Volkswagen Система отключения цилиндров (АСТ) на двигателе 1,4 л 103 кВт TSI. Устройство

Исполнительные механизмы

s510_050

Диагностический
интерфейс шин
данных

J533

Форсунки цилиндров 1–4

N30–33

Катушки зажигания цилиндров 1–4
с выходными каскадами

N70, N127, N291, N292

Блок дроссельной заслонки

J338

Электропривод дроссельной заслонки

G186

Исполнительный механизм кулачков
впускных клапанов цилиндров 2 и 3

N583, N591

Исполнительный механизм кулачков
выпускных клапанов цилиндров 2 и 3

N587, N595

Volkswagen Technical Site: http://volkswagen.msk.ru http://vwts.info http://vwts.ru

огромный

архив

документации

по

автомобилям

Volkswagen, Skoda, Seat, Audi

Система управления двигателя

Система управления двигателя — Bosch Motronic
MED 17.5.21. Помимо своих обычных задач,
система управления двигателя полностью
принимает на себя также все функции
по управлению отключением цилиндров (ACT).

К ним относятся:
• расчёт, какой режим в текущих условиях более

экономичен: 2J или 4Jцилиндровый;

• принятие мер, необходимых для отключения или

включения цилиндров;

• контроль работы и диагностика неисправностей

системы отключения цилиндров.

s510_072

Диагностика системы отключения цилиндров

Сигнал возврата стержня

Блок управления двигателя рассматривает сигнал
возврата стержня как подтверждение того, что
перемещение блока кулачков произошло.
При отсутствии этого сигнала система управления
делает вывод о наличии неисправности.

Датчик давления во впускном
коллекторе

При работе всех цилиндров и при работе только
двух цилиндров возникают разные картины
давления во впускном коллекторе. Если
фактическая картина давления отличается
от номинальной (т. е. той, которая должна быть),
то есть вероятность, что один из блоков кулачков
находится в неправильном положении.

Самодиагностика

Система самодиагностики контролирует все
электрические выводы исполнительных механизмов
кулачков и при возникновении неисправности
делает соответствующую запись в регистраторе
событий.

Проверка работы

Проверка работы исполнительных механизмов
перемещения блоков кулачков выполняется
в ведомом поиске неисправностей в меню
«Подсистемы, граничные условия»,
раздел «План диагностики — Система отключения
цилиндров».

В плане диагностики «Проверка системы
отключения цилиндров» при оборотах
1500 об/мин, 2000 об/мин и 3000 об/мин
все четыре блока кулачков переставляются туда и
обратно. При надлежащем перемещении кулачков
система обозначается как «исправная».

Рабочая зона системы отключения цилиндров

Отключение цилиндров происходит при условиях, характерных для повседневного вождения.

Условия для работы в 2+цилиндровом режиме:

• Обороты двигателя в диапазоне

прим. 1250–4000 об/мин.
Ниже этого диапазона двигатель работает
в 2Jцилиндровом режиме недостаточно ровно,
выше — в исполнительных механизмах
возникают слишком большие усилия.

• Соответствующий действию водителя крутящий

момент не превышает определённого значения,
зависящего от числа оборотов, и в любом случае
не больше 85 Н·м.
При более высоком крутящем моменте,
вследствие границ детонации и изменения угла
опережения зажигания, 2Jцилиндровый режим
не приводит к экономии топлива и поэтому
не используется.

• Температура масла в двигателе не ниже 10°C.

Подвижные части исполнительных механизмов
кулачков смазываются маслом двигателя.
При холодном и вязком масле скорости
срабатывания исполнительного механизма
не хватает для того, чтобы выдвинуть
металлический стержень точно в тот
ограниченный отрезок времени, в течение
которого стержень может войти
в направляющую канавку.

• ЛямбдаJрегулирование активно.

Этим обеспечивается отсутствие толчков
при переключении.

Рабочая зона системы отключения цилиндров

10_0

1000

2000

3000



об/мин



100



Н·м



4000

Зона оборотов/крутящего
момента, в которой может
срабатывать система отключения
цилиндров

Даже если все перечисленные выше условия выполнены, другие обстоятельства могут приводить
к тому, что двигатель будет продолжать работать в 4Jцилиндровом режиме или, соответственно,
будет переключаться с 2Jцилиндрового на 4Jцилиндровый режим.

Такими обстоятельствами могут быть, например:
J

Ярко выраженная спортивная манера вождения,
при которой постоянные переключения из одного режима в другой и обратно будут
увеличивать расход топлива.

Необходимость отопления,
в случае которой следует как можно быстрее обеспечить полную подачу тепла в отопитель.

Движение под уклон на принудительном холостом ходу,
чтобы максимально использовать возможности создания двигателем тормозного момента.

Резкое ускорение,
чтобы двигатель мог выдать требуемую мощность.

Система управления двигателя

Процесс отключения

Весь процесс отключения происходит в пределах одного поворота распредвала и длится всего несколько
миллисекунд. Чтобы отключение как можно меньше ощущалось водителем и пассажирами, за это время
необходимо выполнить ряд мер, обеспечивающих отсутствие скачкообразного изменения крутящего момента.
Последовательность этих мер очень важна, поскольку значение лямбда должно постоянно удерживаться
равным 1 и, например, изменение параметров системы впуска требует больше времени, чем системы
зажигания.

Пять фаз процесса отключения

Фаза/
действие

Режим

Описание

Иллюстрация

Фаза 1

Поворот
дроссельной
заслонки

4 цилиндра

Чтобы цилиндры 1 и 4, после отключения
цилиндров 2 и 3 получали достаточное
количество воздуха, дроссельная
заслонка открывается шире.
В результате все четыре цилиндра вместе
получают вдвое больше воздуха, чем
необходимо в 2Jцилиндровом режиме для
поддержания текущего крутящего
момента.

Изменение
опережения
зажигания
Цилиндры
1–4

Поскольку пока ещё включены все
цилиндры, в ходе дальнейшего рабочего
хода произойдёт существенное
увеличение крутящего момента. Чтобы
этого не допустить, с ростом количества
поступающего воздуха момент зажигания
сдвигается в сторону «позже», за счёт
чего уменьшается эффективность
сгорания. Крутящий момент остаётся
на прежнем уровне.

Фаза 2

Выпуск ОГ

2 цилиндра

После последнего рабочего хода
производится выпуск ОГ.

Выпускные
клапаны
Цилиндры
2 и 3

По завершении выпуска ОГ блок
управления задействует исполнительные
механизмы выпускных клапанов, подав
на них короткий импульс массы. Блоки
кулачков сдвигаются, и по роликам
рычагов клапанов теперь прокатываются
нулевые кулачки. Выпускные клапаны
больше клапанным механизмом
не задействуются.



10_0

НМТ

ВМТ

_056

s510

_016

Фаза/
действие

Режим

Описание

Иллюстрация

Фаза 3

Впрыск,
зажигание
Цилиндры
2 и 3

2 цилиндра

Отключаются впрыск топлива
и зажигание.

Фаза 4

Впускные
клапаны
Цилиндры
2 и 3

2 цилиндра

Ещё раз происходит впуск воздуха.
Запертый в цилиндре воздух действует
как пружина.
Та же сила, что требуется для его сжатия,
в следующем такте ускоряет движение
поршня вниз.

По завершении впуска воздуха блок
управления задействует исполнительные
механизмы впускных клапанов, подав
на них короткий импульс массы.
Блоки кулачков сдвигаются, и ролики
рычагов клапанов теперь вращаются
под нулевыми кулачками. Впускные
клапаны больше клапанным механизмом
не задействуются.

Фаза 5

Изменение
опережения
зажигания
Цилиндры
1 и 4

2 цилиндра

Моменты зажигания цилиндров 1 и 4
смещаются в сторону «раньше»
для обеспечения максимальной
эффективности сгорания.

10_0

s510

_019

10_0

ВМТ

НМТ

Система управления двигателя

Процесс включения

При включении отключённых цилиндров также важно не допустить скачков крутящего момента, которые будут
восприниматься водителем и пассажирами как толчки. Поэтому и в этом случае для предотвращения
скачкообразного изменения крутящего момента принимаются самые разные меры как в механической части,
так и со стороны системы управления двигателя.

Пять фаз процесса включения

Фаза/
действие

Режим

Описание

Иллюстрация

Фаза 1

Выпускные
клапаны
Цилиндры
2 и 3

2 цилиндра

Блок управления двигателя задействует
исполнительные механизмы впускных
клапанов, подавая на них короткий
сигнал массы. Блоки кулачков
перемещаются в другое положение, и
ролики рычагов теперь снова вращаются
под рабочими кулачками. Выпускные
клапаны задействуются, и из цилиндров
выпускается ранее запертый в них
воздух.

Фаза 2

Выпускные
клапаны
Цилиндры
1 и 4

2 цилиндра

ИзJза выпуска чистого воздуха, ОГ
на катализаторе обедняются и значение

становится больше 1.
Поскольку для оптимальной работы
трёхкомпонентного каталитического
нейтрализатора требуется

= 1, циклоJ

вая подача топлива в цилиндрах 1 и 4
увеличивается таким образом, что

на нейтрализаторе становится равной 1.

Фаза 3

Впускные
клапаны
Цилиндры
2 и 3

4 цилиндра

Блок управления двигателя задействует
исполнительные механизмы впускных
клапанов, подавая на них короткий
сигнал массы.
Блоки кулачков перемещаются в другое
положение, и ролики рычагов теперь
снова вращаются под рабочими
кулачками.
Впускные клапаны задействуются,
и происходит впуск воздуха в цилиндры.

s510_021

Фаза/
действие

Режим

Описание

Иллюстрация

Фаза 4

Изменение
опережения
зажигания
Цилиндры 1–4

4 цилиндра

Поскольку теперь снова включены все
цилиндры, впрыск и зажигание,
а дроссельная заслонка широко открыта,
при следующем рабочем ходе
произойдёт существенное увеличение
крутящего момента. Чтобы этого
не допустить, момент зажигания
сдвигается в сторону «позже», за счёт
чего уменьшается эффективность
сгорания. Крутящий момент остаётся
на прежнем уровне.

Фаза 5

Поворот
дроссельной
заслонки

4 цилиндра

Поскольку теперь воздух получают все
четыре цилиндра, дроссельная заслонка
перемещается в сторону закрытия, чтобы
предотвратить скачок крутящего
момента.

Изменение
опережения
зажигания
Цилиндры
1–4

Моменты зажигания всех цилиндров
смещаются в сторону «раньше»
для обеспечения максимальной
эффективности сгорания.

s510

_056

ВМТ

НМТ

s510

_05



ВМТ

НМТ

Система управления двигателя

Индикация системы отключения цилиндров
на дисплее в комбинации приборов

Благодаря индикации на дисплее в комбинации
приборов, водитель видит, когда он едет
в 2Jцилиндровом режиме, экономя топливо.
Индикация системы отключения цилиндров
отображается на многофункциональном дисплее
в пункте меню «Мгновенный расход топлива».

Всегда, когда двигатель работает в 2Jцилиндровом
режиме, в этом пункте меню выводится сообщение
«2Jцилиндровый режим». В 4Jцилиндровом режиме
индикация гаснет и выводится только текущий
расход топлива.

Индикация в комбинации приборов на Polo BlueGT

s510_051

15:34

Расход топлива

4,8

л/100 км

2Jцилиндровый режим

28,5

°C

км

105

trip (поездка)

105,5

Последствия отказа

При отказе индикации она больше не отображается
в комбинации приборов. На работу самой системы
такой отказ никак не влияет.

Датчики

Система управления двигателя использует сигналы рассматриваемых далее датчиков для регулирования
действия различных функций и систем. Использует их и система отключения цилиндров, как для управления
своей работой, так и для диагностики.

Датчики Холла G40 и G163

По сигналам обоих датчиков Холла, а также
датчика числа оборотов двигателя G28
блок управления двигателя определяет точное
положение распредвалов. Это необходимо
для расчёта момента выдвижения металлического
стержня.

s510_078

Датчик Холла G40

Датчик Холла G163

Последствия отсутствия сигнала

При выходе одного из датчиков из строя двигатель
переключается на 4Jцилиндровый режим, система
отключения цилиндров выключается.
В регистраторе событий делается запись, и включается контрольная лампа электропривода
акселератора K132.

Датчик числа оборотов двигателя G28

Сигнал датчика числа оборотов двигателя
используется:
• Для генерации разрешения на включение

2Jцилиндрового режима. Такой режим может
использоваться только тогда, когда обороты
находятся в диапазоне 1250–4000 об/мин.

• Для точного расчёта момента выдвижения

металлического стержня. Блок управления
двигателя распознаёт точное положение
в комбинации с сигналами датчиков Холла.

Датчик числа оборотов двигателя G28

s510_080

Последствия отсутствия сигнала

При отсутствии сигнала двигатель переключается на 4Jцилиндровый режим, система отключения цилиндров
выключается. В регистраторе событий делается запись, и включается контрольная лампа электропривода
акселератора K132.

Система управления двигателя

Исполнительные механизмы впускных кулачков N583, N591
и выпускных кулачков N587, N595

При возврате металлического стержня в исходное
положение в катушке исполнительного механизма
возникает, вследствие явления индукции, импульс
напряжения. Блок управления двигателя
рассматривает этот импульс индуктивного
напряжения как сигнал возврата стержня,
подтверждающий перемещение блока кулачков.

Исполнительный механизм кулачков выпускных
клапанов N595

Исполнительный механизм кулачков впускных
клапанов N591

Исполнительный
механизм кулачков
впускных клапанов N583

Исполнительный механизм кулачков
выпускных клапанов N587

Последствия отсутствия сигнала

При отсутствии сигнала система отключения
цилиндров выключается. В регистраторе событий
делается запись, и включается контрольная лампа
электропривода акселератора K132.

Датчик давления во впускном коллекторе G71 с датчиком
температуры воздуха на впуске G42

Датчик давления во впускном коллекторе также
используется для контроля переключения между
режимами. В результате разного открывания и
закрывания клапанов в каждом из двух режимов
во впускном коллекторе создаётся характерная
картина давления. Если фактическая картина
давления отличается от номинальной (т. е. той,
которая должна быть), то блок управления исходит
из неисправности или сбоя в механизме
переключения.

s510_087

Датчик давления во впускном коллекторе G71
с датчиком температуры воздуха на впуске G42

Последствия отсутствия сигнала

Блок дроссельной заслонки J338 с датчиками угла поворота
электропривода дроссельной заслонки G187 и G188

При переключении между режимами должен
соответствующим образом корректироваться
массовый расход воздуха. Датчики угла поворота
сообщают информацию о положении дроссельной
заслонки, на основании которой определяется,
насколько электропривод должен повернуть
при выполнении переключения.

s510_088

Блок дроссельной заслонки J338

Последствия отсутствия сигнала

При выходе из строя одного из датчиков система
отключения цилиндров выключается.
В регистраторе событий делается запись,
и включается контрольная лампа электропривода
акселератора K132.

Датчики положения педали акселератора G79 и G185

С помощью датчиков положения педали
акселератора блок управления двигателя
определяет запрашиваемую водителем мощность
двигателя, а также стиль вождения.
При распознавании интенсивного ускорения или
ярко выраженного спортивного стиля вождения
двигатель переключается на 4Jцилиндровый режим
или остаётся в нём.
При частых переключениях расход топлива только
увеличится.

Последствия отсутствия сигнала

При отсутствии сигнала запрашиваемая мощность,
ускорение или спортивный стиль вождения больше
не могут распознаваться. Помимо других мер,
выключается система отключения цилиндров.
В регистраторе событий делается запись,
и включается контрольная лампа электропривода
акселератора K132.

Система управления двигателя

Исполнительные механизмы

Исполнительные механизмы кулачков впускных клапанов
N583, N591 и выпускных клапанов N587, N595

На корпусе распредвалов крепятся болтами четыре исполнительных механизма системы отключения
цилиндров: два для блоков кулачков впускных клапанов и два для блоков кулачков выпускных клапанов.

Исп. механизм впускных клапанов N591

Исп. механизм кулачков

выпускных клапанов

N587

Блоки

кулачков

распредвала

выпускных

клапанов

Блоки кулачков
распредвала впускных клапанов

Исп. механизм

кулачков выпускных

клапанов

N595

Исп. механизм впускных клапанов N583

Назначение

Исполнительные механизмы блоков кулачков представляют собой электромагнитные приводы, передвигающие
блоки кулачков в осевом направлении по шлицам распредвала. При их активации отключаются или вновь
подключаются цилиндры 2 и 3.
Кроме того, сигнал возврата стержня позволяет системе проконтролировать срабатывание каждого
из исполнительных механизмов.

Обозначения исполнительных механизмов кулачков в сервисной литературе и в самодиагностике
различаются. В ElsaPro каждый исполнительный механизм обозначается одним кратким
«электрическим» кодом. Например, исполнительный механизм кулачков впускных клапанов
цилиндра 2 называется «N583 Исполнительный механизм кулачков впускных клапанов цилиндра 2».
В самодиагностике каждый из металлических стержней с электромагнитной катушкой, входящих
в состав исполнительного механизма, имеет отдельный индекс. Например: «N584 Исполнительный
механизм А кулачков впускных клапанов цилиндра 2», «N585 Исполнительный механизм B
кулачков впускных клапанов цилиндра 2» и «N586 Исполнительный механизм C кулачков
впускных клапанов цилиндра 2».
Это позволяет точнее локализовать возникшую неисправность.

Последствия выхода из строя одного или нескольких исполнительных
механизмов перемещения кулачков

Выход из строя или несрабатывание одного из исполнительных механизмов система управления распознаёт
по отсутствию сигнала возврата стержня от соответствующего исполнительного механизма (см. стр. 31).
Реакция системы управления на отказ одного или нескольких исполнительных механизмов зависит от режима
работы, в котором находится двигатель в момент отказа: в 4J или в 2Jцилиндровом.

Переключение с 4+цилиндрового
на 2+цилиндровый режим

Если блок управления двигателя распознаёт,
по отсутствию сигнала возврата стержня, что,
например, исполнительный механизм кулачков
выпускных клапанов цилиндра 2 не отключил
выпускные клапаны, то уже отключённые клапаны
цилиндров 2 и 3 включаются снова.
Двигатель работает в 4Jцилиндровом режиме.

Переключение с 2+цилиндрового
на 4+цилиндровый режим

Если блок управления двигателя распознаёт
по отсутствию сигнала возврата стержня, что,
например, исполнительный механизм кулачков
впускных клапанов цилиндра 3 не включил
впускные клапаны, то уже включённые выпускные
клапаны цилиндра 3 снова отключаются. Двигатель
продолжает работу на 3 цилиндрах.

При выходе из строя исполнительных механизмов
кулачков 2 цилиндров отключаются и остальные
клапаны/цилиндры.
Двигатель продолжает работу в 2Jцилиндровом
режиме.

Отсутствие сигналов возврата стержня

Если блок управления двигателя распознаёт отсутствие одного или нескольких сигналов возврата стержня:
J

система отключения цилиндров выключается;

в регистраторе событий делается соответствующая запись;

включается контрольная лампа электронного привода акселератора K132.

Последующий пуск двигателя

При следующем пуске двигателя система
отключения цилиндров включается снова и снова
пытается отключить или включить блоки кулачков,
от которых не поступал сигнал возврата стержня.
Если на этот раз переключение произойдёт,
то система вновь работает исправно.
Контрольная лампа выключается, запись
в регистраторе событий сначала переводится
в категорию спорадических, а через некоторое
время удаляется. Если переключение не произойдёт
и на этот раз, то следует такая же реакция, как
при предыдущем отсутствии сигнала возврата
стержня.

Отсутствие сигналов возврата стержня
несколько раз подряд

Если сигнал возврата стержня отсутствует в трёх
ездовых циклах подряд, включается лампа
check engine K83. Эта лампа остаётся включённой
до тех пор, пока неисправность не будет устранена.
Новый ездовой цикл начинается при включении
зажигания и пуске двигателя.

Система управления двигателя

Управление

К исполнительным механизмам кулачков через
главное реле J271 постоянно (в том числе
и в незадействованном состоянии) подаётся
плюс АКБ.

Для активации исполнительного механизма
кулачков блок управления двигателя
кратковременно замыкает его цепь массы.
Металлический стержень резко выдвигается, и
начинается процесс перемещения блока кулачков.

По завершении перемещения наклонный профиль
дна направляющей канавки возвращает
металлический стержень обратно в исходное
положение. При этом в катушке, вследствие
эффекта индукции, возникает импульс напряжения.

Напряжение АКБ

Начало включения

Конец включения

Импульс индуктивного напряжения

в результате возврата стержня

10_0

Металлический стержень в исходном
положении

На электромагнитную катушку подаётся плюс АКБ.
Металлические стержни удерживаются в исходном
положении двумя постоянными магнитами, по
одному на каждый стержень. Сдвижные блоки
кулачков цилиндров два и три фиксируются
шариковым фиксатором в своём текущем
положении (см. стр. 13).

Металлические
стержни

Опорная
пластина

Направляющая
втулка

Шайба

сердечника

с постоянным

магнитом

ЭлектроJ

магнитная

катушка

БУ двигателя

ЭлектриJ
ческий
разъём

s510_047

Главное реле

Выдвигание металлического стержня

Для активации исполнительного механизма блок
управления двигателя кратковременно замыкает
его цепь массы. В катушке электромагнита
создаётся магнитное поле, и в результате северный
полюс электромагнита отталкивает северный полюс
постоянного магнита на шайбе сердечника.
Вместе с постоянным магнитом отталкивается и
металлический стержень, который в результате
выдвигается с большой скоростью. Выдвинутый
металлический стержень входит в спиральную
направляющую канавку, и по мере вращения
распредвала блок кулачков сдвигается.
Металлический стержень удерживается
в выдвинутом положении притяжением постоянного
магнита к опорной пластине.

s510_048

s510_053

Металлический
стержень

Катушка
электромагнита

Шайба

сердечника

с постоянным

магнитом

Опорная
пластина

Блок
управления
двигателя

Исполнительный
механизм блока
кулачков

Возврат металлического стержня
в исходное положение

Профиль дна направляющей канавки после
примерно одного оборота начинает постепенно
подниматься, возвращая металлический стержень
вверх, в его исходное положение. При движении
металлического стержня с постоянным магнитом
к электромагнитной катушке, в ней, вследствие
эффекта индукции, возникает импульс напряжения.

Блок управления двигателя регистрирует этот
импульс напряжения и рассматривает его как
сигнал возврата стержня, подтверждающий
перемещение блока кулачков и возврат стержня
в исходное положение.
И в этом случае металлический стержень
фиксируется в своём новом положении постоянным
магнитом.

s510_049

s510_054

Плавно поднимающееся
дно канавки

Исполнительный
механизм блока
кулачков

Сигнал возврата
стержня

Volkswagen Technical Site: http://volkswagen.msk.ru http://vwts.info http://vwts.ru

огромный

архив

документации

по

автомобилям

Volkswagen, Skoda, Seat, Audi

Техническое обслуживание

Специальные инструменты

Обозначение

Инструмент

Назначение

T10499
Ключ

Служит для ослабления и затягивания
эксцентрикового натяжного ролика зубчатого
ремня.

T10500
КлючJнасадка

Служит для ослабления и затягивания болта
эксцентрикового натяжного ролика зубчатого
ремня при установленной опоре двигателя.

T10504
Фиксатор распредвала
с фиксирующим стержнем
T10504/1 и контрольным
стержнем T10504/2

Фиксатор распредвала с обоими стержнями
служит для фиксации распредвала
при проверке и установке фаз
газораспределения.

s510_073

s510_074

s510_075

Volkswagen Система отключения цилиндров (АСТ) на двигателе 1,4 л 103 кВт TSI. Устройство - часть 2