5.11. Система электронного впрыска топлива (EFI -система)
5.11. Система электронного впрыска топлива (EFI-система)
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ |
Система электронного впрыска топлива ( EFI-система) для двигателей 1,6 и 1,8 л ( двигатели 1,3 л оборудованы аналогичной системой)
1. Датчик концентрации кислорода 10. Топливный насос 11. Топливный бак 12. Реле топливного насоса 13. Переключатель положения Park/ Neutral (для автомобилей с автоматической трансмиссией) |
14. Датчик скорости автомобиля 15. Щиток приборов 16. Реле включения фар 17. Переключатель обогревателя заднего стекла 18. Выключатель стоп-сигнала 19. Стартер 20. Электронный блок управления 21. Каталитический нейтрализатор 22. Регулятор давления топлива 23. Датчик абсолютного давления во впускном клапане 24. Топливный фильтр 25. Контрольный воздушный клапан холостого хода 26. Датчик угла поворота дроссельной заслонки 27. Усилитель кондиционера |
Автомобили оборудованы системой электронного впрыска топлива (EFI-системой), в которую входят три подсистемы — топливная система, система забора воздуха и электронная система управления
ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА
Топливный насос, расположенный в баке, обеспечивает подачу топлива под постоянным давлением в распределитель, из которого топливо равномерно распределяется по форсункам. Из распределителя топливо подается во впускные каналы цилиндров через форсунки. Количество впрыскиваемого топлива строго контролируется электронным блоком управления (ЕСМ-блоком). Регулятор давления топлива обеспечивает изменение давления топлива в соответствии с разрежением на всасывающем коллекторе. Топливный фильтр смонтирован между топливным насосом и распределителем топлива и предназначен для очистки бензина и защиты агрегатов системы впрыска от выхода из строя.
СИСТЕМА ЗАБОРА ВОЗДУХА
Система забора воздуха состоит из воздушного фильтра, камеры дроссельной заслонки и канала, соединяющего эти два агрегата. Датчик температуры воздуха (IAT-датчик) отслеживает температуру забираемого воздуха. Сигнал с датчика поступает на электронный блок управления, который обеспечивает дозировку впрыскиваемого топлива в соответствии с температурой воздуха. Дроссельной заслонкой управляет водитель. По мере открывания дроссельной заслонки увеличивается скорость поступающего воздуха, что приводит к понижению его температуры. Датчик регистрирует изменение температуры воздуха и подает сигнал на блок ЕСМ, который в свою очередь подает сигнал, увеличивающий дозу впрыскиваемого топлива, на форсунки.
ЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ (ECM-БЛОК)
Управление электронным впрыском топлива и другими системами обеспечивается электронным блоком управления, который в свою очередь является частью центральной компьютерной системы управления (ССS—системы). В состав ЕСМ—блока входит микропроцессор.
На блок управления поступают сигналы от целого ряда датчиков, которые отслеживают такие параметры как температура воздуха на входе в цилиндры, угол поворота дроссельной заслонки, температура охлаждающей жидкости, число оборотов двигателя, скорость движения автомобиля и содержание кислорода в отработанных газах.
На основании этих данных блок управления определяет длительность впрыска топлива, при которой обеспечивается поддержание оптимального соотношения бензина и воздуха в горючей смеси. Некоторые из этих датчиков и соответствующие реле, срабатывающие от блока управления, не входят в состав системы электронного впрыска топлива, однако смонтированы по всему пространству моторного отсека.
В подразделе 6.2 приводится более подробное описание блока управления и управляемых от этого блока систем электрооборудования двигателя.
Проверка
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ | ||||||||||||||||||||||
|
Принципы работы системы электронного впрыска топлива
Система электронного впрыска топлива (EFI) представляет собой совокупность управляемых топливных клапанов, открываемых электрическим сигналом, и обеспечивающих подачу топлива в двигатель. Соотношение воздух/топливо определяется временем, в течении которого форсунки остаются открытыми во время рабочего цикла. Это время называется длительностью импульса. Компьютер EFI собирает данные с группы датчиков, которые сообщают ему, на каких оборотах работает двигатель и нагрузку на него в данный момент.
Имея эти данные, компьютер начинает просматривать находящуюся в его памяти информацию, чтобы определить, как долго он должен держать форсунки открытыми, чтобы обеспечить топливные требования, продиктованные этими условиями. Когда эта информация найдена, она извлекается из памяти и передается к форсункам как импульс напряжения определенной длительности. Длительность импульса измеряется в тысячных долях секунды, или в миллисекундах (мс). Когда этот цикл закончен, программа компьютера сообщает ему, об этом, и он продолжает выполнять его снова и снова, при этом компьютер всегда готов получить новые исходные данные. Все это — получение данных, анализ, и преобразование занимают приблизительно 15 % мощности компьютера. Оставшаяся часть времени это простой процессора. Жаль, что вы не можете получить денежную компенсацию за время бездействия процессора. Датчики, на которые компьютер полагается, чтобы получать информацию — неотъемлемая часть EFI и являются глазам и ушам сиДатчик массового расхода воздуха/датчик расхода воздуха. Система впрыска, работающая с датчиком массового расхода воздуха или датчиком расхода воздуха, названа системой впрыска «с массовым расходом». Чувствительный элемент измеряет число молекул воздуха, попадающих в систему в любой момент времени. Если это число разделить на обороты двигателя, это даст точное значение количества топлива, не обходимого для одного рабочего цикла в двигателе.
Датчик температуры воздуха. Плотность воздуха изменяется как функция температуры. Поэтому, компьютер должен знать, что необходимо изменить длительность импульса, если датчик температуры воздуха обнаруживает изменение температуры воздуха.
Барометрический датчик. Плотность воздуха также изменяется с высотой. Датчик атмосферного давления сообщает компьютеру об изменении высоты.
Датчик температуры охлаждающей жидкости. Количество топлива, требуемое двигателю, обратно пропорционально температуре двигателя. Датчик температуры охлаждающей жидкости отражает рабочую температуру двигателя. Холодному двигателю требуется большее количество топлива для того, чтобы получить достаточно паров топлива для воспламенения. Чем более нагрет двигатель, тем легче парообразование, и меньше количество требуемого топлива.
Датчик давления во впускном коллекторе. Не все системы EFJ оборудованы датчиком давления во впускном коллекторе. Те, в которых он присутствует, называются системами EF1, работающими на принципе «плотность/скорость». Когда используется датчик давления во впускном коллекторе, датчик массового расхода воздуха или датчик расхода воздуха становится не нужен. Давление во впускном коллекторе в любой данный момент достаточно точно отражает нагрузку на двигатель. Следовательно, датчик давления во впускном коллекторе сообщает компьютеру данные о текущем эксплуатационном режиме.
Датчик кислорода. Датчик кислорода измеряет количество остаточного кислорода в выхлопных газах после процесса горения. Он установлен в выпускном коллекторе и таким образом становится для компьютера «сторожевым псом» фактического качества смеси. Если датчик обнаруживает слишком большое количество кислорода, компьютер, на основе информации в его памяти, будет немного увеличивать длительность импульсов впрыска, таким образом, добавляя топливо и используя избыточный кислород. Контролируя оставшийся кислород, компьютер может непрерывно поддерживать необходимую длительность импульсов, для обеспечения запрограммированного соотношения воздух/топливо. В жизни датчик кислорода нужен для поддержания соотношения воздух/топливо в рамках, необходимых для работы трехкомпонентного катализатора. Это не устройство для экономии топлива или обеспечения мощности.
Датчик частоты вращения. Импульсы впрыска каждый рабочий цикл должны, конечно, всегда соответствовать частоте вращения двигателя. Датчик оборотов двигателя обеспечивает это, контролируя низковольтные импульсы на катушке зажигания.
Датчик положения распределительного вала. В системе последовательного впрыска датчик положения распределительного вала сообщает блоку управления, в каком порядке работают цилиндры двигателя. По сигналам этого датчика блок управления определяет, в каком порядке осуществлять впрыск.
Датчик положения дроссельной заслонки. Полезная мощность двигателя в значительной степени зависит от положения дроссельной заслонки. Полностью открытая дроссельная заслонка, очевидно, говорит о том, что от двигателя требуется все, на что он способен, и расход топлива должен, в этом случае, быть увеличен. Поэтому, положение дроссельной заслонки является для компьютера важным параметром. Еще один тип данных, которые дает датчик положения дроссельной заслонки — скорость изменения положения дроссельной заслонки. Эта функция становится эквивалентом ускорительного насоса в карбюраторе. Ускорительный насос обеспечивает быстрое обогащение смеси, при быстром открытии дроссельной заслонки.
Дополнительные компоненты системы EFI — топливный насос, регулятор давления, топливопроводы, пневмоклапаны, регулятор холостых оборотов и различные реле.
Как ухаживать за мотором с системой впрыска топлива EFI
Сегодня повсеместно можно встретить в продаже лодочный моторы с системой впрыска топлива (электронное управление впрыском топлива EFI). Они достаточно сложны и их можно назвать чудом современной техники. (Обслуживание и уход за лодочным мотором).
Изначально электронные системы впрыска топлива EFI разрабатывались для автомобильной промышленности. Они отлично выполняют свою работу уже не одно десятилетие и остаются очень надежными. Работают практически безотказно. И не так давно эти системы впрыска перекочевали на воду, а точнее на подвесные лодочный моторы. Для справки сразу заметим, что скорость движение электронов по проводам составляет 300 000 км/сек. и вот с такой скоростью электронные блоки управления EFI управляют распределением топлива. Направляют точно отмеренные порции топлива в строго определенные интервалы времени. Это дает заметные улучшения характеристик мотора, экономит топливо, выхлопные газы очищаются и соответственно снижается загрязнение окружающей среды.
Системой EFI управляет бортовой электронный блок. По сути это микрокомпьютер. И кроме системы подачи топлива, электронным способом управляются и другие жизненно важные функции мотора. Сама система EFI состоит из модулей управления ECM, которые в свою очередь могут быть запрограммированы или перепрограммированы. Из-за таких гибких возможностей по настройке всей системы в целом электронное управление мотором, а в частности EFI стало очень популярным в автостроении и моторостроении.
Что нужно для эффективной работы лодочного мотора с системой EFI?
Особых усилий для поддержания работы лодочного мотора с системой EFI не требуется. В обязательном порядке при покупке лодочного мотора с этой системой и перед запуском его, внимательно изучить руководство пользователя и следовать всем требованиям и рекомендациям, указанным там. Читая руководство вы обнаружите, что система EFI не требует какого либо текущего обслуживания, кроме небольших операций, которые чем то напоминают обслуживание карбюратора в двигателе.
Очистка
Чистое топливо является залогом надежной работы не только системы EFI, но и всего мотора в целом. Для предотвращения загрязнения в системе впрыска EFI устанавливаются топливные фильтры. Эти фильтры гораздо надежнее, чем обычные, которые стоят в топливной системе мотора. Их поры значительно меньше и они фильтруют значительно больше загрязнений в топливе.
Повреждение форсунки впрыска от грязи или влаги является одной из самых страшных угроз для системы впрыска EFI. Топливные форсунки как рза отвечают за впрыск под давление определенной порции топлива в камеру сгорания. Если форсунки загрязнены или повреждены, то изменяются параметры впрыска топлива или впрыск вообще перестает работать. Влага, попавшая в инжектор, может привести к коррозии, что затруднит прохождение топлива.
Электропитание
Как вы понимаете, для любой электронной системы нужен электроток. Соответственно для электронной системы EFI он тоже нужен. В связи с этим, важное значение в лодочных моторах с этой системой имеет состояние аккумуляторной батареи и всей системы электропитания в целом. Обязательно нужно позаботиться и следить за чистотой и качеством контактов и всех проводников системы, т.к. именно от них зависит качество электрических импульсов, которые поступают на компоненты ECM и побуждают их к работе. Конечно, достаточно проблематично защитить электросистему от воды в море, но все же она должна оставаться всегда сухой, что бы четко выполнять свои функции.
Разработки последних лет в сфере электронного впрыска EFI еще больше подняли эффективность этой системы. Она все менее нуждается в обслуживании, но периодических осмотр никогда не повредит и продлит срок службы как самой системы, так и мотора в целом.
ECM | Engine Control Module | Engine ECU (Electronic Control Unit) | Электронный блок управления двигателем |
ECT | Engine Coolant Temperature | Coolant Temperature, Water Temperature (THW) | Температура охлаждающей жидкости |
EEPROM | Electrically Erasable Programmable Read Only Memory | Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM), Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM) | Электрически стираемое программируемое постоянное ЗУ/ Электрически стираемое программируемое постоянное ЗУ (EEPROM), Стираемое программируемое постоянное ЗУ (EPROM) |
EFE | Early Fuel Evaporation | Cold Mixture Heater (CMH), Heat Control Valve (HCV) | Подогреватель холодной топливо-воздушной смеси |
EGR | Exhaust Gas Recirculation | Exhaust Gas Recirculation (EGR) | Рециркуляция отработавших газов (EGR) |
EI | Electronic Ignition | TOYOTA Distributorless Ignition (TDI) | Электронное зажигание/ Бесконтактное зажигание компании TOYOTA |
EM | Engine Modification | Engine Modification (EM) | Модификация двигателя (EM) |
EPROM | Erasable Programmable Read Only Memory | Programmable Read Only Memory (PROM) | Стираемое программируемое постоянное ЗУ/ Программируемое постоянное ЗУ (PROM) |
EVAP | Evaporative Emission | Evaporative Emission Control (EVAP) | Система улавливания паров топлива |
FC | Fan Control | — | Управление вентилятором |
FEEPROM | Flash Electrically Erasable Programmable Read Only Memory | — | Разрядное электрически стираемое программируемое постоянное ЗУ |
FF | Flexible Fuel | — | Трансформируемое топливо |
FP | Fuel Pump | Fuel Pump | Топливный насос |
GEN | Generator | Alternator | Генератор/ Генератор переменного тока |
GND | Ground | Ground (GND) | «Масса» |
HO2S | Heated Oxygen Sensor | Heated Oxygen Sensor (HO2S) | Подогреваемый кислородный датчик |
IAC | Idle Air Control | Idle Speed Control (ISC) | Управление подачей воздуха в режиме холостого хода |
IAT | Intake Air Temperature | Intake or Inlet Air Temperature | Температура воздуха на впуске |
ICM | Ignition Control Module | — | Блок управления зажиганием |
IFI | Indirect Fuel Injection | Indirect Injection (IDL) | Предкамерный рабочий процесс двигателя |
IFS | Inertia Fuel-Shutoff | — | Инерционное перекрытие подачи топлива |
ISC | Idle Speed Control | — | Управление режимом холостого хода |
KS | Knock Sensor | Knock Sensor | Датчик детонационного сгорания |
MAF | Mass Air Flow | Air Flow Meter | Массовый расходомер воздуха |
MAP | Manifold Absolute Pressure | Manifold Pressure Intake Vacuum | Абсолютное давление во впускном коллекторе. |
долгожданный наследник BIOS и заклятый друг Linux / Offсянка
Разработанная свыше тридцати лет назад для персональных компьютеров IBM PC, система BIOS (или «базовая система ввода-вывода») уже лет пятнадцать как считается реликтом древней эпохи. Жизнь, однако, распорядилась так, что подходящих альтернатив не находилось очень долго. Лишь теперь сложились подходящие обстоятельства и, соответственно, пошли разговоры, что BIOS наконец-то начинает сдавать свои доминирующие позиции.
На ее место приходит система UEFI, комплекс спецификаций, появившийся как «загрузочная инициатива Интел» (Intel Boot Initiative) в далеком уже 1998 году. Причиной рождения инициативы послужило то, что ограничения, обусловленные BIOS, стали ощутимо тормозить прогресс вычислительных систем на основе новейших в ту пору интеловских процессоров Itanium. Несколько позже эта же инициатива стала называться EFI, а в 2005 году корпорация подарила свою разработку специально созданному под нее консорциуму UEFI Forum, главными членами которого стали — помимо Intel — такие зубры IT-индустрии, как AMD, Apple, IBM, Microsoft и ряд других.
Логотип UEFI уже сейчас можно встретить на упаковке материнских плат
Не самая благозвучная аббревиатура UEFI расшифровывается как Unified Extensible Firmware Interface и представляет собой весьма радикальное преобразование традиционной для компьютеров процедуры загрузки. Точнее, перемены настолько глубоки, что UEFI не имеет с системой PC BIOS практически ничего общего.
В то время как BIOS по сути своей является весьма жестким и фактически неизменным по содержанию кодом прошивки специального BIOS-чипа, система UEFI — скорее гибко программируемый интерфейс. А расположен этот интерфейс поверх всех аппаратных компонентов компьютера с их собственными прошивками-микрокодами. В отличие от загрузочного кода BIOS, который всегда жестко прошит в соответствующем чипе на системной плате, куда более обширные по размеру коды UEFI находятся в специальной директории /EFI/, место физического расположения которой может быть самым разнообразным — от микросхемы памяти на плате или раздела на жестком диске компьютера и до внешнего сетевого хранилища.
В результате столь гибкого подхода система UEFI становится чем-то вроде сильно облегченной, но вполне самостоятельной операционной системы. То есть, по сути дела, в компьютере сначала загружается система UEFI, под ее управлением выполняется произвольный набор нужных действий, а затем уже запускается загрузка собственно операционной системы (из этого, кстати, совершенно не следует, что процесс загрузки становится более длительным. Скорее даже наоборот, заранее гибко настроенная конфигурация системы способна грузиться ощутимо быстрее).
UEFI, что и говорить, по сравнению с классическими BIOS выглядит гораздо красивее и понятнее для нормальных людей
Еще более усиливая сходство с ОС, спецификации UEFI включают в себя не только загрузочные, тестовые и рабочие сервисы, но также протоколы коммуникаций, драйверы устройств (UEFI изначально разрабатывалась для работы вне зависимости от операционных систем), функциональные расширения и даже собственную EFI-оболочку, из-под которой можно запускать собственные EFI-приложения. А уже поверх всего этого хозяйства расположен собственно загрузчик, отвечающий за запуск на компьютере основной операционной системы (или нескольких систем).
Хотя UEFI иногда называют псевдо-ОС, она, тем не менее, способна сама получать доступ ко всему аппаратному обеспечению компьютера. То есть уже на уровне UEFI вполне возможно, к примеру, выходить в Интернет или организовывать резервное копирование жестких дисков, причем делать это все в условиях полноценного графического интерфейса под привычным мышиным управлением.
Тот факт, что все эти расширенные загрузочные данные хранятся во вместительной флеш-памяти или на жестком диске, попутно означает, что там же имеется намного больше пространства для таких вещей, как языковая локализация системы, развитая система диагностики на этапе загрузки, полезные утилиты (типа архивации, восстановления после сбоя, сканирования на вирусное заражение) и так далее.
Полностью построенная на основе программного кода, UEFI действительно стала объединенной кросс-платформенной системой. Уже сегодня спецификации UEFI предусмотрены в работе почти любой комбинации чипов с 32- и 64-битной архитектурой, выпускаемых AMD, Intel и многочисленными лицензиатами ARM. Единственное, что требуется для обеспечения этой универсальности, это скомпилировать исходный код под требования каждой конкретной платформы.
UEFI уже сейчас вовсю используется в топовых материнских платах крупных производителей, а к концу следующего года найти свежую модель с «просто BIOS» станет практически невозможно
Помимо внушительного множества расширяемых возможностей, реализуемых благодаря гибкому и продвинутому интерфейсу, система UEFI также определяет несколько стандартных особенностей, которые должны быть реализованы в работающем под ней компьютере. В частности, среди таких стандартно обеспечиваемых возможностей упоминаются «безопасная загрузка» (secure boot, о чем в подробностях далее), низкоуровневая криптография, сетевая аутентификация, универсальные графические драйверы и еще немало чего другого. ..
В принципе, в каждой из основных на сегодня операционных систем (Windows, OS X, Linux) уже имеется поддержка загрузки через UEFI. Но следует также отметить, что пока UEFI все еще является очень молодой системой и реально очень немногие ОС пользуются всеми ее преимуществами, перечисленными выше.
Linux определенно поддерживает UEFI, однако это скорее поверхностное знакомство, чем эффективное партнерство. Система Mac OS X продвинулась несколько дальше и отчасти использует UEFI со своим загрузочным менеджером Bootcamp. В линейке Microsoft реальная поддержка UEFI появится в Windows 8, и когда она будет запущена в 2012 году, эта операционная система, вероятно, станет первой из «главных» ОС, где будут весьма интенсивно задействованы преимущества UEFI, включая функции восстановления, обновления, безопасной загрузки и, вполне возможно, что-то еще.
Случилось так, что именно этот первый, действительно крупномасштабный проект Microsoft на основе UEFI породил и первую заметную проблему вокруг новой системы.
⇡#Мягкое выдавливание конкурентов
В сентябре компьютерное сообщество взбудоражила новость о том, что корпорация Microsoft станет требовать поддержки безопасной загрузки UEFI от систем, официально сертифицированных под Windows 8. Вроде бы ничего страшного, но такой подход может с очень большой вероятностью привести к полному блокированию загрузки ОС Linux на Windows-сертифицированных системах.
Кое-где угроза была воспринята настолько серьезно, что, например, в Австралии Linux-сообщество тут же запустило процедуру подачи официальной жалобы в ACCC, Австралийскую комиссию по честной конкуренции и правам потребителей.
Однако, как говорят сведущие в технических и юридических тонкостях специалисты, именно из этого разбирательства Microsoft практически наверняка сумеет выбраться без всяких проблем. Просто потому, что в описании процесса безопасной загрузки UEFI или, точнее, в словах о необходимости такого процесса корпорацией не упоминаются иные операционные системы. Суть проблемы, с которой сражается Microsoft (очень тщательно и аккуратно подбирая выражения), — это борьба с вредоносными кодами, а безопасная загрузка тем и хороша для работы Windows, что такой процесс перекрывает еще один опасный канал для проникновения вредоносных программ.
Есть ощущение, что с выходом Windows 8 увидеть на экране какой-то другой интерфейс станет посложнее. По крайней мере, для людей, не умеющих собирать компьютеры самостоятельно
Иначе говоря, в процессе обсуждения столь сложной и разветвленной системы, как UEFI, среди спорящих неизбежно возникает путаница относительно того, почему переход на более современную и, кажется, полезную технологию вызывает столь неоднозначную реакцию. Что же, давайте разберемся.
Начиналось все так. В конце сентября один из ведущих разработчиков дистрибутива Red Hat Мэтью Гаррет (Matthew Garrett) в своем блоге отметил, что, согласно новым правилам относительно присвоения машинам логотипа «Windows 8», все компьютеры, совместимые с этой ОС, должны будут иметь для загрузки уровень UEFI вместо устаревшего уровня BIOS.
Причем речь шла не просто о любом уровне спецификаций UEFI (реализованных в разных версиях достаточно давно), а конкретно о безопасном UEFI. Что означает более жесткий контроль за процессом загрузки системы. Конкретнее, это ужесточение означает то, что «все микрокоды прошивки и программное обеспечение, участвующее в процессе загрузки, должны быть криптографически подписаны доверяемым органом сертификации (CA)» — согласно слайдам презентации о загрузочном процессе UEFI в одном из официальных докладов Ари ван дер Ховена (Arie van der Hoeven), главного менеджера программ Microsoft (здесь, наверное, стоит привести и английскую версию названия этой почти непереводимой должности, Principal Program Manager Lead. — прим. редакции).
Именно этот момент — безопасная загрузка — ставит Linux в довольно непростую ситуацию. Потому что он означает, что теперь для «загружаемости» на одной из всех таких «Windows 8»-одобренных машин соответствующий дистрибутив Linux должен иметь сертифицированные криптоключи от конкретного изготовителя компьютера. С чисто технической точки зрения, как пояснил Гаррет в одном из следующих блог-постов, это означает, что на получение такого рода ключей разработчикам любого Linux-дистрибутива потребуется убить порядка недели на переговоры-соглашения с каждым из производителей железа индивидуально.
Судя по всему, коварство Microsoft всерьез потрясло Мэтью Гаррета, так что на всех новых фотографиях он выглядит одинаково удивленным
Ну, к словесным баталиям деятелям мира Linux не привыкать. Однако процедура оказывается чрезвычайно запутанной и трудозатратной — даже для линуксоида со стажем — сразу в двух аспектах: юридическом и практическом.
Во-первых, юридическая сторона. По свидетельству Гаррета, самый распространенный линуксовский загрузчик GRUB 2 лицензирован на условиях лицензии GPLv3. Это вроде бы может означать, что ключи должны быть предоставлены поставщиком вместе с исходным кодом программы. Однако в действительности это весьма мутный момент. Лицензия GPLv3 требует, чтобы ключи цифровой подписи выпускались, когда аппаратное обеспечение продается вместе с ПО, созданным под GPLv3 (и криптографически подписанным). Но если это же подписанное ПО просто используется на чьем-то еще аппаратном обеспечении, тогда ключи не требуются. И хотя уже это выглядит запутанно, ситуация еще более сложна, когда речь идет о GPLv2, лицензии для первоначального загрузчика GRUB (существенно отличающейся в своих требованиях от GPLv3). Для того чтобы полностью избавиться от всех этих юридических неясностей, Гаррет рекомендует просто использовать иной загрузчик, не связанный условиями лицензии GPL.
Вот только гарретовский рецепт, как бы сомнительно он ни выглядел, в реальности может оказаться еще опаснее. Процедура загрузки ОС — это один из сервисов, которые уже встроены в ядро Linux. А ядро этой ОС является кодом, работа с которым определяется лицензией GPLv2, причем ситуацию эту даже не собираются менять — из неких принципиальных соображений и несогласия с GPLv3.
Благодаря заботе Microsoft, многие дистрибутивы Linux могут окончательно утратить имидж user-friendly
И наконец, есть еще один — практический — аспект, о котором упоминает Гаррет. Кто именно будет заниматься тем, чтобы отслеживать и убеждать всех OEM-изготовителей компьютеров, чтобы они предоставляли соответствующие криптоключи, необходимые для безопасной загрузки Linux? Конечно же, многие компании предоставят такие ключи для Windows 8 — коль скоро они хотят иметь возможность продавать свои машины на новой операционной системе Microsoft. Однако в природе не существует никаких правил, которые диктовали бы им, что они обязаны предоставлять такие же ключи кому-то еще. И, учитывая долю рынка Linux, убедить их может оказаться делом непростым…
Между тем ни о какой нечестной конкуренции речи-то не идет. Официальные лица Microsoft уже вполне резонно парировали нападки линуксоидов тем, что с их стороны речь идет исключительно об укреплении безопасности в работе ОС Windows. И они никоим образом не пытаются влиять на то, как именно изготовители аппаратного обеспечения распоряжаются своими криптоключами. Microsoft никак не препятствует выдачам таких же ключей другим операционным системам. А если у индейцев возникают проблемы с третьей стороной, причем тут шериф?
Если пытаться судить объективно, позицию Microsoft здесь никак нельзя называть неправой. Просто реальная ситуация на рынке такова, что небольшого смещения акцентов под здравые, в общем, требования Microsoft оказалось достаточно, чтобы вся ответственность перенеслась на действия (точнее, вероятное бездействие) OEM-изготовителей.
Linux уверенно побеждает Windows только в творчестве фанатов. Если бы кому-то пришло в голову нарисовать истинное положение дел, картинка выглядела бы слишком шокирующе даже для нашего либерального портала
В финальных комментариях на данный счет Мэтью Гаррет говорит следующее: «Microsoft имеет возможности потребовать от поставщиков железа предоставления своих ключей. Их конкуренты таких возможностей не имеют. Всякая система, которая продается с ключами подписи только для Microsoft и никого другого, будет не способна выполнять безопасную загрузку любой операционной системы, отличающейся от Windows. Ни один другой поставщик ПО или аппаратного обеспечения не имеет такой же позиции власти над поставщиками железа. У Red Hat нет возможностей гарантировать, что каждый OEM обеспечит для этой ОС ключи подписи. Нет такой возможности у Canonical (ОС Ubuntu). Нет у Nvidia, или у AMD, или любого другого изготовителя компьютерных компонентов. В этой области влиятельность Microsoft даже больше, чем у корпорации Intel».
На рынке серверов ситуация с Linux будет совершенно не такой, как в продажах настольных систем. В серверном пространстве такие поставщики, как IBM, HP, и Dell, уже инвестировали слишком много и в Linux-системы вообще, и в облачные или виртуальные системы в частности, чтобы у Linux не появлялось никаких проблем с установкой на новых машинах.
Однако в мире настольных систем, где ныне почти никто из OEM не продает компьютеры с предустановленной Linux, совершенно неясно, какие стимулы могут быть у изготовителей железа для раздачи своих криптоключей всем этим разнообразным дистрибутивам Linux. Единственное, что можно прогнозировать наверняка, — Microsoft «разруливанием» данной проблемы заниматься не будет точно.
⇡#Другая сторона медали
Среди проблем, уже обозначившихся вокруг UEFI, есть одна особенная, очень важная для всех операционных платформ без исключения. Касается она защиты информации, а потому речь об этом удобно начать с мнения спецслужб и работающих на них специалистов.
В конце сентября в американском городе Орландо, штат Флорида, проходила специализированная выставка-конференция под названием NSA Trusted Computing, организованная Агентством национальной безопасности США.
Главный комплекс зданий Агентства национальной безопасности США. По всем признакам, людей там хватает
На этом мероприятии доклад об угрозах компьютерам со стороны BIOS и о путях укрепления защиты на этом направлении сделал Эндрю Регеншайд (Andrew Regenscheid), сотрудник подразделения компьютерной безопасности в составе NIST, американского Национального института стандартов и технологий. Именно это ведомство в тесном сотрудничестве с АНБ занимается подготовкой и изданием технических федеральных стандартов на защиту информации.
В апреле текущего года НИСТ выпустил специальный документ SP 800-47 с рекомендациями о том, каким образом производители компьютеров и использующие их структуры должны работать с BIOS для максимального предотвращения заражений и атак. Одним из главных соавторов данного документа и был Эндрю Регеншайд.
По свидетельству этого эксперта, несмотря на весьма ограниченную роль BIOS в современных компьютерах (где, как принято полагать, функции устаревшей системы сводятся лишь к загрузке ОС), реально BIOS на сегодняшний день представляет собой «нарастающий вектор угроз» для компьютеров и их пользователей. Ощутимый прогресс в защите операционных систем заставил злоумышленников изобретательно искать в компьютерах новые уязвимости. При этом специалисты, занимающиеся безопасностью, о BIOS долгое время забывали. А в совокупности все это стало означать, что креативные злодеи с заметным успехом ныне могут эксплуатировать уязвимости и в кодах прошивки микросхем.
Случаи атак через BIOS уже есть. Так, в начале сентября китайская антивирусная фирма обнаружила в компьютерах весьма опасный руткит, получивший название Mebromi, который успешно заражает своим шпионским компонентом память BIOS-чипов AWARD. Проникнув в BIOS и попутно подменяя MBR, главную загрузочную запись жесткого диска, эта вредоносная программа прописывается в машине так основательно, что удалить ее стандартными средствами не представляется возможным. Просто потому что антивирусные программы не занимаются лечением BIOS.
Как сказал об этом Регеншайд, «если злоумышленник способен проникать в BIOS и модифицировать его код, он получает возможности не только «убить» систему, не допуская ее загрузки, но и внедрить свое шпионское ПО на чрезвычайно высоких по привилегиям уровнях работы системы».
И вот теперь, существенно усложняя общий «ландшафт угроз» для компьютерной безопасности в аспектах BIOS, на сцене появляется UEFI BIOS. То есть следующее поколение системы, в своих спецификациях добавляющее множество новых возможностей как для администраторов и конечных пользователей, так и для злоумышленников.
Совершенно очевидно, что, в отличие от традиционных BIOS, система UEFI способна на много, много большее, чем просто процесс загрузки. Эндрю Регеншайд, в частности, в своем докладе особо подчеркнул набор рабочих сервисов, которые можно вызывать даже в таких условиях, когда основная ОС уже давно загружена и, как принято обычно считать, полностью управляет компьютером. Эта специфическая особенность, а также другие свойства UEFI BIOS, по свидетельству Регеншайда, очень ощутимо расширяют пространство возможных атак на систему.
В дополнение к этому, сказал докладчик, стандарт UEFI BIOS намного более подробно документирован, нежели предыдущие спецификации BIOS. Это, да в сочетании с тем, что систему UEFI понадобится обновлять через сеть куда более часто, чем BIOS, открывает широкий простор для создания и внедрения самых разнообразных вредительских и шпионских закладок.
Странная история получается, правда? С одной стороны, во имя безопасности происходит изменение правил игры, существенно осложняющее жизнь «маленьким» участникам. А с другой — уже сейчас, на старте, есть существенные сомнения в том, что этой самой безопасности всерьез прибавится.
Зато никому долго не будет скучно.
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
BIOS — EFI, UEFI. Что такое UEFI?
BIOS — EFI, UEFI. Что такое UEFI?
Cистема UEFI –это комплекс спецификаций, появившийся как «загрузочная инициатива Интел» (Intel Boot Initiative) в очень далеком 1998 году. Причиной рождения инициативы послужило то, что ограничения, обусловленные BIOS, стали ощутимо тормозить прогресс вычислительных систем на основе новейших в ту пору интеловских 64-х разрядных процессоров Itanium для серверов. Несколько позже эта же инициатива стала называться EFI, а в 2005 году корпорация «подарила» свою разработку специально созданному под нее консорциуму UEFI Forum, главными членами которого стали помимо Intel такие зубры IT-индустрии, как AMD, Apple, IBM, Microsoft и ряд других, и EFI превратился в UEFI .
UEFI (единый интерфейс EFI) — это стандартный интерфейс встроенного ПО для компьютеров, заменяющий BIOS. В создании этого стандарта участвовали более 140 технологических компаний, составляющих часть консорциума UEFI, включая Майкрософт. Стандарт был создан для улучшения взаимодействия программного обеспечения и устранения ограничений BIOS.
Полностью построенная на основе программного кода, UEFI действительно стала объединенной кросс-платформенной системой. Уже сегодня спецификации UEFI предусмотрены в работе почти любой комбинации чипов с 32- и 64-битной архитектурой, выпускаемых AMD, Intel и многочисленными лицензиатами ARM. Единственное, что требуется для обеспечения этой универсальности, это скомпилировать исходный код под требования каждой конкретной платформы.
Еще более усиливая сходство с ОС, спецификации UEFI включают в себя не только загрузочные, тестовые и рабочие сервисы, но также протоколы коммуникаций, драйверы устройств (UEFI изначально разрабатывалась для работы вне зависимости от операционных систем), функциональные расширения и даже собственную EFI-оболочку, из-под которой можно запускать собственные EFI-приложения. А уже поверх всего этого хозяйства расположен собственно загрузчик, отвечающий за запуск на компьютере основной операционной системы (или нескольких систем).
Хотя UEFI иногда называют псевдо-ОС, она, тем не менее, способна сама получать доступ ко всему аппаратному обеспечению компьютера. То есть уже на уровне UEFI вполне возможно, к примеру, выходить в Интернет или организовывать резервное копирование жестких дисков, причем делать это все в условиях полноценного графического интерфейса под привычным «мышиным» управлением.
Тот факт, что все эти расширенные загрузочные данные хранятся во вместительной флеш-памяти или на жестком диске, попутно означает, что там же имеется намного больше пространства для таких вещей, как языковая локализация системы, развитая система диагностики на этапе загрузки, полезные утилиты (типа архивации, восстановления после сбоя, сканирования на вирусное заражение) и так далее.
Некоторые из преимуществ UEFI:
1. Поддержка дисков объемом более 2,2 Тбайт.
UEFI использует таблицу разделов GPT (GUID Partition Table), которая использует глобальные уникальные идентификаторы адреса разделов и позволяет загрузку с жесткого диска такого размера, как 9,4 ZB (зетабайт). Терабайт составляет 1024 Гб, а зетабайт равен 1024x1024x1024 Гб. Что такое GPT? GPT — новый стандарт формата таблиц разделов на жестком диске (128 разделов). Он является частью интерфейса EFI. EFI использует GPT там, где BIOS использует таблицу разделов MBR. Поддержка современных драйверов устройств с 64-разрядным встроенным ПО, которые система может использовать для привлечения более 17,2 миллиарда гигабайт памяти во время запуска.
2. Также EFI позволяет больше вариантов загрузки, не предписывает особые файловые системы и имеет превосходные способности к загрузке сети.
3. Повышение безопасности при защите процессов, происходящих перед запуском или загрузкой, от атак bootkit. Что такое Secure Boot? Спецификация Secure Boot разработана Microsoft в рамках проекта UEFI и позволяет защитить загрузочную среду от вмешательства в загрузочные файлы путем контроля подписей загружаемых файлов на предмет их соответствия белому списку ключей, зашитых в uefi как доверенные. «Побочным эффектом» такой защиты от руткитов является невозможность установки ОС, отличной от Windows 8 (на данный момент только она поддерживает Secure Boot), а также исключает возможность запуска с старых mbr дисков и загрузочных CD-дисков/флешек.
4. Уменьшение времени загрузки или восстановления после гибернации.
С момента включения в сеть и до полной загрузки Windows пройдет примерно 30-60 секунд, или даже больше, а вот с UEFI загрузка происходит намного быстрее, сейчас уже достигнут рекорд — 2 секунды.
5. Встроенная BIOS. Материнским платам с UEFI, не нужно BIOS, потому что в ней есть своя встроенная BIOS, называется — модуль поддержки совместимости. Поэтому те программы, которым для работы нужен был BIOS, спокойно могут работать и на компьютерах с UEFI.
6. Простое управление.
В меню настроек все можно делать с помощью мышки, раньше это было недоступно, в БИОСе управление было возможно только с клавиатуры. Да и сама картинка, конечно же, отличается, что мы видим в БИОСе сейчас, черный экран и белые строчки. А тут, красивый графический uefi интерфейс с интуитивно понятным меню.
Система UEFI — гибко программируемый интерфейс. В отличие от загрузочного кода BIOS, который всегда жестко прошит в соответствующем чипе на системной плате, куда более обширные по размеру коды UEFI находятся в специальной директории /EFI/, место физического расположения которой может быть самым разнообразным — от микросхемы памяти на плате или раздела на жестком диске компьютера и до внешнего сетевого хранилища.
В результате столь гибкого подхода система UEFI становится чем-то вроде сильно облегченной, но вполне самостоятельной операционной системы. То есть, по сути дела, в компьютере сначала загружается система UEFI, под ее управлением выполняется произвольный набор нужных действий, а затем уже запускается загрузка собственно операционной системы (из этого, кстати, совершенно не следует, что процесс загрузки становится более длительным. Скорее даже наоборот, заранее гибко настроенная конфигурация системы способна грузиться ощутимо быстрее).
Если разобраться, то UEFI сама по себе является операционной системой, она чем-то похожа на DOS, потому что выполняет текстовые команды. Она может помочь разобраться в причинах отказа загрузки основной Операционной Системы, если такое произошло, но работать в ней могут только опытные пользователи.
В UEFI по желанию можно добавлять программы, дается возможность установки, но пока таких приложений очень мало. Все рассчитано на будущее, и будут это большей частью утилиты. В BIOS EFI есть поддержка и русского языка.
ссылка — ArchWiki
rEFInd — это менеджер загрузки UEFI, способный запускать ядра EFISTUB. Это ответвление более не поддерживаемого rEFIt и исправляет многие проблемы, связанные с загрузкой не-Mac UEFI. Он разработан, чтобы не зависеть от платформы и упростить загрузку нескольких операционных систем.
Установка
Установите пакет refind.
Установка rEFInd Boot Manager
rEFInd поставляется с драйверами UEFI, которые реализуют поддержку только для чтения для ReiserFS, Ext2, Ext4, Btrfs, ISO-9660 и HFS +.Кроме того, rEFInd может получить доступ к любой файловой системе, которую может использовать сам UEFI, включая FAT (согласно спецификации UEFI), HFS + на Mac и ISO-9660 в некоторых системах.
Чтобы найти дополнительные драйверы, см. Диспетчер загрузки rEFInd: Использование драйверов EFI: Поиск дополнительных драйверов EFI.
Чтобы использовать rEFInd, вы должны установить его в системный раздел EFI либо с помощью сценария refind-install, либо путем копирования файлов и настройки загрузочной записи вручную.
Предупреждение: Ваше ядро и initramfs должны находиться в файловой системе, которую может читать rEFInd.
Установка с помощью скрипта refind-install
Пакет rEFInd включает сценарий refind-install , который упрощает процесс установки rEFInd в качестве загрузочной записи EFI по умолчанию. У скрипта есть несколько вариантов для обработки различных настроек и реализаций UEFI. См. Refind-install (8) или прочтите комментарии в сценарии установки для объяснения различных вариантов установки.
Для многих систем достаточно просто запустить:
# refind-install
Это попытается найти и смонтировать ваш ESP, скопировать файлы rEFInd в esp / EFI / refind /
и использовать efibootmgr, чтобы сделать rEFInd загрузочным приложением EFI по умолчанию.
В качестве альтернативы вы можете установить rEFInd на путь загрузки по умолчанию / резервный esp /EFI/BOOT/bootx64.efi
. Это полезно для загрузочных USB-накопителей или в системах, в которых есть проблемы с изменениями NVRAM, внесенными efibootmgr :
# refind-install --usedefault / dev / sdXY
Где / dev / sdXY
— это системный раздел EFI (блочное устройство, а не его точка монтирования).
Совет: По умолчанию refind-install
устанавливает только драйвер для файловой системы, в которой находится ядро.Дополнительные файловые системы необходимо установить вручную, скопировав их из / usr / share / refind / drivers_x64 /
в esp / EFI / refind / drivers_x64 /
, или вы можете установить все драйверы с помощью --alldrivers
вариант. Это полезно для загрузочных USB-накопителей.
После установки файлов rEFInd в ESP убедитесь, что rEFInd создал refind_linux.conf
, содержащий параметры ядра, в том же каталоге, что и ваше ядро. Тогда это не будет создано, если вы использовали опцию --usedefault
, запустите mkrlconf
как root, чтобы создать его.
refind-install
запускается в chroot (например, в живой системе при установке Arch Linux) /boot/refind_linux.conf
заполняется параметрами ядра из живой системы, а не той, на которой он установлен. Отредактируйте /boot/refind_linux.conf
и убедитесь, что параметры ядра в нем верны для вашей системы, иначе вы можете получить панику ядра при следующей загрузке. См. # Refind_linux.conf для примера файла.По умолчанию rEFInd просканирует все ваши диски (для которых есть драйверы) и добавит загрузочную запись для каждого найденного загрузчика EFI, который должен включать ваше ядро (поскольку Arch включает EFISTUB по умолчанию).Так что на данный момент у вас может быть загрузочная система.
Безопасная загрузка
См. Управление безопасной загрузкой для поддержки безопасной загрузки в rEFInd.
Использование PreLoader
См. Раздел Безопасная загрузка # Настройка PreLoader для получения подписанных двоичных файлов PreLoader.efi
и HashTool.efi
.
Выполнить refind-install
с опцией --preloader / path / to / preloader
# refind-install --preloader / usr / share / preloader-signed / PreLoader. эфи
В следующий раз, когда вы загрузитесь с включенной безопасной загрузкой, HashTool запустится, и вам нужно будет зарегистрировать хэш rEFInd ( loader.efi
), драйверы rEFInd (например, ext4_x64.efi
) и ядро (например, vmlinuz-linux
). ).
Для получения дополнительной информации см. Refind-install (8).
Совет: Подписанный HashTool может получить доступ только к разделу, из которого он был запущен. Это означает, что если ваше ядро не находится в ESP, вы не сможете зарегистрировать его хэш из HashTool .Вы можете обойти это, используя #KeyTool, так как он может регистрировать хэш в MokList и не ограничен одним разделом. Не забудьте зарегистрировать хэш KeyTool ‘ перед его использованием.Использование регулировочной шайбы
Установить регулировочную шайбу AUR . Прочтите Secure Boot # shim, но пропустите копирование файлов.
Использование хэшей
Чтобы использовать только хэши с прокладкой , выполните refind-install
с опцией --shim / path / to / shim
# refind-install --shim / usr / share / shim-signed / shimx64. эфи
В следующий раз, когда вы загрузитесь с включенной безопасной загрузкой, запустится MokManager, и вам нужно будет зарегистрировать хеш rEFInd ( grubx64.efi
), драйверы rEFInd (например, ext4_x64.efi
) и ядро (например, vmlinuz-linux
). ).
Использование ключа владельца машины
Чтобы подписать rEFInd с помощью ключа владельца машины (MOK), установите sbsigntools.
Совет: Если вы уже создали MOK, поместите файлы в каталог /etc/refind.d/keys
с именами refind_local.key
(закрытый ключ формата PEM), refind_local.crt
(сертификат формата PEM) и refind_local.cer
(сертификат формата DER). Выполните refind-install
с параметрами --shim / path / to / shim
и --localkeys
:
# refind-install --shim /usr/share/shim-signed/shimx64.efi --localkeys
refind-install создаст для вас ключи и подпишет себя и свои драйверы. Вам нужно будет подписать ядро тем же ключом, например.г.:
# sbsign --key /etc/refind.d/keys/refind_local.key --cert /etc/refind.d/keys/refind_local.crt --output / boot / vmlinuz-linux / boot / vmlinuz-linux
В MokManager добавьте refind_local.cer
в MoKList. refind_local.cer
можно найти внутри каталога под названием keys
в каталоге установки rEFInd, например esp /EFI/refind/keys/refind_local.cer
.
Для получения дополнительной информации см. Refind-install (8).
Использование собственных ключей
Follow Secure Boot # Использование собственных ключей для создания ключей.
Создайте каталог /etc/refind.d/keys
и поместите в него ключ базы данных подписей ( db ) и сертификаты. Назовите файлы: refind_local.key
(закрытый ключ формата PEM), refind_local.crt
(сертификат формата PEM) и refind_local.cer
(сертификат формата DER).
При запуске сценария установки добавьте опцию --localkeys
, e.г.:
# refind-install --localkeys
двоичные файлы rEFInd EFI будут подписаны предоставленным ключом и сертификатом.
Ручная установка
Если сценарий refind-install
у вас не работает, rEFInd можно настроить вручную.
Сначала скопируйте исполняемый файл в ESP:
# mkdir -p esp / EFI / refind # cp /usr/share/refind/refind_x64.efi esp / EFI / refind /
Если вы хотите установить rEFInd на путь загрузки по умолчанию / резервный, замените esp / EFI / refind /
на esp / EFI / BOOT /
в следующих инструкциях и скопируйте исполняемый файл rEFInd EFI на esp / EFI / BOOT / bootx64.efi
:
# mkdir -p esp / EFI / загрузка # cp /usr/share/refind/refind_x64.efi esp /EFI/BOOT/bootx64.efi
Затем используйте efibootmgr для создания загрузочной записи в UEFI NVRAM, где / dev / sdX
и Y
— это устройство и номер раздела вашего системного раздела EFI. Если вы устанавливаете rEFInd на путь загрузки по умолчанию / резервный esp /EFI/BOOT/bootx64.efi
, вы можете пропустить этот шаг.
# efibootmgr --create --disk / dev / sdX --part Y --loader /EFI/refind/refind_x64.efi --label "rEFInd Boot Manager" --verbose
На этом этапе вы сможете перезагрузиться в rEFInd, но он не сможет загрузить ваше ядро. Если ваше ядро не находится в вашем ESP, rEFInd может смонтировать ваши разделы, чтобы найти его — при условии, что у него есть правильные драйверы.
rEFInd автоматически загружает все драйверы из подкаталогов drivers
и drivers_ arch
(e.г. drivers_x64
) в каталоге установки.
# mkdir esp / EFI / refind / drivers_x64 # cp / usr / share / refind / drivers_x64 / имя_драйвера _x64.efi esp / EFI / refind / drivers_x64 /
Теперь rEFInd должен иметь загрузочную запись для вашего ядра, но он не будет передавать правильные параметры ядра. Настройте # Передача параметров ядра. Теперь у вас должна быть возможность загрузить ядро с помощью rEFInd. Если вы по-прежнему не можете загрузиться или хотите настроить параметры rEFInd, многие параметры можно изменить с помощью файла конфигурации:
# cp / usr / share / refind / refind.conf-sample esp /EFI/refind/refind.conf
Пример файла конфигурации хорошо прокомментирован и не требует пояснений.
Если вы не установили textonly
в файле конфигурации, вам следует скопировать значки rEFInd, чтобы избавиться от уродливых заполнителей:
# cp -r / usr / share / refind / icons esp / EFI / refind /
Вы можете попробовать разные шрифты, скопировав их и изменив настройку font
в refind.conf
:
# cp -r / usr / share / refind / fonts esp / EFI / refind /
Совет: Нажатие F10
в rEFInd сохранит снимок экрана в каталог верхнего уровня ESP.
Обновление
Pacman обновляет файлы rEFInd в / usr / share / refind /
и не будет копировать новые файлы в ESP за вас. Если refind-install
сработало для вашей исходной установки rEFInd, вы можете повторно запустить его, чтобы скопировать обновленные файлы. Новый файл конфигурации будет скопирован как refind.conf-sample
, чтобы вы могли интегрировать изменения в существующий файл конфигурации с помощью инструмента сравнения. Если для вашего rEFInd требуется установка # вручную, вам нужно будет выяснить, какие файлы копировать самостоятельно.
Крючок Pacman
Вы можете автоматизировать процесс обновления с помощью хука pacman:
/etc/pacman.d/hooks/refind.hook
[Триггер] Операция = Обновление Тип = Пакет Target = refind [Действие] Описание = Обновление rEFInd на ESP Когда = PostTransaction Exec = / usr / bin / refind-install
Где Exec =
может потребоваться заменить на правильную команду обновления для вашей установки. Если вы выполнили установку # Ручная, вы можете создать свой собственный сценарий обновления для вызова с помощью ловушки.
--yes
в команду refind-install
. Это предотвратит сбой команды, если она будет выполнена при отключенной безопасной загрузке. См. Refind-install (8) для получения дополнительной информации.Конфигурация
Конфигурация rEFInd refind.conf
находится в том же каталоге, что и приложение rEFInd EFI (обычно esp / EFI / refind
или esp / EFI / BOOT
).Файл конфигурации по умолчанию содержит подробные комментарии, объясняющие все его параметры, см. Настройка диспетчера загрузки для более подробных объяснений.
Передача параметров ядра
Есть два метода установки параметров ядра, которые rEFInd будет передавать ядру.
Для ядер, автоматически определяемых rEFInd
Для автоматически обнаруживаемых ядер вы можете либо явно указать параметры ядра в /boot/refind_linux. conf
, либо полагаться на способность rEFInd определять корневой раздел и параметры ядра.См. Раздел «Способы загрузки Linux: для дальновидных и удачливых: самый простой метод» для получения дополнительной информации.
Для того, чтобы rEFInd поддерживал схему именования ядер Arch Linux и, таким образом, позволял сопоставить их с соответствующими образами initramfs, вы должны раскомментировать и отредактировать опцию extra_kernel_version_strings
в refind.conf
. Например.:
esp /EFI/refind/refind.conf
... extra_kernel_version_strings усиленный linux, linux-zen, linux-lts, linux ...Примечание:
- rEFInd поддерживает обнаружение только одного образа initramfs для каждого ядра, что означает, что он не будет обнаруживать резервные файлы initramf или образы микрокода. Их нужно указывать вручную.
- Без указанной выше строки
extra_kernel_version_strings
переменная% v
вrefind_linux. conf
не будет работать для ядер Arch Linux.
refind_linux.conf
Если rEFInd автоматически определяет ваше ядро, вы можете разместить refind_linux.conf
, содержащий параметры ядра в том же каталоге, что и ваше ядро. Вы можете использовать /usr/share/refind/refind_linux.conf-sample
в качестве отправной точки. Первая раскомментированная строка файла refind_linux.conf
будет параметрами ядра по умолчанию. Последующие строки будут создавать записи в подменю, доступном с помощью +
, F2
или Insert
.
Или попробуйте запустить mkrlconf
как root. Он попытается найти ваше ядро в / boot
и автоматически сгенерирует refind_linux.conf
. Сценарий устанавливает только самые основные параметры ядра, поэтому обязательно проверьте файл, который он создал, на правильность.
Если вы не укажете параметр initrd =
, rEFInd автоматически добавит его, выполнив поиск общих имен файлов RAM-диска в том же каталоге, что и ядро. Если вам нужно несколько параметров initrd =
, вы должны указать их вручную в refind_linux.conf
. Например, перед initramfs передается микрокод:
/ загрузка / refind_linux.conf
«Загрузка с использованием параметров по умолчанию» "root = PARTUUID = XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXXX rw add_efi_memmap initrd = boot \ intel-ucode.img initrd = boot \ amd-ucode.img initrd = boot \ initramfs-% v.img " "Загрузка с использованием резервного initramfs" "root = PARTUUID = XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX rw add_efi_memmap initrd = boot \ intel-ucode.img initrd = boot \ amd-ucode.img initrd = boot \ initramfs-% v -fallback.img " "Загрузка в терминал" "root = PARTUUID = XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX rw add_efi_memmap initrd = boot \ intel-ucode.img initrd = boot \ amd-ucode.img initrd = boot \ initramfs-% v.img systemd.unit = multi-user.target "Предупреждение:
-
initrd
путь относительно корня файловой системы, в которой находится ядро. Это может бытьinitrd = \ boot \ initramfs-% v.img
или, если/ boot
является отдельным разделом (например, ESP),initrd = initramfs-% v.img
. - Используйте обратную косую черту (
\
) в качестве разделителя пути в параметреinitrd
, иначе ядру может не удастся найти образы initramfs:Заглушка EFI: ОШИБКА: Не удалось открыть файл: / boot / intel-ucode.img
.
% v
в refind_linux.conf
версией ядра (путем извлечения if из имени файла). Чтобы rEFInd поддерживал ядра Arch Linux, необходимо отредактировать extra_kernel_version_strings
в esp / EFI / refind / refind.conf
в соответствии с инструкциями в # Для ядер, автоматически обнаруживаемых rEFInd.Без конфигурации
Если вы просто устанавливаете rEFInd на ESP и запускаете его без лишних слов (скажем, через оболочку UEFI или KeyTool, или непосредственно из прошивки), вы все равно получаете меню для загрузки с помощью автоопределения, без какой-либо настройки.
Это работает, потому что rEFInd имеет резервный механизм, который может:
Примечание: rEFInd не поддерживает escape-коды (например, для пробелов) в / etc / fstab
.Разделы ручного пыльника
Если ваше ядро не определяется автоматически или если вам просто нужен больший контроль над опциями для пункта меню, вы можете вручную создать загрузочные записи, используя разделы в refind.conf
. Убедитесь, что scan for
включает manual
, иначе эти записи не появятся в меню rEFInd.Параметры ядра устанавливаются с помощью ключевого слова options
. rEFInd добавит параметр initrd =
, используя файл, указанный в ключевом слове initrd
в разделе. Если вам нужны дополнительные initrd (например, для микрокода), вы можете указать их в опциях
(и тот, который задан ключевым словом initrd
, будет добавлен в конец).
Разделы ручной загрузки объяснены в разделе Создание разделов ручной загрузки.
esp / EFI / refind / refind.conf
... menuentry "Arch Linux" { значок /EFI/refind/icons/os_arch.png том "Arch Linux" загрузчик / загрузка / vmlinuz-linux initrd /boot/initramfs-linux.img параметры "root = PARTUUID = XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX rw add_efi_memmap initrd = boot \ intel-ucode.img initrd = boot \ amd-ucode.img" подменю "Загрузка с использованием резервных initramfs" { initrd /boot/initramfs-linux-fallback.img } подменю "Загрузка в терминал" { add_options "systemd.unit = multi-user.target" } }
Вероятно, вам потребуется изменить том
, чтобы он соответствовал либо LABEL файловой системы, либо PARTLABEL, либо PARTUUID раздела, на котором находится образ ядра.PARTUUID должен быть в верхнем регистре. Примеры присвоения метки тома см. В разделе «Постоянное именование блочного устройства # по метке». Если том
не указан, по умолчанию используется том, с которого был запущен rEFInd (обычно системный раздел EFI).
-
загрузчик
ипути initrd
относительно корня тома/ boot
— это отдельный раздел (например, ESP), пути загрузчика и initrd будут/ vmlinuz-linux
и/ initramfs-linux.img
соответственно. - Используйте обратную косую черту (
\
) в качестве разделителя путей во всех цитируемых параметрахinitrd
, иначе ядро может не найти образ (-ы) initramfs:EFI-заглушка: ОШИБКА: Не удалось открыть файл: / boot / initramfs-linux .img
.
Установка вместе с существующей установкой UEFI Windows
rEFInd совместим с системным разделом EFI, созданным при установке UEFI Windows, поэтому нет необходимости создавать или форматировать другой раздел FAT32 при установке Arch вместе с Windows.Просто смонтируйте существующий ESP и установите rEFInd как обычно. По умолчанию функция автоопределения rEFInd должна распознавать любые существующие загрузчики Windows / recovery.
Примечание: В некоторых случаях Windows ведет себя иначе (загрузочный экран с низким разрешением, логотип OEM заменен логотипом Windows, черный экран после загрузочного экрана, артефакты). Если вы столкнулись с такими проблемами, попробуйте установить use_graphics_for +, windows
в esp /EFI/refind/refind.conf
или добавить графику на
в раздел загрузки Windows.
Инструменты
rEFInd поддерживает запуск различных сторонних инструментов. Инструменты нужно устанавливать отдельно. Отредактируйте showtools
в refind.conf
, чтобы выбрать, какие из них показывать.
esp /EFI/refind/refind.conf
... оболочка showtools, memtest, mok_tool, gdisk, fwupdate ... ...
Оболочка UEFI
См. Унифицированный расширяемый интерфейс микропрограмм # Оболочка UEFI.
Скопируйте shellx64.efi
в корень системного раздела EFI.
Memtest86
Установите memtest86-efi AUR и скопируйте его в esp / EFI / tools /
.
# cp /usr/share/memtest86-efi/bootx64.efi esp /EFI/tools/memtest86.efi
Инструменты управления ключами
rEFInd может обнаруживать инструменты управления ключами безопасной загрузки, если они помещены в каталог rEFInd на ESP, esp /
или esp / EFI / tools /
.
HashTool
Следуйте # Использование PreLoader и HashTool.efi
будет помещен в каталог rEFInd.
MokManager
Выполните # Использование прокладки, и MokManager будет помещен в каталог rEFInd.
KeyTool
Установите efitools.
Поместите двоичный файл KeyTool EFI в esp /
или esp / EFI / tools /
с именем KeyTool.efi
или KeyTool-signed.efi
.
См. Раздел «Безопасная загрузка # с помощью KeyTool» для получения инструкций по подписанию KeyTool.efi
.
GPT fdisk (gdisk)
Загрузите приложение gdisk EFI и скопируйте gdisk_x64.efi
на esp / EFI / tools /
.
fwupdate
Установите и настройте fwupd.
Скопируйте двоичный файл fwupx64.efi
и файл прошивки в esp / EFI / tools /
:
# cp /usr/lib/fwupd/efi/fwupdx64.efi esp / EFI / tools /
Отключение питания или перезагрузка
Сообщается, что вrEFInd встроены пункты меню отключения питания и перезагрузки.Поскольку этот список инструментов является наиболее обширным в этой вики, пользователи оболочки UEFI или других менеджеров загрузки UEFI, таких как systemd-boot, могут быть заинтересованы в powerofforreboot.efi AUR .
Советы и хитрости
Использование драйверов в оболочке UEFI
Чтобы использовать драйверы rEFInd в оболочке UEFI, загрузите их с помощью команды load
и обновите подключенные диски с помощью map -r
.
Shell> загрузить FS0: \ EFI \ refind \ drivers \ ext4_x64.эфи Оболочка> map -r
Теперь вы можете получить доступ к своей файловой системе из оболочки UEFI.
Установка разрешения efifb
Если для разрешения в refind.conf
установлено неправильное значение, на всех системах, кроме Apple Mac, rEFInd отобразит список поддерживаемых разрешений. Для Apple Mac будет автоматически использоваться разрешение по умолчанию.
Чтобы определить разрешения кадрового буфера, поддерживаемые efifb, скопируйте /usr/share/gnu-efi/apps/x86_64/modelist.efi
из gnu-efi в корень ESP.Войдите в оболочку UEFI и запустите modelist.efi
.
Оболочка> FS0: \ modelist.efi
GOP сообщает MaxMode 3 0: 640x480 Шаг BGRR 640 * 1: 800x600 BGRR шаг 800 2: 1024x768 Шаг BGRR 1024
Установить единицу в refind.conf
. Перезагрузитесь и проверьте, были ли применены настройки с помощью dmesg | grep efifb
.
Поддержка подобъема Btrfs
Автоопределение
Чтобы разрешить автоматическое обнаружение ядра на субтоме Btrfs, раскомментируйте и отредактируйте also_scan_dirs
в refind.conf
.
esp /EFI/refind/refind.conf
... also_scan_dirs +, подтом / загрузка ...
Затем добавьте subvol = subvolume
к rootflags
в refind_linux.conf
, а затем добавьте subvolume
к пути initrd.
/boot/refind_linux.conf
«Загрузка с использованием стандартных параметров» «root = PARTUUID = XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXXX rw rootflags = subvol = subvolume initrd = subvolume \ boot \ initramfs-% v.img "
Ручной пыльник, строфа
При загрузке субтома btrfs от имени пользователя root добавьте путь к субтому к путям загрузчика и initrd и измените строку options
на rootflags = subvol = root_subvolume
. В приведенном ниже примере root был смонтирован как вложенный том btrfs под названием ‘ROOT’ (например, mount -o subvol = ROOT / dev / sdxY / mnt
):
esp /EFI/refind/refind.conf
... menuentry "Arch Linux" { значок / EFI / refind / icons / os_arch.PNG том "[загрузочное устройство]" загрузчик / ROOT / boot / vmlinuz-linux initrd / ROOT /boot/initramfs-linux.img параметры "root = PARTUUID = XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX rw rootflags = subvol = ROOT " ... }
В противном случае появится следующее сообщение об ошибке: ОШИБКА: корневое устройство успешно смонтировано, но / sbin / init не существует.
Поиск и устранение неисправностей
Apple Mac
mactel-boot AUR — экспериментальная утилита bless для Linux.Если это не сработает, используйте bless из OSX, чтобы установить rEFInd как загрузочную запись по умолчанию:
# bless --setBoot --folder esp / EFI / refind --file esp /EFI/refind/refind_x64. efi
VirtualBox
VirtualBox до версии 6.1 будет загружать только путь по умолчанию esp /EFI/BOOT/bootx64.efi
, поэтому refind-install
необходимо использовать как минимум с опцией --usedefault
. См. VirtualBox / Установка Arch Linux в качестве гостя # Установка в режиме EFI на VirtualBox <6.1 для получения дополнительной информации.
См. Также
Принципы настройки Программируемый EFI
Принципы настройки Программируемый EFI Нажмите кнопки меню непосредственно ниже, чтобы быстро найти информацию о MegaSquirt®: Безопасность Информация Поддержка Форум
|
Принципы настройки программируемых систем EFI
Это введение в настройку с помощью программируемого электронного блока управления впрыском топлива. Он написан специально для пользователей MegaSquirt ® или MegaSquirt-II ™ EFI, которые плохо знакомы с настройкой движка с помощью программируемого контроллера, и пытается сделать очень мало предположений о том, что вы уже знаете.Прочтите этот документ перед чтением соответствующего раздела настройки для тех контроллеров, которые находятся здесь:
Это введение в настройку состоит из следующих разделов:
Как работает двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием
Двигатели внутреннего сгорания называются так потому, что топливо сжигается внутри рабочей части двигателя (цилиндра), в отличие от топлива, сжигаемого удаленно (как, например, в паровой машине). Реактивные двигатели — это двигатели внутреннего сгорания, но, в отличие от автомобильных двигателей, они не имеют искрового зажигания (они постоянно воспламеняются уже сжигающим топливом).Обсуждение здесь ограничено двигателями внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Мы начнем с объяснения того, как работает четырехтактный двигатель (наиболее распространенный тип автомобильных двигателей).
У двигателя есть три основных «управляющих параметра», которыми мы можем управлять, чтобы оптимизировать работу двигателя в различных условиях:
- Количество воздуха, поступающего в двигатель,
- Количество топлива, смешанного с воздухом, поступающим в двигатель,
- Момент зажигания искры для воспламенения воздушно-топливной смеси.
Двигатель имеет один или несколько цилиндров (если это не роторный двигатель и т. Д.). В этих цилиндрах установлен подвижный поршень. Поршень герметизирует нижний конец цилиндра, и, поскольку он соединен с вращающимся коленчатым валом шатуном, он перемещается от нижней части цилиндра к верхней (и обратно, повторяя бесконечно).
Для того, чтобы двигатель работал, он имеет 4 цикла, каждый из которых занимает половину оборота коленчатого вала, то есть на один «ход» вверх или вниз по цилиндру.Штрихи бывают:
1. Такт впуска : втягивает воздух и топливо из впускного коллектора, мимо открытого впускного клапана, в цилиндр. Количество топлива, поступающего в двигатель, должно зависеть от количества воздуха, поступающего в двигатель, чтобы смесь соответствовала условиям. Процесс определения необходимого количества топлива (и искры) называется «настройка ». Когда мы закончили процесс настройки, топливные форсунки всегда смешивают правильное количество топлива с воздухом во впускном коллекторе, прежде чем воздушно-топливная смесь попадет в цилиндры. | |
2. Такт сжатия : впускной клапан закрывается ( выпускной клапан уже был закрыт ), и движение поршня вверх сжимает топливно-воздушную смесь от атмосферного давления до примерно 150 фунтов на квадратный дюйм ( топливо сгорает лучше, когда оно сжимается, и теоретическая эффективность двигателя внутреннего сжатия связана с его степенью сжатия). Достигнутое давление зависит от степени механического сжатия, а также от времени кулачка, открытия дроссельной заслонки и некоторых других факторов.Кстати, это давление, которое вы проверяете, когда выполняете «проверку компрессии» с помощью манометра в отверстии свечи зажигания при проворачивании двигателя. | |
← Искра * → | |
3. Рабочий ход : Топливно-воздушная смесь горит от свечи зажигания наружу внутри камеры сгорания, когда поршень находится в верхней части своего хода. Горящее топливо повышает температуру и, следовательно, давление в цилиндре.Давление одинаково распространяется на все поверхности камеры сгорания, цилиндра и поршня, но поскольку двигаться могут только поршни, именно здесь и выполняется работа. Горячие газы давят на поршень, заставляя коленчатый вал вращаться. | |
4. Такт выпуска : В нижней части рабочего хода выпускной клапан открывается, и последующее движение поршня вверх (вначале благодаря остаточному давлению в горячем выхлопном газе) толкает выхлопной газ. в выхлопную систему.Выпускной клапан закрывается в верхней части такта выпуска. |
* — не штрих, но все же очень важная часть процесса!
и они повторяются бесконечно для каждого цилиндра, пока двигатель работает.
Обратите внимание, что поршень производит усилие только на одном из четырех ходов. Что заставляет коленчатый вал вращаться для выполнения трех других ходов? Есть два ответа:
- Другие цилиндры (если у двигателя более одного цилиндра) находятся в рабочем такте.Рабочие такты для разных цилиндров смещены, так что, например, в 4-цилиндровом двигателе все четыре такта выполняются одновременно, но каждый разным цилиндром.
- Двигатель имеет маховик , который накапливает некоторую энергию рабочего такта в виде углового момента, и он используется для поддержания вращения двигателя в течение остальных трех тактов.
Прежде чем читать дальше, вам следует ознакомиться с глоссарием основных терминов настройки в конце этого документа. Вы также можете щелкнуть подчеркнутые термины в этом документе, чтобы перейти к определению этого термина.
В верхней части цилиндра расположена камера сгорания с впускным и выпускным клапанами. Есть один или несколько впускных клапанов и один или несколько выпускных клапанов (наиболее распространенные комбинации — это один впускной и один выпускной клапан или два впускных и два выпускных клапана — четырехклапанный двигатель — часто называемый 16-клапанным двигателем на 4 цилиндра, из-за общего количества клапанов). Клапаны открываются и закрываются в точной координации (через распределительный вал и «клапанный механизм») с поршнем, что позволяет втягивать топливно-воздушную смесь в цилиндр и удалять отработавшие выхлопные газы.
На кулачковом валу есть выступы. У них есть приподнятые области, которые открывают клапаны при повороте в нужное положение. Поскольку мы хотим, чтобы заслонки открывались один раз за 4-тактный цикл (то есть два оборота). Неудивительно, что впускной (е) клапан (ы) открыт (ы) на такте впуска, а выпускной (ые) клапан (ы) открыт (ы) на такте выпуска. Клапаны закрываются на тактах сжатия и мощности.
На каждом выступе каждого кулачка есть по одной «шишке», поэтому мы хотим, чтобы кулачок вращался ровно на 1/2 скорости коленчатого вала (что приведет к тому, что клапаны будут открываться каждые два оборота коленчатого вала).Делаем это с помощью шестеренок. Шестерня на кулачке имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня на кривошипе, а кулачок перемещается на 1/2 скорости. Шестерни могут сцепляться напрямую или могут быть связаны цепью или ремнем. Все это нормально, важно, чтобы кулачок имел вдвое больше зубцов и поэтому вращался вдвое медленнее.
Точная синхронизация открытия и закрытия клапана, а также подъема является довольно технической. Это действительно имеет большое влияние на КПД двигателя и выходную мощность, но обсуждение фаз газораспределения выходит за рамки этой статьи.
Количество воздуха, поступающего в двигатель, в первую очередь определяется дроссельной заслонкой (а также любыми ограничениями, основанными на конструкции порта и клапана, фазе кулачка и т. Д.). Дроссель можно открывать в диапазоне от 0% до 100%. Большие отверстия означают, что в двигатель в целом поступает больше воздуха, а двигатель выдает большую мощность. Топливо должно быть в узком диапазоне пропорционально воздуху. Точное соотношение варьируется. Химически правильное соотношение называется «стехиометрическим». Больше топлива «богатое», меньше топлива «бедное».Стехиометрические смеси составляют около 14,7: 1 для бензина (по массе).
Октан, самая «репрезентативная молекула» в бензине, горит как: C 8 H 18 + 12,5 O 2 → 8 CO 2 + 9 H 2 O C 8 H 18 — формула для октана. Кислород (O 2 ) потребляется из всасываемого воздуха. Азот (N 2 ) также присутствует в атмосферном воздухе, но в идеале не участвует в каких-либо реакциях (достаточно инертен при низких температурах). Обратите внимание, что продуктами сгорания являются углекислый газ (CO 2 ) и вода (H 2 O), если сгорание «идеальное». Также обратите внимание, что на каждой стороне химического уравнения есть одинаковое количество атомов каждого типа: 8 атомов углерода, 18 атомов водорода, 25 атомов кислорода с каждой стороны, поэтому уравнение правильно «сбалансировано». На практике бензин премиум-класса в среднем имеет соотношение 8 атомов углерода к 15,4 атома водорода (и исторически очень мало других атомов). Более высокое соотношение углерода происходит из-за разветвлений, двойных связей и колец, которые допускают меньшее количество атомов водорода на атомы углерода.Это означает, что бензин будет гореть немного сильнее, чем чистый октан. Сильно упрощенный химический анализ для идеального сгорания бензина / воздуха ( отношение топлива к воздуху, необходимое для идеального сгорания, известно как стехиометрический — произносится как «stow-eék-kee-o-metric» ): C 8 H 15,4 + 11,85 O 2 → 8 CO 2 + 7,7 H 2 O Обратите внимание, что C 8 H 15 не существует. 4 , но вы можете рассматривать его как среднее значение различных углеводородов, например 65% C 8 H 14 + 35% C 8 H 18 , или ряда комбинаций, которые приводят к образованию углерода Соотношение: водород 8: 15.4. Кроме того, приведенные выше коэффициенты представляют собой отношения количества молекул. Если вы хотите получить « правильное » химическое уравнение с точки зрения молекул, умножьте коэффициенты на 20 (т.е. 11,85 × 20 = 237 , 8 × 20 = 160 , 7.7 × 20 = 154 и т. Д.). Отношение молекул кислорода к молекулам бензина 11,85: 1 — это соотношение их количества, а не их массы. Чтобы получить массовое AFR, нам нужно рассчитать, сколько весит каждая молекула. Углерод (C) имеет атомную массу 12,01 дальтон ( — единица атомной массы ), кислород (O) — 16,00, а водород (H) — 1,008. Для традиционной смеси углеводородов в бензине ( без всех современных присадок и оксигенатов ) средняя молекулярная масса составляет: 8 × 12. 01 + 15,4 × 1,008 = 111,6 дальтон(Современный «реформулированный» бензин ближе к 108 дальтонам, с соотношением углерод: водород 7,75: 14,8. Результат тот же стехиологический AFR.) Масса молекулы кислорода (O 2 ) составляет: 2 × 16,00 = 32,00 дальтон Таким образом, массовое соотношение O 2 : бензин равно 11,85 × 32,00 ÷ 111,6 = 3,40: 1 Это правильное соотношение масс кислорода к бензину .Однако двигатель не дышит чистым кислородом, он дышит воздухом. Сухой воздух содержит только 20,95% кислорода (O 2 ) по объему и 78,08% азота (N 2 ). Поскольку азот имеет атомную массу 14,01, а воздух содержит ~ 1% аргона (39,95) и других следовых газов, воздух, таким образом, имеет вид:
Массовый процент кислорода в сухом воздухе выше, чем объемный процент, потому что молекула кислорода тяжелее, чем молекулы азота и т. Д. Для данного объема (или количества молекул). Следовательно, стехиометрическое соотношение масс воздуха и бензина составляет: Для «несовершенного сгорания» бензина см .: Тюнинг и выбросы. Обратите внимание, что мы не учли от 1% до 4% воздуха, который представляет собой водяной пар около уровня земли (в зависимости от местной погоды), и это важный фактор при «точной настройке» двигателей с очень высокой удельной мощностью. Кроме того, разные составы бензина имеют разную стеху. соотношений, особенно если они являются «кислородсодержащими смесями» (смешанными с молекулами, содержащими кислород, такими как спирты). Другие виды топлива имеют другие стехиометрические соотношения:
Однако стехиометрическое соотношение воздух / топливо не обязательно является оптимальной целью для достижения максимальной мощности или экономии. Для достижения максимальной мощности вам нужно будет разбогатеть, для максимальной экономии вам нужно будет использовать стейч: Подробнее об этом ниже. Spark Advance Опережение относится к точному положению коленчатого вала, при котором зажигание инициируется искрой от свечи зажигания. Он всегда относится к положению коленчатого вала в градусах ( означает градусы °, то же, что и температура ). Поскольку в обороте коленчатого вала 360 ° (или любой полный круг), один такт впуска, который занимает ½ оборота, равен 180 °.Обычно продвижение определяется как «до верхней мертвой точки» (BTDC). Это означает, что коленчатый вал должен повернуться на количество градусов, чтобы достичь самой вершины его хода от точки искры. Искра перед ВМТ необходима, потому что топливо и воздух сгорают за несколько миллисекунд. Типичные значения варьируются от 5 градусов до ВМТ на холостом ходу до 35 градусов при полностью открытой дроссельной заслонке (WOT) и, возможно, даже выше в крейсерских условиях. Фронт пламени движется со скоростью около 50 миль в час (~ 73 фута в секунду или ~ 880 дюймов в секунду) при высоком давлении в цилиндре и соответствующих AFR.Поршни могут пройти значительное расстояние за время, необходимое для того, чтобы топливо сгорело от свечи зажигания до самых удаленных областей цилиндра. Например, при скорости 880 дюймов в секунду и диаметре отверстия 3,5 дюйма, если искра была расположена в центре, горение заняло бы 1,75 / 880 = 2,0 миллисекунды. Если горению требуется 2 миллисекунды для достижения максимального давления, то при 3000 об / мин поршень и кривошип за это время повернутся на 36 °. Существует оптимальная точка ( p eak p ressure p osition — ppp ) в движении поршня, когда мы хотим, чтобы горящие газы достигли своего пикового давления (обычно около 17 ° ADTC), поэтому нам нужно начните прожиг рано, чтобы получить максимальное давление там, где мы хотим (в данном случае 36 ° -17 ° = 19 ° до ВМТ). При большем диаметре отверстия и расположенной не по центру свече зажигания (типично для двухклапанных двигателей) требуется большее продвижение. Например, для отверстия диаметром 4,00 дюйма и свечи зажигания 1,3 дюйма с одной стороны (и 2,7 дюйма с другой) время горения возрастает до: 2,7 / 880 = 3,1 миллисекунды. За это время поршень / кривошип перемещается примерно 55 °. Таким образом, при тех же условиях, что и выше, время необходимо увеличить до: 55 ° -17 ° = 38 ° BTDC! Опережение по времени невелико на низких оборотах двигателя, потому что поршень движется медленно, и топливо успевает сгореть около ВМТ.На более высоких скоростях время нужно опережать. В какой-то момент (обычно около 3000 об / мин) турбулентность сгорания обеспечивает быстрое горение, и дальнейшее продвижение не требуется. Детали того, как на оптимальное опережение искры влияют различные факторы, могут заполнить большой объем, и включают соответствующие темы, такие как размер отверстия и форма камеры, завихрение и перемешивание смеси и множество других вещей … Однако слишком много продвижения — нехорошо. Пиковое давление достигается слишком рано, и в результате горение может происходить не плавно через камеру сгорания, а вместо этого топливо и воздух в самых дальних областях камеры самопроизвольно воспламеняются из-за давления и теплового излучения в камере ( это называется «детонация» и может быть очень разрушительной). Также, искра и настройка топлива взаимодействуют с . То есть количество топлива влияет на оптимальный выбор времени, и наоборот. Вот график, показывающий взаимосвязь для одного типичного бензинового двигателя: В дополнение к правильному времени, сама искра должна иметь достаточное напряжение, чтобы проскочить зазор свечи зажигания, и иметь достаточно энергии, чтобы поддерживать искру достаточно долго, чтобы начать горение. Подробнее об этом можно узнать здесь: www.megamanual.com/seq/coils.htm#gap. Крутящий момент и мощность Сила поршня (ов) на коленчатый вал (через шатун) становится вращающей силой, называемой «крутящий момент , », и измеряется в фут-фунтах. Работа выполняется, когда сила прилагается на расстоянии (, измеряется в фунт · фут, ), например, подъем на 100 фунтов 330 футов. Мощность — это скорость, с которой может выполняться работа ( подъем 100 фунтов 330 футов за 60 секунд, например ). Скорость, с которой двигатель может создавать крутящий момент, зависит от числа оборотов в минуту и называется « лошадиных сил и л.с.». В частности, лошадиная сила определяется как способность выполнять работу 33000 фунтов · фут за одну минуту (например, 1 лошадиная сила может поднять 330 фунтов 100 футов за минуту, или 33 фунта 1000 футов за одну минуту, или 1000 фунтов 33 футов в минуту). одна минута и т. д.). Для вращающегося коленчатого вала двигателя крутящий момент сообщает нам силу в радиусе 1 фута. За один оборот эта сила будет приложена по окружности 1 футового круга, так что сила F = крутящий момент ÷ r , на расстоянии D = 2π r , где r = 1 (, но учтите, что r в обоих уравнениях компенсируют друг друга, когда мы вычисляем выполненную работу: W = F × D ). В результате работа (W), совершаемая за один оборот, равна 2π × крутящий момент.Эта работа выполняется раз в минуту. Итак, функциональное соотношение для лошадиных сил следующее:
|