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.

При движении автомобиля в городе, двигатель около 25 % времени работает на принудительном холостом ходу, когда коленчатый вал двигателя вращается за счет кинетической энергии автомобиля и он движется с включенной передачей и отпущенной педалью управления дроссельной заслонкой. В таких режимах двигатель управляется с помощью экономайзера принудительного холостого хода.

Система управления экономайзера принудительного холостого хода УАЗ, блок управления, клапан, микровыключатель.

На принудительном холостом ходу двигатель расходует топливо, не выполняя полезную работу, в результате быстрого закрытия дроссельной заслонки горючая смесь переобогащается и токсичность отработавших газов увеличивается. Для снижения расхода топлива и токсичности отработавших газов на автомобилях УАЗ установлена электрическая система управления экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ).

Система управления и электрооборудование экономайзера принудительного холостого хода на автомобилях УАЗ с двигателями УМЗ включает в себя блок управления 1422.3733, электромагнитный клапан 1902.3741 и концевой выключатель карбюратора (микровыключатель) 421.3709.

Принцип работы системы управления экономайзера принудительного холостого хода на автомобилях УАЗ.

Режим принудительного холостого хода характеризуется двумя признаками: частота вращения коленчатого вала двигателя больше частоты холостого хода и дроссельная заслонка карбюратора закрыта. Информация о частоте вращения коленчатого вала двигателя поступает в блок управления ЭПХХ с датчика, в качестве которою используется первичная обмотка катушки зажигания, а информация о закрытии дроссельной заслонки - с концевого выключателя, микровыключателя или датчика-винта .

При отпускании педали акселератора, в следствии переключения контактов концевого выключателя карбюратора блок управления ЭПХХ вырабатывает сигналы управления электромагнитным (электропневматическим) клапаном подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Если частота вращения коленчатого вала выше частоты холостого хода, то блок управления снимает напряжение с электроклапана, и подача топлива в двигатель прекращается.

При этом частота вращения коленчатого вала снижается, и когда она станет меньше частоты холостого хода, блок управления подключит напряжение бортовой сети к электроклапану. Подача топлива возобновится и частота вращении коленчатого вала возрастет.

При частоте вращения коленчатого вала, снова ставшей больше частоты холостого хода, блок управления опять отключит электроклапан. Процесс повторяется. Периодической отключение подачи топлива в этом режиме снижает расход бензина на 2-3%, а токсичность отработавших газов уменьшается на 15-30%

При нажатии на педаль акселератора контакты концевого выключателя переключаются таким образом, что на электроклапан будет постоянно подаваться напряжение бортовой сети. Топливо при этом будет подаваться независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Блок управления 1422.3733 экономайзера принудительного холостого хода на автомобилях УАЗ, принцип работы.

На автомобилях УАЗ с двигателями УМЗ применяются четырехштырьковые блоки управления 1422.3733 экономайзера. В качестве датчик положения дроссельной заслонки используется микровыключатель 421.3709. При закрытой дроссельной заслонке импульсы напряжения пропорциональные частоте вращения коленчатого вала, поступают с первичной обмотки катушки зажигания 1 на вход полупроводникового ключа, собранного на транзисторе VT1.

Во время действия импульса ключ открывается и конденсатор СЗ разряжается. В паузах между импульсами конденсатор СЗ заряжается. Время заряда, а следовательно, и напряжение на СЗ увеличивается с уменьшением частоты вращения коленчатого вала. При частоте больше частоты холостого хода напряжение на СЗ мало, транзисторы VT2, VT4, VT5, VT6 закрываются. На электромагнитный (электропневматический) клапан напряжение не подается.

Клапан закрывается и подача топлива прекращается. Частота вращения коленчатого вала падает. При частоте меньше частоты холостого хода конденсатор СЗ во время паузы между импульсами успевает зарядиться до напряжения, превышающего опорное напряжение порогового элемента, собранного на транзисторах VT2, VT4. Транзисторы VT2 и VT4 при этом открываются, что обеспечивает открытие транзисторов VT5 и VT6. На электропневмоклапан при этом подается напряжение.

Клапан срабатывает и включает подачу топлива. При открытии дроссельной заслонки контакты микропереключателя S1 замыкаются и напряжение бортовой сети постоянно поступает на электропневмоклапан. Клапан постоянно открыт независимо от сигналов блока управления 1422.3733 экономайзера принудительного холостого хода.

7.4.1. Система управления экономайзером принудительного холостого хода (ЭПХХ)

Особенности конструкции

Система ЭПХХ служит для повышения экономичности работы двигателя и снижения уровня токсичности отработавших газов. Так как на двигатели мод. 331 и 2106 устанавливают карбюраторы одного типа – «Озон», их системы ЭПХХ конструктивно одинаковы и различаются только устройством пневмоклапанов карбюраторов (см. «Система питания») и типом блоков управления, имеющих разные характеристики (для двигателя мод. 331 применяют блок управления 252.3761, мод. 2106–25.3761 или 2533.3761).

Устройство и работа системы ЭПХХ рассмотрены на примере двигателя мод. 331. Система содержит блок управления 4 (), электромагнитный клапан 5, микропереключатель 3 и соединительные провода. Кроме того, в состав системы входит встроенный в карбюратор пневмоклапан 7.

Принцип работы ЭПХХ заключается в том, что на режимах принудительного холостого хода отключается подача топлива в двигатель (в тех случаях, когда педаль управления дроссельной заслонкой отпущена, а частота вращения коленчатого вала выше частоты на режиме холостого хода). Отключает подачу топлива пневмоклапан 7 ЭПХХ, входящий в состав карбюратора. Управляет пневмоклапаном электромагнитный клапан 5, которым в свою очередь управляют блок управления 4 и микропереключатель 3.

При проверке обратите внимание на состояние контактных соединений всех узлов системы, их нарушение может вызвать перебои в работе двигателя.

Особенности конструкции

Блок управления ЭПХХ типа 252.3761 () непрерывно контролирует частоту вращения коленчатого вала двигателя, измеряя период повторения импульсов системы зажигания, которые снимаются с катушки зажигания и подаются на вывод 4 блока 4 (см. ). При частоте вращения коленчатого вала, меньше 1245 мин -1 ±5% (1140 мин -1 ±5% для блоков 25.3761 или 2533.3761) ток подается на выводы 1 и 2 блока и проходит через обмотку электромагнитного клапана, минуя микропереключатель. При повышении частоты вращения до 1500 мин -1 ±5% электрическая связь выводов 1 и 2 разрывается и вновь восстанавливается только при снижении частоты вращения коленчатого вала двигателя до 1245 мин -1 (1140 мин -1 ).

Проверка блока управления ЭПХХ

Блок управления проверяют на автомобиле. На режиме холостого хода снимите штекер с одного из выводов микропереключателя. Плавно открывая дроссельную заслонку, увеличьте частоту вращения коленчатого вала свыше 1500 мин -1 и зафиксируйте это положение. При этом должен возникнуть автоколебательный режим работы двигателя, сопровождающийся пульсацией частоты вращения.

Возникновение автоколебательного режима объясняется тем, что при увеличении частоты вращения до 1500 мин -1 разрывается электрическая связь выводов 1 и 2 блока (цепь питания электромагнитного клапана через микропереключатель принудительно разорвана), что вызывает отключение подачи топлива в двигатель. При этом частота вращения снижается и после ее падения ниже 1245 мин -1 (1140 мин -1 для блоков 25.3761 или 2533.3761) восстанавливается указанная связь, т.е. подача топлива возобновляется и частота вращения повышается.

Если вызвать автоколебательный режим не удается, а электромагнитный клапан и пневмоклапан ЭПХХ не имеют дефекта, то неисправен блок управления и его необходимо заменить.

Проверить блок управления можно, непосредственно контролируя по тахометру частоты вращения, при которых происходит срабатывание блока.

Для проверки необходима контрольная лампа 12 В и провода со штекерными наконечниками.

Последовательно отсоедините от микропереключателя штекер серого провода (+12 В), а от вывода электромагнитного клапана - штекер с двойным розовым проводом. На освободившийся вывод электромагнитного клапана наденьте штекер, отсоединенный от микропереключателя, что обеспечит прохождение тока через обмотку электромагнитного клапана. Со штекером, снятым с электромагнитного клапана, соедините один вывод контрольной лампы, другой вывод лампы подсоедините к «массе» автомобиля.

На режиме холостого хода (850±50) мин -1 контрольная лампа должна гореть. При увеличении частоты вращения до 1500 мин -1 ±5% лампа должна гаснуть и вновь загораться при падении частоты вращения ниже 1245 мин -1 ±5% (1140 мин -1 ±5% для блоков 25.3761 или 2533.3761).

После проверки снятые штекеры установите на место.

Особенности конструкции

Микропереключатель типа 421.3709 () воздействует на электромагнитный клапан помимо блока управления.

В исходном положении контакты микропереключателя замкнуты. При полностью отпущенной педали управления дроссельной заслонкой толкатель микропереключателя утоплен и его контакты разомкнуты. При нажатии на педаль толкатель микропереключателя высвобождается, его контакты замыкаются, и ток при этом проходит через обмотку электромагнитного клапана независимо от блока управления.

Проверка микропереключателя

Микропереключатель проверяют на автомобиле. На режиме холостого хода снимите с вывода микропереключателя штекер розового провода, освободившийся вывод микропереключателя соедините с одним из выводов контрольной лампы, второй ее вывод - с «массой» автомобиля. В данном режиме лампа не должна гореть.

Наблюдая за контрольной лампой, плавно увеличьте частоту вращения коленчатого вала, открыв дроссельную заслонку. Контрольная лампа должна загореться до момента возникновения автоколебательного режима работы двигателя.

Если контрольная лампа горит уже на режиме холостого хода (ранняя регулировка срабатывания микропереключателя) или загорается после возникновения автоколебательного режима (поздняя регулировка), отрегулируйте установку микропереключателя. Для этого ослабьте два винта крепления микропереключателя и, подобрав его новое положение, затяните винты крепления.

Если контрольная лампа не загорается при любом положении дроссельной заслонки, то микропереключатель неисправен.

После проверки снятый штекер установите на место.

Электромагнитный клапан ЭПХХ

Особенности конструкции

Электромагнитный клапан типа 19.3741 или 1902.3741 () служит для управления пневмоклапаном ЭПХХ в карбюраторе.

Электромагнитный клапан имеет три штуцера и два запорных элемента. Первый запорный элемент 7 выполнен нормально закрытым и служит для разобщения центрального штуцера 6 (соединенного с впускным трубопроводом двигателя) с наклонным штуцером 5 (связанным со штуцером пневмоклапана ЭПХХ); второй запорный элемент 4 выполнен нормально открытым и служит для разобщения указанного наклонного штуцера с атмосферным штуцером 1, закрытым войлочным фильтром и расположенным между электрическими выводами 10 обмотки 9 клапана.

При прохождении тока через обмотку электромагнитного клапана центральный и наклонный штуцера пневматически связаны, а при отсутствии тока таким образом связаны наклонный и атмосферный штуцера. В первом случае разрежение из впускного трубопровода передается к пневмоклапану ЭПХХ, что обеспечивает поступление топливовоздушной смеси через систему холостого хода в двигатель, а во втором случае пневмоклапан ЭПХХ перекрывает ее подачу.

Проверка электромагнитного клапана

Электромагнитный клапан проверяют на автомобиле. На режиме холостого хода снимите с одного из выводов клапана штекер, в результате чего двигатель должен остановиться в течение 1–2 с. Если этого не произошло, то первоначально убедитесь в исправности пневмоклапана ЭПХХ. Если же пневмоклапан ЭПХХ не имеет дефекта, то электромагнитный клапан неисправен и нуждается в замене.

После проверки не забудьте снятый штекер установить на место.

Система ЭПХХ (управления экономайзером принудительного холостого хода) служит для снижения расхода топлива и токсичности отработавших газов. Система состоит из электро-пневмоклапана, блока управления и микровыключателя. Боковой штуцер электропневмоклапана соединен трубкой с пневмоклапаном экономайзера принудительного холостого хода в карбюраторе, а центральный штуцер - с патрубком впускной трубы. Микро выключатель установлен на кронштейне карбюратора, элек-тропневмоклапан и блок управления - на моторном щите.

Системы ЭПХХ на автомобилях с двигателями УМПО-331 и ВАЗ-2106 конструктивно одинаковы и различаются только устройством экономайзеров карбюраторов и типом блоков управления (на двигателе УМПО-331 применяется блок 252.3761, на двигателе ВАЗ-2106 - блок 25.3761 или 2533.3761).

Работает система так. Блок управления непрерывно контролирует частоту вращения коленчатого вала двигателя. При частоте врашения 1500 мин -1 ±5% и закрытой дроссельной заслонке (режим принудительного холостого хода) блок управления отключает электропневмоклапан, его внутренняя полость сообщается с атмосферой, и связанный с ним пневмоклапан экономайзера карбюратора перекрывает подачу топлива в систему холостого хода. При снижении частоты вращения коленчатого вала двигателя до 1245 мин -1 ±5% блок управления включает электропневмоклапан, и подача топлива в систему холостого хода возобновляется. При открытой дроссельной заслонке подачу напряжения к электропневмоклапану обеспечивает микровыключатель, на рычажок которого воздействует плечо рычага привода дроссельной заслонки.

Неисправность системы ЭПХХ проявляется в рывках автомобиля при движении с малой скоростью, остановках двигателя в режиме холостого хода или вспышках в цилиндрах двигателя после выключения зажигания. Проверка работоспособности системы ЭПХХ и демонтаж ее элементов на автомобилях с двигателями УМПО-331 и ВАЗ-2106 проводятся практически аналогично.

Схема системы экономайзера принудительного холостого

хода (ЭПХХ): 1 - электропневмоклапан; 2 - микровыключатель; 3 - монтажный блок; 4 - катушка зажигания; 5 - блок управления.

Для проверки блока управления системой ЭПХХ на холостом ходу увеличиваем частоту вращения коленчатого вала до 1500 мин -1 и снимаем привод с одного из выводов микровыключателя. При исправном блоке управления обороты коленчатого вала начнут «плавать» в пределах 1200-1500 мин -1 , при неисправном - останутся стабильными. Для проверки пневмоклапана экономайзера карбюратора при работе двигателя на холостом ходу отсоединяем от его штуцера трубку - двигатель должен остановиться. Неисправный пневмоклапан заменяем (см. «Карбюратор»).

Для проверки электролневмоклапана на работающем двигателе отсоединяем провод от одного из его контактов. При исправном пневмоклапане экономайзера карбюратора двигатель должен остановиться в течение 1-2 с. Если двигатель продолжает работать, электропневмоклапан следует заменить.

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.

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).