из-за сложности реализации технической задачи и, соответственно, дороговизны. Системы EMV открывают почти безграничные возможности  по управлению длительностью откытия/закрытия клапанов, степенью открытия, как впускных, так и выпускных клапанов. Это позволяет значительно улучшить контроль характеристик двигателя, что позволяет снизить выбросы, увеличить крутящий момент на низких оборотах и ​​увеличить пиковые мощности.

Электронный контроль стабильности или система курсовой устойчивости.

Electronic Stability Control (ESC),  Vehicle Dynamic Control (VDC), Dynamic Stability Control (DSC), Electronic Stability Program (ESP), Vehicle Stability Control (VSC), а также Vehicle Stability Assist (VSA) — под такими наваниями может пониматься один из самых значительных активных систем безопасности в современных автомобилях. Основная функция этой системы заключается в улучшении управляемости автомобиля и предотвращении возможных аварий во время тяжелых и рискованных маневров вождения (например, при крутом повороте на боьшой скорости или смене полосы с помощью экстренного торможения). Как правило, эти системы стабилизируют транспортное средство, применяя необходимый момент рыскания (генерируемый индивидуальным тормозным усилием на каждом колесе) и регулируя угол бокового скольжения транспортного средства на основе сравнения состояния транспортного средства и действий водителя. Некоторые системы ESC также уменьшают мощность двигателя во время арессивного, резкого управления.

При очень сложном повороте, особенно на скользкой дороге, транспортное средство может давать сильный крен или уходить в занос не слушаясь руля. Эта ситуация называется недостаточной поворачиваемостью или избыточной поворачиваемостью. В ситуации избыточной поворачиваемости автомобиль заносит, потому что задние колеса теряют сцеплеие с дорогой и скользят. Недостаточная поворачиваемость возникает, когда передние колеса теряют сцепление с дорогой и автомобиль не входит в поворот.

Электронная архитектура контроля устойчивости

На рисунке выше показана архитектура типичной системы контроля устойчивости, включающая три основных элемента: водитель, транспортное средство и окружающая среда. Система ESC использует угол поворота и скорость автомобиля для расчета предполагаемой траектории пути транспортного средства. Используя датчик скорости рыскания в сочетании с датчиком поперечного ускорения, система вычисляет фактический путь транспортного средства. В нормальном контуре управления водитель обнаруживает отклонение транспортного средства от текущей дорожной траектории и исправляет его через систему рулевого управления. Когда возникает вероятность потери контроля над транспортным средством водителем, электронная система контроля устойчивости определяет отклонение между предполагаемым путем движения транспортного средства и фактическим путем движения транспортного средства. Система ESC генерирует необходимый момент рыскания, автоматически активируя тормозное усилие на нужном колесе, чтобы вернуть транспортное средство к намеченной траектории.

иллюстрация избыточной поворачиваемости

иллюстрация недостаточной поворачиваемости

В зависимости от системы сиденье водителя можно отрегулировать в четырех, шести или восьми направлениях.

Система ESC
Electronic Seat Control (ESC) не является новой концепцией в автомобилях. Фактически, электрорегулируемые сиденья впервые появились на автомобилях в 1940-х годах. Основные направления в области электронного управления сиденьем были в основном сосредоточены на функциональности, комфорте и простоте использования. В начале, управление обычно ограничивалось однонаправленным движением в направлении вперед-назад относительно салона транспортного средства. Современные автомобили обычно используют шестипозиционное или восьмипозиционное управление сиденьем, которое включает в себя регулировку высоты сиденья, изменения угла основания и спинки сиденья.

регулировка сиденья

Дополнительные усилия по повышению комфорта пассажиров и водителей привели к таким изменениям, как интегрированные системы климат-контроля с возможностью обогрева и охлаждения. Еще одним важным новшеством стала взможность сохранения индивидуальных настроек для каждого водителя. Основная идея запоминания настроек водителя заключается в том, что положение элементов сиденья водителя можно контролировать и записывать с помощью контроллера сиденья. Контроллер может включить определенные настройки и сиденье примет нужную конфигурацию. Каждый водитель, который управляет автомобилем, может установить сиденье в предпочтительное положение, просто нажав соответствующую кнопку на панели управления. Эта функция очень удобна, когда несколько водителей пользуются одним автомобилем.

Не все электронные улучшения положения сидений были чисто мотивированы комфортом. В качестве основного интерфейса между пассажирами / водителями и автомобилем сиденье также играет важную роль в плане безопасности. Один из способов, которым электронное управление сиденьем помогло улучшить безопасность во время столкновений, — это контроль за положением головы водителя / пассажира во время удара сзади. Так называемый «хлесткий удар»  является серьезной проблемой безопасности при столкновениях сзади. Во время такой аварии происходит так, что голова человека сильно откидывается назад из-за внезапного прямого ускорения транспортного средства. Одним из способов, с помощью которого сиденье может помочь предотвратить хлыстовую травму, является регулировка подголовника до оптимального положения во время событий столкновения, чтобы обеспечить дополнительную поддержку.

Компания Faurecia, известный мировой бренд производства автокомплектующих, представила сидения, которые управляются с смартфонами. Человек может использовать специалное приложение смартфона для измерения размера своего тела. Смартфон вычислит параметры оптимального положения сиденья и передает эту информацию контроллеру, который отреулирует кресло по индивидуальным настойкам.

Отопители семейства Планар достаточно надежны и просты, однако основным уязвимым местом этих приборов является электронный блок управления. Он достаточно дорогой, и хуже всего, что иногда он выходит из строя вместе с нагнетателем воздуха. И тогда встает вопрос, а не проще ли купить новый «фен» в сборе?

нажми, чтобы увеличить

В интернете имеется достаточно много заводских инструкций по установке и диагностике неисправностей данного устройства. Но в этой статье я решил написать простое руководство, с помощью которого можно определить неисправность быстро,  не имея особых навыков ремонта электрооборудования. Кроме того, теоретические данные приведенные инструкции завода-производителя иногда могут ввести в заблуждение, и далее в статье, будет рассмотрен такой случай.

Рассмотрим все ошибки, характерные для отоптелей «Планар»:ПЛАНАР — 4Д -12 , ПЛАНАР — 4Д — 24 , ПЛАНАР — 4Д -12-01, ПЛАНАР — 4Д – 24 -01, ПЛАНАР — 4Д – 24 –01КР,  ПЛАНАР — 4Д – 24 –02.

Ошибка 1. Перегрев теплообменника

Инструкция завода: Проверить входной и выходной патрубок нагревателя на предмет свободного входа и выхода нагреваемого воздуха. Проверить датчик перегрева на теплообменнике, при необходимости заменить

нажми, чтобы увеличить

Мои рекомендации: Как правило, «виноват датчик перегрева, который располагается в центре торцевой части отопителя. Проверить его работоспособность просто. Его контакты в нормальном положении замкнуты, поэтому проверяются мультиметром на целостность цепи («пищалкой»).  Или же можно просто перемкнуть провода идущие к датчику как показано на фото и попробовать произвести запуск. Фен запустился? Не перегрейте его, он сам не отключится… Выключаете прибор и меняете датчик.

нажми, чтобы увеличить

Ошибка 2. Попытки запуска исчерпаны 

Инструкция завода: Если допустимое количество попыток запуска использовано – проверить количество и подачу топлива. Проверить систему подвода воздуха для сгорания и газоотводящий трубопровод.

Мои рекомендации: На счет топлива — полностью согласен. Иногда кажется, что топливо поступает небольшими порциями, но его оказывается недостаточно для розжига. Попробуйте повторить процедуру запуска несколько раз. Блок управления запрограммирован так,  что он выполняет две попытки запуска и если он не получает информацию от индикатора пламени, то система отключается, а индикатор показывает два мигания. В этом случае при поиске неисправности отталкивайтесь от правила: «либо нечему гореть, либо нечему поджечь…» поджигает, как известно, свеча накала и ниже будет рассмотрен этот случай.

Ошибка 3. Прерывание пламени

Инструкция завода: Проверить количество и подачу топлива. Проверить систему подвода воздуха для сгорания и газоотводящий трубопровод. Если отопитель запускается, то проверить индикатор пламени и при необходимости заменить.

Мои рекомендации: Опять же сработал индикатор пламени. именно он отвечает за информирование блока управления о наличии горения в камере. И тут вероятны три варианта: или он неисправен, поэтому дает ложный сигнал, либо контроллер вышел из строя и попросту «глючит».

примечание: Ситуация, когда блок управления «ругается» на датчики и исполнительные механизмы далеко не редкость. А на деле выясняется, что виноват сам контроллер. Поэтому при наличии любой неисправности или сбоев в работе, необходимо всегда понимать, что неисправный блок управления может выдавать неверные сигналы об ошибках.

И третий вариант — проблемы с подачей топлива или воздуха.

Ошибка 4. Неисправность свечи накаливания

Инструкция завода: Проверить свечу накаливания, при необходимости заменить.

Мои рекомендации: Свеча накаливания проверяется легко. можно это сделать мультиметром как показано на фото:

нажми, чтобы увеличить

А можно просто выкрутить её, подать напряжение 12 вольт и проверить, греется ли она. Не припомню случаев, чтобы свеча плохо прогревалась, она либо работает, либо нет. Выполняя эту проверку будьте аккуратны —  не обожгитесь.

Ошибка 5. Неисправность индикатора пламени

Инструкция завода: Проверить цепь индикатора пламени на обрыв при этом сопротивление между выводами должно быть не более 1 Ом. Если индикатор неисправен, то его необходимо заменить

Мои рекомендации: А вот это как раз тот случай, когда не следует «слепо» верить инструкциям. Обратите внимане на фото. Проверяется исправный датчик, но при этом его сопротивление 1,3 Ом. Другие датчики имеют примерно те же показатели! Проверял несколькими приборами — показания те же.

нажми, чтобы увеличить

Итак, индикатор пламени исправен, но высвечивается 5 миганий индикатора на пульте? Придется менять блок управления, скорее всего проблема в нем.

Ошибка 6. Датчик температуры

Инструкция завода: Заменить блок управления

нажми, чтобы увеличить

Мои рекомендации: Полностью согласен с инструкцией. Датчик интегрирован в печатную плату блока управления, которая залита специальным белым составом, якобы для защиты, но скорее всего, для невозможности её отремонтировать. Должен ведь завод-производитель иметь доходы от продаж комплектующих своей продукции..?

Ошибка 7. Неисправность топливного насоса

Инструкция завода: Проверить электропровода топливного насоса на короткое замыкание, при необходимости заменить.

Мои рекомендации: Проверить насосик легко, кратковременно подавая на него напряжение 12 вольт (полярность значения не имеет). При этом должны слышаться характерные щелчки. Для полной уверенности, можно опустить шланг подающего штуцера в сосуд с топливом. и выходного отверстия при щелчках должна выбрасываться жидкость. Если к насосику претензий нет, то проверяем целостность проводов. Если и тут все в порядке, то не забываем вернуться к примечанию в начале статьи.

нажми, чтобыу величить

Ошибка 8. Нет связи между пультом управления и блоком управления

Инструкция завода: Проверить соединительные провода, разъемы.

Мои рекомендации: Обратите внимание, на плате блока управления имеются соединительные колодки для подключения датчиков и вентилятора нагнетателя. на этих колодках черной точкой отмечено место подключения черного провода. Не перепутайте полярность. Что касается проверки проводов между пультом и блоком управления, то нужно проверить на целостность провода согласно схемы:

нажми, чтобы увеличить

Ошибка 9. Отключение, повышенное напряжение. Отключение, пониженное напряжение

Инструкция завода: Проверить батарею, регулятор напряжения и подводящую электропроводку. Напряжение между 1 и 2 контактами разъема ХР13 должно быть не выше 30 В (15 В).

Проверить батарею, регулятор напряжения и подводящую электропроводку. Напряжение между 1 и 2 контактами разъема ХР13 должно быть не ниже 20 В (10,8 В).

Мои рекомендации: Эта ошибка часто появляется из-за того, то питание на прибор подается откуда «поближе», а не откуда следует. В идеале, конечно же, лучше подключить обогреватель к аккумуляторам. Но если такой возможности нет, то постарайтесь хотя бы обеспечить хороший контакт с корпусом («массой») автомобиля. А что касается минимумов и масимумов напряжения указанных в инструкции, то практика показывает такую картину Если напряжение в момент запуска находится за пределами этих величин, то «ПЛАНАР» не запустится, а индикатор выдаст ошибку 9. Но если прибор в работе, то кратковременные и небольшие перепады напряжения не приводят к отключению обогревателя.

Однако следует упомянуть один из случаев. На транспортном средстве неправильно подключили генератор (напрямую, без участия реле-регулятора) Это привело к высокому напряжению в сети, и как следствие, выбило всю электронику установленных отопителей: блок управления «Планар» 4ДМ-2-24, вентилятор нагнетателя, а также блок управления ПЖД 14 ТС-10. Вот так дорого иногда обходятся ошибки… Предохранители не спасли, они для защиты от замыканий.

Ошибка 10. Превышено время на вентиляцию

Инструкция завода: За время продувки недостаточно охлаждён нагреватель. Проверить систему подачи воздуха для сгорания и газоотводящий трубопровод. Проверить индикатор пламени и при необходимости заменить.

Мои рекомендации: Честно говоря, не совсем понятно при чем здесь индикатор пламени, если за состоянием температуры прибора следит датчик перегрева…(его и следует проверить, как описывается выше) А вот на счет свободной вентиляции — согласен с инструкцией полностью.

Ошибка 11. Неисправность мотора нагнетателя воздуха

Проверить электропроводку мотора нагнетателя воздуха, при необходимости заменить нагнетатель воздуха

Мои рекомендации: Проводку проверить, конечно можно, но она как правило всегда остается целой. Чего не скажешь об электронике, которая участвует в управлении электродвигателем. На фото видно, что внутри нагнетателя воздуха имеется еще один электронный блок управления. Вот почему нагнетатель такой дорогой. На этой печатной плате сгорел один из транзисторов, как раз после скачка напряжения в случае с неправильно подключенным генератором.

Такие блоки в настоящее время редко ремонтируются. Во-первых, потому что не так много инженеров электронщиков, и вряд ли кто станет этим заниматься. Во-вторых себестоимость ремонта нецелесообразна.  Так что если «полетела» электроника, то лучше сразу в магазин. А в других вопросах вполне можно разобраться самостоятельно или проконсультироваться у автора этой  статьи, связавшись по телефонам, указанным на странице «услуги и контакты». Удачи!

Усилители рулевого управления увеичивают крутящий момент, который водитель применяет к рулевому колесу. Традиционные системы рулевого управления с гидроусилителем — это гидравлические системы, но электроусилитель руля (EPS) становится все более распространенным. EPS  не имеет такие компоненты гидроусилителя (HPS) как: насос, шланги, жидкость, приводной ремень и шкив. По этой причине электрические системы рулевого управления гораздо компактнее и, пожалуй. надежнее.

Системы EPS имеют переменную мощность, что обеспечивает большую помощь в управлении при движении с малой скоростью автомобиля и меньшую — на более высокой. По этой причине они более энергоэффективны, чем гидравлические системы.

Как работает система:

Электронный блок управления EPS (ECU) вычисляет требуемую мощность, необходимую на основе крутящего момента, приложенного к рулевому колесу водителем, положения рулевого колеса и скорости транспортного средства.
Двигатель EPS вращает рулевой механизм с приложенным усилием, что уменьшает крутящий момент, требуемый от водителя.
Существуют четыре формы EPS, основанные на положении вспомогательного двигателя. Они представляют собой вспомогательный тип колонки (C-EPS), вспомогательный тип шестерни (P-EPS), тип прямого привода (D-EPS) и тип помощи в стойке (R-EPS). Тип C-EPS оснащен блоком вспомогательной силы, датчиком крутящего момента и контроллером, все подключены к рулевой колонке. В системе P-EPS блок подключается к валу шестерни рулевого механизма. Этот тип системы хорошо работает на небольших автомобилях. Система D-EPS имеет низкую инерцию и трение, поскольку рулевой механизм и вспомогательный блок представляют собой единое целое. Тип R-EPS имеет вспомогательный блок, подключенный к рулевому механизму. Системы R-EPS могут использоваться на средних и полноразмерных транспортных средствах из-за их относительно низкой инерции от высоких коэффициентов редуктора.

В отличие от гидравлической системы рулевого управления с гидроусилителем, которая непрерывно управляет гидравлическим насосом, преимущество эффективности системы EPS заключается в том, что она питает электродвигатель EPS только в случае необходимости. Это приводит к снижению расхода топлива на транспортном средстве по сравнению с тем же автомобилем с системой HPS. Эти системы могут быть настроены путем простого изменения программного обеспечения, управляющего ECU. Это обеспечивает уникальную и экономически эффективную возможность настроить «чувствительность «системы в соответствии с классом автомобильной модели. ЭУР также способен управлять аварийными маневрами в сочетании с электронным контролем курсовой устойчивости.

В современных системах всегда есть механическое соединение между рулевым колесом и рулевым механизмом. Из соображений безопасности важно, чтобы сбой в электронике не приводил к ситуации, когда двигатель не позволяет водителю управлять автомобилем. Системы EPS включают отказобезопасные механизмы, которые отключают питание от двигателя в случае обнаружения проблемы с ЭБУ.

Следующим шагом в электронном рулевом управлении является удаление механического сцепления с рулевым колесом и преобразование в чистое рулевое управление с электронным управлением, которое называется проводным путем. Это работает путем передачи цифровых сигналов на один или несколько удаленных электродвигателей вместо стойки и шестерни, которые в свою очередь управляют автомобилем. Несмотря на то, что он использовался в электрических вилочных погрузчиках и некоторых тракторах, а также несколько концептуальных автомобилей, 2014 Infinity Q50 был первым коммерческим транспортным средством, предназначенным для внедрения по проводам. Хотя обычно нет прямой механической связи, Q50 имеет механическое резервное копирование. В случае обнаружения проблемы с помощью электронных элементов управления сцепление включается для восстановления механического контроля водителя. Как и в случае систем управления дроссельной заслонкой, вполне вероятно, что рулевое управление станет стандартным, как только электронные элементы управления станут более безопасными и надежными, чем существующие гибридные системы.