Электронный блок управления двигателем - что такое ЭБУ

В отличие от карбюратора, инжектор (форсунки) не способен самостоятельно дозировать топливо, поэтому работу форсунок регулирует электронный блок управления (ЭБУ или ECU) двигателем, который нередко называют контроллером или электронной системой управления двигателем (ЭСУД). ЭБУ получает сигналы с большого количества разнообразных датчиков и по вшитому в память алгоритму рассчитывает количество топлива, которое обеспечит оптимальную работу двигателя. Помимо управления форсунками, блок определяет время подачи искры в каждый из цилиндров, заменяя собой систему зажигания карбюраторных автомобилей. Еще одна крайне важная функция ECU – проверка состояния двигателя.

Принцип работы ЭБУ

Наиболее полно и эффективно топливо сгорает лишь в определенной пропорции с воздухом. Если горючего больше, чем воздуха (переобогащенная смесь), оно не полностью сгорает, что приводит к увеличению расхода топлива. Помимо этого остатки недогоревшего топлива образуют сажу, которая смешивается с маслом и оседает на клапанах и поршневых кольцах, из-за чего снижается компрессия двигателя и сокращается его ресурс. Если топлива меньше, чем воздуха (переобедненная смесь), оно сгорает не плавно, а взрывообразно (детонация), в результате этого в поршне, шатуне и головке блока цилиндров (ГБЦ) образуются микротрещины.

На разных режимах работы мотора оптимальное соотношение топливовоздушной смеси необходимо изменять. Во время резкого ускорения или работы под большой нагрузкой необходимо увеличивать количество топлива (обогащенная смесь), чтобы избежать детонации и увеличить крутящий момент. Когда двигатель работает на холостых оборотах или в режиме небольшой мощности, необходимо снижать количество горючего (обедненная смесь), чтобы избежать неполного сгорания и перерасхода топлива.

ЭБУ получает информацию от различных датчиков, благодаря чему определяет режим работы двигателя, обороты и нагрузку на него. Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) поставляет исходные данные, необходимые для расчета количества топлива. Ведь именно от количества воздуха, которое попало в цилиндры и зависит необходимое количество топлива. Датчик температуры позволяет прогнозировать, каким образом будет сгорать топливо, ведь скорость сгорания топливовоздушной смеси в холодном и прогретом двигателе отличается. Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) показывает, что водитель ожидает от мотора. Чем сильней нажата педаль газа, тем шире открыта дроссельная заслонка, тем больше воздуха попадет в цилиндры, а значит, повысится крутящий момент коленчатого вала.

Современный ЭБУ рассчитывает количество топлива не только для каждого такта двигателя, но и отдельно для каждого цилиндра. Это позволяет сделать работу мотора наиболее стабильной и получить максимальное соотношение топлива и выходной мощности. Получив информацию со всех датчиков, ЭБУ рассчитывает количество топлива для каждого цилиндра. По сигналу датчиков положения коленчатого (ДПКВ) и распределительного (ДПРВ) валов, ЭБУ определяет время впрыска топлива в каждый цилиндр. Затем контроллер по сигналу ДПКВ определяет время создания искры зажигания в каждом цилиндре.

Если топливо сгорает слишком быстро, взрыв определяет датчик детонации (ДД). Получив сигнал с ДД, контроллер немного обогащает смесь и оставляет об этом метку в памяти. Если детонация продолжается после того, как ЭБУ максимально обогатил топливовоздушную смесь для этого режима работы мотора, то контроллер пытается устранить детонацию с помощью более позднего зажигания. Когда даже это не помогает, ЭБУ подает сигнал о неисправности двигателя «check engine». Датчики кислорода (на первых инжекторных Ладах таких датчиков не было, затем стали ставить один только в 2005 – 2007 годах начали устанавливать два датчика) определяют эффективность сгорания топлива и работу каталитического нейтрализатора. Если количество кислорода в выхлопе заметно отличается от прошитого в память контроллера, то ЭБУ увеличивает или уменьшает подачу топлива в небольших пределах. Если диапазона регулировки не хватает, ЭБУ подает сигнал тревоги и включает индикатор неисправности двигателя «check engine».

Отличия блоков управления

ЭБУ старых моделей работали с ограниченным числом датчиков, поэтому не могли обеспечить качественной работы мотора и подготовки топливовоздушной смеси. Отсутствие поддержки датчика фазы (ДПРВ) приводило к тому, что контроллер не определял, какой именно цилиндр работает в данный момент, поэтому впрыскивал топливо не в камеру сгорания а в воздушный коллектор. Устройства, работающие в таком режиме, называли ЭБУ центрального впрыска.

Установка на двигатель датчика фазы позволила четко определять порядок работы цилиндров, благодаря чему производился расчет топлива отдельно для каждой камеры сгорания. Устройства, работающие в таком режиме, называли ЭБУ распределенного впрыска. Со временем ЭБУ становились все лучше и лучше. Поддержка датчика кислорода позволила точней регулировать сгорание топлива. Поддержка двух датчиков кислорода позволила перейти на более высокие нормы токсичности, ведь в этом случае можно было эффективно использовать каталитический нейтрализатор. Появление каждой новой модели ЭБУ приносило с собой новые функции снижающие расход топлива, повышающие мощность или ресурс двигателя, делающие управление автомобилем более комфортным.

Контроллер – сложное электронное устройство, микрокомпьютер, поэтому поломка или неправильная работа любого элемента приводит к нарушению функционирования всего ЭБУ. В большинстве случаев определить неисправность ЭБУ удается лишь методом исключения, проверяя работу всего инжектора. О том, как сделать это, читайте в статье «Диагностика инжектора».

Причины неисправностей ECU

На первом (Ваз 2108 – 21099) и втором (ВАЗ 2113 – 2115)семействе «Самара» ЭБУ установлен в очень неудачном месте, ведь рядом с ним стоит радиатор печки.

Если ослабли хомуты или потек шланг/радиатор, то велика вероятность, что охлаждающая жидкость попадет на ЭБУ, в результате чего он выйдет из строя. Если во время работы двигателя по каким-то причинам ухудшился контакт между аккумулятором и любой клеммой, напряжение питания ЭБУ резко повышается и становится нестабильным, что может привести к перегоранию отдельных элементов контроллера. Плохой контакт со свечами или высокое сопротивление высоковольтных проводов приводят к возникновению ЭДС (электродвижущей силы) в первичной обмотке катушки зажигания, что может привести к пробою выходных транзисторов ЭБУ. Скачки напряжения нередко приводят к повреждению «прошивки» - записанного в память ЭБУ алгоритма действий. В результате мотор начинает работать неправильно, но сигнал «check engine» не горит.

Как определить состояние электронных блоков ВАЗ

На автомобилях ВАЗ 2108 – 2115 ЭБУ находится в передней правой части салона, чуть ниже ящика «бардачка». Чтобы определить состояние ЭБУ, а также прочитать записи (лог) ошибок в его памяти, необходимо подключиться к диагностическому разъему, который на разных моделях установлен в различных местах. Ведь сигнал «check engine» информирует о наличии неисправности двигателя, но не сообщает какой именно. Да и код ошибки, который высвечивается на приборной панели современных автомобилей ВАЗ, не слишком информативен.

Диагностические разъемы расположены:

• на ВАЗ 2108 – 21099 с низкой панелью рядом с ЭБУ, под «бардачком»;
• на ВАЗ 2108 – 21099 с высокой панелью и 2113 – 2115 внутри центральной консоли;
• на ВАЗ 2108 – 2115 с европанелью на панели рядом с пассажирской дверью.

Чтобы определить состояние ЭБУ и прочитать лог ошибок, необходимо подключить к разъему диагностический сканер. Несмотря на то, что стоимость недорогих моделей сканеров 2 – 4 тысячи рублей, желательно доверить эту работу специалисту с профессиональным оборудованием. Ведь недостаточно извлечь из памяти лог ошибки и с помощью справочника расшифровать его. Необходимо установить, что привело к неправильной работе двигателя. Правильно истолковать показания сканера может лишь опытный диагност, хорошо разбирающийся в ремонте инжекторных двигателей и топливных систем.

Можно ли устанавливать на авто другой модуль управления

На автомобили ВАЗ 2108 – 2115 устанавливают различные модели ЭБУ, которые относят к следующим семействам:

• Январь 4, ставили на самые первые модели инжекторных двигателей. Они поддерживали лишь небольшое количество датчиков и обеспечивали впрыск топлива в общий воздушный коллектор;
• Январь 5 – 6 устанавливали на более современные автомобили. Эти ЭБУ обеспечивали впрыскивание в каждый цилиндр по отдельности, но не поддерживали датчики кислорода;
• Январь 7 начали ставить с 2007 года. Эти ЭБУ не уступают зарубежным аналогам и поддерживают все известные датчики, благодаря чему более эффективно управляют двигателем;
• Различные модели GM. Эти ЭБУ в зависимости от класса, типа и стоимости аналогичны устройствам Январь 4 – 7;
• Различные модели Bosch. Эти ЭБУ в зависимости от класса, типа и стоимости аналогичны устройствам Январь 4 – 7;
• Различные модели Ителма. Эти ЭБУ в зависимости от класса, типа и стоимости аналогичны устройствам Январь 4 – 7.

Каждая модель даже в составе семейства или класса, подходит лишь для определенной комбинации двигателя, датчиков, проводки и прошивки. Поэтому даже различные модели в пределах одного семейства необходимо устанавливать лишь после консультации со специалистом по инжекторным системам. Даже если различные модели ЭБУ окажутся оснащенными одинаковыми электрическими разъемами, простая замена в лучшем случае приведет к плохой работе мотора.