Устройство блока управлением двигателя автомобиля

Блок управления двигателем: сердце современного силового агрегата

Практически во всех современных двигателях используются электронные системы управления, основным компонентом которых является электронный блок управления (ЭБУ). О том, что такое ЭБУ двигателя, как они устроены и функционируют, а также об их правильном выборе, диагностике и замене — читайте в статье.

Что такое блок управления двигателем?

Электронный блок управления двигателем (ЭБУ, Engine Control Module — ECM, контроллер двигателя) — основной электронный модуль централизованной системы управления силовым агрегатом и (или) вспомогательными системами транспортного средства.

ЭБУ является неотъемлемой частью любого современного двигателя, на него возлагается управление основными и вспомогательными системами силового агрегата:

В бензиновых моторах — управление системой зажигания;
В инжекторных и дизельных моторах — управление впрыском топлива;
Управление дроссельной заслонкой и регулирование состава топливно-горючей смеси;
Управление газораспределительным механизмом (установка фаз газораспределения);
Регулирование состава отработавших газов;
Управление вспомогательными системами двигателя — системой охлаждения (включение/выключение вентилятора, управление клапанами и т.д.), смазки и другими;
Управление системами экологии двигателя — рециркуляции отработавших газов, улавливания паров бензина и другими;
Управление прочими системами автомобиля, связанными с силовым агрегатом;
Диагностика систем двигателя и его отдельных элементов.

Электронный блок выполняет управление всеми системами в режиме реального времени в зависимости от текущих условий — оборотов двигателя и динамики их изменения, положения дроссельной заслонки, температуры окружающей среды, скоростного режима и т.д. Все данные о текущих условиях поступают на ЭБУ от датчиков, они подвергаются обработке в соответствии с алгоритмами и используются для управления исполнительными механизмами и устройствами. Подробнее о работе ЭБУ и связанных с ним датчиков и исполнительных устройств рассказано ниже.

Блок управления двигателем обеспечивает работу силового агрегата и функционирование всего транспортного средства, поэтому при появлении любых неисправностей он должен быть отремонтирован или заменен. Но прежде, чем покупать данное устройство, нужно разобраться в его типах, устройстве и принципах работы.

Блок управления КАМАЗ двигателем CUMMINS ISBe,ISDe.ISLe без прошивки OE (ОАО КАМАЗ)

Блок управления ЯМЗ-650.10 двигателем электронный (аналог 536.3763010) АВТОДИЗЕЛЬ

Блок управления ЯМЗ-536 двигателем электронный (аналог 650.3763010) АВТОДИЗЕЛЬ

Блок управления ЯМЗ-53443 двигателем электронный АВТОДИЗЕЛЬ

Блок управления CHERY двигателем OE

Блок управления OPEL Astra J (10-17) двигателем (ACDelco Professional) OE

Типы, конструкция и характеристики блоков управления двигателем

Все ЭБУ двигателя можно разделить на три группы по функционалу:

Модули управления двигателем без дополнительного функционала;
Раздельные блоки управления отдельными системами силового агрегата;
Комбинированные блоки управления двигателем и сопряженными с ним системами.

Устройства первого типа — это обычные модули управления двигателем, берущие на себя все указанные выше обязанности. ЭБУ этого типа могут иметь различный функционал, характеристики и применимость, например — для дизельных и бензиновых двигателей, для моторов с различным типом впрыска (одновременным, фазированным, попарно-параллельным, комбинированным), различных экологических классов и т.д.

Устройство второго типа — это отдельные модули, управляющие только одной или несколькими системами двигателя. Как правило, такие ЭБУ используются для управления системой охлаждения (или отдельно вентилятором) и некоторыми другими. Устройства третьего типа объединяют в себе несколько модулей, наиболее часто — блок управления двигателем и трансмиссией (PCM), но существуют и ЭБУ с более широким функционалом.

Все ЭБУ, независимо от типа и конструкции, имеют две взаимосвязанных составляющих:

Аппаратное обеспечение — микроконтроллер, входные и выходные устройства, прочее «железо»;
Программное обеспечение (ПО) — программы с алгоритмами, заложенные в микроконтроллер для выполнения поставленных перед ним задач.

Основу ЭБУ составляет микроконтроллер — микросхема, в которой объединены микропроцессор, модули оперативной и постоянной памяти (ОЗУ и ПЗУ) и необходимые периферийные устройства. В сущности, это готовый компьютер, собранный в одной микросхеме, и решающий строго определенный круг задач.

Также в аппаратное обеспечение модуля управления двигателем входят:

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) — схема, преобразующая поступающий от датчиков аналоговый сигнал в цифровую форму, удобную для обработки микроконтроллером;
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — схема, преобразующая поступающий от микроконтроллера цифровой сигнал в аналоговый вид, удобный для обработки исполнительными устройствами и механизмами;
Схемы преобразования сигналов в соответствии с используемы протоколом обмена данными (CAN, LIN и другими), построенные на специализированных микросхемах;
Схемы питания и вспомогательные блоки, обеспечивающие бесперебойную работу микроконтроллера, преобразователей и контроллера в целом.

Программное обеспечение ЭБУ — это встроенные в микроконтроллер программы с алгоритмами, на основе которых осуществляется обработка сигналов от датчиков и подача команд на исполнительные устройства. ПО состоит из двух основных блоков:

Функциональный — блок основных алгоритмов, осуществляющих получение и обработку данных от датчиков и формирование управляющих сигналов, поступающих на исполнительные устройства;
Контрольно-вычислительный — блок алгоритмов, с помощью которых проверяется работа ЭБУ, корректность формируемых управляющих сигналов, корректировка этих сигналов и т.д. В случае проблем данный блок может переводить ЭБУ и двигатель в аварийный режим работы, либо вовсе отключать их.

Блок управления программируется под определенный двигатель в соответствии с его характеристиками и особенностями эксплуатации. Обычно программирование осуществляется на заводе-изготовителе двигателя или автомобиля, однако при необходимости ЭБУ может быть перепрограммирован.

ЭБУ соединяется с датчиками и исполнительными устройствами с помощью шин, обмен данными по которым осуществляется в соответствии с тем или иным протоколом. Сегодня наиболее распространены протоколы CAN (Controller Area Network) и LIN (Local Interconnect Network), первый чаще используется на зарубежных автомобилях, второй — на отечественных.

Модуль управления двигателем соединен с множеством датчиков — датчиком положения коленчатого вала (ДКПВ), температуры двигателя, кислорода (лямбда-зондом), расхода воздуха, положения дроссельной заслонки, детонации и другими. Выходные сигналы от контроллера поступают на различные устройства — топливные форсунки, блок зажигания, клапан рециркуляции отработавших газов, реле включения и выключения различных агрегатов, блоки управления топливным насосом и другими агрегатами. Также ЭБУ может обмениваться данными с другими системами — трансмиссией, антиблокировочной системой тормозов, системами безопасности и комфорта, и т.д.

Развитие технологий, микроэлектроники и программирования привели к миниатюризации ЭБУ с одновременным увеличением их возможностей. Современный модуль управления двигателем — это компактный блок, имеющий низкое энергопотребление и высокую надежность. ЭБУ, в зависимости от назначения, может иметь питание 6, 12 и 24 В, и оснащаться разнообразными разъемами для подключения датчиков и шин.

Вопросы выбора, замены и настройки блока управления двигателем

Прежде, чем менять или ремонтировать ЭБУ, необходимо убедиться, что именно он является причиной неудовлетворительной работы силового агрегата. О неисправности блока управления говорят некорректное функционирование отдельных систем двигателя, невозможность запуска мотора, плохая управляемость двигателя (не слушается педали газа и т.д.) и другие. Также о поломке могут оповещать соответствующие индикаторы на приборной панели. Во всех этих и многих других ситуациях необходимо выполнить диагностику блока, и в случае неисправности выполнить его замену или ремонт.

ЭБУ двигателя — сложное устройство, ремонт которого доступен только специалистам, поэтому при поломке данного модуля следует обратиться в сервисный центр или к мастерам с соответствующей квалификацией. Самостоятельно выполнять ремонт, замену и настройку ЭБУ рекомендуется только при наличии необходимых знаний и в случае, если у транспортного средства уже закончился гарантийный срок.

В случае полной замены ЭБУ необходимо использовать устройство того же типа и модели, что было установлено на автомобиле ранее. В ряде случаев возможно применение блоков другой модели, однако новое устройство должно обладать тем же функционалом и характеристиками, что и старое. Отдельное внимание при выборе необходимо уделять используемому в ЭБУ протоколу передачи данных — CAN или LIN. Подключить к ЭБУ с шиной CAN устройство, использующее шину LIN, и наоборот, напрямую невозможно, а применение адаптеров значительно повышает стоимость и трудозатраты.

С осторожностью следует прибегать к перепрограммированию ЭБУ при монтаже вспомогательных систем и тюнинге двигателя. Для выполнения данной операции должно использоваться специальное оборудование с лицензионным ПО, в противном случае возможны проблемы и поломки.

При правильном выборе, ремонте или замене ЭБУ силовой агрегат будет надежно и уверенно работать в любых условиях.

Длительная езда на автомобиле приводит к утомляемости мышц шеи и наносит вред здоровью позвоночника. Решить эти проблемы помогают подушки на подголовники. О том, что такое подушки на подголовники и зачем они нужны, а также об ассортименте, подборе и применении данных аксессуаров — узнайте из статьи.

Для нарезки наружной резьбы с помощью круглых и прямоугольных плашек необходимо использовать специальное приспособление — плашкодержатель или вороток для плашек. Все о воротках, их существующих типах, конструкции и характеристиках, а также о выборе и применении этих приспособлений — читайте в статье.

Резьбовой крепеж прост и надежен, однако повреждение болта или шпильки может привести к невозможности его извлечения и замены. Эта проблема решается с помощью специального инструмента — набора экстракторов. Об этих приспособлениях, их типах, конструкции, выборе и применении читайте в данной статье.

Почувствовав дыхание зимы, все автомобилисты задумываются о замены сезонной резины. И очень многие из нас при покупке зимних шин встают перед трудным выбором — «шиповки» или «липучки»? Каждый тип шин имеет свои преимущества и недостатки, и отдать предпочтение чему-то одному бывает очень сложно. В этой статье мы попытаемся сделать этот непростой выбор.

Заливка в бак некачественного дизельного топлива может навредить мотору вплоть до полного его выхода из строя. Минимизировать или исключить негативные последствия заправки низкокачественным дизелем помогает специальная автохимия — присадки в дизтопливо, о которых подробно рассказано в данной статье.

Использование правильного типа шин гарантирует автомобилю устойчивость и управляемость в любой дорожной ситуации. Только шины, используемые по сезону, гарантируют оптимальные сцепные характеристики с дорожным покрытием и минимальный тормозной путь.

На всех механических транспортных средствах помимо основных указателей поворота должны присутствовать вспомогательные огни — боковые повторители поворота. Все о повторителях, их классификации, устройстве, характеристиках и работе, а также о подборе и замене данного типа приборов — читайте в статье.

Что такое ЭБУ, где он располагается в автомобиле и какие функции выполняет

Современные автомобили всё больше напоминают сплошное переплетение из проводов, датчиков и всевозможных компьютеров. Машина переполнена электроникой. Можно бесконечно долго спорить на тему того, плохо это или всё же хорошо.

Здесь куда важнее разобраться с устройством, которое фактически руководит и контролирует работу всей электронной начинки автотранспортного средства. И тут речь идёт об электронном блоке управления, либо просто ЭБУ.

Про эту аббревиатуру не слышал разве что самый ленивый человек, который совершенно не интересуется автомобилями и никогда не вникал в суть их устройства, но таких найдутся единицы. Большинство знает об этом блоке. Если быть точнее, то о его существовании. Но при этом мало представляют себе суть ЭБУ, его функции, возможности и даже расположение в конструкции автомобиля.

Что контролирует

Для всех расшифровка стала уже вполне понятной и известной. Понять смысл устройства стало куда проще даже после этого шага. Теперь вы знаете, что это за аббревиатура и как расшифровывается рассматриваемый нами ЭБУ. Довольно часто используется только аббревиатура в технической документации, поскольку автомобилистам нет смысла каждый раз напоминать её значение. ЭБУ можно называть коротко с помощью аббревиатуры, использовать полное понятие электронного блока управления, либо просто контроллер. Суть от этого никак не изменится. Куда важнее узнать, что же такое этот ЭБУ и где он находится в автомобиле.

Двигатель автомобиля, контролируемый ЭБУ

Фактически блок является мозгами современного автомобиля, без которого мы бы получили груду металла со всевозможными датчиками, проводами и электронными устройствами, никак не связанными друг с другом.

ЭБУ практически постоянно находится в режиме работы, поскольку на него поступает огромный объём информации от всевозможных датчиков. Эти данные блок обрабатывает, используя предусмотренные в его программе алгоритмы, после чего отправляет командные сигналы на так называемые исполнительные устройства. Блок заставляет в соответствующем режиме работать насосы, системы зажигания, форсунки и многое другое.

В итоге получается так, что блок выступает в качестве руководителя для всех предусмотренных в автотранспортном средстве электронных процессов. А это от элементарной работы фар до управления системами безопасности.

Есть достаточно обширный перечень датчиков, с которых информация сначала идёт на наш ЭБУ, а затем, проходя обработку, сам блок отправляет команды на исполнительные устройства, в зависимости от результатов анализа полученных сведений.

Среди основных датчиков, которые зависят от контроллера, можно выделить несколько. Они отвечают за:

температуру мотора;
холостой ход;
подачу горючего;
подачу кислорода;
температуру окружающей среды;
антиблокировочную систему;
систему стабилизации;
антизанос;
скорость;
текущее положение заслонки дросселя;
уровень нажатия педали акселератора;
коленвал;
тормозную систему;
уровень ОЖ;
уровень тормозной жидкости;
напряжение в бортовой сети;
гидроусилитель;
электроусилитель руля;
кондиционер;
отопление и пр.

Но тут перечислен только базовый набор, который есть практически на каждом современном автотранспортном средстве. На более продвинутых машинах в богатой комплектации список значительно увеличивается.

Обработав полученную информацию, контроллер или мозг автомобиля отправляет команды различным исполнительным узлам, системам и механизмам. Это позволяет внести изменения в работу:

дроссельной заслонки;
системы подачи воздуха;
зажигания;
фаз газораспределения;
системы кондиционирования;
выхлопной системы;
освещения;
стеклоподъёмников;
подогрева;
АКПП и пр.

Но и тут речь идёт исключительно о минимальном наборе, характерном для базовой комплектации недорогой иномарки. Увеличьте комплектацию или купите более современных и продвинутый автомобиль с большим количеством электроники, и ЭБУ будет посылать команды целому ряду дополнительных систем, механизмов и устройств.

Для многих это удивительно, что один небольшой блок выполняет столь сложную работу. Причём делает это постоянно, без перерывов, одновременно обрабатывая огромный объём информации.

Из-за широких функций и возможностей некоторые полагают, что ЭБУ должен выглядеть как компьютер, ноутбук или планшет, обладать внушительными размерами. Исключением можно назвать лишь отсутствие экрана. Но в действительности все поражаются ещё больше, видя реальный форм-фактор этого управляющего блока.

Как выглядит

Фактически вы уже знаете, что такое ЭБУ в любой современной машине. Это контрольно-командный центр всего автотранспортного средства. Вся используемая электроника завязана на одном блоке. Она обязана отчитываться перед ЭБУ ежесекундно и порой даже чаще. При этом сам контроллер, анализируя полученные данные, может корректировать работу систем и всей машины, передавая необходимые командные сигналы к исполнительным устройствам.

Внешник вид ЭБУ двигателя Бош

Теперь стоит взглянуть на блок просто как на составляющий элемент автомобиля. Это небольшое устройство, которое заключено в специальный корпус. В качестве материала для корпуса используется пластик или металл, чаще всего алюминий из-за его неподверженности коррозии.

Корпус устанавливается в разных местах, в зависимости от конкретной марки и модели. При этом от расположения зависит сам материал корпуса ЭБУ. Если инженеры решили установить его в салоне, тогда применяется пластик и прочный полимер, поскольку угрозы быстрого износа и повреждения нет. Когда ЭБУ располагают в подкапотном пространстве, тут лучше применять металл.

Внутри этого корпуса располагается плата. Она и есть тот самый контроллер или управляющий блок. Наружу выходят разъёмы в количестве 2 штук. Адаптированы эти разъёмы под шины типа CAN. Через них происходит соединение со всеми проводами от датчиков и устройств в авто.

Дополнительно на большинстве ЭБУ есть разъём для подключения диагностического оборудования. С его помощью чистятся мозги блока, меняется программное обеспечение, восстанавливаются базовые настройки, удаляются ошибки и пр.

Проведение диагностики блока управления

Активная работа блока приводит к его активному нагреву. Чтобы отвести тепло, инженеры предусмотрели наличие специальных оребрений. Это похоже на радиатор охлаждения процессоров, которые применяются в компьютерах и ноутбуках.

Сняв с автомобиля этот блок управления, вы увидите перед собой коробочку компактных размеров. Примерные параметры составляют 30х30 мм при толщине не более 70 мм. Хотя блоки бывают разными, в зависимости от года выпуска, конкретного автомобиля и автопроизводителя.

Внутренняя начинка

С коробкой разобрались. Теперь ведь интересно заглянуть внутрь. Под оболочкой, выполняющей роль кожуха и защиты, скрывается плата внушительных размеров. Во многом напоминает те платы, которые вмонтированы в системный блок обычного персонального компьютера.

Плата электронного блока управления двигателем

Вдаваться в подробности устройства платы ЭБУ не имеет смысла. Тут важно знать, что она включает в себя 2 ключевых узла. Это память и программное обеспечение.

Причём память здесь есть 3 типов:

Постоянно запоминающее программируемое устройство или просто ППЗУ. Она служит для закладки различных программ и функций для работы силового агрегата;
Оперативное запоминающее устройство, либо же сокращённо ОЗУ. Этот отдел памяти блока необходим для осуществления работы с промежуточной информацией. Фактически здесь данные обрабатываются в режиме реального времени;
Последней частью памяти является ЭРПЗУ. Также запоминающее устройство, которое называют электронным репрограммируемым. Хранит временную информацию в виде кодов доступа, блокировки, пробега, расхода топлива и пр.

Следующим разделом платы блока управления выступает программное обеспечение. Его делят на 2 типа:

Наиболее важным считается функциональное ПО. Сюда приходит различная информация со всевозможных датчиков. ПО анализирует данные и отправляет затем команды на исполнение;
Другим типом памяти выступают модули или контрольные микросхемы. Нужно для контроля полученной информации и проверки на предмет ошибок. При их обнаружении ПО старается устранить ошибки. Если это сделать не удаётся, тогда водитель видит их в виде буквенно-цифровых обозначений. Самым известным можно считать Check или Check Engine. В некоторых случаях, если ошибка критическая, ПО блокирует возможность пуска ДВС.

Также о программном обеспечении в составе платы ЭБУ хорошо известно поклонникам чип-тюнинга. Сюда вносятся изменения, переписываются программы, задаются новые алгоритмы.

Расположение

Справедливо будет узнать, где именно в автомобиле находится ЭБУ. В действительности блок располагается в разных местах. Всё зависит от конкретного автомобиля и порой даже года выпуска.

Расположение ЭБУ двигателя Mazda

Есть 2 основных места, куда автопроизводители в процессе сборки транспортного средства устанавливают управляющий блок.

Салон. Поскольку салон является достаточно вместительным пространством, искать следует исходя из руководства к вашему автомобилю. В случае с машинами производства АвтоВАЗ выбирают место под панелью около печного радиатора. У некоторых блок располагается под задним диваном. Это наиболее актуально в последнее время для иномарок премиум класса. Есть редкие случаи, когда блок ставят в багажный отсек.
Подкапотное пространство. Вообще инженеры давно пришли к выводу, что располагать блок под капотом не очень правильное решение. Это обусловлено постоянным воздействием грязи, воды, влаги, осадков, высоких температур. Всё это негативно влияет на блок, даже если он заключён в прочный и надёжный корпус. Искать ЭБУ следует в районе аккумуляторной батареи, около блока с предохранителями.

На практике отыскать управляющий блок даже на автомобиле, который вы только приобрели и не успели разобраться с его устройством, не сложно.

Автопроизводители никогда не размещают блоки под панелями, которые тяжело снять или для доступа требуется разбирать половину салона. Обычно это одна скрытая панель, удерживающаяся на фиксаторах или на 1-2 саморезах. В подкапотном пространстве найти ЭБУ ещё проще. Визуально ищите коробочку, от которой отходит пара шлейфов.

Опытные автомобилисты и специалисты в области диагностики автомобилей настоятельно не рекомендуют любителям пытаться разбирать и чинить блок. Это сложное устройство, что вы уже наверняка поняли. Потому и крайне дорогостоящее даже на автомобилях бюджетного класса. Если возникают проблемы, лучшим решением будет обращение в проверенный автосервис.

Неисправности

Часто автолюбители интересуются, как можно проверить свой ЭБУ на работоспособность. Для этого не нужно разбирать весь блок и пытаться что-то там открутить. Следует ориентироваться на косвенные признаки.

Неисправность блока управления из-за попадания масла на плату

Есть несколько признаков неисправности ЭБУ, которые проявляются в виде следующих симптомов:

двигатель не запускается вообще;
все или часть систем блокируются;
мотор работает с погрешностями;
плавают обороты;
проваливаются обороты мотора;
вылезают ошибки.

Любая неисправность в ЭБУ является крайне неприятной, поскольку блок считается надёжным и долговечным элементом. Плюс очень дорогим. Никто не хочет столкнуться с необходимостью его замены. Симптомы поломок появляются лишь в результате неправильной эксплуатации, механических повреждений или некорректной заливки программного обеспечения, что часто случается с любителями чип-тюнинга.

Причины самой поломки предельно банальные. Это короткое замыкание, попадание на плату влаги и воды, перегрузка, перегрев, физические воздействия, влияние коррозийных процессов.

Серьёзное повреждение или перегорание платы практически не оставляет шансов на восстановление работоспособности старого управляющего блока. Потому приходится покупать новый. И тут возникает главная проблема в виде высокой стоимости. Если у вас бюджетный автомобиль в простой комплектации, в среднем за блок придётся отдать не менее 300-500 долларов.

Не стоит сразу же спешить выкидывать свой ЭБУ. Для начала попробуйте разобрать блок и посмотреть, что произошло внутри. Бывает так, что ошибки вылезают из-за проблем лишь с одной небольшой микросхемой, коррозия задела некоторые участки, нарушились контакты. Подобные неисправности устраняются с вероятностью 80%. После такого ремонта ЭБУ может прослужить ещё много лет. Но лучше отдать в ремонт хорошему специалисту, а не пытаться что-то сделать самому, не имея надлежащего опыта, знаний и умений.

ЭБУ является важнейшим и неотъемлемым составляющим компонентом любого современного автомобиля. И чем больше электроники используется в машине, тем выше значимость блока управления. Но тем и выше его ответственность. Потому производители крайне ответственно подходят к вопросу его создания, чтобы предотвратить возможные сбои, минимизировать неисправности и не допустить появления ошибок. Невероятно сложное устройство, внешность которого порой не даёт поверить в это.