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.
Разберем устройство и принцип действия экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ) карбюраторов семейства Солекс устанавливаемых на двигателя автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 и их модификации. ЭПХХ является одной из систем карбюратора 2108, 21081, 21083 Солекс. Она отвечает за обеспечение работы двигателя автомобиля на принудительном холостом ходу.
Назначение системы ЭПХХ
Система экономайзера принудительного холостого хода карбюратора Солекс 2108, 21081, 21083 предназначена для отключения подачи топлива через систему холостого хода на режиме торможения двигателем и после выключения зажигания. Она обеспечивает сокращение расхода топлива до 0,5 литра на 100 км, предотвращает возникновение дизелинга (калильного зажигания), сокращает выброс в атмосферу токсичных соединений образующихся при ухудшении смесеобразования на режиме ПХХ.
Устройство ЭПХХ Солекс
Электромагнитный клапан карбюратора – исполнительное устройство системы, прекрывающее своей иглой, по команде блока управления, отверстие в топливном жиклере системы ХХ, тем самым прекращая через нее подачу топлива. Установлен в карбюраторе.
Блок управления – электронный блок управления является управляющим элементом ЭПХХ. Он считывает частоту импульсов в системе зажигания (через вывод «К» катушки зажигания) и по ним определяет частоту вращения коленчатого вала двигателя. Помимо этого блок управления принимает сигнал от контакта винта «количества» топливной смеси о закрытии, либо открытии дроссельной заслонки первой камеры. При определенной частоте вращения к/вала и сигнале об открытой дроссельной заслонки он отключает подачу напряжения на электромагнитный клапан, а тот перекрывает подачу топлива через СХХ. Блок установлен на щитке моторного отсека рядом с коммутатором системы зажигания.
Контакт винта «количества» топливной смеси (датчик-винт) – наконечник винта «количества» топливной смеси с присоединенным к нему проводом. При отпущенной педали «газа» и закрытых дроссельных заслонках контакт касается ребра рычага на оси дроссельной заслонки (замкнут на «массу»), на блок управления идет сигнал о том, что дроссельная заслонка закрыта.
После нажатия на педаль «газа» контакт наконечника винта «количества» и рычага дроссельной заслонки размыкается (не замкнут на «массу»), на блок управления идет сигнал, что дроссельная заслонка открыта. Установлен на карбюраторе.
видимые элементы системы ЭПХХ карбюратора Солекс в подкапотном пространстве автомобиля ВАЗ 21083
Принцип действия системы экономайзера принудительного холостого хода карбюратора Солекс
Движение автомобиля по инерции с включенной передачей и отпущенной педалью «газа» (торможение двигателем) называется принудительным холостым ходом (ПХХ). На этом режиме резко ухудшаются условия сгорания топливной смеси в цилиндрах двигателя, увеличивается выброс СО и СН, возрастает расход топлива. ЭПХХ отключает подачу топлива на режиме ПХХ в цилиндры двигателя, тем самым оптимизируя состав топливной смеси и экономя топливо.
Блок управления в этой ситуации принимает сигналы с замкнувшегося на «массу» контакта на винте «количества» о том, что дроссельная заслонка закрыта и с катушки о частоте вращения коленчатого вала на данный момент. Если частота вращения выше 2100 оборотов в минуту он прекращает подачу напряжения на вывод электромагнитного клапана карбюратора и тот перекроет отверстие топливного жиклера СХХ. Подача топлива через систему холостого хода прекратится. Как только частота вращения коленчатого вала снизится до 1900 об/мин, блок управления возобновит подачу напряжения на электромагнитный клапан. Его игла втянется и откроет отверстие в топливном жиклере СХХ. Система холостого хода заработает.
То есть для принудительного отключения подачи топлива через систему холостого хода электронному блоку управления необходимо два условия – сигнал о закрытой дроссельной заслонке и сигнал о величине оборотов двигателя.
Неисправности в работе двигателя связанные с ЭПХХ Солекс
— Двигатель глохнет в движении автомобиля при сбросе «газа»
Аналогичная неисправность может возникнуть и при засорении системы холостого хода карбюратора. Это нужно учитывать при диагностике неисправностей ЭПХХ.
— Дизелинг (калильное зажигание)
Двигатель работает некоторое время после выключения зажигания.
Примечания и дополнения
Принудительный холостой ход (ПХХ) – один из режимов работы двигателя. Выполняется при движении автомобиля с включенной передачей и полностью отпущенной педалью «газа». Например, при торможении двигателем или движении на спуске. В этом случае, дроссельные заслонки обеих камер карбюратора полностью закрыты, обороты коленчатого вала двигателя выше 1900 об/мин. Ниже 1900 об/мин вступает в работу система холостого хода.
Дизелинг (калильное зажигание) – непродолжительная работа двигателя после выключения зажигания. Топливо, попадающее в цилиндры двигателя под действием разрежения из карбюратора, воспламеняется от нагретой свечи, происходят вспышки в камерах сгорания, перемещающие поршни. Возможен при неисправной системе ЭПХХ и применении «горячих» свечей (свечей с температурными характеристиками не соответствующими данному типу двигателей).
Экономайзер принудительного холостого хода или ЭПХХ позволяет в значительной мере уменьшить выброс токсических веществ в атмосферу. Также он понижает потребление топлива.
Что собой представляет экономайзер
Устройство и схема подключения экономайзера
Устройство ЭПХХ не представляет особой сложности, несмотря на это эффективность системы не поддаётся сомнениям. Стандартная конструкция состоит из таких элементов, как:
- катушка зажигания,
- изолированный наконечник,
- винт,
- электромагнитный клапан,
- блок управления ЭПХХ.
Каждая из этих деталей взаимодействует друг с другом. Результатом подобного процесса является повышенная производительность мотора и существенное увеличение экономии топлива. Но для того чтобы достигнуть такого результата всё должно быть правильно подключено. О том, как это сделать вы можете узнать из схемы подключения ЭПХХ ниже.
Принцип работы
Есть такое понятие, как торможение двигателем. Проще говоря, это ситуация, когда автомобиль продолжает своё движение по инерции. При этом передача всё ещё включена, а педаль, отвечающая за карбюратор отпущена. Подобное состояние также называется принудительным холостым ходом. Отсюда, собственно, и аббревиатура.
При этом внутри двигателя происходят очень интересные и важные процессы. Естественно, топливная смесь в цилиндрах продолжает воспламеняться. Но при этом эффективность работы системы падает в несколько раз. Как результат отработанные газы имеют повышенное содержание оксида углерода и углеводородов.
Внимание! На принудительном холостом ходу топливо расходуется крайне неэкономно.
Естественно, автомобильные инженеры не могли просто так оставить подобный дефект. Результатом долгих исследований и экспериментов стало изобретение системы ЭПХХ. Она позволяет отключить подачу топлива при работе в режиме холостого хода, тем самым решив ряд описанных выше проблем.
Отключение подачи топлива стало возможным благодаря электромагнитному клапану, который монтируется в крышке карбюратора. В данной конструкции за подачу тока отвечает блок управления. Он вместе с клапаном создаёт одну электрическую цепь, в которую также входит:
- источник питания;
- датчик, фиксирующий положение дроссельной заслонки;
- катушка зажигания,
- масса.
Информация передаётся посредством электрического импульса, который идёт от катушки зажигания. Обычно он содержит данные о частоте вращения. О том, что карбюратор перешёл в режим холостого хода сигнализирует датчик. Это третий контакт, который подключается к одному из винтов. Замыкание делается на массу.
Система ЭПХХ работает таким образом, что на холостом ходу обмотка пятого электромагнитного клапана обесточивается. Результатом этого действия является прекращение подачи топлива.
Для того чтобы подача топлива возобновилась система ЭПХХ при помощи второго блока должна зарегистрировать два изменения:
- Частота вращения коленвала должна превысить отметку в 2000 оборотов за минуту.
- Дроссельная заслонка должна находиться в закрытом положении.
Только тогда, когда эти два условия будут выполнены, система ЭПХХ сможет возобновить подачу топлива. Но не всё так просто. Если с пониманием внутренних процессов никаких сложностей возникнуть не должно, то возникает другой закономерный вопрос, а что для этого нужно сделать водителю?
В действительности всё довольно просто. Чтобы система ЭПХХ возобновила подачу топлива водителю нужно совершить некоторые действия. Вначале необходимо уменьшить скорость движения . При этом нельзя нажимать на педаль, которая контролирует положение дроссельной заслонки.
Есть ещё один способ дезактивировать систему ЭПХХ. Для этого вам также нужно вдавить в пол педаль, отвечающую за дроссельную заслонку. Но частота вращения должна быть высокой. Чтобы этого добиться нужно продолжать движение.
Внимание! Система ЭПХХ включает подачу топлива при 150—200 оборотах в минуту.
Отдельно нужно упомянуть особенности работы электромагнитного клапана. Он обесточивается, когда включается зажигание. Подобная предосторожность позволяет исключить то, что двигатель начнёт свою работу с воспламенения.
Неисправности и диагностика ЭПХХ
Система ЭПХХ не отличается особенной сложностью. Именно этот факт выступает гарантией долгой работы. Но даже эта деталь может выйти из строя при больших нагрузках и длительной эксплуатации автомобиля.
Обычно при выходе из строя системы — двигатель не запускается при отпущенной педали. Он просто глохнет. Начать диагностику нужно с проверки шланга, который соединяет пневматический электрический клапан и клапан ЭПХХ.
Внимание! Двигатель может глохнуть из-за того, что в шланге происходит подсос.
Также нужно при диагностике системы ЭПХХ с большим вниманием отнестись к электрическим контактам. Вы должны проверить надёжность соединений. Довольно часто из строя выходит пневматический электрический клапан. Поэтому очень важно осмотреть и его. Следующими на очереди идут ЭБУ и микропереключатель. Проверку можно проводить только при включённом зажигании и неработающем моторе!
Признаком работоспособности пневматического электроклапана будет характерный щелчок, раздающийся при отсоединении и подключении кабеля. Если же этого нет, то дальнейшую проверку нужно осуществлять при помощи контрольной лампы. Это поможет определить есть ли подача тока. При его отсутствии дальше проверяется ЭБУ и микропереключатель.
Итоги
ЭПХХ позволяет добиться значительной экономии топлива. Это крайне выгодное конструктивное решение, позволяющее при минимальных затратах повысить производительность мотора. Отдельным бонусом идёт снижение токсичности отработанных газов.
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».
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!
