От чего зависят обороты двигателя
Перейти к содержимому

От чего зависят обороты двигателя

  • автор:

Доступ к сервису временно запрещён

С вашего IP-адреса одновременно поступает очень много запросов.
Такое поведение показалось подозрительным, поэтому мы временно закрыли доступ к сайту.
Возможно, на вашем устройстве есть программы, которые отправляют запросы без вашего ведома.

Что мне делать?

Напишите в службу поддержки через форму обратной связи.
Подробно опишите ситуацию — поможем разобраться, что случилось, и подскажем, как действовать дальше.

Большие обороты холостого хода(нашёл в инете интересную статью) часть 1!

Статья из инета!
В бензиновом двигателе с впрыском топлива обороты двигателя определяются количеством всасываемого воздуха. Чем сильнее будет открыта дроссельная заслонка, тем больше воздуха попадет во впускной коллектор. Компьютер обсчитает количество этого воздуха и определит, сколько бензина нужно под него подать. Что произойдет, если компьютер не будет знать о количестве всасываемого воздуха? Это может случиться, например, при отсутствии сигнала с датчика положения дроссельной заслонки или при появлении во впускном коллекторе нештатной «дырки» (у двигателей с датчиком расхода воздуха). Сначала двигатель начинает поднимать обороты, как при простом открытии дроссельной заслонки, но, поскольку топливная смесь будет становиться все беднее и беднее, двигатель начнет глохнуть. Его обороты будут снижаться, количество всасываемого воздуха – уменьшаться, и топливная смесь снова станет нормальной, что позволит двигателю вновь поднять свои обороты до 1200–1600 об/мин, затем снова снижение оборотов, двигатель начинает глохнуть и так далее… Возникает явление, называемое «плаванием» оборотов.

Но возможен и второй вариант, когда двигатель поднимает обороты холостого хода до 1600–2000 об/мин и ровненько «ревет». Почему? Да просто инжекторы в режиме холостого хода подают слишком много бензина. Это количество бензина позволяет двигателю работать и при 2000 об/мин, ведь «дырка», через которую поступает нештатный воздух, не увеличивается. Вот если бы она стала чуть больше, то при том же количестве поступающего бензина двигатель мог поднять обороты, например, до 3000 об/мин, но затем все равно бы заглох, после снижения оборотов снова «подхватил» – опять появилось бы «плавание» оборотов. Таким образом, если вам удастся поднять обороты двигателя до 2000 об/мин, сняв какую-нибудь вакуумную трубку от впускного коллектора, и двигатель при этом будет работать ровно, значит, у этого двигателя скорее всего существует перерасход топлива. На холостом ходу в двигатель льется столько бензина, что его хватит и для работы при 2000 об/мин. Конечно, многое зависит от конкретной схемы впрыска, описываемая ситуация характерна для двигателей, имеющих счетчик количества всасываемого топлива. Если в двигателе применяется система без счетчика количества всасываемого воздуха, а с датчиком давления во впускном коллекторе, то любой нештатный подсос воздуха вызовет только увеличение оборотов двигателя.

Как мы убедились, и большие обороты холостого хода, и «плавание» оборотов чаще всего вызваны одной причиной – чрезмерным поступлением нештатного воздуха. Есть четыре пути, по которым в двигатель поступает весь воздух, определяющий его обороты.

Во-первых, через дроссельную заслонку. Вы нажали на газ, дроссельная заслонка открылась, во впускной коллектор полетел воздух, и двигатель поднял обороты. Если вы не нажали на газ, а тросик этого газа где-то переломан или просто перетянут, будет то же самое. Тот же эффект, большие обороты холостого хода, может возникнуть при «удачном» размещении на полу салона дополнительного коврика для сбора грязи. В этом случае жесткий коврик постоянно с некоторой силой нажимает на педаль газа, и двигатель держит повышенные обороты.

Во-вторых, через канал холостого хода. У большинства двигателей со впрыском топлива (но не у всех!) есть воздушный канал в обход дроссельной заслонки. Этот канал (канал холостого хода) перекрывается регулировочным винтом, который позволяет изменять сечение канала, измеряя тем самым обороты холостого хода.

В-третьих, воздух поступает через прогревалку – устройство для поддержания повышенных оборотов холостого хода при холодном двигателе. Этот воздушный канал перекрывается специальным штоком или заслонкой. Положение этого штока (или угла поворота заслонки) зависит от температуры капсулы, расположенной в прогревалке. В так называемых водяных прогревалках эта капсула омывается тосолом из системы охлаждения. Когда двигатель горячий, весь шток выдвигается из капсулы, полностью перекрывая воздушный канал. Поступление через него воздуха во впускной коллектор прекращается, и двигатель снижает обороты до холостого хода. На холодном двигателе этот канал открыт, но тогда и датчик температуры дает команду для блока EFI на обогащение топливной смеси, поэтому «плавание» оборотов у холодного двигателя – явление очень редкое. Но если из-за неисправности датчика температуры или его цепей не происходит требуемого обогащения топливной смеси, обороты двигателя могут начать «плавать».

Четвертый путь штатного поступления воздуха во впускной коллектор – воздушный канал, перекрываемый специальным устройством. Это устройство обычно называют серводвигателем принудительного повышения оборотов холостого хода или просто мотором холостого хода. Иногда это импульсный электродвигатель, иногда просто электромагнитный клапан или соленоид с импульсным управлением, – варианты могут быть разными.

Основные функции серводвигателя принудительного повышения оборотов холостого хода (мотора холостого хода) следующие:

•функция управляемого демпфера, для того чтобы двигатель не сбрасывал резко обороты (вы, наверное, замечали, что при сбросе газа стрелка тахометра резко падает, чуть замирает в районе 1000 об/мин и плавно опускается до величины оборотов холостого хода);
•функция принудительного повышения (или поддержания существующих) оборотов двигателя при включении нагрузки (включение фар, кондиционера, обогрева заднего стекла и т.д.);
•функция принудительного повышения оборотов двигателя при запуске: все впрысковые двигатели (если они прогреты и исправны) при запуске сами поднимают обороты до 1500–2000 об/мин и плавно снижают их до величины холостого хода.

Водяной насос (помпа)
При недостаточном уплотнении дренажное отверстие служит для вывода охлаждающей жидкости наружу. Снимая водяной насос по любой причине, обязательно проверьте зазор между торцом лопасти и рабочей поверхностью. Если рабочая поверхность находится на блоке цилиндров или на крышке водяного насоса, зазор можно измерить, используя пластилин. Кусочек пластилина нужно приклеить к торцам 2–3-х лопастей, а затем установить на место водяной насос, но только на двух болтах. Потом насос нужно снова снять и по толщине пластилиновой лепешки определить толщину зазора. Работа водяного насоса тем эффективнее, чем меньше этот зазор. Нормальным считается зазор 0,3–0,5 мм. Его можно корректировать, фрезеруя привалочную плоскость водяного насоса или изменяя толщину прокладки, на которую устанавливают этот насос.

Корпус дроссельной заслонки
Перед дроссельной заслонкой есть отверстия, через которые воздух поступает во впускной коллектор в обход дроссельной заслонки. На пути этого воздуха стоят устройства принудительного повышения минимальной частоты вращения двигателя при холостом ходе.

Если двигатель имеет повышенные обороты холостого хода, или обороты «плавают», т.е. циклически изменяются на 200–400 об/мин (или более), нужно сначала найти канал, где происходит подсос лишнего воздуха. Во-первых, проверьте, все ли трубки от впускного коллектора находятся на своих местах, не порваны ли они. Обычно в таких ситуациях слышен свист воздуха, всасываемого через образовавшееся отверстие. Затем проверьте, полностью ли закрыта на холостом ходу дроссельная заслонка. Известны случаи, когда полностью закрыться заслонке не позволяла попавшая под педаль газа ледышка или «удачно» подвернувшийся коврик. Чтобы убедиться, что дроссельная заслонка на холостом ходу закрыта полностью, проверьте, есть ли слабина у тросика газа, там, где он крепится к секторному рычагу этой заслонки. Кроме того, чтобы плотнее закрыть дроссельную заслонку, можно рукой принудительно провернуть сам секторный рычаг. Если у тросика есть слабина, а секторный рычаг рукой уже не проворачивается, значит, дроссельная заслонка закрыта полностью.

Теперь найдите винт регулировки оборотов холостого хода и, вращая его, попытайтесь снизить обороты двигателя. Если это вам не удастся, то вас можно поздравить: вам предстоит интересная работа по диагностике прогревного устройства и серводвигателя принудительного повышения оборотов холостого хода.

При прогретом двигателе рукой определите температуру водяных трубок, подходящих к блоку дроссельных заслонок (именно там, сбоку или снизу, находится прогревалка). Температура этих трубок должна быть такой же, как у верхнего бачка радиатора и шлангов отопителя салона. Если же трубки чуть теплые, значит, охлаждающая жидкость не циркулирует через прогревалку, следовательно, третий канал поступления воздуха остается открытым и двигатель держит повышенные обороты. Известны три причины отсутствия циркуляции. Первая – в системе охлаждения мало охлаждающей жидкости. Надо сказать, это самая «популярная» причина отсутствия циркуляции. Вторая причина – водяные трубки или сама прогревалка забиты грязью. Грязь здесь появляется в результате варварского отношения к двигателю: вместо того чтобы поменять тосол, ему доливали воду; появилась коррозия – добавили какую-нибудь присадку («антитечи» здорово помогают забить всю систему охлаждения)– перегрелся двигатель. Все это могло произойти в «предыдущей жизни» автомобиля. Автомобильные «убийцы» есть не только в нашем отечестве. Но независимо от того, отсутствует ли в прогревалке циркуляции охлаждающей жидкости или заклинен ее шток, заросший грязью, результат один – воздушный канал остается открытым. Он может быть слегка прикрыт, тогда обороты холостого хода будут не 1800, а 1200 об/мин, но проблема все равно остается. Обратите внимание, что при подобной неисправности водяные патрубки хрустят, если их сжать, – это ломается корка из внутренних отложений, и двигатель склонен к перегреву.

Третья причина недостаточного нагрева устройства обеспечения повышенной частоты работы двигателя (прогревалки) при его прогреве – неэффективная работа помпы. Ее лопасти со временем приходят в негодность и не могут обеспечить нормальную циркуляцию охлаждающей жидкости. В этом случае печка в салоне греет, только когда вы давите на педаль газа, а при пониженных оборотах двигателя она не прокачивается и остывает.

Можно со стопроцентной достоверностью определить, закрыт воздушный канал прогревалки или нет, заткнув чем-нибудь этот канал. Если на вашем автомобиле двигатель без датчика расхода воздуха (3S-FE, 4A-FE, 3E-E, 1G-FE и др.), то, даже не выключая двигатель, можно снять резиновый воздуховод с патрубка блока дроссельных заслонок и внутри, перед самой дроссельной заслонкой, увидеть на стенке отверстие. Если после того как вы заткнете пальцем это отверстие, горячий двигатель сразу снизит обороты (и даже заглохнет, если винт регулировки холостых оборотов уже полностью закручен), значит, воздушный канал не закрыт. Если при этом корпус прогревного устройства горячий, следовательно, из-за грязи заклинило шток, который должен выдвигаться из капсулы. Можно попытаться разобрать и почистить прогревное устройство. Если же корпус не горячий, а только теплый, нужно добиться, чтобы он стал горячим. Может быть, заменить термостат, может быть, прочистить водяные каналы, может, перед радиатором установить какую-нибудь картонку…

Если двигатель оборудован «считалкой» воздуха (1G-GZEV, VG-20E, 6G-73, CA-18, все двигатели с турбонаддувом и др.), то у вас вряд ли получится снять на ходу и заткнуть пальцем воздушный канал. Двигатель скорее всего заглохнет. Поэтому мы делаем так. Выключаем двигатель. Снимаем воздуховод. На внутренней стороне патрубка блока дроссельных заслонок находим отверстие и затыкаем его маленькой тряпочкой. Если отверстия два, закрываем оба, но так, чтобы нашу заглушку не всосало внутрь воздушного канала. Затем надеваем резиновый воздушный патрубок на место, откручиваем винт регулировки оборотов холостого хода на 5–6 оборотов. Запускаем двигатель. Ни в коем случае не трогаем педаль газа! Иначе при открытой дроссельной заслонке мощный воздушный поток может всосать тряпку внутрь. Если после запуска двигателя с помощью винта регулировки оборотов вам легко удастся выставить требуемые обороты холостого хода, значит, воздушный канал прогревного устройства на горячем двигателе открыт, а этого не должно быть.

Одним из самых сложных (и трудоемких) для диагностики случаев нештатного поступления во впускной коллектор воздуха был следующий. Приходит в ремонт машина «Toyota Levin» с двигателем 4А-GZE. Из названия видно, что этот двигатель оборудован механическим наддувом, имеет два распредвала и электронный впрыск топлива. Обороты холостого хода (ХХ) были около 2000 об/мин. Закручивание винта регулировки оборотов ХХ никаких «эмоций» у двигателя не вызывало, т.е. он попросту не реагировал на него. Сняли этому двигателю воздуховод между воздушным фильтром и блоком дроссельной заслонки (датчика потока воздуха у этого двигателя не было), вырезали из плоской жести пластинку и с ее помощью плотно перекрыли вход блока дроссельной заслонки. Этим мы исключили даже малейшее поступление воздуха через канал холостого хода, через неплотно прикрытую дроссельную заслонку и через канал принудительного повышения оборотов холостого хода, т.е. полностью перекрыли двигателю воздух. После запуска двигателя выяснилось, что его обороты снизились до 1800 об/мин. Воздух в двигатель вроде не поступает (мы ведь его перекрыли), а он «молотит» себе 1800 об/мин. Тогда стали разбираться, как вообще воздух поступает во впускной коллектор. И оказалось, что после дроссельной заслонки воздух по специальному воздуховоду поступает к нагнетателю, после него к охладителю («интеркуллеру») и дальше по воздуховоду во впускной коллектор. После этого сняли корпус охладителя и той же пластинкой почти полностью перекрыли вход во впускной коллектор. Оставили только щель около 0,5 мм. Запустили двигатель, и обнаружили, что двигатель «успокоился». Обороты холостого хода составляли около 600 об/мин. Изменением ширины щели они легко изменялись в любую сторону вплоть до полной остановки двигателя (при полном устранении щели). Значит, подсос нештатного воздуха происходит или через механический нагнетатель, или через неплотности в соединении воздуховодов возле него. Сняли все и обнаружили, что корпус нагнетателя целый, все резиновые патрубки одеты как следует и плотно обжаты хомутами. Но где-то же воздух подсасывался? Мы бы еще долго ломали головы и портили нервы владельцу автомобиля, но тут совершенно случайно обнаружили чуть увеличенный люфт вала привода нагнетателя. После этого возникла версия, что разрушено уплотнение вала (должно же там быть какое-нибудь уплотнение, сальник например). К этому времени также выяснилось, что щуп для измерения уровня масла в корпусе нагнетателя (у всех механических нагнетателей своя автономная система смазки) сухой и ржавый. Когда разобрали нагнетатель, увидели, что подшипники в нем сильно разбиты, а специального уплотнения против подсоса воздуха в нем нет. Но выходной подшипник вала у него не простой. Мало того, что он полностью закрытый, но он еще и роликовый, его сепарация (бронзовая, кстати) не штампованная, а точеная, и канавки под ролики очень глубокие и «плотные». Другими словами, точно изготовленный закрытый подшипник и служил, кроме всего прочего, уплотнением вала. Пока был целым. Естественно, такого нового подшипника у нас не было, поэтому вместо него мы установили обычный шариковый, правда, закрытого типа. Когда все собрали на место и вновь специально изготовленной пластинкой перекрыли вход воздуха в блок дроссельной заслонки, то выяснилось, что обороты двигателя (после его запуска) стали 600 об/мин (а раньше были 1800 об/мин). После снятия пластинки, «задавив» все регулировки, получили 850 об/мин. Многовато, конечно, но вполне приемлемо. А владельцу сказали, что надо искать новый нагнетатель. Ведь кроме того, что у него повышенный подсос воздуха из-за нештатного подшипника, в нагнетателе вследствие работы без масла сильно изношены поверхности вращающихся профилей. И нагнетатель, естественно, не нагнетает, как ему положено.

Заканчивая описание проблем, наиболее часто возникающих с водяным прогревным устройством, следует отметить следующее. Если не работает термостат, то воздушный канал в прогревалке также останется открытым, потому что в данном случае прогревалка, как и весь двигатель, остается холодной. Двигатель держит повышенные обороты, но если исправен датчик температуры блока EFI, не «лает», т.е. его обороты не изменяются. В заключение – случай из жизни на эту тему. У машины «Toyota Carib» с двигателем 4A-FE были повышенные обороты холостого хода (1200 об/мин). Все проверки показали, что у него из-за заниженной общей температуры двигателя не полностью закрыт воздушный канал прогревного устройства. Мы сняли двигателю блок дроссельных заслонок и, перевернув его, снизу вскрыли торцевую крышку прогревного устройства. Затем при помощи специально заточенной стамески закрутили седло воздушного клапана на три оборота и поставили все на место. Величина оборотов холостого хода сразу снизилась до 600 об/мин. И уже винтом регулировки мы легко добились требуемых 750 об/мин. Отдавая машину, предупредили владельца, что величина прогревных оборотов теперь у его двигателя будет меньше, но причин для беспокойства нет, ведь на самом деле главное, чтобы эти обороты были устойчивыми, а что они будут не 2000 об/мин, а всего 1400, не так уж и важно.
Кроме водяных прогревных устройств иногда применяются электрические (в автомобилях фирмы «Nissan», в некоторых старых автомобилях «Toyota» и др.). Дефекты этих устройств уже были описаны ранее.

Теперь перейдем к устройствам принудительного повышения оборотов холостого хода. В ремонт приходит автомобиль «Diamante» фирмы «Mitsubishi». Марка двигателя в данном случае не имеет значения, на этих автомобилях стоит только одна серия: V-образные «шестерки», которые к тому же особенно не различаются по навесному оборудованию. Проблема – 2500 об/мин на холостом ходу. Понятно, что комфортно ездить с такими оборотами холостого хода невозможно. Винт регулировки оборотов холостого хода закручен полностью, а при его откручивании обороты только увеличиваются. Мастер обладал определенным опытом, а в руках его была крестовая отвертка, поэтому он тут же открутил три винта и снял корпус импульсного электродвигателя управления оборотами холостого хода (с обмотками). После этого запустил двигатель и пальцами попробовал вращать его ротор: в одну сторону – не вращается, в другую – вращается. При этом двигатель начал снижать обороты. Тогда мастер открутил винт регулировки оборотов холостого хода примерно на три оборота и стал вращать ротор. При этом ось ротора с ходовой резьбой, вращаясь, выталкивала поршенек, снижая обороты двигателя. Постепенно поршенек перекрыл воздушный канал настолько, что установились требуемые 750 об/мин. После этого двигатель заглушили, корпус электродвигателя управления оборотами холостого хода вместе с обмотками поставили на место и вновь запустили двигатель. Обороты холостого хода стали 800 об/мин. При помощи винта регулировки оборотов холостого хода мы снизили их до 750. После этого началось самое интересное. Газанули до 4000 об/мин и заглушили двигатель. Через пару секунд запустили его вновь – обороты холостого хода возросли до 850. Еще раз газанули, заглушили мотор, запустили через пару секунд – обороты холостого хода уже около 1000 об/мин. Проделали все то же самое еще раз и получили уже 1200 об/мин. И так до тех пор, пока обороты холостого хода вновь не достигли 2500 об/мин. В чем же дело? Каждый раз при сбросе газа импульсный электродвигатель, выполняя функцию демпфера, чуть приоткрывал свой воздушный канал, но через 2–3 секунды он должен был этот канал вновь закрыть. Вот этого-то и не происходило. Не происходило и при запуске, когда двигатель после включения зажигания «выставляет запускные обороты», сразу же после запуска снижая их до оборотов холостого хода. Как следует подумав, мы пришли к выводу: либо компьютер не дает команду на закрытие канала, либо оборвана одна обмотка электродвигателя. Оказалось второе. Одна из четырех обмоток не прозванивалась тестером, поэтому электродвигатель мог только открывать свой воздушный канал. После определения неисправности мы снова сняли обмотку, вручную вращая ротор, закрыли воздушный канал и снова все собрали, засунув под ротор клочок газеты, чтобы от вибрации он не вращался. Но не стали надевать разъем на импульсный электродвигатель. Отрегулировали винтом холостого хода обороты двигателя и вернули машину хозяину, сказав: «Если хотите – покупайте новый моторчик, а нет – придется смириться с тем, что при сбросе газа будет наблюдаться „провал“, а при включении нагрузки не будет повышения оборотов холостого хода, т.е. система управления двигателем не будет выполнять функцию принудительного повышения оборотов холостого хода».

Аналогичные импульсные электродвигатели принудительного повышения оборотов холостого хода с разъемом на 6 проводов стоят на многих японских двигателях, в частности, на 1G-GEU, 1G-GZEU, IJZ, 2JZ и других.

В качестве примера «борьбы за обороты» у этих двигателей приведем случай, произошедший с двигателем 1G-GZE, установленном на «Toyota Cresta». Машина уже была в ремонте, и люди, ремонтировавшие ее, все описанное выше знали, но отремонтировать автомобиль все же не смогли. В этом случае обороты холостого хода были около 2000 об/мин. Винт регулировки оборотов холостого хода завинчен до упора. Если пережать толстый резиновый шланг, ведущий от электромотора принудительного повышения оборотов холостого хода к воздуховоду, двигатель снижает обороты и глохнет. Вывод: через воздушный канал системы принудительного повышения оборотов поступает лишний воздух. Этим каналом управляет импульсный электродвигатель, значит, он и виноват. Снимаем импульсный электродвигатель, отделяем его корпус с обмоткой, вручную вращаем ротор, выдвигая шток двигателя, затем ставим все на место. Холостой ход в норме. Но после нескольких прогазовок и остановок двигателя обороты холостого хода двигателя вновь увеличиваются, как и в предыдущем примере с «Diamante». Проверив память компьютера двигателя, выяснили, что в ней есть код неисправности 41 – неправильный сигнал с TPS (throttle position sensor – датчик положения дроссельной заслонки). По включателю холостого хода установили датчик TPS правильно. Код неисправности не исчез. Обратили внимание, что двигатель оборудован системой TRС (система предотвращения пробуксовки ведущих колес) и на панели постоянно горит желтый индикатор TRC. У этой системы есть свой датчик TPS и своя дополнительная дроссельная заслонка, управляемая электромотором от компьютера TRC. Проверили этот датчик TPS, убедились, что обрывов в нем нет, решили отрегулировать его положение. Сняли резиновый воздуховод и при включенном зажигании пальцем полностью закрыли дополнительную дроссельную заслонку. На 3-й и 4-й выводы датчика TPS системы TRC подключили омметр и, повернув корпус датчика, по включателю полностью закрытой дроссельной заслонки системы TRC установили правильное положение датчика TPS. Код неисправности 41 и надпись «TRC» на панели приборов при заведенном двигателе исчезли. Но импульсный серводвигатель по-прежнему не хотел перекрывать свой воздушный канал. Тогда, хотя все обмотки этого моторчика, казалось, были целыми, мы заменили импульсный серводвигатель новым. И холостой ход сразу стал нормальным. По-видимому, в родном электромоторе одна из обмоток имела межвитковое замыкание, что не позволяло ему правильно отрабатывать команды блока управления. А определить межвитковое замыкание с помощью омметра очень сложно.

Гулять запрещено: что такое холостые обороты, и от чего они зависят

Если спросить автовладельца, что такое холостые обороты мотора, он наверняка ответит, что это режим, в котором мотор работает без нагрузки, и будет полностью прав. Многие даже смогут точно назвать правильную величину оборотов для их автомобилей. Но почему эти обороты именно такие? Почему не больше, не меньше, почему они изменяются, как и для чего поддерживаются? Сегодня мы попробуем в этом разобраться.

Как всё начиналось

Н а первых моторах не существовало даже самого понятия холостых оборотов. Частота рабочих и холостых оборотов практически совпадала, а рабочий диапазон двигателя был крайне мал (приблизительно всего от 250 до 450 оборотов в минуту). Ну а куда деваться: меньше нельзя, выше не крутится… Фитильные карбюраторы имели весьма небольшой рабочий диапазон и при малом потоке смеси сильно «переливали». Фактически их настраивали только на рабочие обороты.

Ситуация поменялась примерно к 1915 году. Появление на Packard Twin Six настоящего карбюратора с жиклерами и управления опережением зажигания позволило решить две задачи. Во-первых, значительно увеличить мощность, увеличив рабочие обороты до 3000 в минуту, а во-вторых, снизить устойчивые обороты за счет введения специальной системы смесеобразования на малых оборотах. Иными словами, системы холостого хода.

Под капотом 1916 Packard Twin Six Town Car

Под капотом Packard Twin Six Town Car ‘1916

Все более поздние конструкции карбюраторов уже предусматривали регулировку и настройку смесеобразования на холостых оборотах, часто используя для этого режима отдельные дозирующие системы. Конечно, экология и даже ресурс для тех конструкций не были определяющими факторами, но моторы просто не могли работать на оборотах ниже тех, на которых мог создавать смесь карбюратор. Но затем система стала значительно сложнее.

Зачем нужны холостые обороты?

Пока мотор заглушен, никакого крутящего момента он, разумеется, не создаёт. Но и при работающем моторе мощность растет исключительно с ростом оборотов, а крутящий момент имеет пик в области средних или высоких оборотов (на наддувных двигателях момент появляется раньше, но тоже далеко не с нуля).

крутящий момент атмосферного двигателя

крутящий момент турбированного двигателя

Чтобы нагрузить мотор полезной нагрузкой, нужно, чтобы он уже устойчиво крутился и был готов создавать крутящий момент. Иначе он просто заглохнет. Простите, что так сложно объясняю простую вещь, но это крайне важный для понимания дальнейшего момент.

Нагрузить ДВС можно только если он уже работает на устойчивых и достаточных для восприятия нагрузки оборотах. Никаких способов обойти это ограничение нет. Можно только избежать этой проблемы, используя дополнительный двигатель, который будет работать вместо ДВС до достижения тем рабочих оборотов. Например, такую функцию выполняет электромотор на гибридах или пневматический стартер с избыточной мощностью.

Те обороты, с которых мотор может воспринимать нагрузку, и называются холостыми.

Все обороты выше холостых — рабочие. Ниже начинается зона пусковых оборотов, на которых двигатель не переносит нагрузку по тем или иным причинам. Для большинства моторов легковых автомобилей холостые обороты составляют 500-900 оборотов в минуту, что не так уж мало. В случае использования АКПП можно немного «схитрить» и установить холостые обороты без нагрузки со стороны трансмиссии ниже, повышая их только при включении режима «Drive» в коробке.

Почему холостые обороты не постоянны?

При разных системах питания причины изменения холостых оборотов различны. На ДВС с простыми нерегулируемыми карбюраторами обороты зависят от нагрузки и смесеобразования. Если срабатывают автоматы увеличения оборотов, то с ростом нагрузки обороты будут падать. То же самое произойдёт из-за плохого смесеобразования, но этого стараются избежать, применяя различные системы холодного запуска, которые завышают обороты для обеспечения устойчивой работы двигателя.

Чем совершеннее система питания, тем менее заметны колебания. С простым карбюратором водитель сам регулирует холостые обороты. Его вмешательство требуется, если температура двигателя или нагрузка на него отличаются от выставленных при регулировке холостых оборотов. С электронным карбюратором с автоматом холодного запуска водитель уже ничего не регулирует, но обороты заметно повышаются для обеспечения устойчивой работы до прогрева.

Под капотом ВАЗ-2107 Жигули

Под капотом ВАЗ-2107 Жигули ‘1997–2006

Системы впрыска разве что позволят немного завысить холостые обороты до прогрева лямбда-сенсоров и удержат их чуть повышенными до нормализации смесеобразования на 100-1000 оборотов в минуту. И ещё они могут немного увеличить обороты при увеличении нагрузки со стороны системы кондиционирования или нагрузки от генератора. Во всех остальных случаях исправная система должна поддерживать обороты практически постоянными, в пределах +/- 30 оборотов в минуту.

К сожалению, все способы регулирования не идеальны. Регуляторы ХХ и дроссельные заслонки с электроприводом со временем загрязняются, не все свечи и форсунки работают идеально, системы EGR пропускают газы, сбоят системы регулирования фаз, а у цилиндров может быть разная компрессия, отчего в реальной жизни на старых машинах обороты все же немного «гуляют»: излишне просаживаются под нагрузкой или наоборот, завышаются.

Почему холостые обороты именно такие?

Выбор холостых оборотов — это всегда компромисс. Увеличивать их – значит увеличивать расход топлива и теплоотдачу двигателя без нагрузки, что, очевидно, является плохой идеей и для гражданской машины не годится. Снижение же приводит сразу к нескольким неприятным последствиям.

Во-первых, нарушается смесеобразование. Процессы в ДВС динамические, и вся его конструкция рассчитана на рабочие обороты. При снижении частоты вращения ухудшается очистка цилиндров от отработанных газов, затрудняется наполнение цилиндров свежей смесью, растут потери на перепуск, а значит, падает и мощность.

Может, такое занижение ХХ сделает мотор хотя бы экологичнее? Тоже нет. Скорее, наоборот. Даже если двигатель сохраняет возможность восприятия нагрузки на оборотах менее холостых, его рабочий процесс будет далек от расчетного. Например, на оборотах менее 400-500 часто даже катколлекторы перестают прогреваться до рабочей температуры, а количество пропусков зажигания растет.

Серьезной проблемой является снижение давления масла и объема его подачи. Тут все просто: меньше обороты — ниже давление. При каком-то минимуме давления подшипники скольжения выходят из режима жидкостного трения, и ресурс мотора стремительно уменьшается. И чем выше нагрузка, тем выше должно быть давление, а значит, и обороты мотора.

Нагрузка на мотор уже на холостых оборотах может быть значительной (особенно с МКПП). Автоматические коробки передач способны предотвратить неприятности, но проблемы полностью не решают, хотя значительно увеличивают ресурс ДВС в целом. В результате давление масла на холостых оборотах должно быть уже достаточным для восприятия полной нагрузки на мотор. К сожалению, чем выше давление и производительность маслонасоса на холостых оборотах, тем больше избыток давления на рабочих. А значит больше расход топлива, меньше ресурс масла. Регулируемый маслонасос позволяет немного улучшить ситуацию, но в основном все же служит для компенсации избыточного снижения давления масла после прогрева двигателя, а не для снижения оборотов холостого хода.

На машинах с автоматической коробкой передач нужно учитывать и ее «пожелания». Ведь маслонасос АКПП приводится от коленчатого вала двигателя, а значит и работа коробки передач зависит от оборотов холостого хода. При слишком малых оборотах давления не хватит на корректную работу механико-гидравлической системы управления. А для систем старт-стоп приходится устанавливать гидроаккумуляторы и дополнительные электронасосы. Это позволяет гидравлике включаться в работу сразу при запуске двигателя, а не спустя пять-десять секунд.

Привод различного навесного оборудования тоже создает сложности. Генератор, насосы ГУРа и кондиционера и помпа системы охлаждения имеют ограниченный рабочий диапазон, поэтому передаточное отношение системы привода дополнительных агрегатов подбирают с учетом максимальных оборотов двигателя. А минимальные обороты любого из устройств и нагрузка на подсистемы машины ограничивают нижнее значение холостых оборотов. Слишком большое снижение оборотов может привести к перегреву многоцилиндровых моторов из-за нарушения циркуляции жидкости, к разряду аккумулятора или неработоспособности системы кондиционирования. Правда, эти проблемы тоже решаемы.

Тут выручают переход на электроприводы усилителя руля, насосов системы охлаждения и кондиционера и установка регулируемого привода помпы. К счастью, генераторы имеют очень большой рабочий диапазон и не теряют КПД при высоких оборотах. Но у этих мер есть и недостатки. Зачастую они влекут за собой лишние затраты, а часто — и снижение КПД систем за счет двойного преобразования энергии.

Вибрация мотора при снижении оборотов в основном связаны с неустойчивостью рабочего процесса, но есть у неё и несколько других причин. Например, система подвески ДВС умеет гасить колебания только в определенном диапазоне частот. И чем ниже обороты, тем сложнее гасить возникающие вибрации. Причём помимо вибраций, передаваемых на кузов и влияющих на комфорт водителя и пассажиров, существует еще такая вещь как крутильные колебания, которые разрушительно действуют на трансмиссию и колеса.

тахометр на холостых оборотах

Чем ниже обороты мотора, тем сложнее их гасить. Приходится или использовать не блокируемые гидротрансформаторы или двухмассовые маховики, или сочетание двух технологий одновременно. Повышение оборотов холостого хода позволяет снизить колебания момента при каждом обороте, отодвинуть частоты всех колебаний дальше от резонансных и сделать работу всех систем подавления вибраций эффективнее.

Что такое холостые обороты двигателя, и для чего они нужны

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

Что собой представляют холостые обороты?/ Фото: drive2.com

1. Что означает холостой ход автомобиля

Без холостого хода автомобили были бы неуклюжими, как черепахи/ Фото: mashintop.ru

Холостой ход насчитывает более чем столетнюю историю развития и модернизации карбюраторных и инжекторных механизмов впрыска. Удивительно, но на первых автомобилях самого понятия холостого хода как такового не существовало, как не было и привычного нам диапазона рабочих оборотов, которые ограничивались 250-500 непостоянными вращениями двигателя. Впервые автомобили начали оснащаться регулируемыми оборотами холостого хода лишь в 1915 году.

В современных автомобилях работа двигателя без нагрузки обеспечивается регулятором холостого хода, или датчиком ХХ. Устройство представляет собой клапан, интегрированный в дроссельную заслонку мотора. Регулировка происходит за счёт контролируемой подачи воздуха через клапан, минуя заслонку, которая без нагрузки двигателя находится в закрытом положении.

Отсутствие холостых оборотов лишило бы машину дополнительных функций/ Фото: dieselkraft.by

Если бы в автомобилях не было холостых оборотов, они были бы неуклюжими, как черепахи, и у них практически отсутствовали бы дополнительные функции. Дело в том, что без нагрузки работающий двигатель продолжает обеспечивать автомобиль питанием, вращая генератор, крутит топливный и масляный насос, которые поддерживают жизненно важные циклы работы двигателя, а также делают возможным точную работу системы зажигания.

Если представить себе автомобиль без холостых оборотов, то при попытке тронуться с места его двигателю пришлось бы испытать критические перегрузки, при этом высокий крутящий момент был бы достигнут до того, как стенки цилиндров успели должным образом смазаться маслом и нагреться до рабочей температуры.

Подобная схема работы двигателя возможна лишь на гибридных автомобилях, где все устройства питаются электродвигателем. Основной же двигатель принимает на себя нагрузку лишь после разгона до определённой скорости, когда уже набрана рабочая температура и достигнуты смазывающие свойства мотора.

2. Какие функции выполняют холостые обороты двигателя

Для чего нужны холостые обороты мотору?/ Фото: drive2.com

Холостые обороты двигателя выполняют важную роль в движении автомобиля и сильно зависят от типа и качества топливной смеси. Напрямую на количество оборотов двигателя вхолостую влияет скорость сгорания топлива. Так, бензиновые двигатели будут крутиться в диапазоне от 800 до 1000 оборотов в минуту, а дизельные – от 500 до 800.

У регулятора ХХ несколько очень важных функций:

1. Обеспечивать равномерный прогрев двигателя при первичном запуске (на холодную).

2. Повышать обороты двигателя, который ещё не успел прогреться, но начал работать под нагрузкой.

3. Уменьшать время, за которое двигатель наберёт максимальный крутящий момент. В автомобилях с гибридными двигателями эту функцию выполняет электромотор.

4. Раскручивать двигатель одновременно с увеличением энергопотребления для нормального обеспечения электроэнергией всех приборов автомобиля и снятия нагрузки с генератора. Например, при включении печки, магнитолы или фар дальнего света холостые обороты двигателя будут автоматически увеличены.

5. Поддерживать обороты двигателя без нагрузки в заданных пределах.

6. Удерживать обороты при резком отпускании педали газа и экстренном торможении, чтобы исключить заглушение двигателя.

7. Исключать вероятность обеднения топливной смеси, которая может причинить серьёзный вред двигателю.

Байпас Skoda Octavia RS/ Фото: drive2.ru

Неотъемлемой частью регулятора холостого хода является обходной воздушный канал, или байпас. Рабочим элементов РХХ можно назвать технологическое отверстие, которое закрывается или открывается при помощи игольчатого клапана.

Движение иглы обеспечивается статором, где игла выступает в качестве ротора, или электромагнитной обмоткой, где ротор перемещается за счёт электромагнитных сил. Исполнительный механизм может также быть в виде соленоида, который при подаче напряжения открывает или закрывает заслонку регулятора.

3. Основные неисправности механизма холостого хода в автомобиле

Регулятор холостого хода/ Фото: himpribor-reaktiv.ru

Заданные производителями автомобилей обороты двигателей оптимальны и позволяют потреблять минимум топлива, при этом не засоряя камеры сгорания отложениями отработанных газов и выбрасывая в атмосферу максимально возможный чистый выхлоп.

Во многом холостые обороты двигателя зависят от особенностей работы силового агрегата и его масляного насоса в частности. Так, для обеспечения нормальных смазывающих свойств стенок цилиндров электроника автомобиля будет поддерживать определённое количество оборотов на холостом ходу.

Правильная работа автомобиля на холостых оборотах в свою очередь зависит не только от исправного регулятора ХХ, но и от многих других причин. Так, плавающие обороты, как самая распространённая проблема ХХ, могут быть следствием:

Неисправности РХХ можно определить по нескольким простым признакам. Если при увеличении нагрузки электрической сети автомобиля не повышаются обороты двигателя, либо происходит их непроизвольное повышение или понижение, можно говорить о выходе из строя датчика.

Другие распространённые признаки – это глушение двигателя при попытке тронуться с места, а также низкие обороты на холодном двигателе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *