Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Регулятор холостого хода: надежная работа двигателя на любых режимах

Регулятор холостого хода: надежная работа двигателя на любых режимах

Основу управления инжекторным мотором составляет дроссельный узел, регулирующий поступление воздуха в цилиндры. На холостом ходу функция подачи воздуха переходит к другому узлу — регулятору холостого хода. О регуляторах, их типах, конструкции и работе, а также об их выборе и замене читайте в статье.

Что такое регулятор холостого хода?

Регулятор холостого хода (РХХ, регулятор дополнительного воздуха, датчик холостого хода, ДХХ) — регулирующий механизм системы питания инжекторных двигателей; электромеханическое устройство на основе шагового электродвигателя, обеспечивающее дозированную подачу воздуха в ресивер мотора в обход закрытой дроссельной заслонки.

В ДВС с системой впрыска топлива (инжекторах) регулировка оборотов осуществляется подачей необходимого объема воздуха в камеры сгорания (а точнее — в ресивер) через дроссельный узел, в котором располагается управляемая педалью газа дроссельная заслонка. Однако в такой конструкции встает проблема холостого хода — при не нажатой педали дроссельная заслонка полностью закрыта и воздух к камерам сгорания не поступает. Для решения этой проблемы в дроссельный узел вводится специальный механизм, обеспечивающий подачу воздуха при перекрытой заслонке — регулятор холостого хода.

РХХ выполняет несколько функций:

  • Подача воздуха, необходимого для запуска и прогрева силового агрегата;
  • Регулировка и стабилизация минимальных оборотов двигателя (холостого хода);
  • Демпфирование потока воздуха на переходных режимах — при резком открытии и закрытии дроссельной заслонки;
  • Корректировка работы мотора на различных режимах.

Регулятор холостого хода, монтируемый на корпусе дроссельного узла, обеспечивает нормальную работу двигателя на холостых оборотах и на режимах частичной нагрузки. Выход из строя этой детали нарушает функционирование мотора или полностью выводит его из строя. При обнаружении неисправности РХХ следует как можно скорее заменить, но прежде, чем покупать новую деталь, необходимо разобраться в конструкции и работе этого узла.

Типы, конструкция и принцип действия РХХ

Все регуляторы холостого хода состоят из трех основных узлов: шагового электрического двигателя, клапанного узла и привода клапана. РХХ монтируется в специальном канале (обходном, байпасном), расположенном в обход дроссельной заслонки, а его клапанный узел управляет проходом этого канала (регулирует его диаметр от полного закрытия до полного открытия) — именно так и осуществляется регулировка подачи воздуха в ресивер и далее в цилиндры.

Конструктивно РХХ могут существенно отличаться, сегодня используется три типа данных устройств:

  • Аксиальные (осевые) с клапаном конической формы и с прямым приводом;
  • Радиальные (Г-образные) с клапаном конической или Т-образной формы с приводом через червячную передачу;
  • С секторным клапаном (поворотной заслонкой), имеющим прямой привод.

Аксиальные РХХ с коническим клапаном находят самое широкое применение на легковых автомобилях с двигателями небольшого объема (до 2 литров). Основу конструкции составляет шаговый электродвигатель, вдоль оси ротора которого нарезана резьба — в эту резьбу ввинчен ходовой винт, выступающий в роли штока, и несущий на себе конусный клапан. Ходовой винт с ротором составляют привод клапана — при вращении ротора шток вместе с клапаном выдвигается или втягивается. Вся эта конструкция заключена в пластиковый или металлический корпус с фланцем для монтажа на дроссельный узел (монтаж может выполняться винтами или болтами, но часто используется установка на лак — регулятор просто приклеивается к корпусу дроссельного узла с помощью специального лака). На задней части корпуса расположен стандартный электрический разъем для подключения к электронному блоку управления двигателем (ЭБУ) и подачи питания.

Радиальные (Г-образные) РХХ имеют примерно то же применение, но могут работать с более мощными двигателями. Их основу также составляет шаговый электродвигатель, однако на оси его ротора (якоря) располагается червяк, который вместе с ответной шестерней поворачивает поток крутящего момента на 90 градусов. С шестерней соединен привод штока, обеспечивающий выдвижение или втягивание клапана. Вся эта конструкция расположена в Г-образном корпусе с монтажными элементами и стандартным электрическим разъемом для подключения к ЭБУ.

РХХ с секторным клапаном (заслонкой) используются на двигателях относительно большого объема легковых автомобилей, внедорожников и коммерческих грузовиков. Основу устройства составляет шаговый электродвигатель с неподвижным якорем, вокруг которого может вращаться статор с постоянными магнитами. Статор выполнен в виде стакана, он установлен в подшипнике и непосредственно соединен с секторной заслонкой — пластиной, которая перекрывает окно между входным и выходным патрубками. РХХ такой конструкции выполнен в одном корпусе с патрубками, которые посредством шлангов присоединены к дроссельному узлу и ресиверу. Также на корпусе расположен стандартный электрический разъем.

Несмотря на конструктивные различия, все РХХ имеют принципиально одинаковый принцип работы. В момент включения зажигания (непосредственно перед пуском двигателя) от ЭБУ на РХХ поступает сигнал на полное закрытие клапана — так задается нулевая точка регулятора, от которой затем отсчитывается величина открывания байпасного канала. Задание нулевой точки выполняется с целью корректировки возможного износа клапана и его седла, отслеживание полного закрытия клапана осуществляется по току в цепи РХХ (при упоре клапана в седло ток возрастает) или по другим датчикам. Затем ЭБУ посылает импульсные сигналы на шаговый электродвигатель РХХ, который поворачивается на тот или иной угол для открытия клапана. Степень открытия клапана считается в шагах электродвигателя, их количество зависит от конструкции РХХ и заложенных в ЭБУ алгоритмов. Обычно при пуске двигателя и на непрогретом двигателе клапан открыт на 240-250 шагов, а на прогретом моторе клапаны различных моделей открываются на 50-120 шагов (то есть, до 45-50% от сечения канала). На различных переходных режимах и на частичных нагрузках двигателя клапан может открываться во всем интервале от 0 до 240-250 шагов.

То есть, в момент запуска двигателя РХХ обеспечивает подачу необходимого объема воздуха в ресивер для нормальной работы двигателя на холостом ходу (на оборотах менее 1000 об/мин) с целью его прогрева и выхода на нормальный режим. Затем, когда водитель управляет двигателем с помощью акселератора (педали газа), РХХ уменьшает количество поступающего по байпасному каналу воздуха вплоть до его полного перекрытия. ЭБУ двигателя постоянно отслеживает положение дроссельной заслонки, количество поступающего воздуха, концентрацию кислорода в выхлопных газах, обороты коленчатого вала и другие характеристики, и на основе этих данных управляет регулятором холостого хода, на всех режимах работы двигателя обеспечивая оптимальный состав горючей смеси.

Вопросы выбора и замены регулятора холостого хода

Проблемы с РХХ проявляются характерной работой силового агрегата — нестабильными оборотами на холостом ходу или самопроизвольной остановкой на малых оборотах, возможностью запуска мотора только при частом нажатии на педаль газа, а также повышенными оборотами холостого хода на прогретом двигателе. При появлении таких признаков следует произвести диагностику регулятора в соответствии с инструкцией по ремонту транспортного средства.

На автомобилях без системы самодиагностики РХХ следует выполнить ручную проверку регулятора и его цепей питания — это выполняется с помощью обычного тестера. Для проверки цепи питания необходимо измерить напряжение на датчике при включенном зажигании, а для проверки самого датчика нужно выполнить прозвонку обмоток его электродвигателя. На автомобилях с системой диагностики РХХ необходимо считать коды ошибок с помощью сканера или компьютера. В любом случае, если обнаружена неисправность РХХ, его необходимо заменить.

На замену следует выбирать только те регуляторы, которые могут работать с данными конкретным дроссельным узлом и ЭБУ. Необходимый РХХ подбирается по каталожному номеру. В некоторых случаях вполне возможно применение аналогов, но такие эксперименты лучше не проводить с автомобилями на гарантии.

Замена РХХ выполняется в соответствии с инструкцией по ремонту автомобиля. Обычно эта операция сводится к нескольким шагам:

  1. Обесточить электросистему автомобиля;
  2. Снять электрический разъем с регулятора;
  3. Демонтировать РХХ, выкрутив два или более винтов (болтов);
  4. Прочистить место установки регулятора;
  5. Установить и подключить новый РХХ, при этом нужно использовать идущие в комплекте уплотнительные элементы (резиновые кольца или прокладки).

В некоторых автомобилях дополнительно может потребоваться демонтаж других элементов — патрубков, корпуса воздушного фильтра и т.д.

Если на автомобиле РХХ был установлен с помощью лака, то придется снимать весь дроссельный узел, а новый регулятор ставить на специальный лак, приобретенный отдельно. Для монтажа устройств с секторной заслонкой рекомендуется использовать новые хомуты для фиксации шлангов на патрубках.

При правильном выборе и монтаже РХХ начнет сразу работать, обеспечивая нормальное функционирование двигателя на всех режимах.

Шаговый двигатель системы холостого хода

1. Введение
2. Принцип автоматизации настройки
3. Управление шаговым регулятором
4. Настройка редуктора НЗГА с шаговым регулятором

1.1. Регулирование качества газотопливной смеси. Основным регулирующим органом газового редуктора является его последняя ступень.

Подробнее о работе последней ступени.

Качество смеси в эжекторных газотопливных системах традиционно регулируется с помощью механических или электромеханических дозаторов газа.

Подробнее о дозаторах.

Дозаторы монтируются на шланге, соединяющем редуктор со смесителем, на корпусе смесителя или на корпусе редуктора.

1.2. Электромеханические дозаторы.
Электромеханические дозаторы газа автоматически поддерживают оптимальный (стехиометрический) состав газотопливной смеси. При этом, как и в «бензиновых» топливных системах, используется принцип отрицательной обратной связи по сигналу датчика наличия кислорода в отработавших газа двигателя (лямбда-зонда). Теоретически основные источники нестабильности качества смеси полностью компенсируются даже простейшими электродозаторами, управляемыми простейшими электронными контроллерами и позволяющими изменять объемное соотношение «газ/воздух» в топливной смеси примерно в 2 раза.

Подробнее об источниках нестабильности качества смеси.

1.3. Дополнительные источники нестабильности качества смеси.
На практике существует большое разнообразие редукторов и смесителей с самыми разными характеристиками. Поэтому основной причиной погрешности при приготовлении смеси становится нелинейность редукторов и смесителей. В таких случаях для поддержания стехиометрического состава смеси может потребоваться более широкий диапазон регулирования соотношения «газ/воздух», чем требуется при использовании редукторов и смесителей с хорошей линейностью.

Расширение диапазона, в свою очередь, требует обеспечения зависимости скорости регулирования от расхода газа, от текущего положения плунжера электродозатора и от других факторов, зависящих от конструкции конкретной газотопливной системы. Стандартным решением здесь является использование контроллеров с функцией самообучения.

Ниже схематично изображена последняя (вторая) ступень редуктора НЗГА.

Расход газа из редуктора в мотор для одного и того же «вакуумного сигнала» смесителя при одном и том же положении механического дозатора определяется давлением в подмембранном пространстве.

Подробнее:
o работе последней ступени редуктора;
о смесителе;
о механическом дозаторе.

Давление в подмембранном пространстве, в свою очередь, задается усилием пружины, которое регулируется винтом. Нужно отметить, что такие регулировочные винты есть во многих редукторах. Нет таких винтов в редукторах, изготовители которых в состоянии гарантировать стабильность параметров редуктора за счет технологии производства и качества материалов. Основной функцией винта является настройка качества смеси в режиме холостого хода и малых нагрузок. Очевидно, однако, что, при наличии в редукторе системы холостого хода, этим винтом можно регулировать качество смеси и в остальных режимах (другими словами, регулировать чувствительность редуктора). «Уход» настройки холостого хода при этом можно компенсировать настройкой системы холостого хода. Ясно, что диапазон регулировки чувствительности будет определяться диапазоном регулировки системы холостого хода.

Читать еще:  Что растягивает цепь на двигателе

Ниже преведена схема второй ступени редуктора НЗГА, в которой регулировочный винт заменен шаговым регулятором РХХ2112

Подробнее об РХХ2112.

Эскизы фланца для установки РХХ2112 на редуктор НЗГА.

Шаг резьбы регулировочного винта, как правило, составляет 0.5-1.0мм (в редукторе НЗГА — 1.0мм). Шаг перемещения плунжера регулятора РХХ2112 равен примерно 0.04мм. Так что, например, для редуктора НЗГА шаг перемещения плунжера эквивалентен повороту винта примерно на 15градусов, а переход плунжера между крайними положениями эквивалентен 10-ти полным оборотам винта. Таким образом, характеристики РХХ2112 позволяют ему полноценно заменять регулировочный винт второй ступени.

Следует заметить, что шаговые регуляторы с параметрами, аналогичными параметрам РХХ2112, используются на редукторах для управлением чувствительностью достаточно широко. Например, в системе DGC фирмы AG Autogas Systems или в системе EFS600 фирмы Technocarb.

3.1. Шаговым регулятором должен управлять контроллер. Управление должно заключаться в отрицательной обратной связи по сигналу датчика избыточного кислорода в отработавших газах. Говоря проще — в выдвижении штока (обеднении газотопливной смеси) при отсутствии кислорода и втягивании штока (обогащении смеси) при наличии кислорода. При этом шток изменяет состояние пружины, как показано ниже на рисунке.

Рассмотрим некоторые проблемы.

3.1.1. Скорость перемещения штока.
В случае узкого диапазона регулирования расхода газа (в пределах минус50% от наибольшей подачи), как, например, в дозаторах, описанных здесь: , в большинстве случаев подходит аккуратно подобранная постоянная скорость регулирования.

При более широком диапазоне регулирования скорость перемещения штока шагового регулятора должна зависеть от расхода газа, поскольку от расхода зависит время, за которое отработавшие газы доходят до датчика. Если зависимость от расхода отсутствует, возможны либо недопустимо медленная реакция на изменение качества смеси, либо возникновение автоколебаний в режиме холостого хода и малых нагрузок.

3.1.2. Диапазон регулирования и режим холостого хода.
На практике настройка холостого хода винтом второй ступени производится в пределах двух-трех оборотов винта. Допустим, используется весь диапазон положений штока шагового регулятора, составляющий, как упоминалось в конце п.2, порядка 10 оборотов винта. Тогда в момент резкого перехода от работы под нагрузкой в режим холостого хода плунжер может находиться далеко от положения, соответствующего холостому ходу. Значит, при таких переходах возможны перебои в работе мотора вплоть до его остановки.

3.1.3. Режим холостого хода.
В режиме холостого хода скорость регулирования качества смеси должна быть как можно меньшей. Иначе шаговый регулятор, задающий качество смеси, может конфликтовать со штатной системой стабилизации оборотов холостого хода.

Нестабильность работы редуктора может выражаться, в частности, в уходе настроек холостого хода. В некоторых случаях этот уход может составлять несколько оборотов регулирующего винта последней ступени.

3.2. Распространенным решением перечисленных в пп. 3.1.2..3.1.3 проблем является реализация в контроллере шагового регулятора функции самообучения. При этом контроллер принимает и обрабатывает значительное количество сигналов, позволяющих оценить текущий расход газа. Также в контроллере присутствует энергонезависимая оперативная память, достаточно емкая для ведения в ней таблицы зависимости положения штока от рассчитанного значения расхода.

3.3. В нашем случае рассмотренные в п. 3.1 проблемы решаются так:
— использован контроллер электродозатора, описанный здесь: ;
— расход газа оценивается путем анализа поведения выходного сигнала датчика избыточного кислорода;
— в начале работы шток шагового регулятора устанавливается в фиксированное начальное положение, для которого мотор устойчиво пускается на газе и устойчиво работает на холостом ходе в течение времени прогрева датчика избыточного кислорода (лямбда-зонда);
— режим холостого хода контроллер распознает по сигналу датчика — концевого выключателя штатной дроссельной заслонки;
— диапазон регулирования в режиме холостого хода составляет примерно 30% от полного диапазона регулирования при нагруженном моторе;
— контроллер запоминает последнее положение штока при переходе от режима холостого хода к работе под нагрузкой и с наибольшей возможной скоростью возвращает шток в это запомненное положение по возвращении в режим холостого хода.

Подключение контроллера к бортовой сети автомобиля показано ниже.

3.4. Попытка обобщения результата.
Таким образом, сохранив простоту конструкции контроллера и подключения его к бортовой сети автомобиля, удалось реализовать широкий диапазон и адаптивную скорость регулирования, а также ввести элемент самообучения при работе в режиме холостого хода.

Целью настройки является определение положения фланца шагового регулятора в корпусе редуктора, при котором начальное (послестартовое) положение штока регулятора обеспечивает надежный пуск мотора на газе и устойчивую работу мотора в течение времени прогрева датчика избыточного кислорода (лямбда-зонда).

Настройка упрощается тем, что обесточенный или заблокированный шаговый регулятор автоматически превращается в регулировочный винт второй ступени. Поэтому настройка редуктора может выполняться по методике завода-изготовителя, которая обычно есть в документации на газотопливную систему. Здесь приведена другая, тоже подходящая и проверенная на практике методика настройки.

Настройка должна выполняться после установки редуктора на автомобиль в составе газотопливной системы, смонтированной и отрегулированной по методике завода-изготовителя.

Газотопливная система должна быть проверена на герметичность.

Контроллер шагового регулятора должен быть подключен к бортовой сети автомобиля в соответствии со схемой подключения.

4.1. Убедиться, что к редуктору не подведен газ.
Для этого завести автомобиль на бензине и, получив стабильную работу двигателя на холостом ходе и на повышенных оборотах, заглушить.

4.2. Установить шаговый регулятор в начальное положение, для чего:
— подключить шаговый регулятор к контроллеру;
— установить переключатель топлива в положение «Бензин»;
— включить зажигание;
— дождаться окончания выполнения контроллером начальной установки шагового регулятора (не более 4с);
— выключить зажигание;
— отключить шаговый регулятор от контроллера.
4.3. Вывернуть из корпуса редуктора гайку регулировочного винта второй ступени вместе с винтом и пружиной клапана второй ступени.
4.4. Пружину клапана второй ступени поместить обратно в установочное отверстие, убедившись предварительно, что на пружине с нет опорного подшипника.
4.5. Навернуть до предела контргайку на корпус фланца шагового регулятора. Завернуть до предела шаговый регулятор в установочное отверстие вместо гайки регулировочного винта.
4.6. Завернуть до предела регулировочный винт системы холостого хода.
4.7. Отсоединить питающий провод клапана газового от переключателя топлива и надежно соединить этот провод с питающим проводом клапана бензинового.
4.8. Не нажимая педаль акселератора, пустить мотор на бензине и прогреть на холостом ходе до рабочей температуры. С момента пуска мотора и в течение времени прогрева на педаль акселератора не нажимать.
4.9. Отворачивать регулировочный винт системы ХХ до тех пор, пока работа мотора на не сделается неустойчивой. Заглушить мотор.
4.10. Восстановить правильное подключение питающего провода клапана газового: отсоединить его от питающего провода клапана бензинового и подсоединить к переключателю топлива.
4.11. Если переключатель топлива имеет нейтральное положение, установить переключатель топлива в нейтральное положение, пустить мотор и дождаться его заглохания.
4.12. Не нажимая педаль акселератора, пустить мотор на газе.
4.13. Если мотор не пускается с трех-четырех попыток — вывернуть регулировочный винт системы холостого хода на 1/4 оборота и перейти к п.4.12.
4.14. Выбором положения регулировочного винта системы холостого хода добиться устойчивой работы мотора.
4.15. Выворачивать шаговый регулятор из редуктора до получения неустойчивой работы мотора.
4.16. Выбором положения регулировочного винта системы холостого хода добиться максимальных оборотов мотора и устойчиво красного свечения индикатора контроллера.
4.17. Плавными, но быстрыми полными («до пола») нажатиями педали акселератора, не превышая максимальных оборотов, проверить разгон мотора на холостом ходе. При наличии «провала» или «вялого» разгона вывернуть шаговый регулятор на полоборота, удерживая, если нужно, обороты мотора одновременным заворачиванием регулировочного винта системы холостого хода. иначе — перейти к п. 4.19.
4.18. Если винт системы холостого хода завернут не до предела, перейти к п. 4.17. Иначе — заглушить мотор, завернуть винт механического дозатора на 0.5 оборота, вывернуть шаговый регулятор из редуктора, установить на место штатные детали и перейти к п. 4.1.
4.19. Контргайкой зафиксировать положение шагового регулятора в установочном отверстии.
4.20. Проверить машину «на ходу». При наличии «провалов» при старте или неудовлетворительной динамики в движении — отпустить контргайку фланца шагового регулятора и перейти к п. 4.17.
4.21. Заглушить мотор. Подключить шаговый регулятор к контроллеру.
4.22. Пустить мотор на газе. Через 2 минуты работы на холостом ходе убедиться в том, что контроллер регулирует подачу газа: имеют место частые изменения цвета индикатора (с периодом примерно 0.5с), прерываемые более продолжительным (1-2с) постоянным свечением.
4.23. Проверить машину «на ходу» на затяжном подъеме в стационарном режиме на разных постоянных скоростях и на разных передачах.

Во всех случаях должно иметь место регулирование смеси, отображаемое индикатором контроллера, как описано в п. 4.22. Допускается устойчивое зеленое свечение индикатора без сопутствующего снижения тяги и ухудшения динамики.
4.24. При наличии описанного в п.23 поведения индикатора — завершить настройку.
4.25. В случае продолжительного красного свечения индикатора — завернуть винт механического дозатора на 0.5 оборота, вывернуть шаговый регулятор из редуктора, установить на место штатные детали и, если винт завернут не до предела — перейти к п. 4.1.
4.26. В случае продолжительного зеленого свечения индикатора, сопровождаемого падением тяги, отвернуть винт механического дозатора на 0.5 оборота, вывернуть шаговый регулятор из редуктора, установить на место штатные детали и, если винт вывернут не до предела, перейти к п. 4.1.
4.27. Настройка считается неудавшейся, если до ее завершения винты механического дозатора оказались вывернутыми или завернутыми до предела. В этом случае следует проверить состояние и правильность установки смесителя.

Шаговый двигатель системы холостого хода

Методика настройки Холостого Хода

При построении относительно нестандартных двигателей (то есть там, где оставлено регулирование с помощью РХХ) довольна частая ситуация – полное или частичное отсутствие холостого хода, когда заставить работать его можно только постоянно подгазовывая, то есть выводя из режима ХХ, т.к система регулирования ХХ напрочь отказывается стабилизироваться. Иногда для получения более менее стабильных оборотов приходится прогревать двигатель почти до рабочей температуры.

Читать еще:  Двигатель 405 инжектор хороший

Очевидно, что система поддержания ХХ нуждается в основательной настройке. Для начала нужно уяснить, что для поддержания ХХ в системах впрыска, содержащих в своем составе РХХ существуют два механизма регулирования – грубый, с помощью РХХ, и точный, с помощью УОЗ. Обе системы начинают работать только если обороты двигателя опускаются ниже оборотов первого переходного режима и система выставляет признак работы на ХХ. Иногда, заглянув в диагностику, мы видим УОЗ ХХ колеблющийся около нуля, хотя в прошивке – желаемый УОЗ на ХХ градусов 18 – 20 . На лицо полное отсутствие четкой взаимосвязи работы между регуляторами, РХХ неправильно подает воздух, а система УОЗ-ом пытается исправить ситуацию.

Что же делать? Браться за инженерный блок J 5 (J 7 ) Оnline Tuner. Но сначала немного теоретической информации:

П‑Регулирование.

П‑регулятор который управляет углом зажигания и предназначен для точного регулирования, те регулирования при небольших отклонениях оборотов от желаемых. Если разность желаемых оборотов и текущих больше переменной «Зона нечувствительности», происходит изменение угла зажигания на ХХ:

UOZ = UOZXX + KUOZ * EFREQ, где:

UOZXX – УОЗ на ХХ минус Коррекция УОЗ на ХХ;
EFREQ – Текущая ошибка оборотов при регулировании.
MINEFR – Зона нечувствительности.
KUOZ – Коэффициент коррекции УОЗ, принимается равным «Пропорциональному коэффициенту регулятора УОЗ_ 1 (высокие обороты)», если ошибка положительна (EFREQ > 0 ) или «Пропорциональному коэффициенту регулятора УОЗ_ 2 (низкие обороты)», если ошибка отрицательная (EFREQ 0 ).

Величина приращения УОЗ (KUOZ * FREQ) ограничивается величинами UDMIN и UDMAX взятыми из соответствующих таблиц «Минимальное и Максимальное смещение УОЗ».

Физически данное регулирование регулирование служит для обеспечения возврата фактических оборотов к желаемым: чем больше отличие оборотов от желаемых оборотов, тем больше изменится УОЗ в сторону для обеспечения возврата к ним, «Пропорциональный коэффициенту регулятора УОЗ 1 » увеличивает обороты, если они меньше желаемых, а «Пропорциональный коэффициент регулятора УОЗ 2 » снижает их.

ПИ-Регулирование.

Второй «регулятор» отвечает за работу РХХ. Механизм его регулирования немного сложнее П‑регулятора, т.к. у РХХ нет четко заданной уставки для ХХ, РХХ приходится регулировать от того положения в котором он находится в момент наступления ХХ. Поэтому очень важно чтобы когда этот момент наступает, РХХ находился как можно ближе к тому положению в котором будет осуществляться регулирование. Для этого необходимо правильно настроить возврат оборотов их режима ПХХ.

Работа ПИ-регулятора определяется формулой:

SSM = SSM + TMFR * (KFRI * EFREQ + KFR * (EFREQ – EFRET)),

SSM – положение РХХ, шаг.

TMFR – Жесткость регулятора частоты вращения – коэффициент, задающий скорость изменения положения РХХ в зависимости от разницы оборотов от заданных.

KFR – Пропорциональный коэффициент РХХ – как и в случае с УОЗ регулированием, определяет отклонение РХХ в зависимости от разницы оборотов. Чем больше разница, тем больше будет смещение РХХ от текущего.
KFRI – Интегральный коэффициент РХХ – временной коэффициент, изменяет шаги РХХ, в зависимости от времени непопадания в заданные обороты. Чем дольше по времени обороты не были равны заданным, тем больше будет отклонение РХХ.
EFREQ – Текущая ошибка оборотов при регулировании.
EFRET – Ошибка оборотов на предыдущем цикле регулирования.

Если разница оборотов заданных и текущих превысила «Ограничение оборотов для интегратора», то она принимается равной этой величине.

Физический смысл регулятора сводится к тому, что чем больше отклонились обороты от заданных и чем больше по времени они были отклонены, тем больше будет разница в положении РХХ между текущим и следующим, то есть, в отличие от П‑регулятора УОЗ, регулирование осуществляется ступеньками, РХХ будет приближаться к положению регулирования не мгновенно, а значит возможно перерегулирование – срыв ХХ в синусоидальные колебания оборотов со значительной амплитудой.

Практика.

Очевидно, что мы никак не можем напрямую повлиять на текущее положение УОЗ или РХХ на ХХ. Единственное чем мы можем оперировать, это коэффициентами, причем во время настройки РХХ нужно чтобы нам не мешал УОЗ и наоборот.

Для начала нужно выбрать желаемые обороты ХХ. Рекомендуется выбирать обороты чуть выше гарантированных, для того, что бы избежать проблем при движении на ПХХ и при значительном изменении нагрузки.

Настройка проводится в три этапа:

Этап 1 . Предварительная настройка ПИ-регулятора РХХ.

Выставляем смещение РХХ при включении вентилятора в 0 (По окончании настройки его нужно вернуть обратно). Выставляем «Ограничение оборотов для интегратора» примерно на две трети значения разности между желаемыми оборотами ХХ и «вторым переходным режимом».

Пример: ХХ = 1100 , обороты второго режима = 1400 , тогда «Ограничение оборотов для интегратора» будет ( 1400 – 1100 ) * 2 / 3 = 200 .

Это необходимо, чтобы «подхватывалось» регулирование в момент входа в ХХ и при этом не было бы перерегулирования и резкого провала по оборотам. 2 / 3 – относительный параметр, полученный практически, придерживаться его необязательно, но, в любом случае, делать «Ограничение оборотов для интегратора» больше разницы ХХ и ХХ 2 нет смысла.

Далее, открываем «Окно диагностики» в J 5 OLT, «Прямое управление ИМ» – фиксируем УОЗ, например, на 16 градусах. Далее, устанавливаем интегральный коэффициент в 0 и настраиваем только «Пропорциональный коэффициент». Нужно установить такой пропорциональный коэффициент, чтобы РХХ вставал навстречу изменяющимся оборотам. Это хорошо видно на графиках. Обороты должны перестать быть волнообразными, если они будут рваными, но удерживаться рядом с заданными, переходим к настройке П‑регулятора УОЗ.

Этап 2 . Настройка П‑регулятора УОЗ.

После того как мы добились желаемого ХХ, который не плавает волнами, надо настроить точное регулирование УОЗ-ом. Для этого нужно иметь представление, в каких пределах мы можем с помощью УОЗ влиять на обороты. Открываем «Окно диагностики» в J 5 OLT, «Прямое управление ИМ» – фиксируем РХХ на среднем положении, в котором он пребывает и начинаем двигать углом, так же через прямое управление. При увеличении угла обороты должны расти, а при уменьшении – падать. Причем, если при увеличении УОЗ, они растут, то при дальнейшем увеличении они начинают опять падать. Увеличиваем, запоминаем угол, при котором обороты еще растут, но скоро будут падать, например, 27 град. (при 30 , например уже начинается спад). Дальше снижаем до порога, при котором работа двигателя еще устойчива и обороты реагируют на уменьшение УОЗ и запоминаем его, например это 5 градусов (при 3 , уже начинается неустойчивая работа или УОЗ перестает влиять).

Рассчитываем средний угол, который и будет углом зажигания. УОЗХХ = ( 27 + 5 ) / 2 = 16 .

Рассчитываем максимальную величину смещения: UDMAX = – UDMIN = 27 – 16 = 11

Выставляем в прошивке УОЗ на ХХ 16 градусов, «коррекция УОЗ на ХХ» поднимаем/опускаем так, чтобы оно было равно 0 при рабочих температурах. Смотрим, какое наполнение мотора на ХХ, и в калибровках Максимального и Минимального смещения УОЗ выше этого наполнения ставим 1 и ‑ 1 градус соответственно, а ниже и при нем, 11 и ‑ 11 соответственно, тем самым не давая вывалиться углу за рабочие пределы регулирования.

Зона нечувствительности выставляем 10 оборотов, т.к П‑регулирование это все-таки точная настройка на малых отклонениях.

На этом настройка П‑регулятора закончена и опять переходим к ПИ-регулированию с помощью РХХ, не забыв зафиксировать УОЗ на наших вычисленных 16 градусах.

Внимательно следим за изменением оборотов и на то как УОЗ этому противостоит. Необходимо, используя коэффициенты, добиться чтобы УОЗ двигался «навстречу» скачку оборотов даже несколько больше чем это нужно, как бы упреждая раскачку оборотов, то есть, УОЗ должен резко реагировать на изменение оборотов и не должен быть плавным и волнообразным.

Сначала настраиваем Высокие обороты выставляя в ноль коэфф_ 2 , и меняя коэфф_ 1 от 0 и вверх. Затем начинаем повышать коэфф_ 2 от 0 так же вверх, следя за изменением реагирования УОЗ на изменение оборотов. Если взять большие коэффициенты, то работа мотора будет резкой, жесткой на слух, произойдет перерегулирование и обороты опять начнут плясать. В идеале получаем скачущий УОЗ навстречу изменениям в оборотах.

Этап 3 . Окончательная настройка ПИ-регулятора РХХ.

Теперь нам фактически надо повторить первый этап настройки, то есть добиться ровного ХХ, меняя П‑коэффициент регулятора, не трогая И‑коэффициент, который равен 0 . Разница в том, что мы теперь делаем это при правильном угле и в будущем нам будет помогать УОЗ регулятор, но для начала нам надо правильно настроить Жесткость регулятора РХХ, чтобы она соответствовала условиям работы. Раньше ее настраивать не имело смысла, рабочее наполнение было бы другим.

Смотрим обороты ХХ/наполнение, открываем «Жесткость регулятора РХХ» и делаем так, чтобы при ХХ и наполнении на ХХ, в таблице стоял коэффициент 1 , а при отклонении от режимной точки ХХ, коэффициент увеличивался.

Получится как бы трехмерная чашка, у которой на дне область режимных точек ХХ с коэффициентами 1 и по мере отдаления от ней коэффициент растет. Тем самым обеспечивается быстрое изменение числа шагов РХХ при удалении оборотов от заданных.


Рис. 1 Примерный вид настроенной жесткости регулятора ХХ

Далее, окончательно настраиваем П‑коэффициент, к этому времени, обороты уже должны быть достаточно устойчивыми и РХХ будет колебаться несильно, отзываясь на достаточно сильные изменения оборотов. Теперь дошла очередь до И‑коэффициента. Увеличиваем его, плавно с 0 , по одному шагу, смотрим что происходит с РХХ и оборотами. Увеличиваем до тех пор, пока РХХ и за ним обороты не начнут скачком, неожиданно изменяться верх/вниз от устойчивого состояния, делаем пару-тройку шагов назад и считаем настройку оконченной.

Как показала практика, численные значения И‑коэффициента колеблется от 1 / 5 до 1 / 10 от значения П‑коэффициента.

Напоследок отметим некоторые моменты при калибровки системы по дросселю.

Если вы используете прошивки, не поддерживающие коррекцию расчетного наполнения по положению РХХ, то использовать ПИ-регулятор РХХ в стандартном виде нецелесообразно, так как при изменении положения РХХ фактически будет меняться количество воздуха, поступающее в двигатель, что никак не будет учитываться и приведет к изменению состава смеси на ХХ. В совокупности с включенным лямбда – регулированием это может вызвать раскачку оборотов и выход состава смеси за допустимые пределы.

В таких случаях сам по себе РХХ оставить в системе можно и нужно, но критерии выбора П‑коэффициента будут другими. В таких системах регулирование оборотов ХХ целесообразно возложить почти полностью на регулятор УОЗ, а регулирование количества воздуха через РХХ свести к минимуму. Для того, чтобы при включении нагрузки (например, фары) регулятор УОЗ не входил в насыщение (то есть, УОЗ не упирался в верхний предел), в качестве базового УОЗ на ХХ необходимо выбирать меньшие значения, чем описано выше. В этом случае, диапазон регулирования вверх будет шире, чем вниз. Из практики можно сказать, что средний УОЗ на ХХ необходимо опустить относительно расчетного на 3 .. 6 гр. Дополнительной мерой борьбы с провалами оборотов при включении мощных электрических нагрузок может служить увеличение значений желаемого УОЗ на ХХ в зоне оборотов ниже желаемых оборотов ХХ на прогретом двигателе.

Читать еще:  Что такое регулятор скорости двигателя


Рис. 2 Примерный вид таблицы желаемого УОЗ на ХХ с коррекцией УОЗ на оборотах ниже ХХ

В этом случае, при резком падении оборотов отклик регулятора УОЗ будет более резким, так как коррекция УОЗ будет состоять из двух частей: прибавка, расчитанная П‑регулятором по степени ошибки оборотов плюс табличная прибавка желаемого УОЗ.

Теперь рассмотрим особенности настройки регулятора РХХ. Как уже писалось выше, нам необходимо минимизировать движение РХХ, чтобы количество воздуха через РХХ оставалось практически неизменным при регулировании. Для этого необходимо исключить И‑составляющую, путем выставления интегрального коэффициента в 0 и минимизировать пропорциональную составляющую так, чтобы РХХ в процессе регулирования РХХ не двигался (или двигался не более, чем на 1 шаг). Для настройки П‑коэффициента надо временно отключить регулятор УОЗ путем выставления его коэффициентов регулирования в 0 и убрать коррекцию желаемого УОЗ (тоже временно) на оборотах ниже ХХ (см. Рис. 2 ). Выставьте пропорциональный коэффициент РХХ в минимальное значение (но не в ноль!). Попробуйте включить фары и обогрев стекла, при этом обороты ХХ упадут ниже желаемых (двигатель при этом глохнуть не должен). Увеличивая П‑коэффициент, добейтесь того, чтобы РХХ открылся на 2 – 3 шага, при этом обороты ХХ могут и не подняться до желаемых, но повыситься. Сильнее открывать РХХ за счет пропорционального коэффициента нет необходимости, окончательную стабилизацию оборотов сделает регулятор УОЗ после его включения. Главное, чтобы РХХ компенсировал некоторую часть падения оборотов, чтобы регулятор УОЗ не «задирал» угол в верхний предел. После этого включите регулятор УОЗ и проверьте работу ХХ в том числе и при включении мощных нагрузок. В нормальном режиме регулирования (без включения нагрузок) положение РХХ должно либо оставаться неизменным, либо изменяться не более, чем на 1 шаг.

Вот, собственно и все. Этой методики вполне достаточно для того что бы настроить ХХ практически на любом авто с алгоритмическими системами впрыска, даже неисправном.

Регулятор холостого хода: Принцип работы, неисправности, виды регуляторов

Стабильная работа двигателя внутреннего сгорания обеспечивается балансом составляющих рабочей смеси: равномерным соотношением горючего и воздуха. При холостых оборотах эксплуатация мотора происходит без его взаимодействия с колесами и коленвалом. Чтобы стабилизировать этот процесс дроссельная заслонка имеет дополнительный элемент — регулятор холостого хода (РХХ). Как работает РХХ, какие признаки и причины неисправностей встречаются и как вернуть узлу прежнюю работоспособность?

РХХ: принцип работы

Выход из строя данного элемента дает ощутимый урон работе двигателя. Последний не способен поднять обороты до требуемых, выдает значительные скачки мощности и страдает от нарушения подачи горючего.

После запуска мотора происходит прогревание всей системы, наблюдаются завышенные обороты, которые спустя несколько секунд начинают снижаться до допустимых значений холостого хода. Каковы функции регулятора в данном процессе?

  • РХХ дает двигателю внутреннего сгорания достичь нужного количества оборотов после запуска и сбавить их количество до допустимых показателей.
  • Он влияет на изменения числа оборотов, давая мотору осуществлять быстрый прогрев перед началом работы с нагрузкой. Поток воздуха в дроссельную заслонку увеличивается, основываясь на считываемых ЭБУ данных датчика коленвала.
  • Регулятор стабилизирует уровень оборотов при переключении скоростей, положении нейтральной скорости, остановке без выключения двигателя.

Технически эти процессы выглядят примерно следующим образом. Получая сигнал ЭБУ, регулятор холостого хода перемещает наконечник штока, меняя тем самым размер пропускного отверстия канала, через который проходит подаваемый в дроссельную заслонку воздух. При максимально выдвинутом штоке наблюдается нулевой шаг — его исходное положение. Такое состояние наблюдается при неработающем моторе. Канал при этом полностью перекрыт, не давая проход воздушной массе. Если же наконечник полностью втянут, то вход для прохождения воздуха полностью открыт.

Холостой ход сопровождается прогреванием мотора и закрытой заслонкой. Система при содействии регулятора обеспечивает поддержание нужного числа оборотов. Шток при этом полностью втянут, открывая канал.

При рабочих оборотах дроссельная заслонка открывается, воздушные массы беспрепятственно поступают внутрь через ее сечение. Регулятор выдвигает шток настолько, чтобы при резком снижении мощности, понижение оборотов происходило бы плавно и безопасно для работы силового агрегата. Чтобы рассчитать необходимое количество шагов происходит анализ данных с датчиков скорости, коленвала и дроссельной заслонки.

Эти процессы достаточно непростые для силового агрегата. Топливо подается весьма медленно, распыление может быть недостаточным. При забитом регуляторе, износе иглы повышается износ двигателя внутреннего сгорания, возможны ощутимые скачки мощности при езде, а также мотор может и вовсе заглохнуть при остановке.

Виды регуляторов

Внешне узел похож на электрический мотор, оснащенный конической иглой. Существует несколько вариаций детали:

  • шаговый — состоит из кольцевого магнита и обмоток. Основной ротор вращается шаговой подачей энергии на составляющие цепи с помощью электромагнитной силы. Движение штока осуществляется исполнительным устройством с учетом расположения ротора;
  • соленоидного типа — самый простой вид. Поступление энергии на обмотку активирует сердечник. Он перемещается в специальное отверстие, сокращая диаметр пропускного воздушного канала. Как следствие происходит уменьшение подаваемого объема воздуха. За счет своей простоты имеет самую низкую стоимость. Его работа осуществляется только в открытом или закрытом положении;
  • роторный — впуск воздушной массы контролируется при помощи частотных импульсов, основная нагрузка идет на ротор. Устройством напоминает соленоидный регулятор.

Как определить неисправность РХХ?

Симптомы сломанного регулятора практически во всем аналогичны с признаками поломки дроссельной заслонки. Ввиду того, что эти два элемента находятся в непосредственной близи, рационально провести их одновременную диагностику.

Основными сигналами о наличии неисправности в этом узле являются:

  • нестабильность оборотов, отчетливая ощутимость перепадов мощности;
  • заметная вибрация кузова на холостых оборотах, создаваемая нестабильной работой мотора;
  • слабый отклик или отсутствие его на выжатую педаль газа;
  • деактивация двигателя на нейтральной передаче или при переключении скоростей;
  • снижение оборотов при подключении дополнительных энергопотребителей — кондера, фар, медиасистемы и т.д.;
  • затрудненный запуск мотора, особенно в холодное время года.

Присутствие данных моментов может быть последствиями забитой или изношенной иглы, загрязненном штоке, или обрыве провода. Так как ЭБУ не способно считывать изменения пропускного сечения РХХ, малейшая неисправность почти мгновенно проявит себя, сказавшись на работе движка. Как правило, подвисание числа оборотов, плавание, тяжелый запуск авто не считываются ЭБУ как ошибки.

Диагностика РХХ своими руками

Причины неисправности условно делятся на электрические и механические. Для начала нужно демонтировать регулятор и провести его визуальный осмотр, чтобы исключить загрязнение отработанным углеродом и его возможное влияние на работоспособность силового агрегата. В случае необходимости ремонта нужно провести чистку детали, тщательно просушить и смазать силиконом. Шаговый вариант промывают баллончиком, что не отличается экономностью способа.

После извлечения узла следует обратить внимание на резиновое кольцо или прокладку, при условии наличия установки на дроссель или патрубок. При внешнем монтировании детали происходит соединение с впускным коллектором. Потребуется осмотр его резиновых элементов на предмет деформаций и разрывов. Выявленную деталь с дефектами необходимо поменять.

Альтернативные способы диагностики

Если имеется специальный прибор для выявления неисправностей, к примеру, адаптер с подходящим ПО, диагностика совершается намного проще. Программа OpenDiag может использоваться даже на смартфоне и имеется как в платной, так и в бесплатной версиях. При запуске ПО стоит заострить внимание на текущее и желаемое положения заслонки дросселя. Их показатели будут соответственно изменяться вместе с оборотами. Если включить дополнительный электроузел, можно заметить изменения данных РХХ, мощность мотора при этом не должна меняться. В первую очередь, обновление значений происходит на строке желаемого положения, а затем — текущего. При изменении значений должно измениться и значение оборотов. В противном случае, есть вероятность того, что регулятор холостого хода неактивен или имеется подсос воздушного потока.

Для более быстрой проверки нужно открыть меню в верхнем левом углу. Это контроль управления работой исполнительных механизмов. С помощью параметров «текущее положение холостого хода» и «желаемое положение холостого года» можно вбить свои значения, которые должны тут же отобразиться на работе двигателя. При отсутствии реакции на вмешательство можно сразу выявить неисправный участок хода с явной дисфункцией регулятора.

Еще можно использовать мультиметр для диагностики проводки. При выключенном движке снимается разъем с регулятора. На измерительном устройстве вбиваются значения постоянного напряжения в 0-20 В. Затем замеряется значение напряжения разъема. Допустимым показателем являются 12 единиц.

Также стоит проверить сопротивление РХХ. Чтобы это сделать нужно зафиксировать значения после снятия клеммы с датчика между выводами С и D, A и B. Пределом на мультиметре выставляется 200 Ом. При допустимом сопротивлении нормой будут 50 Ом, а сопротивление между выводами — стремиться к бесконечности.

Можно осуществить диагностику с помощью дроссельного узла. Произведя его демонтаж вместе с датчиком, нужно проследить за его работой при активации/деактивации системы зажигания, подключении клапанного разъема. Пристальному вниманию подлежит работа иглы, наличие посторонних звуков, равномерность рабочего процесса.

Замена и ремонт РХХ

Если регулятор неисправен, гудит, его замена осуществляется следующим образом:

  1. Сперва нужно измерить расстояние между концом штока и монтажной пластиной — в норме оно не должно превышать 23 мм.
  2. Обесточить ЭБУ, отключив минус от аккума.
  3. Установить саму деталь.
  4. Подсоединить аккумулятор.
  5. Включить зажигание на пару секунд без запуска мотора, чтобы дать РХХ время на калибровку.
  6. Выключить зажигание, тем самым, завершить установку.
  7. Завести мотор и проверить холостой ход.

Ремонт и замена РХХ являются достаточно легкими процедурами, доступными даже неопытному автовладельцу. Где и чем производить замену и установку непринципиально, если имеются хотя бы малейшие ремонтные навыки. Цена данного узла может колебаться в зависимости от марки авто и производителя детали: как правило, начиная от 300 рублей и поднимаясь до пары тысяч.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector