PGM-FI: программируемый последовательный впрыск.
Хондовская разработка первой половины 80-х. Автомобили с карбюраторными двигателями еще считались явлением нормальным, модели с механическим центральным впрыском гордо несли в своих индексах буквочку "i" (Injection). Автомобили HONDA в это время уже оснащались электронно управляемым, многоточечным последовательным впрыском, кардинально отличаясь при этомв одном важном моменте.
Для приготовления смеси необходимо знать сколько воздуха поступило для смесеобразования. Большинство производителей измеряли количество самого воздуха (с помощью воздухоизмерительных пластин и т.д.). HONDA делала наоборот: в ее моторах отслеживалась сумма параметров, исходя из которых можно было вычислить сколько воздуха поступает в двигатель в каждый конкретный момент. Надо ли говорить, что чем больше параметров известно, тем точнее картина?
Основных входящих параметра два: разрежение во впускном коллекторе и частота вращения коленвала. Но впрыск, управляемый микропроцессором, позволяет задействовать целую базу данных, с помощью которой данные обрабатываются. Когда компьютер управляет впрыском с учетом не только атмосферного давления, скорости атомобиля, угла открытия дроссельной заслонки, но и таких параметров, как величина открывания клапана рециркуляции, количество кислорода в выхлопных газах, нагрузка на генератор, точность вопроизводимой картины увеличивается. Естественно, учтена температура всасываемого воздуха, температура охлаждающей жидкости, режим работы кондиционера и усилителя руля — всего 14 параметров.
При таком подходе приготовление смеси в каждый момент осуществляется практически идеально. И абсолютно все равно — простоял автомобиль всю ночь на морозе, или он еще горячий, на улице влажная жара или наоборот — холодно и сухо. Без разницы — часты остановки или в одним броском покрывается расстояние в день напряженной езды. Программируемый электронный впрыск обеспечивает не только максимум мощности при минимальном расходе топлива, но и минимум токсичности. Однако самое ценное — высочайшая надежность, безотказность во всех ситуациях. Даже при эксплуатации в наших условиях, а за шесть лет не было ни одного случая отказа впрыска без видимой причины.
Причин таких может быть две: несанкционированное вмешательство "умельца" или попадание воды в большом количестве, скажем, при заезде в мойку с незакрытыми окнами. Важнейшие электронные блоки расположены, как правило под передним сиденьем и от всех остальных неблагоприятных факторов защищены хорошо. Поэтому, когда речь идет о надежности автомобиля, хондовкая система PGM-FI (Programmed Fuel Injection) соответствует высочайшим эксплуатационным требованиям. Сегодня практически все системы впрыска — многоточечные последовательные. Хондовская в таком виде появилась, причем почти 20 лет тому назад, постоянно улучшаясь согласно стандартов компании HONDA и ее философии.
2.1 Управление топливной системой
2.1.1 Система подачи топлива
Все Honda с PGMFI используют систему подачи топлива возвратного типа, которая обеспечивает давление топлива к топливным форсункам в районе 40 psi. Первым компонентом системы можно считать топливный насос. По сравнению с ранними моделями, в которых насос мог быть «подвесной», все более свежие Honda имеют «погружной» топливный насос, установленный в топливном баке. На большинстве моделей Honda для доступа к топливному насосу в районе заднего сидения есть специальный лючок для доступа. Это позволяет заменить насос, не опуская топливный бак на большинстве моделей (Accord 90-98 не имел такого лючка). И «подвесной» и «погружной» насос — роторного типа со встроенным клапаном сброса давления.
Насос включается с помощью топливного реле (Main Relay). Main relay работает совместно с модулем управления двигателем (ECM) для управления подачи напряжения к насосу при определенных условиях. Насос включается в течение двух секунд после поворота ключа зажигания в положение ON. Main relay обычно находится под приборной панелью, в левой стороне автомобиля. Реле это имеет свойство «глючить», особенно при повышении температуры. Если реле вышло из строя, то не включится топливный насос и Вы не сможете запустить двигатель. Так же как и для неисправности топливного насоса, реле может «зажигать» диагностический код неисправности (DTC) 16.
Далее топливо подается в топливный фильтр (на большинстве моделей 90-х, установлен под капотом, после 2003 фильтры стали устанавливать в баках в корпусе топливного насоса). Топливные фильтры обычно представляли собой металлические фильтры со штуцером и банджо болтом. Как правило, к этому болту можно подсоединить манометр для измерения давления топлива.
После топливного фильтра, топливо поступает в топливную рейку, которая распределяет его по всем форсункам. На рейке установлен регулятор давления топлива, который поддерживает давление топлива в районе 40 PSI. Когда давление топлива превышает 40 PSI регулятор сбрасывает излишнее топливо обратно в бак по линии возврата топлива. Регулятор давления также сообщается вакуумной трубкой с впускным коллектором, чтобы поддерживать тот же перепад давления между топливной рампой и коллектором при любых условиях движения.
2.1.2 Топливные форсунки
Все цепи форсунок Honda имеют сопротивление около 10-13 Ом (высокоомные форсунки). На более ранних моделях использовались низкоомные форсунки, которые работали с отдельно вынесенным дополнительным блоком сопротивления (resistor box).
На схеме мы видим работу форсунки на Accord 89-года выпуска. Как мы уже говорили, ECM на Honda управляет «минусом». Форсунка открывается (ON) по сигналу от ЕCM при замыкании «минуса» и остается открытой, пока «минус» замкнут. Время впрыска (PW) на этом автомобиле чуть более 2,5 мс. Мы можем увидеть это по сетке в нижней части экрана. В данном случае тестер настроен таким образом, что каждый блок сетки равен 1 мс.
ЕСМ управляет количеством топлива, которое поступает в двигатель, точно контролируя количество времени, в течении которого топливный инжектор удерживается открытым на каждом такте впуска. Это время называют временем открытия форсунки (PW). PW измеряется в миллисекундах (мс). Т.к. давление в рейке постоянно поддерживается на уровне 40 PSI, зная время открытия форсунки, можно точно определять количество топлива, которое подается в двигатель.
При применении Honda многоточечного впрыска (MPI) форсунки срабатывают последовательно и в синхронном режиме, то есть каждый инжектор срабатывает только один раз за каждый такт впуска. Некоторые производители применяли системы впрыска топлива, где форсунки открывались несколько раз в одном цикле (асинхронный режим). В таких случаях только мониторинг PW не будет верно отражать количество топлива, подаваемого в двигатель. Так как Honda не применяла работу форсунок в асинхронном режиме, то можно считать, что PW дает точное количество топлива, подаваемого к двигателю.
Система PGMFI, используемая на всех Honda можно назвать типом Speed-Density (Частота вращения — нагрузка). ECM, используя сигнал с датчика частоты вращения двигателя RPM (об/мин) и абсолютного давления в коллекторе (MAP) определяет необходимое время впрыска PW. Все остальные данные с других датчиков являются «корректирующими». Ни один другой датчик не может так повлиять на PW, как MAP. MAP может изменить время впрыска от 2,5 мс на холостом ходу, до 15 мс в режимах высокой нагрузки.
Данный график показывает, какое огромное влияние
датчик MAP имеет на PW. График взят с Honda Civic 1996. График изменения напряжения MAP (сплошная линия) информирует ECM о нагрузке в данный момент. ECM в ответ на этот сигнал изменяет PW. Как мы видим, график PW (пунктирная линия) меняется c MAP почти одинаково.
Среднее значение PW на прогретом двигателе на холостом ходу находится в районе 2,4-3,1 мс. PW может увеличиваться до 15мс и более в условиях большой нагрузки. Когда ECM видит входящий сигнал на запуск двигателя и вместе с этим от датчика температуры охлаждающей жидкости (ECT) поступает сигнал о холодном двигателе, то PW может вырастать до 60мс и выше. Так же надо отметить, что форсунки отключаются во время сброса газа.
Чтобы определять оптимальное PW в широком диапазоне работы двигателя, ЕСМ использует несколько ключевых датчиков, таких как: RPM, MAP, датчик положения дроссельной заслонки (TP), ECT, датчик температуры впускаемого воздуха (IAT), датчик кислорода (O2) и сигнал на запуск.
Когда двигатель Honda только запущен, он работает в режиме Open Loop (OL). Это означает, что ECM не берет в расчет показания кислородного датчика и определяет оптимальный PW исходя из внутренних таблиц ECM, показаний некоторых датчиков (ECT, IAT) и параметра LTFT.
По мере прогрева и выхода на рабочий режим, ECM начинает контролировать показания датчика O2 и регулировать PW, чтобы попытаться сохранить стехиометрическое соотношение воздушно-топливной смеси. Датчики O2, применяемые на Honda являются стандартными датчиками с циркониевым элементом, которые выдают в районе 0,1В при бедной смеси и 0,9В при богатой. ECM в режиме Closed loop (CL) пытается поддерживать PW в таких параметрах, чтобы показания датчика O2 были близки к 0,5В.
При работе в CL показания (вольтаж) датчика кислорода O2 меняются от большого к малому несколько раз в секунду. Эти скачки и являются результатом постоянного изменения PW «мозгом» в попытке поддерживать 0.5В на датчике O2.
Более ранним системам Honda PGMFI нужны были немного другие условия для перехода в режим CL. Достаточно было, чтобы температура охлаждающей жидкости была выше 40 градусов по Фаренгейту, и автомобиль находился в движении некоторое время. Некоторым моделям Honda с неотапливаемым датчиком O2 также необходимо было, чтобы дроссельная заслонка была приоткрыта, чтобы перейти в CL.
В более поздних системах PGMFI стали использоваться датчики O2 с подогревом и переход в режим CL стал занимать гораздо меньше времени. Датчик О2 с подогревом легко отличить по четырем проводам в отличие от одного/двухпроводного датчика О2 без подогрева.
Некоторые модели Civic используют специфический датчик O2, называемый LAF. Этот датчик имеет 5 проводов и в некоторых режимах позволяет ECM поддерживать такую бедную смесь как 23:1 AFR.
2.2 Управление холостым ходом
2.2.1 Основные элементы контроля холостого хода
После того, как Honda стала устанавливать PGMFI на свои автомобили, управление частотой вращения двигателя на холостом ходу свелось к контролю изменения количества воздуха, подаваемого за дроссельную заслонку. Ранние системы поддержки холостого хода были примитивны, по сравнению с применяемыми сейчас. В большинстве случаев контроль сводился к регулировке винта холостого хода, с помощью которого можно было изменить количество воздуха, поступаемого за дроссель. Эти системы по своим характеристикам были близки к карбюраторным и никак не реагировали на изменение нагрузки. В то же время, чтобы сделать холостой ход более стабильным и устойчивым ECM должен изменять PW и угол опережения зажигания при регистрации какой-либо нагрузки (включение фар, кондиционера, поворот руля и т.д).
Поэтому в 1988 году Honda стала устанавливать на свои двигатели датчик (клапан) холостого хода IACV (Idle Air Control Valve— клапан управления воздухом на холостом ходу). С установкой этого датчика, который с помощью сигнала от ECM может изменять количество воздуха, поступаемого за дроссель, контроль за холостым ходом на себя полностью взял ECM. Это позволило реагировать на любое изменение нагрузки при работе.Как правило IACV представляет собой 2-х контактный (позже 3-х) датчик, на один контакт которого приходит постоянный «+», а на второй контакт подается «-» от ECM. Таким образом, изменяя сигнал, ECM изменят время и частоту открытия IACV, а значит и количество воздуха за дросселем.
На графике показана работа клапана IACV в зависимости от сигнала от ECM и нагрузки. Первый «горб» произошел при включении обогрева заднего стекла, а второй при включении кондиционера. Так ECM с помощью IACV позволяет поддерживать стабильный холостой ход при малейшем изменении нагрузки. Недостатком этой системы, можно назвать лишь то, что холостой ход должен немного «упасть», чтобы ECM с помощью IACV скорректировал его на нужный уровень.
ECM контролирует большинство компонентов, которые могут оказать существенное влияние на холостой ход. Опираясь на показания датчиков, ECM может начать корректировать сигнал на IACV до того как холостой ход начнет падать. Некоторые из датчиков, которые помогают в этом: ELD (Electric load detector – датчик изменения нагрузки в цепи), PSP (Power Steering Pressure Switch – датчик изменения давления в гидроусилителе (при повороте рулевого колеса)), A/C switch (датчик включения кондиционера) и другие.
2.2.2 Контроль за повышенными оборотами холостого хода
После холодного запуска двигателя необходимо поддерживать повышенные обороты холостого хода до момента выхода на рабочую температуру. Honda на первых этапах решила этот вопрос применением прогревочного клапана холостого хода (Fast idle valve). Fast idle valve представляет собой механический клапан, обогреваемый ОЖ двигателя, с термоэлементом. Когда температура ОЖ низкая, клапан открыт, что позволяет воздуху попадать за дроссельную заслонку. По мере прогрева, с ростом температуры ОЖ, термоэлемент расширяется и клапан закрывается, перекрывая доступ дополнительного воздуха за дроссель. После этого контроль за холостым ходом полностью переходит на IACV (позже задачи этого клапана полностью перейдут на IACV(3-х контактный).
Будучи полностью механическим клапаном Fast idle valve свойственны некоторые проблемы. Самой распространенной проблемой является «зависание» термоэлемента, следствием которого является неполное закрытие клапана. В этом случае дополнительный воздух попадает за дроссель и после прогрева двигателя обороты начинают «плавать», т.к. IACV не может полностью управлять холостым ходом, когда присутствует «неучтенный» воздух в коллекторе за дроссельной заслонкой.
Если Fast idle valve не закрывается на полностью прогретом двигателе, клапан должен быть заменен. Этот момент можно проверить сняв крышку (обычно сверху на 2-х винтах) и проверив идет ли воздух через термоэлемент. Воздух не должен «всасываться». Однако следует отметить, что во время такой проверки в системе охлаждения не должно быть воздуха и двигатель должен быть прогрет до рабочей температуры.
2.2.3 Другие элементы управления подачи воздуха в коллектор
В первые секунды запуска двигателя, для более стабильной работы, ему необходим дополнительный воздух в коллекторе. Honda реализовала этот момент как в механическом варианте, так и в управляемом ECM.
Механический способ реализуется использованием Starting Air valve. Как только двигатель начинает прокручиваться, клапан открывается и подает дополнительный воздух в коллектор. После запуска двигателя, возросшее разряжение в впускном коллекторе закрывает клапан и приток дополнительного воздуха прекращается.
Во втором варианте управления под капотом авто находится электромагнитный клапан (обычно в так называемом emission box) который, при сигнале от ECM о запуске двигателя, подает дополнительный воздух во впускной коллектор.
2.3 Контроль системы зажигания
2.3.1 Общие сведения
Ранние системы PGMFI использовали распределители зажигания с традиционным механическим и вакуумным управлением. Надо было искать другие варианты, так как при таких распределителях ECM никак не мог контролировать и изменять угол опережения зажигания. В 1988 году Civic и Prelude перешли на электронные распределители (трамблеры, distributor), а позже и Accord. Это позволило ECM полностью управлять опережением зажигания. Информация, содержащаяся в данном руководстве охватывает электронные дистрибьюторы. Подробно в разборе вы можете все увидеть у товарища rebe-l .
Установка начального угла опережения зажигания (УОЗ) на таких трамблерах требует замыкания сервисного разъема. После замыкания сервисного разъема (Service check connector) ECM не вносит коррективы в УОЗ и он может быть выставлен с помощью привычного стробоскопа путем вращения трамблера.
На рисунке представлен типичный трамблер Honda с катушкой зажигания, коммутатором и датчиками в корпусе. Чаще всего катушка зажигания находится в распределителе, но встречались и модели (в основном на рынке США) с выносной катушкой.
2.3.2 Процесс зажигания
Сигнал для «создания» искры зажигания зарождается в трамблере. В нем находится 3 датчика (в более свежих авто датчики могут быть установлены непосредственно на двигателе) :
— датчик положения коленчатого вала (CKP — Crankshaft Position Sensor ) – самый верхний график на схеме
— датчик ВМТ (верхней мертвой точки TDC — top dead center sensor) – на схеме посередине
— датчик первого цилиндра (CYL — cylinder position sensor) – нижний график.
ECM использует данные с этих датчиков наряду с другими входными сигналами для расчета оптимального момента зажигания. Как только этот момент наступает, мозг подает сигнал на коммутатор, который в свою очередь, передает его на катушку зажигания, которая и подает напряжение на свечу зажигания.
Некоторые из наиболее распространенных проблем, связанных с системой зажигания Honda:
— отказ коммутатора (в основном в моделях 80-х)
— выход из строя подшипника вала распределителя
— попадание моторного масла в распределитель (выход из строя «знаменитого» сальника)
— отказ одного из датчиков (CKP/TDC/CYL)
— выход из строя катушки зажигания (в основном встроенных)
2.4 Краткое описание основных датчиков
Тут я размещу таюлицу в виде фото, дабы не тратить знаки, да и нагляднее.
Рассмотрим, как в Honda Insight сбросить самостоятельно с использованием кабеля HDS параметры программиуемого последовательного впрыска (или система впрыска топлива PGM-FI), а также, как "обучить" машину холостому ходу и к новым параметрам. По времени вся процедура занимает порядка двадцати минут.
Последовательность действий следующая:
1. Сначала нужно подключить кабель HDS к ноутбуку и запускаем программу диагностики Honda HDS.
2. В программе переходим в параметры системы PGM-FI и делаем сброс настроек ECM/PCM.
3. Прогреваем свой автомобиль, выжимая около 3000 оборотов и ждем включения вентилятора охлаждения именно один раз. Требуется, чтобы температура на датчике IAT (2) достигла не меньше 26 градусов. В противном случает, "обучение" будет происходить до бесконечности.
4. Глушим машину выключая зажигание.
5. Потом снова заводим Хонда Инсайт.
6. Переходим в программе к параметрам PGM-FI, выбираем там параметр по обучению на ХХ (холостом ходе). Далее ожидаем порядка десяти минут завершения обучения, до появления статуса "ОК". На протяжении этого времени ничего не трогать (в том числе и педали газа, селектор переключения передач), не включать фары, кондиционер, аудиосистему.
7. Далее зайти в раздел параметров АКПП, делаем сброс параметров ECM/PCM и осуществляем калибровку вариатора при помощи проверки обратной информации по MAP, следуя строго по пунктам, которые указаны в HDS.
8. Нужно убедиться, что коэффициент сцепления DBW получился 0% (до чистки клапана EGR и дроссельной заслонки он может быть и 100%). Этот параметр и указывает на то, насколько загрзнена была заслонка.
На этом все готово. По итогу, имеем Инсайта с более плавным движением, должно быть снижение расхода топлива, повышение приемистости и выравнивание оборотов на холостом ходе – около 750 об/мин.
У Вас еще остались вопросы по этой теме? Можете задать их на нашем форуме! Или помочь разобраться другим с этим и другими вопросами, которые касаются гибридного Инсайта. 🙂
