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.
Эх, давненько я не видал машины с карбюратором! Даже забыл, что имеется такая деталь в автомобиле. Однако ездят еще автомобили, где горючая смесь, которая сгорает в цилиндрах двигателя, приготавливается в специальном приборе, карбюраторе. Название этого прибора происходит от французского слова «carburant» – «топливо» . В карбюраторе с помощью специального устройства, жиклёра, в поток воздуха, который засасывается в цилиндр, разбрызгиваются мелкие капли бензина. Капли тут же испаряются, образуя легко воспламеняющуюся бензиново-воздушную смесь. Которая, в соответствии с названием, уже через доли секунды легко воспламеняется в цилиндре двигателя.
Мощность двигателя зависит от концентрации бензина в бензиново-воздушной смеси. В свою очередь, эта концентрация возрастает, если уменьшить количество воздуха, поступающего в карбюратор. Увеличение или уменьшение потока воздуха регулирует дроссельная заслонка, установленная в воздуховоде. Поворачиваясь вокруг своей оси, она закрывает или открывает воздуховод. При закрытии заслонки воздуха становится меньше, а концентрация бензина возрастает. Более богатая бензином смесь сгорает в цилиндре, выделяя больше энергии, двигатель работает на повышенных оборотах. При открытии заслонки количество воздуха в смеси становится больше, и соответственно двигатель начинает работать менее энергично. Поворот дроссельной заслонки определяется нажатием на педаль газа. Чем сильнее нажимают на педаль, тем больше закрывается заслонка, тем более богатая бензиновая смесь вылетает из карбюратора, тем напряженнее работает двигатель. Водитель и пассажиры это слышат.
Есть у двигателя два режима, когда он работает по-особому. Первый называется холостым ходом. Во время холостого хода двигатель работает, но автомобиль стоит на месте. Педаль газа отпущена, дроссельная заслонка почти закрыта. При этом бензина для образования бензиново-воздушной смеси должно подаваться очень небольшое количество, такое, чтобы не дать автомобилю заглохнуть. Такую концентрацию бензина в горючей смеси (от 1: 12 до 1: 14.5) обеспечивает специальная система холостого хода.
Второй особый режим работы двигателя – это режим принудительного холостого хода (ПХХ). Иногда это называют режимом торможения двигателем. Например, автомобиль спускается с горки на высокой скорости. Работающий двигатель будет только разгонять автомобиль. В этом случая передачу автомобиля оставляют включенной, а педаль газа отпускают. Что при этом происходит? Колеса, вращаясь, через включенную передачу крутят двигатель. Не двигатель крутит колеса, а наоборот, энергия движущегося автомобиля через посредство колес и коробки передач тратится на проворот всех деталей двигателя. При отпущенной педали газа дроссельная заслонка карбюратора закрыта, обеспечивая минимальную подачу топлива в цилиндры двигателя.
Но в режиме принудительного холостого хода в цилиндры вообще не следует подавать бензин. Зачем нам разгонять и без того быстро вращающийся двигатель? Для того, чтобы прекратить подачу топлива в режиме ПХХ создан экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ) .
Экономайзер состоит из электромагнитного клапана, который перекрывает подачу топлива в воздуховод, датчика крайнего положения дроссельной заслонки и блока управления клапаном.
Датчик крайнего положения дроссельной заслонки представляет собой контактный винт. Когда дроссельная заслонка карбюратора достигает крайнего положения (педаль газа отпущена, как при холостом ходе), датчик отключается.
Датчик связан с блоком управления клапаном. На блок управления попадает сигнал с катушки зажигания и с датчика крайнего положения дроссельной заслонки. Частота сигнала, поступающего с катушки зажигания, пропорциональна скорости вращения двигателя.
Блок управления подает сигнал электромагнитному клапану, когда обороты двигателя повышены, а дроссельная заслонка закрыта. По получении сигнала, клапан перекрывает подачу бензина в воздушный поток. Двигатель, вращаясь, «перемалывает» воздух, в котором паров бензина нет, и который поэтому не взрывается от искры, вспыхивающей «вхолостую».
При снижении оборотов двигателя ниже некоторого предела блок управления подает сигнал, открывающий электромагнитный клапан. Теперь топливо подается в воздушную смесь, как при холостом ходе.
Если педаль газа нажата, дроссельная заслонка приоткрыта, и датчик крайнего положения дроссельной заслонки включен. В этом случае блок управления никогда не станет подавать сигнал на закрытие электромагнитному клапану. При любой частоте вращения коленчатого вала бензин будет поступать в воздушную смесь и мотор будет работать.
Экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ) экономит топливо. В зависимости от стиля вождения эта экономия может быть в пределах от 0.2 до 0.5 литров на 100 километров пробега. Но главное, он снижает вероятность детонации при торможении двигателем. В результате эффективность торможения двигателем возрастает, а количество продуктов неполного сгорания топлива в отработавших газах уменьшается до нуля. В самом деле, при торможении двигателем, в нем ничего не сгорает!
Вся эта система – довольно устаревшая. С 1980-х годов на автомобилях внедряется инжекционная система впрыска топлива в цилиндры двигателя. При этом карбюратор становится не нужным. Система газораспределения, хотя и усложняется, но легко поддается автоматизации и управлению с помощью бортового компьютера. Компьютер также следит за соблюдением экономического режима и, кстати, экономит гораздо больше топлива, чем экономайзер электро-механический.
Так что, если Вы не катаетесь на «Ладе», забудьте все, что я Вам только что рассказал!
При движении автомобиля в городе, двигатель около 25 % времени работает на принудительном холостом ходу, когда коленчатый вал двигателя вращается за счет кинетической энергии автомобиля и он движется с включенной передачей и отпущенной педалью управления дроссельной заслонкой. В таких режимах двигатель управляется с помощью экономайзера принудительного холостого хода.
Система управления экономайзера принудительного холостого хода УАЗ, блок управления, клапан, микровыключатель.
На принудительном холостом ходу двигатель расходует топливо, не выполняя полезную работу, в результате быстрого закрытия дроссельной заслонки горючая смесь переобогащается и токсичность отработавших газов увеличивается. Для снижения расхода топлива и токсичности отработавших газов на автомобилях УАЗ установлена электрическая система управления экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ).
Система управления и электрооборудование экономайзера принудительного холостого хода на автомобилях УАЗ с двигателями УМЗ включает в себя блок управления 1422.3733, электромагнитный клапан 1902.3741 и концевой выключатель карбюратора (микровыключатель) 421.3709.
Принцип работы системы управления экономайзера принудительного холостого хода на автомобилях УАЗ.
Режим принудительного холостого хода характеризуется двумя признаками: частота вращения коленчатого вала двигателя больше частоты холостого хода и дроссельная заслонка карбюратора закрыта. Информация о частоте вращения коленчатого вала двигателя поступает в блок управления ЭПХХ с датчика, в качестве которою используется первичная обмотка катушки зажигания, а информация о закрытии дроссельной заслонки - с концевого выключателя, микровыключателя или датчика-винта .
При отпускании педали акселератора, в следствии переключения контактов концевого выключателя карбюратора блок управления ЭПХХ вырабатывает сигналы управления электромагнитным (электропневматическим) клапаном подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Если частота вращения коленчатого вала выше частоты холостого хода, то блок управления снимает напряжение с электроклапана, и подача топлива в двигатель прекращается.
При этом частота вращения коленчатого вала снижается, и когда она станет меньше частоты холостого хода, блок управления подключит напряжение бортовой сети к электроклапану. Подача топлива возобновится и частота вращении коленчатого вала возрастет.
При частоте вращения коленчатого вала, снова ставшей больше частоты холостого хода, блок управления опять отключит электроклапан. Процесс повторяется. Периодической отключение подачи топлива в этом режиме снижает расход бензина на 2-3%, а токсичность отработавших газов уменьшается на 15-30%
При нажатии на педаль акселератора контакты концевого выключателя переключаются таким образом, что на электроклапан будет постоянно подаваться напряжение бортовой сети. Топливо при этом будет подаваться независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Блок управления 1422.3733 экономайзера принудительного холостого хода на автомобилях УАЗ, принцип работы.
На автомобилях УАЗ с двигателями УМЗ применяются четырехштырьковые блоки управления 1422.3733 экономайзера. В качестве датчик положения дроссельной заслонки используется микровыключатель 421.3709. При закрытой дроссельной заслонке импульсы напряжения пропорциональные частоте вращения коленчатого вала, поступают с первичной обмотки катушки зажигания 1 на вход полупроводникового ключа, собранного на транзисторе VT1.
Во время действия импульса ключ открывается и конденсатор СЗ разряжается. В паузах между импульсами конденсатор СЗ заряжается. Время заряда, а следовательно, и напряжение на СЗ увеличивается с уменьшением частоты вращения коленчатого вала. При частоте больше частоты холостого хода напряжение на СЗ мало, транзисторы VT2, VT4, VT5, VT6 закрываются. На электромагнитный (электропневматический) клапан напряжение не подается.
Клапан закрывается и подача топлива прекращается. Частота вращения коленчатого вала падает. При частоте меньше частоты холостого хода конденсатор СЗ во время паузы между импульсами успевает зарядиться до напряжения, превышающего опорное напряжение порогового элемента, собранного на транзисторах VT2, VT4. Транзисторы VT2 и VT4 при этом открываются, что обеспечивает открытие транзисторов VT5 и VT6. На электропневмоклапан при этом подается напряжение.
Клапан срабатывает и включает подачу топлива. При открытии дроссельной заслонки контакты микропереключателя S1 замыкаются и напряжение бортовой сети постоянно поступает на электропневмоклапан. Клапан постоянно открыт независимо от сигналов блока управления 1422.3733 экономайзера принудительного холостого хода.
Система ЭПХХ (управления экономайзером принудительного холостого хода) служит для снижения расхода топлива и токсичности отработавших газов. Система состоит из электро-пневмоклапана, блока управления и микровыключателя. Боковой штуцер электропневмоклапана соединен трубкой с пневмоклапаном экономайзера принудительного холостого хода в карбюраторе, а центральный штуцер - с патрубком впускной трубы. Микро выключатель установлен на кронштейне карбюратора, элек-тропневмоклапан и блок управления - на моторном щите.
Системы ЭПХХ на автомобилях с двигателями УМПО-331 и ВАЗ-2106 конструктивно одинаковы и различаются только устройством экономайзеров карбюраторов и типом блоков управления (на двигателе УМПО-331 применяется блок 252.3761, на двигателе ВАЗ-2106 - блок 25.3761 или 2533.3761).
Работает система так. Блок управления непрерывно контролирует частоту вращения коленчатого вала двигателя. При частоте врашения 1500 мин -1 ±5% и закрытой дроссельной заслонке (режим принудительного холостого хода) блок управления отключает электропневмоклапан, его внутренняя полость сообщается с атмосферой, и связанный с ним пневмоклапан экономайзера карбюратора перекрывает подачу топлива в систему холостого хода. При снижении частоты вращения коленчатого вала двигателя до 1245 мин -1 ±5% блок управления включает электропневмоклапан, и подача топлива в систему холостого хода возобновляется. При открытой дроссельной заслонке подачу напряжения к электропневмоклапану обеспечивает микровыключатель, на рычажок которого воздействует плечо рычага привода дроссельной заслонки.
Неисправность системы ЭПХХ проявляется в рывках автомобиля при движении с малой скоростью, остановках двигателя в режиме холостого хода или вспышках в цилиндрах двигателя после выключения зажигания. Проверка работоспособности системы ЭПХХ и демонтаж ее элементов на автомобилях с двигателями УМПО-331 и ВАЗ-2106 проводятся практически аналогично.
Схема системы экономайзера принудительного холостого
хода (ЭПХХ): 1 - электропневмоклапан; 2 - микровыключатель; 3 - монтажный блок; 4 - катушка зажигания; 5 - блок управления.
Для проверки блока управления системой ЭПХХ на холостом ходу увеличиваем частоту вращения коленчатого вала до 1500 мин -1 и снимаем привод с одного из выводов микровыключателя. При исправном блоке управления обороты коленчатого вала начнут «плавать» в пределах 1200-1500 мин -1 , при неисправном - останутся стабильными. Для проверки пневмоклапана экономайзера карбюратора при работе двигателя на холостом ходу отсоединяем от его штуцера трубку - двигатель должен остановиться. Неисправный пневмоклапан заменяем (см. «Карбюратор»).
Для проверки электролневмоклапана на работающем двигателе отсоединяем провод от одного из его контактов. При исправном пневмоклапане экономайзера карбюратора двигатель должен остановиться в течение 1-2 с. Если двигатель продолжает работать, электропневмоклапан следует заменить.
