Лекция 12 – Управление работой двигателя на холостом ходу

Частота вращения коленчатого вала на холостом ходу (рис. 15) определяется расходом воздуха, коэффициентом избытка воз­духа l и моментом зажигания. Эти пара­метры могут регулироваться изменени­ем количества подаваемого воздуха и/или момента зажигания. Эффектив­ным методом регулирования частоты вращения коленчатого вала на холо­стом ходу является изменение заряда в цилиндре. Холостой ход является одним из наиболее часто встречающихся в ус­ловиях городского движения режимов работы. Поэтому регулирование двига­теля с целью получения наиболее низ­кой частоты вращения коленчатого ва­ла является важным шагом к снижению расхода топлива и токсичности. Системы с замкнутым контуром обеспечивают равномерную и устойчивую работу на этом режиме в течение всего срока ра­боты ДВС (без обслуживания).

1 – исполнительное устройство; 2 – электронный блок управления; 3 – дроссельная заслонка; U_В - подача на­пряжения; n – частота вращения коленчатого вала двигателя; Т_М – температура двигателя; a_DK – положение дроссельной заслонки (угол открытия); D/АС – сигналы от автоматической трансмиссии и кондиционера

Рисунок 15 – Управление частотой вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу

Датчики регистрируют частоту враще­ния коленчатого вала, температуру, по­ложение дросселя и дополнительные параметры: работу автоматической трансмиссии, системы кондиционирова­ния воздуха и других агрегатов. Элек­тронный блок управления сравнивает действительную частоту вращения ко­ленчатого вала с заданной и выдает сиг­нал на исполнительное устройство, из­меняющее дросселирование потока воздуха на входе, тем самым доводя ча­стоту вращения коленчатого вала до желаемой. Применяются концепции ре­гулирования с замкнутыми контурами быстрого и постепенного реагирования. Системы быстрого реагирования обес­печивают практически мгновенную ре­акцию на изменение нагрузки двигателя, возникающее при включении энергопотребляющих устройств. Они позволяют получать минимальные частоты враще­ния коленчатого вала и, таким образом, сокращать расход топлива и содержание вредных веществ в отработавших газах. Вместе с тем реакция системы не долж­на быть слишком быстрой, чтобы не на­рушить устойчивость работы двигателя. Система с постепенным реагированием позволяет компенсировать долго дейст­вующие отклонения, но она менее при­годна для минимизации частоты враще­ния коленчатого вала на холостом ходу и улучшения топливной экономичности.

Кроме систем регулирования заряда с исполнительным устройством, действу­ющим в обход дросселя, существуют другие системы, непосредственно воз­действующие на дроссель.

1 – штекерная колодка; 2 – уплотнительное кольцо; 3 – шайба крепления; 4 – фланец крепления оси якоря; 5 – обмотка якоря; 6 – поворотный стакан; 7 – постоянный магнит; 8 – корпус; 9 – якорь неподвижный; 10 – ось якоря; 11 – магнитопровод; 12 – стопорное кольцо; 13 – шариковый подшипник; 14 – уплотнение подшипника; 15 – патрубок входной; 16 – поворотная заслонка; 17 – упор; 18 – роликовый подшипник; 19 – вал заслонки; 20 – патрубок выходной; 21 – соединение неразъемное

Рисунок 16 – Клапан дополнительной подачи воздуха

Исполнительное устройство (рис. 16) системы располагается в магистрали, установ­ленной в обход дроссельной заслонки. Шаровой затвор на оси якоря открыва­ет перепускной канал для воздуха и удерживает его в открытом состоянии до тех пор, пока не достигается нужная частота вращения на холостом ходу. Напряжение подается попеременно к двум обмоткам исполнительного уст­ройства (две катушки) для получения противоположно действующих усилий на якоре. Шаровой затвор обеспечивает регулирование открытия перепускного канала, который соответствует так на­зываемому коэффициенту периода им­пульса (т.е. отношению длительности импульса к длительности промежутка между импульсами). Другие виды ис­полнительных устройств (с одной об­моткой) обычно воздействуют на под­пружиненный якорь, который может вращаться или перемещаться в попе­речном направлении. При отсечке тока некоторые исполнительные устройства возвращаются в свое первоначальное положение – этого достаточно для про­должения работы двигателя на мини­мальных оборотах холостого хода.