Motorsteuerung EURO-3

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Dieser Artikel basiert auf die Motorsteuerung des VAZ-21214-36 mit sequentieller Multi-Point-Einspritzung nach Abgasvorschriften EURO-3 (Steuergerät Bosch MP7.0HFM). Er ist im Aufbau begriffen und daher unvollständig, Fehler sind möglich. Ergänzungen und Verbesserungen sind jederzeit möglich und ausdrücklich gewünscht!

Sofern sich Fotos, Darstellungen und dergleichen auf einen anderes Fahrzeug beziehen, wird das ausdrücklich erwähnt.

Hier soll nur ein kurzer Überblick über Sensoren, Steuergerät, gesteuerte Systeme sowie deren Lage im/am Fahrzeug gegeben werden. Der Text soll allgemein verständlich gehalten werden. Detailinformationen sollten per Querverweis/weiterführenden Link eingearbeitet werden


Einleitung

Die Einführung von Abgasnormen hat auch beim Niva Auswirkungen gezeigt. Vorbei sind die Zeiten, als man noch mit "Hammer und Montiereisen" sämtliche Reparaturen durchführen konnte. Zur Erfüllung der strengen EURO-Normen ist auch in den Niva-Modellen der letzten Jahre eine Steuerelektronik verbaut, die durch verschiedene Eingriffe das Entstehen von umweltschädlichen Abgasen minimieren soll.

Viele Sensoren der Steuerelektronik werden bei allen Abgasnormen verwendet, das wird dann wie folgt angezeigt:

Euro 3 Euro 4 Euro 5

Sensoren bzw. Aktoren die z.B. nur bei Euro 3und 4 oder nur bei Euro 5 verwendet werden haben dann diese Legende:

Euro 3 Euro 4
Euro 5

Elektronisches Steuergerät und Sensoren:

Steuergerät

Euro 3 Euro 4 Euro 5
Steuergerät 21214-1411020-20 (Bj.2009)

Das Steuergerät ist linksseitig im Fußraum der Fahrerseite hinter der Verkleidung fest mit der Karosserie verschraubt. Informationen über den aktuellen Zustand erhält das Steuergerät über Sensoren (z.B. Nockenwellensensor) und steuert damit verschiedene Systeme (z.B. Zündung).

Verdrahtungspläne und Pin-Belegungen von Steuergeräten, Sensoren und gesteuerten Systemen finden sich hier.

Sensoren

Hitzdraht-Luftmassenmesser und Lufttemperaturfühler

Luftmassenmesser im EURO-4

Der Luftmassenmesser und der Lufttemperaturfühler sind im Ansaugtrakt direkt nach dem Luftfilter untergebracht. Aus den Daten des Lufttemperaturfühlers und des Kühlmitteltemperaturfühlers berechnet das Steuergerät die Anlaßeinspritzimpulsdauer für den Motorstart.


Drosselklappenschalter

Drosselklappenschalter im EURO-4

Der Drosselklappenschalter ist seitlich am Drosselklappenstutzen befestigt. Er liefert dem Steuergerät Informationen über die Stellung der Drosselklappe, also wie stark der Fahrer das Fahrpedal durchtritt. Diese Information benötigt das Steuergerät zur Berechnung der Einspritzimpulsdauer. Wenn der Fahrer auf das Gaspedal tritt, verändert er über einen Seilzug den Öffnungsgrad der Drosselklappe, was die Luftzufuhr vergrößert. Der Drosselklappenschalter teilt die neue Stellung (Öffnungsgrad) der Drosselklappe dem Steuergerät mit, welches dann die Einspritzimpulsdauer und damit die Kraftstoffzufuhr erhöht.

Bei einem Tausch des Drosselklappenschalters muss dieser nicht - wie bei einigen anderen Fahrzeugen - manuell kalibriet werden, da die Position durch eine unverrückbare Verschraubung fixiert ist. Das Steuergerät erkennt automatisch die niedrigste Signalspannung des Drosselklappenschalters als "geschlossene Drosselklappe" (relativer Drosselklappenöffnungsgrad 0%). Das automatische Kalibrieren geschieht nach jeder Spannungsunterbrechnung (z.B. Batteriewechsel). Dabei muss man vor dem ersten Starten den Zündschlüssel einige Zeit auf Position "Zündung EIN" belassen. Diese Zeit benötigt das Steuergerät, um die Drosselklappenstellung zu kalibrieren (vernullen).

Kühlmitteltemperaturfühler

Kühlmitteltemperaturfühler im EURO-4

Er befindet sich auf der rechten Motorseite am Auslaufstutzen des Kühlmantels am Zylinderkopf, unterhalb der Drosselklappe. Die Kühlmitteltemperatur wird bei den meisten Funktionen der Motorsteuerung benötigt.


Klopfsensor

Befindet sich an der rechten Seite des Motorblockes, ziemlich mittig, unterhalb des Krümmer- ausganges. Beim Blick durch des rechte Radhaus auf den Motorblock ist er zu sehen. Ist am Block angeschraubt, es führt ein Kabelstrang hin.

Lambdasonden

Davon sind jeweils eine vor dem Katalysator, und eine nach dem Katalysator verbaut. Die Lambdasonde vor dem Katalysator (LS1) liefert dem Steuergerät Informationen über den Sauerstoffgehalt im Abgas vor dem Katalysator. Die nach dem Katalysator eingebaute Lambdasonde (LS2) informiert das Steuergerät über den Sauerstoffgehalt der Abgase nach dem Katalysator. Das Steuergerät korrigiert damit die aus den Daten anderer Sensoren berechnete Einspritzzeit, um den maximalen Wirkungsgrad des Katalysators zu erreichen.

Geschwindigkeitssensor

Euro 3 Euro 4 Euro 5

Der Geschwindigkeitssensor befindet sich an der Vorderseite des Verteilergetriebes, direkt neben dem Anschluss der Tachowelle.

Kurbelwellensensor

Der Kurbelwellensensor befindet sich auf der Vorderseite des Motors direkt neben der Keilriemenscheibe. Aus den Daten des Kurbelwellensensors ermittelt das Steuergerät die Position und Drehzahl der Kurbelwelle und berechnet die Impulsdauer für Zündmodul und Einspritzventile.





Nockenwellensensor

Der Nockenwellensensor befindet sich im oberen Bereich zwischen Motor und Kühler, direkt unter dem Kühlerschlauch. Er liefert dem Steuergerät Informationen über die Stellung des ersten Kolbens. Das Steuergerät verwendet dieses Signal zur Steuerung der sequentiellen Kraftstoffeinspritzung.

Schlechtwegesensor (Rough-Road-Sensor, G-Sensor)

Euro 3 Euro 4
Schlechtwege-Sensor (EURO-4)

Der G-Sensor ist im Motorraum des Niva zwischen Lüftungslufteinlass und Scheibenwischermotor eingebaut. Seine Aufgabe besteht nicht darin "schlechte Wege" zu signalisieren, um den Fahrer dazu zu verleiten Differentialsperre oder Untersetzung zuzuschalten. Vielmehr erkennt das Steuergerät, dass es sich bei Schwingungen, wie sie beim Befahren schlechter Straßen entstehen nicht um Zündaussetzer handelt.

Teilenummer: 2123-1413130

Wegfahrsperre

Die Wegfahrsperre besteht aus einem eigenem Steuergerät, einer Blink-Anzeige die gleichzeitig das "Schlüssel-Lesegerät" darstellt, zwei schwarze Betriebscodeschlüssel und einem rotem Programmiercodeschlüssel. Das Steuergerät der Wegfahrsperre ist mit dem Steuergerät der Motorsteuerung verbunden. Der Motor startet nur dann, wenn das Motorsteuergerät vom Steuergerät der Wegfahrsperre das richtige "Passwort" erhalten hat. Dieses "Passwort" teilt der Fahrer dem Steuergerät der Wegfahrsperre mit, indem er einen schwarzen Betriebscodeschlüssel in direkte Nähe der Anzeige der Wegfahrsperre (dem Schlüssel-Lesegerät) bringt. Die Bestätigung des richtigen "Passwortes" erfogt durch einen dreimaligen Signalton.


Kraftstoffsystem

Das Kraftstoffsystem soll dem Motor die benötigte Kraftstoffmenge in allen Betriebsarten zuführen.


E-Kraftstoffpumpe

Direkt im Kraftstofftank eingebaut führt sie Kraftstoff über einen Filter zum Kraftstoffverteiler.


Kraftstoffverteiler

Der Kraftstoffverteiler besteht im Wesentlichen aus einem Druckregler und Einspritzventilen.


Kraftstoffdruckregler

Kraftsoffdruckregler im Niva (EURO-4)

Hauptartikel: Kraftstoffdruckregler

Der Kraftstoffdruckregler befindet sich fahrgastzellenseitig direkt neben dem Ansaugkrümmer. Die Aufgabe des Reglers besteht darin, den Kraftstoffdruck an den Einspritzventilen bei jeder Motorbelastung aufrechtzuerhalten. Durch das Öffnen der Einspritzventile würde der Druck an den Einspritzventilen abfallen, wenn der Kraftstoffdruckregler das nicht ausgleichen würde.


Einspritzventile

Die Einspritzventile sind am Kraftstoffverteiler befestigt. Sie werden elektromagnetisch vom Motorsteuergerät geöffnet. Dadurch strömt der Kraftstoff unter Druck durch das Ventil, wird zerstäubt und mit Luft vermischt bevor er über das Einlassventil in die Verbrennungskammer gelangt.


Arten der Kraftstoffzufuhr

Der Kraftstoff wird nach zwei verschiedenen Arten gefördert:

  • synchron (Normalfall): Dabei werden die Einspritzventile paarweise eingeschaltet. Die Einspritzventile des ersten und vierten Zylinders bilden das erste Paar, die des zweiten und dritten Zylinders das zweite Paar.
  • asynchron (Motoranlaß)

Das Motorsteuergerät ermittelt aus den Informationen der Sensoren Motorbetriebsart und Kraftstoffzufuhr.


Zündanlage

Zündmodul

Klopfregelung

Zur Vermeidung der Beschädigungen der inneren Motorteile wegen des Dauerklopfens korrigiert die Motorsteuerung den Vorsteuerzündwinkel. Zur Erfassung des Klopfens ist ein Klopfsensor im System vorhanden Das ECM wertet das Signal dieses Klopfsensors aus und verstellt den Vorsteuerzündwinkel nach dem speziellen Regel-Algorithmus beim Klopfen, das sich durch die Erhöhung der Amplitude der Motorschwingungen im bestimmten Frequenzbereich auszeichnet. Der Vorsteuerzündwinkel wird für jeden Zylinder einzeln geregelt, d.h. es wird erfasst, welcher Zylinder klopft, und der Vorsteuerzündwinkel wird nur für diesen Zylinder reduziert. Beim defekten Klopfsensor wird im Steuergerät ein entsprechender Fehlercode gespeichert und die Kontrollampe der Fehleranzeige schaltet ein. Außerdem verstellt das ECM (von der Motorbetriebsart abhängig) den min. Vorsteuerzündwinkel, der das Klopfen ausschließt.

Klimaanlage

Kühlgebläse

Kurbelgehäuseentlüftung

Kurbelgehäuseentlüftung

Wenn ein Motor in Betrieb ist, entstehen in ihm Gase. Diese wurden früher direkt in die Luft abgeleitet, was heute aus Umweltschutzgründen nicht mehr erlaubt ist. Aus diesem Grund müssen die anfallenden Gase dem Verbrennungsprozess zugeführt werden.

Die Kurbelgehäuseentlüftung sorgt für die Absaugung der Kurbelgehäusegase und leitet sie in den Ansaugbereich des Motors. Sie besteht aus drei Schläuchen und einen Ölabscheider. Durch einen großen Schlauch gelangen die Gase in den Ölabscheider. Dieser ist über einen dünnen und einem größeren Schlauch mit dem Ansaugbereich verbunden.

Der dünnere Schlauch führt die Kurbelgehäusegase über eine Düse direkt in den Raum hinter der Drosselklappe. Im Standgas oder bei geringer Öffnung der Drosselklappe werden über diesen Schlauch mehr Dämpfe abgesaugt, als bei ganz geöffneter Drosselklappe.

Der größere Schlauch ist mit dem Saugrohr vor der Drosselklappe verbunden.

Der Nachteil dieser Lösung ist, dass das Gas nie "rein" in den Verbrennungsraum gelangt, sondern immer mit Ölresten verunreinigt ist. Diese Verunreinigungen verursachen Ablagerungen in allen Bauteilen, die zwischen der Einleitungsstelle und dem Verbrennungsraum liegen. Besonders betroffen sind dabei Luftmassenmesser, Luftfilter und Drosselklappeneinheit. Dadurch kann je nach Stärke der Ablagerungen der Motorbetrieb gestört werden. Bei neueren Modellen ist deshalb der größere Schlauch erst nach dem Luftfilter am Ansaugtrakt befestigt, wodurch zumindest Luftfilter und Luftmassenmesser nicht mehr verölt werden.

Änderungen an der Kurbelgehäuseentlüftung können Folgefehler im Motorbetrieb verhindern, führen aber gleichzeitig zum Erlöschen der Betriebserlaubnis.

Luftansaugsystem

Luftfilter

Euro 3 Euro 4 Euro 5


Das Luftfilter ist vorne im Motorraum eingebaut und auf den Gummilagerungen befestigt. Der Papierfiltereinsatz hat eine große Filterfläche. Die Frischluft wird über einen unter dem Luftfiltergehäuse liegenden Luftentnahmestutzen angesaugt. (In diesem Luftansaugstutzen befindet sich der Ansauggeräuschdämpfer.) Danach strömt die angesaugte Luft durch Filtereinsatz des Luftfilters, Luftmassenmesser, Saugrohrschlauch und Drosselklappenstutzen. Nach dem Drosselklappenstutzen strömt die Luft in die Kanäle des Sammel- und Saugrohres und anschließend in den Zylinderkopf und die Zylinder.

Drosselklappenstutzen

Der Drosselklappenstutzen ist am Sammelrohr befestigt. In ihm befindet sich eine Klappe (Drosselklappe), die über einen Seilzug mit dem Fahrpedal verbunden ist. Durch die Betätigung des Fahrpedals verändert der Fahrer den Öffnungsgrad der Drosselklappe und beeinflusst dadurch die Luftzufuhr zum Motor. Wenn man umgangssprachlich "Gas gibt" führt man dem Motor dadurch mehr Luft zu.

Am Drosselklappenstutzen sind der Drosselklappenschalter und der Leerlaufregler angebaut. Hinter der Drosselklappe befinden sich Vakuumentnahmeöffnungen, die für den Betrieb der Kurbelgehäuseentlüftung im Leerlauf und des Aktivkohle-Behälters des Kraftstoffverdunstungs-Rückhaltesystems erforderlich sind.


Leerlaufregler

Euro 3 Euro 4


Der Leerlaufregler befindet sich in einem Luftkanal als Bypass zur Drosselklappe und regelt die Motordrehzahl im Leerlaufbetrieb.

Das Motorsteuergerät reguliert durch das Öffnen und Schließen eines kegelförmigen Ventils im Leerlaufregler die zugeführte Luftmenge entsprechend der Belastung.

Neben der Leerlaufdrehzahlregelung trägt der Leerlaufregler zur Reduzierung der Abgasemissionen bei. Wenn sich die Drosselklappe plötzlich schließt, würden sich die Abgasemissionen erhöhen, da die Gemischaufbereitung kurzfristig zu fett werden würde. Der Leerlaufregler verhindert das, indem er die für eine optimale Verbrennung benötigte Luft an der Drosselklappe vorbeiführt.

Leerlaufregler
Luftreglung.jpg

Kraftstoffverdunstungs-Rückhaltesystem

Das Kraftstoffverdunstungs - Rückhaltesystem besteht aus einem Aktivkohle-Behälter mit einem Ventil und Verbindungsleitungen. Die bei stehendem Motor entstehenen Kraftstoffdämpfe aus dem Tank werden einem Aktivkohle-Behälter zugeleitet.

Nachdem der Motor eine bestimmte Zeit gelaufen ist, wird der Aktivkohle-Behälter gespült. Diese Spülung wird vom Steuergerät ausgelöst. Dabei werden die Dämpfe im Behälter mit Luft vermischt und dem Saugrohr des Motors zur Verbrennung zugeführt.


Die Spülung wird vom Steuergerät ausgelöst, wenn

Außentemperaturfühler

Euro 5


Ist vorn rechts am Kühlergrill angebracht und direkt mit den Kombiinstrument VDO 2110 verbunden.

Abgasreiniger, Katalysator

siehe Katalysator


Literatur

  • C. Alaew, V. Iwkow, V. Mitrofanov: Wartungs- und Reparaturhandbuch Motorsteuerung für VAZ-2111, 2112 und 21214-36 mit sequentieller Multi-Point-Einspritzung (mit elektronischem Steuergerät MP7.0HFM Fa. BOSCH) nach Abgasvorschriften EURO-3, Borddiagnosevorschriften EOBD AO AVTOVAZ 2001