2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Датчик холостого хода шаговый двигатель

Регулятор холостого хода: правила ремонта РХХ

Дроссельная заслонка находится в запертом положении, когда на двигатель не воздействует нагрузка. Поддерживать стабильные обороты, не позволяющие заглохнуть двигателю, помогает регулятор холостого хода. Он решает вопрос с подачей достаточного количества воздуха во впускной тракт, благодаря чему удается стабилизировать холостой ход.

Датчик холостого хода — он же регулятор холостого хода

Основным исполнительным механизмом данной системы является датчик холостого хода, представляющий собой реверсивный шаговый электродвигатель. Он установлен на корпусе дроссельного патрубка. При перемещении конусного наконечника регулятора изменяется проходное сечение байпасного канала, через который в двигатель поступает воздух (следует отметить, что через закрытую дроссельную заслонку в двигатель также поступает воздух, но его количество невелико, около трех-четырех килограмм в час).

Встречаются следующие виды неисправностей, связанных с датчиком холостого хода:

  • неисправности электрических цепей управления регулятором (чаще всего обрывы или неодетая колодка);
  • неисправность самого регулятора (неисправность электродвигателя или неисправность червячного механизма);
  • неисправность выходных цепей контроллера (встречается достаточно редко);
  • загрязнение канала холостого хода. Встречаются случаи, когда регулятор холостого хода полностью перекрывает байпасный канал (например, при выполнении процедуры парковки), а вот открыть его уже не в силах из-за подклинивания конусного наконечника.

Проверить работоспособность регулятора холостого хода можно с помощью диагностического тестера, выбрав в меню режим управления исполнительными механизмами. Тут существуют два варианта: с помощью тестера можно задавать желаемые обороты холостого хода либо желаемое положение (в шагах) регулятора. По реакции двигателя на команды тестера можно судить об исправности исполнительного механизма.

Во многих комплектациях (но не во всех) бортовая диагностика способна оценить целостность электрических цепей управления регулятором холостого хода. Для этих неисправностей зарезервированы коды Р1513, Р1514. В том случае, если подобная диагностика не реализована в контроллере вашего автомобиля, проверки цепей приходится выполнять вручную с помощью омметра.

Если на холостом ходу реальные обороты двигателя отличаются от желаемых, и при этом контроллеру не удается привести их в соответствие, добавляя или уменьшая количество воздуха через регулятор холостого хода, через некоторое время в памяти ошибок контроллера могут быть зафиксированы коды:

  • Р0506 — регулятор холостого хода заблокирован, низкие обороты двигателя;
  • Р0507 — регулятор холостого хода заблокирован, высокие обороты холостого хода.

Датчик положения дроссельной заслонки

Для определения режима холостого хода используется датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ). Если он показывает, что дроссельная заслонка закрыта, то система управления двигателем переходит в режим поддержания оборотов холостого хода. К сожалению, на сегодняшний день датчик положения дроссельной заслонки нельзя отнести к надежным компонентам системы управления. Одно из проявлений неисправности датчика — изменение напряжения при полностью закрытой дроссельной заслонки. При этом могут наступать моменты, когда датчик показывает открытие дроссельной заслонки, и система управления переходит на режим частичных нагрузок, что приводит к «зависанию» оборотов двигателя в диапазоне от 1500 до 3000 об/мин. Характеристику ДПДЗ можно проверить с помощью диагностического прибора, плавно нажимая на педаль газа и отслеживая по прибору изменения сигнала датчика.

Еще одна возможная неисправность датчика — подклинивание ротора.

Привод дроссельной заслонки

К зависанию оборотов двигателя может приводить также подклинивание самой дроссельной заслонки в приоткрытом состоянии. В этом случае датчик холостого хода не способен контролировать избыточное количество воздуха, поступающего в двигатель. Если осмотр дроссельного патрубка показывает, что заслонка надежно закрывается с помощью возвратной пружины, необходимо проверить правильность регулировки натяжения тросика, идущего к педали газа.

Принцип работы

Механизм действия устройства заключается в последовательном выполнении стандартной программы. Весь процесс срабатывания можно рассмотреть поэтапно. Будет легче выстроить ситуацию, когда мотор работает, прогрет и полностью исправен.

  1. Водитель во время движения сбрасывает педаль газа.
  2. Следующим этапом происходит закрытие дроссельного канала, поступление воздуха в двигатель прекращается.
  3. Здесь в ход вступает датчик. Бортовой компьютер посылает сигнал на шаговый двигатель (всего может быть подано 255 импульсов, каждый передвигает клапан на определенное расстояние).
  4. При помощи ДПКВ бортовой компьютер определяет количество оборотов двигателя и при необходимости открывает или запирает пропускное отверстие.

Следует учитывать, что устройство не имеет обратной связи с ЭБУ. В корпусе детали есть всего две пары контактов, отвечающих за перемещение штока и его позиционирование в пространстве.

Типы шаговых двигателей

Для обеспечения различных параметров работы важна как величина шага, на который будет смещаться вал, так и момент, прилагаемый для перемещения. Вариации данных параметров достигаются за счет конструкции самого ротора, способа подключения и конструкции обмоток.

Читать еще:  Бустер для запуска двигателя parkcity gp24

По конструкции ротора

Вращаемый элемент обеспечивает магнитное взаимодействие с электромагнитным полем статора. Поэтому его конструкция и технические особенности напрямую определяют режим работы и параметры вращения шагового агрегата. Чтобы на практике определить тип шагового мотора, при обесточенной сети необходимо провернуть вал, если ощущаете сопротивление, то это свидетельствует о наличии магнита, в противном случае, это конструкция без магнитного сопротивления.

Реактивный

Реактивный шаговый двигатель не оснащается магнитом на роторе, а выполняется из магнитомягких сплавов, как правило, его набирают из пластин для уменьшения потерь на индукцию. Конструкция в поперечном разрезе напоминает шестерню с зубцами. Полюса статорных обмоток запитываются противоположными парами и создают магнитную силу для перемещения ротора, который двигается от попеременного протекания электрического тока в обмоточных парах.


С переменным магнитным сопротивлением

Весомым плюсом такой конструкции шагового привода является отсутствие стопорящего момента, образуемого полем по отношению к арматуре. По факту это тот же синхронный двигатель, в котором поворот ротора идет в соответствии с полем статора. Недостатком является снижение величины вращающего момента. Шаг для реактивного двигателя колеблется от 5 до 15°.

С постоянными магнитами

В этом случае подвижный элемент шагового двигателя собирается из постоянного магнита, в котором может быть два и большее количеством полюсов. Вращение ротора обеспечивается притяжением или отталкиванием магнитных полюсов электрическим полем при подаче напряжения в соответствующие обмотки. Для этой конструкции угловой шаг составляет 45-90°.


С постоянным магнитом

Гибридные

Был разработан с целью объединения лучших качеств двух предыдущих моделей, за счет чего агрегат обладает меньшим углом и шагом. Его ротор выполнен в виде цилиндрического постоянного магнита, который намагничен по продольной оси. Конструктивно это выглядит как два круглых полюса, на поверхности которых расположены зубцы ротора из магнитомягкого материала. Такое решение позволило обеспечить отличный удерживающий и крутящий момент.


Устройство гибридного шагового двигателя

Преимущества гибридного шагового двигателя заключатся в его высокой точности, плавности и скорости перемещения, малым шагом – от 0,9 до 5°. Их применяют для высококлассных станков ЧПУ, компьютерных и офисных приборах и современной робототехнике. Единственным недостатком считается относительно высокая стоимость.

Для примера разберем вариант гибридных ШД на 200 шагов позиционирования вала. Соответственно каждый из цилиндров будет иметь по 50 зубцов, один из них является положительным полюсом, второй отрицательным. При этом каждый положительный зубец расположен напротив паза в отрицательном цилиндре и наоборот. Конструктивно это выглядит так:


Расположение пазов гибридника

Из-за чего на валу шагового двигателя получается 100 перемежающихся полюсов с отличной полярностью. Статор также имеет зубцы, как показано на рисунке 6 ниже, кроме промежутков между его компонентами.


Рис. 6. Принцип работы гибридного ШД

За счет такой конструкции можно достичь смещения того же южного полюса относительно статора в 50 различных позиций. За счет отличия положения в полупозиции между северным и южным полюсом достигается возможность перемещения в 100 позициях, а смещение фаз на четверть деления предоставляет возможность увеличить количество шагов за счет последовательного возбуждения еще вдвое, то есть до 200 шагов углового вала за 1 оборот.

Обратите внимание на рисунок 6, принцип работы такого шагового двигателя заключается в том, что при попарной подаче тока в противоположные обмотки происходит подтягивание разноименных полюсов ротора, расположенных за зубьями статора и отталкивание одноименных, идущих перед ними по ходу вращения.

По виду обмоток

На практике шаговый двигатель представляет собой многофазный мотор. Плавность работы в котором напрямую зависит от количества обмоток – чем их больше, тем плавне происходит вращение, но и выше стоимость. При этом крутящий момент от числа фаз не увеличивается, хотя для нормальной работы их минимальное число на статоре электродвигателя должно составлять хотя бы две. Количество фаз не определяет числа обмоток, так двухфазный шаговый двигатель может иметь четыре и более обмотки.

Читать еще:  Swap двигателя что нужно

Униполярный

Униполярный шаговый двигатель отличается тем, что в схеме подключения обмотки имеется ответвление от средней точки. Благодаря чему легко меняются магнитные полюса. Недостатком такой конструкции является использование только одной половины доступных витков, из-за чего достигается меньший вращающий момент. Поэтому они отличаются большими габаритами.


Униполярный ШД

Для использования всей мощности катушки средний вывод оставляют не подключенным. Рассмотрите конструкции униполярных агрегатов, они могут содержать 5 и 6 выводов. Их количество будет зависеть от того, выводится срединный провод отдельно от каждой обмотки двигателя или они соединяются вместе.


Схема а) с различными, б) с одним выводом

Биполярный

Биполярный шаговый двигатель подключается к контроллеру через 4 вывода. При этом обмотки могут соединяться внутри как последовательно, так и параллельно. Рассмотрите пример его работы на рисунке.


Биполярный шаговый двигатель

В конструктивной схеме такого двигателя вы видите с одной обмоткой возбуждения в каждой фазе. Из-за этого смена направления тока требует использовать в электронной схеме специальные драйверы (электронные чипы, предназначенные для управления). Добиться подобного эффекта можно при помощи включения Н-моста. В сравнении с предыдущим, биполярное устройство обеспечивает тот же момент при гораздо меньших габаритах.

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.

Читать еще:  Двигатели это какая нагрузка

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.

Методика проверки датчика при помощи мультиметра

Самый надежный и распространенный способ проверить работоспособность датчика – воспользоваться мультиметром. Но для этого регулятор предварительно нужно снять. Обычно, он крепится несколькими винтами около датчика дросселя, но на некоторых автомобилях может быть закреплен специальным раствором или лаком.

Демонтировать РХХ с применением силы нельзя, поскольку существует большой риск повредить впускную систему. В подобном случае придется снимать весь дроссельный узел.

Для проверки электромотора необходимо замерять сопротивление обмоток. Контакты мультиметра нужно поочередно подключать на каждую из обмоток A и B, C и D. Если все работает исправно, то полученные данные попадут в диапазон 40–80 Ом.

В качестве дополнительной проверки мультиметром контакты можно поменять местами. Датчик, в таком случае, должен показать обрыв электрических цепочек.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ДАТЧИКА ХОЛОСТОГО ХОДА

Часто причиной неправильной работы регулятора холостого хода является его загрязнение. В такой ситуации можно заменить датчик (стоимость которого невелика) или очистить его. Очистка датчика холостого хода проходит в два этапа: Специальным средством (например, которое используется для очистки карбюратора) нужно смочить ватную палочку и ею очистить контакты датчика. Делать это необходимо осторожно, чтобы не повредить их; Остальные детали регулятора можно очистить механическим путем с использованием обозначенного выше средства. Смочите им, например, зубную щетку и аккуратно прочистите иглу, шток, пружину, удаляя накопившуюся грязь.

Выбираем РХХ на Ланос, какой лучше

В продаже существует около двух десятков регуляторов от разных производителей, однако, по отзывам владельцев, наиболее точно и корректно работают следующие:

  • регулятор CRB с каталожным номером 1309.2090/17059602 , цена 150 гривен;
  • подозрительный, но чуть дешевле Автотрейд с артикулом АТ17059602 , цена 140 гривен;
  • оригинальный GM-овский регулятор Continental с артикулом 17059602 , 180 гривен;
  • польский FSO 17059602-FSO, цена 146 гривен;
  • корейский KS 17059602/93744675 , цена 165 гривен на 2019 год;
  • самый дешевый, польский TackPart 17059602/93744675 , около 100 гривен;
  • корейский РХХ ANAM 17059602/93744675 .

По возможности публика рекомендует устанавливать родной регулятор GM (Continental), поскольку точность калибровки шагов у разных производителей может отличаться.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector