Экономичность работы двигателя и уровень токсичности отработавших газов обеспечиваются электронной системой управления ЭПХХ. Эта система отключает подачу топлива в двигатель на режимах принудительного холостого хода, когда педаль управления дроссельной заслонкой отпущена, а двигатель, оставаясь соединенным с трансмиссией, имеет повышенную частоту вращения коленчатого вала по сравнению с ре¬жимом холостого хода. При этом происходит торможение двигателем. При отсутствии системы ЭПХХ двигатель на этом режиме работы продолжает потреблять топливо, причем его расход пропорционален расходу на режиме холостого хода с учетом повышенной частоты вра¬щения коленчатого вала.
При использовании на автомобиле системы ЭПХХ после отпускания педали акселератора, несмотря на увеличенную частоту вращения дви¬гателя, подача топлива отключает¬ся. С отключением подачи топлива на режиме принудительного холо¬стого хода происходит прекращение горения топливной смеси в цилинд¬рах двигателя, и торможение двига¬телем становится более эффектив¬ным. Это особенно важно при движе¬нии автомобиля в условиях горных дорог, где торможение двигателем используется наиболее часто.
Положительным качеством систе¬мы ЭПХХ является также автомати¬ческое отключение подачи топлива после выключения зажигания, что исключает неконтролируемую рабо¬ту двигателя при самовоспламенении топливной смеси в цилиндрах двига¬теля, которая встречается при эксплуатации автомобилей, не обору-анных системой ЭПХХ.
Принцип действия и устройство систем ЭПХХ на обеих моделях автомобилей индентичиы и разли¬чаются лишь конструктивным испол¬нением отдельных элементов. В част¬ности, на двигателе 2106 для опре¬деления положения дроссельной за¬слонки карбюратора применен мик¬ропереключатель типа 421.3709, а на двигателе 331-датчик-винт. От¬ключение подачи топлива на дви¬гателе 2106 производит пневмо-клапан ЭПХХ, входящий в состав карбюратора. Управление пневмо-клапаном осуществляет электромаг¬нитный клапан, на который,воздей¬ствуют блок управления и микропе¬реключатель. Подача топлива в цилиндры двигателя осуществляется только при наличии напряжения на электромагнитном клапане.
Электромагнитный клапан на дви¬гателе 331 . встроен непосредст¬венно в карбюратор и выполнен нормально закрытым: при обесточен¬ной обмотке игла клапана перекры¬вает подачу топлива, тогда как при протекании тока по обмотке клапана его запорный элемент1 не препятствует подаче топлива.
Управление электромагнитным клапаном происходит с помощью микропереключателя или датчика-винта, которые установлены на карбюраторе и работают в зависимости от положения дроссельной заслон¬ки, а также с помощью электронного блока управления. Микропе¬реключатель или датчик-винт подает напряжение на обмотку электро¬магнитного клапана после нажатия на педаль акселератора, т. е. при открытии дроссельной заслонки карбюратора. Подача напряжения на обмотку клапана блоком управ¬ления происходит после падения час¬тоты вращения коленчатого вала, двигателя ниже определенной вели¬чины.
Таким образом, топливо в систе¬му холостого хода карбюратора по¬дается либо при работе двигателя, на холостом ходу с низкими. час¬тотами вращения коленчатого ва¬ла - за счет подачи напряжения на обмотку электромагнитного клапана блоком управления ЭПХХ, либо при нажатии на акселератор посредством микропереключателя или датчика^ винта - при разгоне автомобиля. При движении автомобиля в режиме торможения двигателем, т. е. при отпущенной педали акселератора, и вращении коленчатого вала с ча¬стотой более 1500 об/мин для двигателя 2106 и 2100 об/мин для 331 (порог срабатывания блока уп¬равления ЭПХХ), напряжение на клеммах электромагнитного клапана отсутствует и топливо в систему холо¬стого хода карбюратора не подается. Подача топлива возобновляется при падении частоты вращения колен¬чатого вала двигателя до 1140 об/ мин на двигателе 2106 и 1900 об/мин на двигателе 331 (за счет действия блока управления ЭПХХ) или после нажатия на педаль акселератора (за счет действия микропереключа¬теля или датчика-винта).
Блок управления ЭПХХ
Устройство и работа. Для управ¬ления электромагнитным клапаном по сигналам системы зажигания (в зависимости от частоты вра¬щения коленчатого вала двигателя) и датчика-винта положения дрос¬сельной заслонки (в зависимости от нагрузки двигателя) на двигателе 331.10 используется электронный блок управления 50.3761. Контроль частоты вращения двигателя про¬изводится блоком управления ЭПХХ путем измерения частоты повто¬рения импульсов системы зажигания, которые снимаются с катушки зажи¬гания и подаются на вывод «1» блока управления. Одновременно с датчика-винта на блок управления подается сигнал, позволяющий раз¬личать открытое и полностью за¬крытое положение дроссельной за¬слонки карбюратора. Выводы «4» и «6» блока ЭПХХ, обеспечиваю¬щие протекание тока через обмотку электромагнитного клапана, имеют электрическую связь независимо от сигнала датчика-винта при частоте вращения коленчатого вала двига¬теля меньше 1900 об/мин. В то же время при открытой дроссельной за-
слонке, когда подвижный и непод¬вижный контакты датчика-винта ра¬зомкнуты, выводы «4» и «6» блока управления имеют электрическую связь независимо от частоты вра¬щения коленчатого вала двигателя.
После замыкания контактов дат¬чика-винта при отпускании акселе¬ратора с частотой вращения колен¬чатого вала свыше 2100 об/мин (на режиме торможения двигателем) электрическая связь выводов «4» и «6» блока управления нарушает¬ся, электромагнитный клапан обесто¬чивается и подача топлива в систе¬му холостого хода карбюратора прекращается. Возобновление пода¬чи топлива происходит при восста¬новлении электрической связи меж¬ду выводами «4» и «6» бло¬ка управления либо после сниже¬ния частоты вращения коленчатого вала двигателя до 1900 об/мин, либо -после размыкания контактов датчика-винта при нажатии на аксе¬лератор.
Возможные неисправности блока управления, их причины и способы устранения приведены в табл. 11.19.
Если электромагнитный клапан исправен, а снижения частоты вра¬щения коленчатого вала при этом не происходит, то блок управления ЭПХХ нуждается в замене.
Проверка блока может быть так¬же проведена путем непосредствен¬ного контроля частоты вращения ко¬ленчатого вала двигателя, при кото¬рой происходит срабатывание блока, по показаниям контрольного тахо¬метра. Для этого следует отсоеди¬нить от вывода электромагнитного клапана штекерный наконечник про¬вода, не связанного с массой авто¬мобиля, и соединить его с одним из выводов маломощной (1-3 Вт) контрольной лампы (12 В), второй вывод которой соединить с массой автомобиля. Для обеспечения рабо¬тоспособности электромагнитного клапана его освободившийся вывод с помощью вспомогательного прово¬да соединить с положительным по¬люсом бортсети автомобиля.
На режиме холостого хода двига¬теля снять штекер с датчика-винта. Контрольная лампа при этом должна гореть. Постепенно открывая дрос¬сельную заслонку карбюратора, уве¬личить частоту вращения коленчато¬го вала двигателя примерно до 2100 об/мин. Штекерный наконечник про¬вода, снятого с вывода датчика-винта, соединить с массой автомоби¬ля. Контрольная лампа при этом дол¬жна погаснуть. Затем, плавно закры¬вая дроссельную заслонку, снизить частоту вращения коленчатого ва¬ла двигателя. В момент загорания контрольной лампы замерить показа¬ния тахометра, которые должны быть в пределах 1900 об/мин ±5 %.
Датчик-винт положения дроссельной заслонки карбюратора
На двигателе 331 для регистра¬ции полностью закрытого положе¬ния дроссельной заслонки на карбю¬раторе установлен датчик-винт. Вы¬вод датчика-винта, связанный с не¬подвижным контактом при пол¬ностью закрытой дроссельной за¬слонке, соединяется с массой авто¬мобиля, а при всех остальных положениях дроссельной заслонки он такого соединения не имеет.
Для проверки работоспособности датчика-винта на автомобиле нужно снять с его вывода штекерный наконечник соединительного провода и освободившийся вывод соединить с одним из выводов контрольной лампы, второй вывод которой соеди¬нить с положительным полюсом бор¬товой сети автомобиля (+ 12 В). При полностью закрытой дроссельной за¬слонке контрольная лампа должна гореть. Если лампа не горит, то необходимо довернуть датчик-винт по часовой стрелке до момента заго¬рания контрольной лампы, после чего проконтролировать частоту враще¬ния коленчатого вала по тахомет¬ру, показания которого должны находиться в пределах (850+50) об/мин. При открывании дроссель¬ной заслонки контрольная лампа должна гаснуть. Если этого не происходит, то датчик-винт неисп¬равен (короткое замыкание непод-
вижного контакта на массу) и нуждается в замене.
В табл. 11.20 приведены возмож¬ные неисправности датчика-винта, их причины и способы устранения.
Для управления клапаном ЭПХХ в карбюраторных двигателях автомобилей ВАЗ 2108 — 2110 используется блок управления ЭПХХ
50.3761. В качестве датчика положения дроссельной заслонки используется датчик-винт, представляющий из себя пластмассовый винт с металлическим наконечником, вкручивающийся в кронштейн, закреплённый на карбюраторе.
При открытии дроссельной заслонке наконечник винта, с прикреплённым к нему проводом, не упирается в рычаг дроссельной заслони. Это приводит к разрыву цепи вывода 5 блока управления с массой. При этом закрывается транзистор VT7, а транзистор VT5 открывается, открывая в свою очередь транзистор VT8. Транзистор VT8 подаёт питание на электромагнитный клапан независимо от числа оборотов коленвала.
На вывод 3 блока управления подходит провод, соединяющий его с выводом первичной катушки зажигания, передающий импульсы, которые поступают на вывод 4 микросхемы А1. На выводе 3 микросхемы формируются импульсы постоянной длительности, повторение которых соответствует импульсам от трамблёра. Транзисторы VT1 и VT2 разряжают времязадающий конденсатор С1. Если частота вращения коленвала меньше 1100 об./мин., то напряжение на конденсаторе не поднимается, при повышении числа оборотов напряжение возрастает и когда оно превысит 8 В, происходит открытие транзисторов VT3 и VT4 которые через микросхему А2 открывают транзистор VT6 и соответственно VT8.
Блока управления ЭПХХ 25.3761
Схема блока управления ЭПХХ 25.3761 отличается в основном только работой при оборотах коленчатого вала более 1100 об./мин. Это обусловлено применением в качестве датчика положения дроссельной заслонки микропереключателя, подающего питание на электропневматический клапан при открытой заслонке. Работа блока управления на холостом ходу идентична блоку 50.3761.
Блок ЭПХХ 1402.3733.
Блок ЭПХХ 1402.3733 устанавливается на автомобили семейства ГАЗ и УАЗ. Принцип его работы такая же как и блока 50,3761. Отличие блоков только в схеме.
Неисправность блока управления ЭПХХ.
При неисправности блока ЭПХХ двигатель не будет работать на холостом ходу или при отпущенной педали газа, обороты скачут от 900 до 1200. Для поиска неисправности достаточно просто удалить сердечник на клапане или соединить трубки на карбюраторе помимо «баллончика».
Какое полузабытое, а для кого-то и вообще незнакомое слово – экономайзер! Карбюраторы, которые долгие годы исправно трудились на автомобиле, постепенно уступили свое место различным системам впрыска. Но автомобильный век долог, и порой кому-то приходится сталкиваться с машинами, в которых еще находится место для карбюратора. Ну а его нормальная работа обеспечивается рядом дополнительных устройств, среди них невозможно не упомянуть экономайзер топлива.
Что такое экономайзер в автомобиле?
Работа ДВС основана на сгорании топливовоздушной смеси (ТВС). Ее состав зависит от нагрузки мотора, и должен быть разным при ее изменении. Это означает изменение соотношение между кислородом (воздухом) и бензином при изменении условий движения. Нужные пропорции обеспечивает карбюратор, или в современных машинах – контроллер впрыска. Поэтому, прежде чем говорить про экономайзер, надо рассмотреть работу карбюратора.
Как работает карбюратор
Понять его принцип работы поможет приведенный рисунок.
Это самый простой вариант карбюратора, можно сказать, только поясняющий его устройство и основную идею. Бензин находится в поплавковой камере на постоянном уровне, который поддерживается работой игольчатого клапана. Через воздушный фильтр воздух всасывается в цилиндры двигателя. Он проходит смесительную камеру, благодаря имеющемуся там сужению, в этом месте создается разрежение по отношению к поплавковой, в которой поддерживается уровень атмосферного давления.
Из-за возникшей разницы давлений в смесительную камеру попадает горючее. Проходя через жиклер, оно разбивается на мелкие капельки, испаряется и смешивается с воздухом, вследствие чего образуется ТВС, поступающая в цилиндры мотора. Соотношение между этими компонентами зависит от положения заслонки карбюратора, связанной с положением педали акселератора. Чем сильнее на автомобиле она нажата, тем больше открыта заслонка, выше степень разрежения и больше бензина поступает на образование смеси.
Назначение экономайзера
В тот момент, когда заслонка почти полностью открыта, автомобильный мотор испытывает максимальные нагрузки, а значит, для их преодоления ему требуется большее количество бензина, чем во время работы на обычных режимах. При этом и начинает работать экономайзер, топлива на образование смеси поступает больше, и смесь становится обогащенной. Его назначение и устройство, а также для чего нужен экономайзер, становится понятно из рисунка:
Дроссельная заслонка карбюратора через тяги и рычаги связана со специальным клапаном. Когда она полностью открыта, это вызывает его срабатывание, и дополнительное количество бензина, проходя жиклер экономайзера, идет на образование ТВС. Такое поступление топлива вызывает обогащение смеси и обеспечивает работу мотора при повышенной нагрузке. Когда отпускается педаль газа, заслонка прикрывается, пружина закрывает клапан и работа экономайзера прекращается.
Конструктивно устройство экономайзера может быть выполнено различными способами, конкретную реализацию их затрагивать не будем, т.к. для карбюратора после появления контроллеров впрыска история развития закончилась.
Экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ)
Рассматривая автомобильный экономайзер, нельзя обойти стороной и такое устройство, как ЭПХХ. У него совсем другое назначение, чем у обычного экономайзера. Если последний, как мы только что рассмотрели, обогащает топливную смесь при значительных нагрузках, то ЭПХХ, наоборот, обеспечивает экономию топлива. Режим принудительного холостого хода – особый вариант движения.
Как правило, это связано с торможением двигателем при движении на спуске или накатом, когда скорость включена и газ отпущен. ЭПХХ дополняет имеющуюся в карбюраторе систему холостого хода. Она выполняет подачу топлива в двигатель при закрытой заслонке. В этом случае за счет разрежения, создаваемого под ней, горючее по специальному каналу холостого хода проходит через жиклер и поступает в мотор, что и обеспечивает его работу в таком режиме.
Однако если при этом машина двигается накатом или с горки, то коленчатый вал вращается с большей частотой, чем свойственно режиму холостого хода, что вызывает повышенное потребление бензина и снижает эффективность торможения двигателем. Для исключения этого срабатывает ЭПХХ, и поступление топлива прекращается. В режиме принудительного холостого хода поступление бензина прерывается с помощью электромагнитного клапана, управляемого достаточно простым электронным блоком.
Исходными данными для срабатывания ЭПХХ (электромагнитного клапана) являются сигнал датчика о закрытой заслонке и повышенное число оборотов коленвала. Такой режим ЭПХХ поддерживает пока:
- скорость движения при отпущенной дроссельной заслонке не уменьшится;
- не будет выключена передача и автомобиль начнет двигаться в режиме обычного холостого хода;
- водителем не будет нажата педаль газа и движение продолжится с повышенной скоростью, экономайзер выключится по положению заслонки.
Работа экономайзера в составе карбюратора обеспечивает обогащение ТВС при повышенной нагрузке, а также экономию топлива и лучшую эффективность торможения мотором в режиме принудительного холостого хода.
Проверка системы ЭПХХ с помощью специальных приборов
Схема проверки блока управления
1 – блок управления;
2 – вольтметр
А – к жгуту проводов автомобиля
Схема подключения ЭПХХ
1 – катушка зажигания;
2 – соединительная колодка блока управления;
3 – изолированный наконечник винта «количества»;
4 – винт «количества»;
5 – электромагнитный клапан.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
Для проверки системы ЭПХХ необходимо иметь вольтметр с пределом измерений до 15 В и тахометр (если автомобиль не оборудован тахометром). Также желателен омметр для проверки целостности электрических цепей.
Наиболее характерный признак неисправности системы ЭПХХ - остановка двигателя после резкого сброса «газа» на частоте вращения коленчатого вала выше средней. Если на других режимах двигатель работает устойчиво, следует проверить функционирование блока управления системы ЭПХХ. Для этого…
...отсоединяем колодку провода от вывода электромагнитного клапана.
Снимаем изоляционную колодку с наконечника провода, соединяющего блок управления с электромагнитным клапаном.
Наконечник надеваем на вывод электромагнитного клапана и подсоединяем к нему «плюсовой» щуп вольтметра. Второй вывод прибора соединяем с «массой». Пускаем двигатель и прогреваем его до рабочей температуры. На холостом ходу, при закрытой дроссельной заслонке, на выводе клапана должно быть не менее 10 В.
Открывая дроссельную заслонку, увеличиваем частоту вращения коленчатого вала до 4000 мин -1 . Затем резко закрываем заслонку. От момента закрытия дроссельной заслонки (наконечник винта «количества» замыкается на «массу») и до падения частоты вращения коленчатого вала примерно до 1900 мин -1 напряжение на выводе клапана должно быть не более 0,5 В.
При снижении частоты вращения коленчатого вала до 1900 мин -1 блок управления вновь должен подать напряжение на вывод электромагнитного клапана.
Если все указанные условия выполняются, а двигатель глохнет при сбросе «газа», то чаще всего это связано с очень обедненной смесью на холостом ходу или регулировкой на слишком низкую частоту вращения коленчатого вала на этом режиме. В любом случае требуется проверить и отрегулировать холостой ход с проверкой содержания СО в отработавших газах.
Если в результате проверки установлено, что напряжение на выводе электромагнитного клапана при закрытии дроссельной заслонки остается неизменным, то…
...разъединяем колодку провода наконечника винта «количества»
Замыкаем на «массу» наконечник провода, соединенного с блоком управления. Если после повышения частоты вращения коленчатого вала выше 2100 мин–1 напряжение падает до 0,5 В и ниже,
...значит, нарушен контакт наконечника винта «количества» (1) с рычагом привода дроссельных заслонок, поврежден или окислился наконечник провода (2) или оборван сам провод.
В противном случае неисправны блок управления или его соединительные провода.
Если в результате описанной выше проверки выяснится, что на вывод электромагнитного клапана постоянно поступает напряжение не ниже 10 В, то неисправен блок управления. В этом случае при сбросе «газа» топливоподача не отключается; такая неисправность на работе двигателя никак не отразится, кроме того что немного возрастет расход топлива (на величину около 0,5 л/100 км) и, возможно, появится «дизелинг» после выключения зажигания.
Отсутствие холостого хода может быть связано с неисправностью электромагнитного клапана, блока управления или соединительных проводов. Для определения причины неисправности необходимо убедиться в наличии напряжения на выводе электромагнитного клапана. Когда напряжение отсутствует после включения зажигания или оно значительно ниже 10 В при полностью заряженной аккумуляторной батарее, следует снять наконечник провода с вывода клапана и замерить величину напряжения на нем. Если напряжение на наконечнике составляет около 12 В, то неисправен электромагнитный клапан (короткое замыкание обмотки). Если напряжение значительно ниже или отсутствует, неисправен блок управления или повреждена проводка.
Отсутствие повреждений соединительных проводов блока управления проверяем омметром при выключенном зажигании. Для этого отсоединяем колодки проводов от блока управления, электромагнитного клапана и винта «количества». При проверке используем схему системы ЭПХХ.
После включения зажигания на вывод «4» соединительной колодки блока управления должно подаваться напряжение. Для проверки к выводу подключаем вольтметр.
Омметром также можно проверить контакт, состояние провода винта «количества» и обмотку электромагнитного клапана. Касаясь щупом прибора наконечника провода винта «количества», замеряем сопротивление. При открытой дроссельной заслонке первой камеры прибор должен показывать бесконечно большое сопротивление, а при закрытой - короткое замыкание. Сопротивление обмотки электромагнитного клапана должно быть в пределах 70–80 Ом.
На инжекторных двигателях прекращение подачи топлива осуществляет электронная система управления двигателем, а в карбюраторных двигателях блок управления ЭПХХ.
Из чего состоит система ЭПХХ.
В состав система ЭПХХ входит блок управления, электромагнитный клапан или электромагнитный пневмоклапан, датчик положения дроссельной заслонки. В качестве датчика числа оборотов часто используется прерыватель трамблёра.
Датчиком положения дроссельной заслонки может быть микропереключатель, контакты которого размыкаются при закрытой дроссельной заслонке либо датчик-винт на конце, которого крепится провод соединяющий вывод блока управления с массой при открытой дроссельной заслонке.
Датчиком оборотов в карбюраторном двигателе выступает прерыватель трамблёра.
Прекращение подачи топлива осуществляется электромагнитным клапаном или электропневматическим клапаном, в зависимости от конструкции карбюратора. Электромагнитный клапан устанавливается на карбюраторе и перекрывает, при отсутствии питания на нём, своим сердечником канал холостого хода. Электропневматический клапан устанавливается на корпусе автомобиля в разрыве трубки соединяющей впускной коллектор с модулем экономайзера, при включении отключает экономайзер от коллектора и соединяет его с атмосферой.В результате этого клапан экономайзера прекращает подачу топлива.
Принцип работы система ЭПХХ.
При частоте вращения коленвала более 1100 об/мин. и закрытой дроссельной заслонке, блок управления отключает питание с клапана, что прекращает подачу топлива, что позволяет экономить топливо на 2-3% и снизить токсичность выхлопных газов на 15-30%. Кроме этого система ЭПХХ предотвращает детонацию двигателя при отключении двигателя, то есть детонационное сгорание топлива при выключенном зажигании.
Необходимость системы ЭПХХ.
Езда автомобиля с применением принудительного холостого хода происходит крайне редко, в основном в гористой местности. По этому даже обещанные 2-3% практически не достижимая цель. Но предотвращение детонации двигателя это очень часто необходимо. Но для реализации предотвращения детонации при отключении зажигания не обязательно подключения всей схемы. Для этого достаточно просто подать питание на клапан при включении зажигания и снятие его при выключении.
