Mio-tech-service.ru

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

Вакуумная схема управления двигателем

Устройство и принцип работы вакуумного усилителя тормозов

Вакуумный усилитель является одним из неотъемлемых элементов тормозной системы автомобиля. Главное его предназначение – увеличение усилия, передаваемого от педали к главному тормозному цилиндру. За счет этого управление автомобилем становится более легким и комфортным, а торможение эффективным. В статье разберем, как работает усилитель, узнаем из каких элементов он состоит, а также выясним, можно ли без него обойтись.

  1. Функции вакуумного усилителя
  2. Устройство вакуумного усилителя тормозов
  3. Принцип работы вакуумного усилителя тормозов
  4. Датчики вакуумного усилителя
  5. Заключение

Зачем нужен ВУТ в автомобиле

В легковых машинах применяется только гидравлическая система привода тормозов. Водитель нажимает на педаль, тем самым через шток создает давление на находящуюся за поршнем тормозного цилиндра рабочую жидкость.

В соответствии с законами физики давление в любой точке жидкости одинаково, сама она не сжимается, поэтому в подсоединённых через трубки тормозных магистралях исполнительных цилиндрах механизмов каждого из колёс давление начнёт выдвигать поршни.

Упираясь в тормозные колодки, поршни передадут усилие на пару трения фрикционных накладок с тормозными дисками или барабанами. Автомобиль начнёт замедляться.

Несмотря на специально подобранные материалы накладок, прижимать колодки к дискам надо с очень большим усилием. Ведь мощность тормозов автомобиля, то есть их способность быстро превратить кинетическую энергию всей массы машины в тепло, настолько велика, что в несколько раз превышает мощность двигателя.

Несмотря на то, что усилие давления на педаль за счёт гидравлического преобразования величины сдвига в силу в разы меньше, чем развиваемое на колодках, абсолютное его значение слишком велико.

В качестве примера можно привести всё те же гоночные автомобили Формулы 1, где гонщики вынуждены сотни раз прикладывать к педали силу в 150-200 кг. Понятно, что для гражданских машин это неприемлемо.

Отсюда и вытекает необходимость использования дополнительных усилителей. В автомобильной технике самым простым и эффективным способом оказалось применение энергии вакуума, который создаётся во впускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания.

Хотя, например, в дизельных моторах так не получится, там приходится использовать дополнительный вакуумный насос.

Схема блокировки последовательности управления двух электродвигателей

Ниже приведена схема управления компрессорной установкой на несколько двигателей:

На ней изображены:

  1. Q – выключатели;
  2. F – предохранители, на случай резкого скачка тока;
  3. КМ – магнитные пускатели, препятствующие одновременной работе 2 двигателей;
  4. КК – тепловое реле, реагирующее на нагрев мотора и отключающее его;
  5. SBC – механические выключатели, на случай аварии;
  6. SBT – механические включатели;
  7. Q3 – вспомогательный выключатель, на случай поломки первых.

В схему управления электродвигателем можно включать дополнительные цепочки, при увеличении количества моторов.

Достоинства и недостатки

Несмотря на то, что функционирование усилителя построено на разнице давления, вакуумник показал себя очень эффективным узлом, способным увеличить усилие, приложенное водителем на 60-70%.

Широкое распространение вакуумные усилители получили благодаря:

  • высокой эффективности работы;
  • надежности;
  • простого устройства;
  • автономности работы (для функционирования требуется лишь создание давления).

Единственным же недостатком вакуумника можно считать только прекращение функционирования при остановке силового агрегата. Примечательно, что полный отказ усилителя происходит не сразу после прекращения работы мотора. Благодаря обратному клапану при остановке мотора в полостях сохраняется разрежение, поэтому узел еще способен выполнить свою функцию, но остаточного вакуума достаточно всего на 2-3 нажатия педали. Далее для срабатывания тормоза придется прилагать значительное усилие.

Заключение

В процессе познания технологии производства вакуумного вспомогателя, мы выявили ряд некоторых конструктивных особенностей этого механизма. Как подтверждает практика, вакуумный усилитель тормозов обладает весьма прочными свойствами и очень редко выходит из строя. Наиболее уязвимая деталь тормозной системы – это ГТЦ, в котором находятся резиновые уплотнения. Также, можем отметить вакуумный насос, который устанавливается на дизельные агрегаты и имеет небольшой срок службы, в отличие от бензинового аналога.

Работа вакуумных систем

Получить вакуум можно при помощи удаления газа из камеры. В одном случае газ направляется вне вакуумной системы, а в другом связывается внутри установки. Для этого используются насосы, запускающие весь процесс создания условий в камере.

Читать еще:  V образный двигатель сколько клапанов

Газ перемещается по системе порциями, но непрерывно. Его удаление происходит через изоляцию в рабочей камере насоса, а затем передачу за пределы откачивающего элемента. Это происходит при помощи сжатия газа в процессе перемещения так, чтобы его давление было больше, чем давление на выходе из насоса.

Во время работы откачивающих систем вакуума возможны следующие негативные явления:

  • Проникают пары в объект откачки (в вакууме)
  • Откачиваемые вещества загрязняют насос
  • Происходит потеря рабочей жидкости

Во всех этих случаях применяются ловушки, которые запускаются вместе с насосами в системе. Обычно на каждый насос существует своя ловушка, которая выступает предохранителем для условий, создающихся в камере.

Цикл откачки и удаления нежелательных элементов повторяется снова и снова, пока в камере не будет достигнуты необходимые условия вакуума. Поддержание этого состояния зависит от регулярности работы насоса, а также клапанов системы. Насосы, которые связывают газы, не откачивают их, а захватывают в твердом состоянии. И те, и другие имеют трудности и ограничения, особенно, когда необходимо откачать водород или неон.

Последовательное соединение насосов обеспечивает их цикличную работу на разных ступенях. Это применяется для создания сверхвысокого и высокого вакуума. Откачка газа проходит несколько этапов регуляции и изменения давления в системе, постепенно достигая нужной отметки дегазованности. Впоследствии условия поддерживаются в камере через повторное включение насосов и герметизацию объекта откачки.

Примером тому является система принудительного вытеснения. Она имеет ручной водяной насос, который внутри самого себя способен создать герметичную область вакуума. Происходит перепад давления и жидкость из целевой камеры (например, колодца) перемещается в эту область, после чего она закрывается со стороны целевой камеры, но открывается в сторону атмосферы. В процессе область сжимается до минимально возможного размера, что и выталкивает жидкость дальше. Поддержание в насосе вакуума обеспечивается расширением и закупориванием области перемежающимися периодами прохождения через полость воды.

Система управления двигателем

Описание конструкции

Элементы системы управления двигателем: 1 – диагностический разъем; 2 – тахометр; 3 – контрольная лампа неисправности системы управления двигателем; 4 – датчик положения дроссельной заслонки; 5 – корпус дроссельной заслонки; 6 – электровентилятор радиатора; 7 – реле электровентилятора; 8 – электронный блок управления; 9 – катушка (модуль) зажигания; 10 – датчик скорости автомобиля; 11 – свеча зажигания; 12 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 13 – датчик положения коленчатого вала; 14 – реле электробензонасоса; 15 – топливный бак; 16 – электробензонасос; 17 – перепускной клапан; 18 – предохранительный клапан; 19 – гравитационный клапан; 20 – топливный фильтр; 21 – клапан продувки адсорбера; 22 – приемная труба; 23 – датчик концентрации кислорода; 24 – аккумуляторная батарея; 25 – выключатель (замок) зажигания; 26 – главное реле; 27 – форсунка; 28 – регулятор давления топлива; 29 – регулятор холостого хода; 30 – корпус воздушного фильтра; 31 – датчик массового расхода воздуха

Система управления двигателем с распределенным впрыском топлива – электронная. Она контролирует количество воздуха и топлива, поступающего в цилиндры двигателя, включает и выключает топливный насос, управляет искрообразованием на свечах зажигания и корректирует угол опережения зажигания, регулирует частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу, управляет электровентилятором системы охлаждения двигателя.

Расположение элементов системы управления двигателем: 1 – электронный блок управления, реле и предохранители (расположены под вещевым ящиком в салоне); 2 – датчик концентрации кислорода (расположен на приемной трубе); 3 – датчик скорости автомобиля (расположен на коробке передач); 4 – клапан продувки адсорбера; 5 – датчик массового расхода воздуха; 6 – катушка зажигания; 7 – датчик положения коленчатого вала (расположен на крышке привода распределительного вала); 8 – датчик температуры охлаждающей жидкости (расположен в патрубке системы охлаждения); 9 – датчик положения дроссельной заслонки; 10 – жгут проводов системы управления

Система состоит из следующих элементов:

• электронного блока управления (ЭБУ);

– положения коленчатого вала;

– положения дроссельной заслонки;

– температуры охлаждающей жидкости;

– массового расхода воздуха;

– реле топливного насоса;

– реле электровентилятора системы охлаждения;

– контрольной лампы неисправности системы управления двигателем;

– регулятора холостого хода;

– клапана продувки адсорбера;

• колодки диагностического разъема.

Контрольная лампа неисправности системы управления двигателем расположена на щитке приборов в блоке сигнализаторов (см. «Органы управления и контрольные приборы»). При включении зажигания происходит тестирование исправности системы, при этом лампа загорается и гаснет после запуска двигателя. Включение лампы при работающем двигателе сигнализирует о необходимости проверки системы управления двигателем. На некоторых модификациях автомобилей контрольная лампа может быть расположена на верхнем вкладыше панели радиоприемника.

Главный управляющий элемент системы – электронный блок управления (ЭБУ, или как часто его называют – контроллер), с встроенным микропроцессором.

Электронный блок управления (ЭБУ)

По сути, ЭБУ – специализированный миникомпьютер, в котором установлена программа управления двигателем, а датчики и исполнительные устройства – периферийное оборудование этого компьютера. Блок получает и анализирует сигналы датчиков. На основе полученных данных блок рассчитывает управляющие команды и выдает их на исполнительные устройства. В блоке имеются два типа памяти: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

ПЗУ – память энергонезависимая (то есть информация в памяти сохраняется при отключении питания). В ПЗУ хранится программа вычислений и необходимые для расчета данные (параметры двигателя, передаточные отношения трансмиссии и другие характеристики). В процессе работы ЭБУ контролирует исправность всех элементов и цепей системы управления двигателем. Обнаружив неисправность, ЭБУ переводит систему управления двигателем на резервный режим работы и включает контрольную лампу неисправности двигателя. Двигатель при этом сможет продолжить работу (кроме случая неисправности датчика положения коленчатого вала, см. ниже), что позволяет доехать до места ремонта своим ходом. Коды обнаруженных неисправностей ЭБУ записывает в оперативную память (ОЗУ). Там же хранится оперативная информация, которую микропроцессор ЭБУ использует при расчетах. При отключении аккумуляторной батареи от бортовой сети автомобиля вся информация, хранящаяся в ОЗУ, будет утеряна.

Электронный блок управления установлен в салоне под вещевым ящиком на кронштейне, прикрепленном к перегородке моторного отсека.

На автомобиле установлена система управления двигателем на базе ЭБУ M7.9.7 под нормы токсичности ЕВРО II. На автомобиле с двигателем 21067 установлен блок управления 21067-1411020-11/12, а с двигателем 2104 – 2104-1411020-10.

На части выпущенных автомобилей установлены ЭБУ M1.5.4N и Январь-5.1.3 (см. «Электрические схемы») .

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) предназначен для формирования сигналов, по которым ЭБУ синхронизирует свою работу с тактами рабочего процесса двигателя. Поэтому часто этот датчик называют датчиком синхронизации. Датчик установлен в отверстии кронштейна крышки привода распределительного вала.

Датчик положения коленчатого вала

Действие датчика основано на принципе индукции – при прохождении мимо сердечника датчика зубьев шкива коленчатого вала в цепи датчика возникают импульсы напряжения переменного тока. Частота появления импульсов соответствует частоте вращения коленчатого вала. Зубья расположены по окружности шкива на одинаковом расстоянии. Расстояние между двумя из них выполнено больше. Сделано это для формирования в цепи датчика опорных сигналов – своеобразных точек отсчета, относительно которых ЭБУ определяет положение коленчатого вала. Работа двигателя с неисправным датчиком положения коленчатого вала невозможна.

Расположение датчика положения коленчатого вала

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) пленочного типа установлен на корпусе воздушного фильтра.

По сигналу датчика, ЭБУ рассчитывает количество воздуха, поступающего во впускной трубопровод двигателя. При неисправности ДМРВ электронный блок управления переводит систему на резервный режим работы.

Датчик массового расхода воздуха

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) представляет собой переменный резистор, сопротивление которого зависит от угла поворота дроссельной заслонки.

Датчик положения дроссельной заслонки

Датчик установлен на корпусе дроссельной заслонки и связан с ее осью. По сигналу ДПДЗ электронный блок управления определяет величину угла открытия дроссельной заслонки. При неисправности ДПДЗ электронный блок управления переводит систему на резервный режим работы.

Датчик концентрации кислорода определяет содержание кислорода в отработавших газах и передает сигнал на ЭБУ.

Датчик концентрации кислорода

Он установлен в приемной трубе системы выпуска отработавших газов.

Расположение датчика концентрации кислорода

По полученным от датчика концентрации кислорода данным ЭБУ корректирует количество топлива, впрыскиваемое форсунками в впускной трубопровод, тем самым поддерживая оптимальную пропорцию смеси воздуха с топливом, необходимую для эффективной работы каталитического нейтрализатора. Датчик начинает работать при прогреве его чувствительного элемента до температуры не ниже 360 ° С. Для сокращения времени прогрева в датчик встроен нагревательный элемент.

Наличие в отработавших газах соединений свинца и кремния может вывести датчик концентрации кислорода из строя. Поэтому не допускается использование этилированного бензина (в нем присутствуют соединения свинца). При ремонте двигателя нельзя также применять герметик с большим содержанием силикона (соединений кремния), испарения которого могут попасть через систему вентиляции картера в цилиндры и далее в систему выпуска отработавших газов. Следует использовать герметик, на упаковке которого изготовитель указывает, что герметик безопасен для датчика концентрации кислорода.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) – полупроводниковый прибор – термистор, электрическое сопротивление которого меняется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.

Датчик температуры охлаждающей жидкости

ДТОЖ установлен в резьбовом отверстии патрубка системы охлаждения двигателя.

Расположение датчика температуры охлаждающей жидкости

По величине сопротивления датчика ЭБУ оценивает температурный режим двигателя. Полученные данные используются при расчете большинства управляющих команд системы управления двигателем, а также для включения электровентилятора системы охлаждения двигателя.

При неисправности ДТОЖ электронный блок управления переводит систему на резервный режим работы.

Принцип действия датчика скорости автомобиля основан на эффекте Холла.

Датчик скорости автомобиля

Датчик закреплен на корпусе привода спидометра, который установлен на коробке передач. К датчику крепится трос привода спидометра.

Расположение датчика скорости автомобиля

По импульсам, вырабатываемым датчиком, ЭБУ рассчитывает скорость автомобиля.

Колодка диагностического разъема предназначена для подключения внешнего диагностического устройства (типа ДСТ-2М) к системе управления двигателем. Колодка A установлена на одном кронштейне с блоком предохранителей и реле Б на передней панели под вещевым ящиком.

Расположение колодки диагностического разъема реле и предохранителей

Цепи системы управления двигателем защищены плавкими предохранителями флажкового типа 7,5 A и 15 A.

Предохранители и реле системы управления двигателем : f1 – предохранитель цепи главного реле (7,5 A); f2 – предохранитель ЭБУ (7,5 A); f3 – предохранитель цепи электробензонасоса (15 A); r1 – главное реле; r2 – реле топливного насоса; r3 – реле электровентилятора.

На автомобилях с ЭБУ M1.5.4N и Январь-5.1.3 установлены предохранители f1 и f2 номиналом 15А.

Катушка зажигания установлена с левой стороны блока цилиндров на кронштейне. Катушка представляет собой объединенные в один неразборный блок два высоковольтных трансформатора. Выводы вторичной обмотки одной катушки соединены высоковольтными проводами со свечами 1-го и 4-го цилиндров, другой – со свечами 2-го и 3-го цилиндров. Номера цилиндров, со свечами которых соединяются выводы катушки, нанесены рядом с выводами.

Электрические импульсы высокого напряжения от катушки подаются одновременно на свечи двух цилиндров: на одну – в конце такта сжатия, где происходит воспламенение рабочей смеси, а на другую – в конце такта выпуска (свеча срабатывает вхолостую).

На автомобилях с ЭБУ M1.5.4N и Январь – 5.1.3 вместо катушки установлен модуль зажигания. Он объединяет в себе две катушки зажигания и два управляющих катушками электронных блока.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector