Экономайзером принудительного холостого хода

При движении в городских условиях до четверти всего времени двигатель работает в режиме принудительного холостого хода. Это происходит при тор­можении двигателем, переключении передач, движении автомобиля накатом и т.д. В этих режимах дроссельная заслонка карбюратора закрыта (педаль упра­вления дроссельной заслонкой полностью отпущена), частота вращения ко­ленчатого вала двигателя превышает частоту вращения его самостоятельного холостого хода.

На принудительном холостом ходу коленчатый вал двигателя вращается за счет кинетической энергии автомобиля. Автомобиль движется с включенной передачей и отпущенной педалью управления дроссельной заслонкой, поэтому двигатель расходует топливо, не выполняя полезной работы. В режиме прину­дительного холостого хода от двигателя не требуется отдача мощности, а сго­рание горючей смеси приводит только к загрязнению окружающей среды. В ре­зультате быстрого закрытия дроссельной заслонки горючая смесь переобога­щается и токсичность отработавших газов увеличивается.

Для снижения расхода топлива, уменьшения токсичности отработавших газов на грузовых и легковых автомобилях применяют электронные системы автомати­ческого управления экономайзером принудительного холостого хода (ЭПХХ). ЭПХХ предназначена для прекращения подачи топлива в режиме принуди­тельного холостого хода.

В состав системы автоматического управления ЭПХХ входит электронный блок управления, электромагнитный клапан и концевой выключатель карбюратора (микровыключатель, датчик-винт и т.п.).

Режим принудительного холостого хода отличают два признака:

1) частота вращения коленчатого вала двигателя больше частоты в режиме холостого хода;

2) дроссельная заслонка карбюратора закрыта.

Отключение топливоподачи на принудительном холостом ходу (ПХХ) производится при помощи установленного в крышке карбюратора электромагнитного клапана на топливном жиклере холостого хода. Подачей тока в обмотку электромагнитного клапана управляет электронное устройство - блок управления ЭПХХ, соединенный в электрическую цепь с электромагнитным клапаном, источником питания, катушкой зажигания, датчиком положения дроссельной заслонки на карбюраторе, а также «массой» автомобиля.

Режим ПХХ наступает (ему у разных двигателей соответствуют различные частоты вращения и закрытие дрос­сельной заслонки), когда блок управления ЭПХХ регистрирует одновременное наличие двух вышеперечисленных признаков. После окончания режима ПХХ, когда происходит открытие дроссельной за­слонки и частота вращения вала увеличивается за счет работы главной дози­рующей системы карбюратора, при достижении определенной частоты враще­ния коленчатого вала электронный блок управления ЭПХХ дает управляющий сигнал на элект­ромагнитный клапан. Начинается подача топлива через систему холостого хо­да карбюратора.

На рис. 3.3. представлена структурная схема системы автоматического управления ЭПХХ.

Рис. 3.3. Структурная схема системы автоматического управления ЭПХХ

Импульсы тока от катушки зажигания 2 (рис. 3.4) дают информацию о частоте вращения, а датчик положения дроссельной заслонки, которым является концевой выключатель карбюратора (датчик-винт ЭПХХ) 5, механически замыкаемый на «массу» при полностью закрытой заслонке (педаль “газа” отпущена), сигнализирует о переходе карбюратора в режим ПХХ. При нажатой педали “газа” (разомкнутом выключателе) электромагнитный клапан 4 включен независимо от частоты вращения коленчатого вала. Питание на блок управления 3 подается только при включенном зажигании, поэтому при выключении зажигания одновременно отключается и электромагнитный клапан (независимо от положения концевого выключателя карбюратора).

Рис. 3.4. Схема системы управления электромагнитного клапаном карбюратора:

1 - выключатель зажигания; 2 - катушка зажигания; 3 - блок управления ЭПХХ; 4 - электромагнитный клапан; 5 – концевой выключатель карбюратора (датчик-винт ЭПХХ); А – к источникам питания.

Обесточивание электромагнитного клапана происходит также и при выключении зажигания, чем исключается возможность возникновения работы двигателя с самовоспламенением.

Система автоматического управления ЭПХХ грузовых и легковых автомобилей несколько отличаются по алго­ритму управления, схеме и конструктивному исполнению. Принципиальные схе­мы электронных блоков управления ЭПХХ легковых и грузовых автомобилей зависят от закона управления электромагнитным клапаном карбюратора, т.е. соотношения частоты вращения вала двигателя и положения дроссельной заслонки

В блок управления 50.3761 (см. рис. 3.5) входной сигнал с первичной обмотки катушки зажигания подается на вывод 4 микросхемы А1. На выводе 3 микро­схемы А1 формируются импульсы постоянной длительности, частота повторе­ния которых соответствует частоте входных сигналов (от прерывателя). На транзисторах VT1 и VT2 построен ключ, который во время действия импульса на входе микросхемы А1 разряжает времязадающий конденсатор С1. В паузе ме­жду импульсами конденсатор С1 заряжается через резисторы R1 и R2. Макси­мальное напряжение, до которого заряжается конденсатор С1, увеличивается с уменьшением частоты сигнала.

Рис. 3.5. Принципиальная схема блока управления ЭПХХ 50.3761:

А1 и А2 - микросхемы; S1 - микровыключатель; 1 - катушка зажигания; 2 - пневмоклапан; Х1, Х2, Х4, Х5, Х6 - выводы блока управления ЭПХХ

На транзисторах VT3 и VT4 построен пороговый элемент. Когда напряжение на конденсаторе С1 превысит опорное значение, равное примерно 8 В, эти тран­зисторы открываются.

Таким образом, при уменьшении частоты входного сигнала ниже порога вклю­чения конденсатор С1 успевает зарядиться до напряжения, превышающего опорное значение порогового элемента. При этом транзисторы VT3 и VT4 от­крываются и через микросхему А2 на базу транзистора VT6 подается сигнал, который открывает транзистор VT6 и, следовательно, транзистор VT8 и на электромагнитный клапан подается напряжение.

При соединении штекера Х5 с «массой» (через контакты датчика положения дроссельной заслонки) входное напряжение на электромагнитном клапане из­меняется в зависимости от частоты на входе. При отключении штекера Х5 от «массы» закрывается транзистор VT7, а транзистор VT5 открывается. Соответ­ственно открывается выходной транзистор VT8. При этом «+» от аккумулятор­ной батареи постоянно подключен к электромагнитному клапану независимо от частоты входного сигнала.

В микропроцессорной системе управления зажигания и ЭПХХ автомобиля ЗИЛ-431410 на вход контроллера 8 (рис. 3.6) поступают сигналы от датчиков частоты вращения коленчатого вала двигателя, температуры охлаждающей жидкости и положения дроссельной заслонки, а также от датчика нагрузки кон­троллера, к которому из смесительной камеры карбюратора подается разреже­ние. Контроллер на выходе формирует сигнал управления клапанами ЭПХХ.

При частоте вращения коленчатого вала менее 1000 мин ^-1, температуре охла­ждающей жидкости менее 60 ⁰С, незакрытой дроссельной заслонке и разреже­нии в смесительной камере карбюратора менее 520 мм рт.ст. контроллер от­ключает электромагнитные клапаны и двигатель автоматически возобновляет работу на холостом ходу.

При частоте вращения коленчатого вала двигателя более 1100 мин ^-1 темпе­ратуре охлаждающей жидкости более 60 °С, полностью прикрытой дроссельной заслонке (педаль управления дроссельной заслонкой отпущена) или разреже­нии в смесительной камере карбюратора более 560 мм рт.ст. контроллер вклю­чает электромагнитные клапаны, которые перекрывают каналы подачи топли­ва в систему холостого хода карбюратора (режим торможения двигателем).

Рис. 3.6. Схема соединений микропроцессорной системы управления зажиганием и ЭПХХ:

1 - распределитель; 2 - катушка зажигания; 3 - резервное устройство (вибратор); 4 - коммутатор; 5 - указатель температуры охлаждающей жидкости; 6 - электромагнитные клапаны ЭПХХ; 7 - выклю­чатель зажигания; 8 - контроллер; 9 - датчик положения дроссельной заслонки; 10 - датчик начала отсчета; 11 - датчик угловых импульсов; 12 - вид на разъем датчика угловых импульсов

Блок управления выполняется на печатной плате и располагается внутри пластмассового корпуса. Для охлаждения силового транзистора к нему примыкает пластина – теплоотвод. Штекерная колодка выполнена заодно с крышкой блока, имеющей шесть пазов для прохода штекеров.