Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Классификация датчиков холостого хода
• 1.2 Шаговый регулятор холостого хода
• 1.2 Соленоидный регулятор холостого хода
• 1.3 Роторный регулятор холостого хода
• 2. Неисправности и диагностика регулятора холостого хода
• Заключение
• Список использованных источников и литературы

Введение

В "карбюраторную эру" настройка холостого хода производилась вручную с помощью регулировочных винтов карбюратора. Процесс был достаточно трудоемким и требовал наличия газоанализатора и тахометра.

С появлением систем электронного впрыска эта задача была автоматизирована. В инжекторных системах роль управления возложена на "мозги" двигателя, а исполняющим механизмом является регулятор холостого хода. Регулятор входит в замкнутую систему с обратной связью. Эту систему можно представить в виде трех составляющих - собственно регулятора холостого хода (РХХ), блока управления двигателем и устройства сбора данных, показывающего реальную величину оборотов двигателя. В качестве телеметрического устройства может быть использован датчик коленвала, распредвала или скорости.

Цель работы - изучение регулятора холостого хода.

1. Классификация датчиков холостого хода

По своей сути клапан холостого хода является электромеханическим исполнительным устройством, работающем под управлением электронного блока, подающего электрические сигналы на его открытие или закрытие.

При этом происходит изменение диаметра проходного сечения канала холостого хода, подающего во впускной коллектор двигателя необходимое количество топлива или воздуха

Регулятор холостого хода служит для поддержания установленных оборотов двигателя на холостом ходу за счет изменения количества воздуха, подаваемого в двигатель в обход закрытой дроссельной заслонки. В полностью выдвинутом положении (выдвинутое до упора положение соответствует "0" шагов), конусная часть штока перекрывает подачу воздуха в обход дроссельной заслонки. При открывании (обороты холостого хода увеличиваются) клапан обеспечивает расход воздуха, пропорциональный перемещению штока (количеству шагов) от своего седла.

На прогретом двигателе электронный блок управления (ЭБУ), управляя перемещением штока, поддерживает постоянную частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу независимо от состояния двигателя и от изменения нагрузки (включение электровентилятора, компрессора кондиционера и т.д.). Помимо управления частотой вращения коленчатого вала на режиме холостого хода, производится управление РХХ, способствующее снижению токсичности отработавших газов. Когда дроссельная заслонка резко закрывается при торможении двигателем, РХХ увеличивает количество воздуха, подаваемого в обход дроссельной заслонки, обеспечивая обеднение топливовоздушной смеси. Это снижает выбросы углеводородов и окиси углерода, происходящие при быстром закрытии дроссельной заслонки. Регулятор холостого хода установлен на корпусе дроссельной заслонки и крепится к нему двумя винтами.

Рисунок 1. Размещение регулятора холостого хода

К сожалению, на некоторых автомобилях головки этих крепежных винтов могут быть рассверлены или винты посажены на лак, что может значительно усложнить демонтаж для его замены или прочистки воздушного канала.

Регулятор холостого хода является исполнительным устройством и его самодиагностика в системе не предусмотрена. Поэтому при неисправностях регулятора холостого хода лампа "CHECK ENGINE" не загорается. Симптомы неисправностей регулятора холостого хода во многом схожи с неисправностями датчика положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), но во втором случае чаще всего на неисправность ДПДЗ явно указывает лампа "CHECK ENGINE".

В бензиновых карбюраторных двигателях электромагнитный клапан холостого хода установлен непосредственно в корпусе карбюратора и входит в систему экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ) топливной системы.

Управление работой клапана холостого хода осуществляет блок управления экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ), установленный в моторном отсеке автомобиля.

При включении зажигания с блока управления подается питание на электромагнитный клапан, который открывается и обеспечивает подачу бензина по каналу холостого хода во впускной коллектор двигателя. При выключении зажигания клапан холостого хода обесточивается и перекрывает подачу топлива. Для регулировки объема топлива, подаваемого по каналу холостого хода, в нем установлен регулировочный винт, называемый "винт холостого хода".

В бензиновых инжекторных двигателях клапан холостого хода, чаще называемый "регулятор ХХ", монтируется в корпусе дроссельной заслонки и входит в систему электронного управления двигателя (ЭСУД).

Рисунок 2. Положение регулятора холостого хода в дроссельной заслонке

Рисунок 3. Положение регулятора холостого хода в дроссельной заслонке

Его работой управляет электронный блок ЭБУ (контроллер), расположенный, как правило, в салоне автомобиля под передней панелью.

Блок управления фиксирует сигналы от датчиков, контролирующих отдельные параметры работы двигателя, обрабатывает полученную информацию и выдает управляющий сигнал на регулятор холостого хода.

регулятор холостой ход датчик

По команде от блока ЭБУ регулятор холостого хода (ХХ) увеличивает или уменьшает объем подаваемого через него воздуха во входной коллектор двигателя, обеспечивая заданные обороты ХХ.

В дизельных двигателях клапан холостого хода устанавливается в корпусе топливного насоса высокого давления (ТНВД) и также как в инжекторе подключен к блоку управления ЭБУ двигателем, расположенном в моторном отсеке. Но при этом он регулирует подачу в цилиндры топлива, а не воздуха, обеспечивая необходимые обороты на холостом ходу.

Далее рассмотрим более подробно устройство и принцип работы датчиков шагового типа, как наиболее популярных и доступных в последнее время.

1.2 Шаговый регулятор холостого хода

Шаговый мотор установлен в байпасном канале узла дроссельной заслонки. Положение вала шагового мотора определяет проходное сечение байпасного канала, необходимое для устойчивой работы двигателя при закрытой дроссельной заслонке.

Рисунок 4. Шаговый регулятор холостого хода

В системе управления шаговый мотор выполняет несколько основных функций:

1. Прогрев двигателя после запуска. Система определяет тепловое состояние двигателя по датчику температуры охлаждающей жидкости и автоматически устанавливает обороты холостого хода (минимальные обороты при закрытой дроссельной заслонке). С помощью шагового мотора в этом случае задается такое сечение байпасного канала, при котором двигатель способен поддерживать эти обороты.

2. При открытии дроссельной заслонки весь воздух в двигатель поступает через сечение дроссельной заслонки, а байпасный канал должен быть подготовлен к резкому закрытию дросселя и сбросу нагрузки (отключение КПП). Система отслеживает с помощью шагового мотора такое сечение байпасного канала (в зависимости от оборотов двигателя, скорости автомобиля и положения дроссельной заслонки) при котором в случае сброса нагрузки должно быть обеспечено плавное снижение оборотов коленчатого вала до заданных оборотов холостого хода.

3. Третьей функцией шагового мотора является компенсация контролируемой блоком управления нагрузки (включение/выключение вентилятора, кондиционера и т.д.). В режиме холостого хода система корректирует положение шагового мотора до включения/выключения нагрузки. Тем самым компенсируется мощность, подключаемой этой нагрузки (компенсирует провал оборотов в режиме холостого хода).

Шаговый мотор и называют регулятором холостого хода, но он выполняет лишь перечисленные функции. Заданные обороты холостого хода в пределах ±50 об/мин поддерживаются в основном быстрым контуром управления - регулятором по углу опережения зажигания. Раскачка оборотов в режиме холостого хода зависит именно от этого контура и влияния возмущений в системе топливоподачи. Шаговый мотор определяет медленную составляющую в регулировании, отслеживая режимные переходы системы управления.

Шаговый РХХ состоит из биполярного шагового двигателя (ШД) с двумя независимыми обмотками и соединенного с ним подпружиненного конусного штока с клапаном (рисунок 5).

Вращательное движение ШД преобразуется в поступательное перемещение конусного штока с клапаном с помощью червячноанкерного механизма. Червячноанкерный механизма состоит из запрессованной в ротор втулки с внутренней резьбой, непосредственно конусного штока с резьбой и проточками и направляющих втулок выполненных в передней опоре ротора.

Рисунок 5. Устройство шагового регулятора холостого хода.

1 - шток с клапаном; 2 - пружина; 3 - корпус; 4 - передняя опора ротора; 5 - статор с катушками; 6 - ротор и задняя опора ротора; 7 - крышка с разъемом.

1.2 Соленоидный регулятор холостого хода

Принцип действия очень прост. На соленоид подается напряжение 12 вольт. Он втягивает сердечник, сердечник открывает байпасный канал - подается дополнительный воздух - обороты ХХ возрастают.

Напряжение пропадает - сердечник под действием пружины перекрывает байпасный канал - обороты падают.

Рисунок 6. Соленоидный регулятор холостого хода

Но нам не нужен полностью открытый или полностью закрытый байпасный канал. Нам нужно открыть его на необходимую величину. В данных регуляторах для открытия их на необходимую величину применяется метод Широтно-Импульсной Модуляции.

Рисунок 7. Регулятор холостого хода с клапаном-соленоидом.

1-обмотка соленоида, 2-электро контакты, 3-подвижная игла, 4-корпус, 5-запирающая пружина, 6-воздушные каналы.

На обмотку сначала подается короткий импульс на открытие, затем долгое время импульс отсутствует (клапан закрыт). Импульсы подаются с большой частотой и клапан не успевает открываться или закрываться полностью - вибрирует с высокой частотой в каком то среднем положении, задаваемой шириной импульсов. Чем шире импульс (скважность) - тем на большую величину открыт клапан. Изменяя ширину импульсов (скважность импульсов) можно менять степень открытия данного клапана.

1.3 Роторный регулятор холостого хода

Работает по такому же принципу, как и соленоидный. Но вместо сердечника используется ротор, который вращается в разных направлениях, плавно изменяя сечение проходного канала холостого хода. При этом применяется широтно-импульсная модуляция (ШИМ), предусматривающая высокую частоту подачи управляющих сигналов на открытие или закрытие байпасный клапана.

Рисунок 8. Роторный регулятор холостого хода

Конструкция таких регуляторов включает в себя кольцевой магнит и четыре обмотки. Импульсы напряжения подаются на обмотки поочередно, благодаря чему вращается управляющий ротор и происходит открытие или закрытие байпасного канала.

2. Неисправности и диагностика регулятора холостого хода

К неисправностям регулятора холостого хода можно отнести следующие симптомы:

неустойчивые обороты двигателя на холостом ходу,

самопроизвольное повышение или снижение оборотов двигателя,

остановка работы двигателя при выключении передачи,

отсутствие повышенных оборотов при запуске холодного двигателя,

снижение оборотов холостого хода двигателя при включении нагрузки (фары, печка и т.д.).

Существует два основных способа выявления неисправности регулятора холостого хода:

1. Отключить колодку проводов от устройства. При помощи мультиметра необходимо измерить сопротивление обмоток датчика. Между контактами А и В, а также С и D должно находиться в пределах от 40 до 80 Ом. В противном случае требуется замена датчика холостого хода. Если же значения соответствуют нормативу, то далее нужно измерить сопротивление между контактами А и D, а затем - между В и С. Мультиметр должен показывать символ бесконечности, то есть обрыв электроцепи. В иных ситуациях также требуется замена устройства.

2. Демонтировать датчик, открутив крепежные винты. Вынув его с места, необходимо подсоединить колодку проводов. На кончик иглы датчика необходимо легко положить палец без усилия. Исправный датчик при выключении зажигания должен полностью выдвигать иглу. При включении зажигания можно почувствовать легкий толчок в палец. В противном случае имеет место быть неисправность регулятора холостого хода.

Регулятор холостого хода является неремонтируемым узлом. Хотя может помочь его очистка. Для этого потребуется его демонтаж, а также средство для очистки карбюратора или же wd-40. После отключения колодки проводов необходимо аккуратно при помощи ватной палочки, смоченной вышеописанными препаратами, прочистить контакты.

Далее необходимо осуществить снятие датчика и его визуальный осмотр. Если датчик покрыт маслом и черной грязью, то требуется его очистка. При помощи вышеописанных средств необходимо обильно брызнуть на конусную иглу и пружинку. Таким образом, осуществляется их очистка.

После этого осуществляется просушка чистого датчика. Перед установкой регулятора на место необходимо проверить расстояние от его корпуса до самой иглы. Оно должно составлять 23 миллиметра.

Если после осуществления очистки регулятора изменений в работе мотора на холостом ходу не произошло, значит узел неисправен. Основными его поломками являются: обрыв провода внутри устройства, а также износ направляющих иглы. В любом случае, при выявлении данных поломок потребуется замена всего датчика. Ведь данный узел неремонтируемый. Хотя его стоимость не так уж велика. Потому для уверенности все же лучше сразу его заменить.

Монтаж очищенного или вновь приобретенного регулятора осуществляется в последовательности, обратной снятию. Напомним, что не стоит забывать о проверке расстояния от конечной точки иглы до фланца. Также специалисты рекомендуют смазать маслом уплотнительное кольцо, находящееся на фланце при помощи обычного моторного масла.

Если используете средства диагностики от "НТС", то работу регулятора холостого хода можно наблюдать в динамике на экранах приборов. Различают два параметра: желаемое и текущее положение шагового мотора. Для пользователя безразлично, какой параметр использовать при проверке работы, разница между ними чисто теоретическая. Выводить на экран два параметра нецелесообразно.

Р0505 - ошибка регулятора холостого хода. Движение шагового мотора в блоке управления осуществляется с помощью специальной микросхемы - драйвера. Интеллектуальность микросхемы позволяет определять нарушения в цепях управления: обрыв цепи, перегрузка, КЗ. В этом случае система самодиагностики выдает код неисправности регулятора холостого хода.

P0506 Регулятор холостого хода заблокирован, низкие обороты ХХ

P1509 Перегрузка цепи упр. РХХ

P1513 Замыкание на землю цепи упр. РХХ

P1514 Обрыв или замыкание на +12В цепи упр. РХХ

Как видим, диагностика неисправностей регулятора холостого хода и его замена - процедура несложная. Потому ее под силу осуществить самостоятельно.

Заключение

Регулятор холостого хода - устройство, позволяющее менять проходное сечение байпасного канала впускного коллектора. Проходное сечение байпасного канала играет основную роль для работы двига-теля, когда дроссельная заслонка закрывается. Воздух, который двигатель всасывает в этот момент, должен быть достаточен для поддержания заданных системой управления оборотов.

Положение регулятора холостого хода измеряется в шагах от 0 до 150 шагов. Нулевое положение регулятора должно соответствовать полностью прикрытому байпасному каналу. Для корректировки правильного положения регулятора, каждый раз после выключения зажигания, блок управления проводит процедуру парковки шагового мотора. Сначала регулятор перемещается вперед до упора в нулевое положение, а затем перемещается на 120 шагов назад, таким образом, почти полностью открывая байпасный канал для последующего пуска двигателя.

Большую роль регулятор холостого хода играет на режимах пуска и прогрева двигателя. Начальное положение регулятора позволяет обеспечить достаточное поступление воздуха на режиме пуска, за счет которого обороты двигателя после пуска превышают 1000 об/мин. Далее управляющая программа прикрывает байпасный канал (уменьшает положение шагового мотора), устанавливая расход воздуха, необходимый для поддержания заданных оборотов холостого хода см. выше. По мере работы двигателя и его прогрева, система снижает заданные обороты холостого хода именно за счет уменьшения положения шагового мотора.

Еще одной важной функцией системы является сопровождение положения дроссельной заслонки. По параметру положение шагового мотора видно, что он увеличивается при открытии дроссельной заслонки. Такой алгоритм слежения позволяет обеспечить плавное снижение (без провала и остановки двигателя) оборотов двигателя при резком бросании педали дроссельной заслонки (переключение скоростей, движение накатом и т.д.)

Список использованных источников и литературы

1. "Автомобиль. Основы конструкции" Москва, "За Рулем" 2008г.

2. "Автомобильные датчики" Москва, "За Рулем" 2004г.

3. "Системы впрыска топлива автомобилей ВАЗ" Москва, "За Рулем" 2007г.

4. Датчики системы управления двигателем

http://systemsauto.ru/electric/control_engine.html

5. http://www.avto-pulss.ru/obuchenie/674-elektromagnitnyy-klapan-holostogo-hoda.html

6. http://auto-observer.ru/remontnie-raboti/405-neispravnosti-regulyatora-holostogo-hoda.html

Размещено на Allbest.ru