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

Электромагнитный клапан для запуска двигателя

Электрическая система ГБО

Наиболее распространенным устройством, уп­равляющим электромагнитными клапанами электрической системы, является переключатель вида топлива, который обеспечивает подвод газа в редуктор, бензина – в карбюратор, более легкий запуск холодного двигателя и перевод его без остановки с бензина на газ и наоборот. Переключатель с кнопкой ручного впрыска топ­лива для запуска двигателя устанавливается, как уже было отмечено выше, под щитком приборов автомобиля и должен быть легкодоступным, чтобы водитель мог одновре­менно поворачивать ключ в замке зажигания и нажимать на кнопку запуска. Его подключение следует проводить по маркировке, указанной на клеммах оборотной стороны переключателя. К клемме «+» через предохранитель подводится напряжение, снимаемое с замка зажигания (при его включении). Клеммы переключателя соеди­няются пайкой проводами соответственно мар­кировке с электромагнитным газовым и бен­зиновым клапанами. Через четвертую клемму подается напряжение на электромагнитное ус­тройство пуска на редукторе.

Рычажок переключателя вида топлива может быть установлен в одном из четырех фиксиро­ванных положений: «Газ», «Наполнение кар­бюратора бензином», «Бензин», «Отключение бензина и газа». Нажатием кнопки с рычажком, установленным в положение «Газ», включается пусковой электромагнитный клапан, вмон­тированный в редуктор и обеспечивающий по­дачу в смеситель карбюратора дополнительной порции газа среднего давления из второй ступе­ни редуктора для обогащения смеси при пуске холодного двигателя или после длительной сто­янки, если холодный двигатель не запускается с первого раза. Продолжительность нажатия на кнопку 1…3 с.

Для перевода работы двигателя с бензина на газ рычажок переключателя поворачивают по часовой стрелке на четверть оборота в положе­ние «Отключение бензина и газа». При этом оба электромагнитных клапана бензина и газа будут закрыты, и поплавковая камера начнет освобождаться от бензина. Когда бензин в поплавковой камере карбюратора выработается, двигатель станет работать неустойчиво. При возникнове­нии перебоев в работе двигателя рычажок пере­ключателя поворачивают еще на четверть обо­рота по часовой стрелке в положение «Газ», и двигатель продолжает работать на газе. Чтобы переключиться с газа на бензин, переводят ручку по часовой стрелке на четверть оборота в положение «Наполнение карбюратора бензи­ном», и через 5…7 с поворачивают рычажок по часовой стрелке в положение «Бензин». Про­цесс перехода с бензина на газ более длитель­ный, чем с газа на бензин, так как в первом случае требуется дополнительное время полно­го расхода оставшегося в поплавковой каме­ре бензина.

В случае несрабатывания электромагнитных клапанов переключатель вида топлива ставят в положение «Отключение бензина и газа» и используют ручное управление бензинового электромагнитного клапана.

Во время монтажа электропроводки электри­ческие шнуры должны проходить вдали от ис­точников тепла. При этом не должно быть трения о металлические поверхности.

Электрооборудование с электронным блоком управления и датчиком импульсов предназначе­но для электропитания элементов менее распро­страненной, но перспективной газобаллонной аппаратуры (рис. 2.44).

Электронный блок управ­ления2, работой которого управляет датчик импульсов 5, при включении зажигания и переводе переключателя вида топлива 7 в положение «Газ» обеспечивает следующие операции:

— открывает на 2…3 с пусковой электромаг­нитный клапан редуктора 1 и электромагнит­ный клапан газа 3 для поступления в редуктор порции газа для запуска двигателя;

— закрывает эти клапаны при остановке дви­гателя;

— открывает клапаны при работающем дви­гателе.

Переключатель вида топлива под­ключен к источнику напряжения – катушке зажигания 4 через предохранитель.

Автомобили с механическими и электронны­ми системами впрыска топлива и турбонаддувом (наддувом турбокомпрессором) также мож­но переоборудовать на сжиженный нефтяной газ. Переоборудование заключается в установке дополнительного механического и электронно­го газовых устройств с блоком управления для автоматической подачи и перекрытия впрыска бензина или газа с использованием специаль­ных реле.

Рис. 2.44. Электрическая схема подключения газобаллонной аппаратуры: 1 – редуктор; 2 – электронный блок управления: 3 – электромагнитный газовый клапан; 4 – катушка зажигания; 5 – датчик импульсов; 6 – электромагнитный бензиновый клапан; 7 – переключатель вида топлива.

Электрическая схема системы питания ГБА СНГ ОАО «РЗАА» представлена на рис. 2.45.

Поступлением газа или бен­зина управляют электромагнит­ные газовый 4 и бензиновый 12клапаны.

Напряжение на катушки этих клапанов поступает от переклю­чателя «Бензин» – «Газ». На пе­реключатель напряжение посту­пает от замка зажигания 10. Обычно для удобства «плюсо­вой» провод переключателя со­единяется с замком зажигания, а с плюсовой клеммой катушки зажигания 7 – через предохра­нитель 8.

Таким образом, в нейтраль­ном положении переключателя 13оба клапана закрыты. В поло­жении переключателя «Бензин» открыт бензиновый клапан, а в положении переключателя «Газ» на обмотки катушек газовых клапанов 6 и 4 поступает напряжение через электронный блок управ­ления электромагнитными клапанами.

Этот блок выполняет функцию пускового и предохранительного устройства. Блок управления (БУ) имеет датчик вращения коленча­того вала двигателя, расположенный на центральном проводе высо­кого напряжения катушки зажигания, и включает клапаны при ус­ловии, если от него поступает сигнал искрообразования при враще­нии двигателя. Если такой сигнал не поступает в БУ, то клапаны выключаются через 1.5 с. При неработающем двигателе блок обеспе­чивает кратковременное открытие клапанов 6 и 4 на 1.5 с и поступ­ление пусковой дозы газа для запуска двигателя. Если при этом по каким-либо причинам двигатель не заведется, блок 1 автоматически прекратит дальнейшее поступление газа. Таким образом, блок пре­дотвращает поступление газа при включенном зажигании и нерабо­тающем двигателе, например, когда двигатель заглох. Во время по­пытки запуска двигателя и в процессе его работы клапаны открыты.

Рис. 2.45. Электрическая схема системы питания СНГ: 1 – блок управления; 2 – корпус автомобиля; 3 – редуктор; 4 – электромагнит­ный газовый клапан; 5 – соединитель; 6 – электромагнитный клапан пускового редуктора; 7 – катушка зажигания; 8 – предохранитель; 9 – датчик вращения двигателя; 10 – замок зажигания; 11 – клемма «+» аккумулятора; 12 – бензоклапан; 13 – переключатель «Бензин»-«Газ»; 14 – провод

Для включения цепи подачи напряжения БУ в других системах может использоваться другой вид управляющего сигнала. Напри­мер, в ГБО ЗАО «Автосистема» используется сигнал, представля­ющий собой гармонику переменного тока, возникающую во вре­мя работы генератора переменного тока в цепи постоянного тока. Электрические схемы газовых систем питания, имеющих ре­дукторы с разгрузочными устройствами и, следовательно, без пред­охранительных клапанов на редукторах низкого давления, не име­ют специальных электронных блоков и поэтому проще и надежнее в эксплуатации (например, «САГА» и НЗГА). Эти схемы имеют только катушки обмоток клапанов и переключатель «Бензин»- «Газ», подключенный через предохранитель к замку зажигания.

Системы питания «САГА» могут иметь дополнительное элект­рооборудование для дистанционного контроля уровня топлива в баллонеСНГ.

Дата добавления: 2016-02-09 ; просмотров: 6294 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Система электронного управления автоматической коробкой передач

Системы управления

Система электронного управления автоматической коробкой передач считывает информацию, поставляемую датчиками автомобиля, и преобразовывает эти данные в выходные сигналы. Эти сигналы воздействуют на электромагнитные клапаны, которые управляют синхронизацией переключения передач, характером переключения передач и работой муфты гидротрансформатора. В этом разделе идентифицируются элементы системы электронного управления и описывается, как они работают.

До этого момента мы описали теоретические основы и практические принципы работы гидравлически активизируемых коробок передач. С изменением технологий системы с регулятором и с вакуумным модулятором, используемые на гидравлически активизируемых коробках передач, были заменены электрическими электромагнитными клапанами, переключателями и датчиками.

Читать еще:  Двигатель sr20de какие свечи

Преимущества электронно управляемых автоматических коробок передач -следующие:

• Увеличенная экономия топлива и повышенные динамические характеристики
• Улучшенное качество переключения передач
• Уменьшенный уровень шума и вибрации
• Больший контроль со стороны водителя
• Самодиагностика

Теоретические сведения по электронике

Система электронного управления — это специальная компьютерная система, которая принимает входные сигналы от различных датчиков, расположенных в автомобиле. На основе информации, поставляемой этими датчиками, система электронного управления посылает выходные сигналы, которые активизируют различные электромагниты. (Электромагнит — это тип электрического переключателя, который имеет проволочную катушку. Когда прикладывается электрический ток, катушка намагничивается. Электромагнитное поле перемещает якорь, который размыкает и замыкает переключатель.) Эти электромагниты управляют гидравлическими и механическими функциями, которые заставляют работать коробку передач. Система электронного управления определенным образом управляет синхронизацией переключения передач, регулировкой давления в магистрали и работой муфты гидротрансформатора.

Теоретические сведения о модуле управления

«Мозг» системы электронного управления -это модуль, в котором находятся электронные печатные схемы, микропроцессорные чипы и штекерные разъемы для входных и выходных устройств.

Используя информацию, получаемую от входных датчиков, модуль управления определяет нагрузку двигателя, скорость и рабочие условия двигателя и рабочие условия коробки передач. Затем модуль управления управляет выходными электромагнитами, выборочно заземляя или подавая напряжение к некоторым электрическим цепям.

Входные и выходные сигналы

Некоторые входные сигналы исходят из датчиков, относящихся к двигателю, таких как датчик массового расхода воздуха, датчик температуры воздухозабора и датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя. Эти датчики дают модулю управления информацию о текущем рабочем состоянии двигателя.

Другие входные сигналы базируются на запросах водителя. Например, датчик положения дроссельной заслонки сообщает информацию о положении педали акселератора. Другие входные сигналы исходят непосредственно из коробки передач. Например, датчики подают информацию о частоте вращения вторичного вала, температуре трансмиссионной жидкости и выборе диапазона передач.

Используя эти входные сигналы, модуль управления определяет правильное время и условия для переключения передач или активизации муфты гидротрансформатора. Кроме того, модуль управления задает давление в магистрали, необходимое для обеспечения максимальной плавности переключения передач (характера переключения передач).

Для выполнения этих функций модуль управления обычно управляет четырьмя электронными электромагнитными клапанами: двумя для переключения передач, одним для модуляции муфты гидротрансформатора и одним для управления давлением в магистрали.

Входные устройства модуля управления

Имеются два основных типа входных сигналов модуля управления:

• Входные сигналы, связанные с объектами вне коробки передач, такими как охлаждающая жидкость двигателя и муфта компрессора системы кондиционирования воздуха. Эти входные устройства включают в себя датчики, которые определяют запросы водителя и двигателя.
• Входные сигналы, относящиеся непосредственно к коробке передач, такие как частота вращения вторичного вала и температура трансмиссионной жидкости.

Эти входные сигналы описываются на следующих страницах. Описание рассчитано на то, что вы знакомы с терминами, относящимися к автомобильным электрическим системам.

Датчик диапазона коробки передач (TR) располагается на картере коробки передач в месте расположения рычага выбора передач. Этот датчик включает в себя ряд понижающих резисторов, которые действуют как делители напряжения. Модуль управления постоянно контролирует показания напряжения в датчике TR, что позволяет определять положение рычага выбора передач (например, Р, R, N, D или 1).

Датчик частоты вращения вторичного вала (OSS) и датчик частоты вращения первичного вала (ISS)

Датчик частоты вращения вторичного вала (OSS) и датчик частоты вращения первичного вала (ISS) — это магнитные датчики. Датчик OSS посылает модулю управления сигнал напряжения, пропорциональный частоте вращения коронной шестерни вторичного вала. Датчик ISS посылает модулю управления сигнал напряжения, пропорциональный частоте вращения первичного вала. Модуль управления использует эту информацию для определения порядка переключения передач, регулировки давления в магистрали и управления муфтой гидротрансформатора.

Датчик скорости автомобиля (VSS)

Датчик скорости автомобиля (VSS) — это магнитный датчик, установленный около задней части коробки передач. Датчик VSS, приводимый в движение маленькой шестерней, посылает модулю управления сигнал напряжения, пропорциональный частоте вращения вторичного вала. Модуль управления использует этот сигнал в качестве дополнительного входного сигнала только для изменения порядка переключения передач на более высокую передачу. (Датчик OSS дает модулю управления первичную информацию о скорости автомобиля.)

В некоторых автомобилях используется сигнал скорости автомобиля, поступающий от другой системы, такой как система ABS.

Широтно-импульсный модулированный (PWM) электромагнитный клапан управляет активизацией и отпусканием муфты гидротрансформатора. Будучи активизированной, это муфта блокирует турбину и крышку гидротрансформатора вместе, образуя механическую связь между двигателем и первичным валом коробки передач.

Модуль управления дает сигнал этому электромагнитному клапану, разрешая соответствующему количеству жидкости пройти в клапан управления муфтой гидротрансформатора. Количество жидкости, находящейся под давлением, управляет перемещением поршня муфты. Этот электромагнитный клапан также называется электромагнитным клапаном управления муфтой гидротрансформатора (ТСС).

Выходные устройства системы управления

Используя входные сигналы от различных датчиков автомобиля, выходы модуля управления дают сигналы электромагнитным клапанам, которые управляют работой коробки передач.

Типы электромагнитных клапанов

В качестве выходных устройств используются электромагнитные клапаны трех различных типов:

• Широтно-импульсный модулированный электромагнитный клапан — управляет муфтой гидротрансформатора
• Электромагнитный клапан включения/выключения — включает или выключает поток трансмиссионной жидкости к клапанам переключения передач
• Электромагнитный клапан с регулируемым усилием — регулирует характер переключения передач, управляя давлением в магистрали

Датчик температуры трансмиссионной жидкости (TFT) — это терморезистор, расположенный на блоке клапанов управления коробкой передач. Его сопротивление изменяется с изменением температуры трансмиссионной жидкости. Модуль управления измеряет напряжение датчика TFT, чтобы определить температуру трансмиссионной жидкости.

Модуль управления использует сигнал датчика TFT, чтобы определить, действительно ли требуется порядок переключения передач для «запуска из холодного состояния» или нет. Когда трансмиссионная жидкость холодная, модуль управления изменяет нормальный порядок переключения передач и предотвращает активизацию (включение) муфты гидротрансформатора.

Модуль управления использует сигнал датчика TFT также для блокировки гидротрансформатора, чтобы уменьшить температуру масла.

Два или три простых электромагнитных клапана включения/ выключения, установленных в одном корпусе, управляют потоком жидкости к клапанам переключения передач. Электромагнитные клапаны могут называться электромагнитным клапаном переключения передач 1 (SS1) и электромагнитным клапаном переключения передач 2 (SS2) или электромагнитными клапанами переключения передач А, В и С. Эти электромагнитные клапаны не регулируют количество жидкости в каналах, они просто включают или выключают прохождение потока.

Электромагнитный клапан с регулируемым усилием (VFS) управляет характером переключения передач посредством регулировки давления в магистрали, что позволяет обеспечить соответствие состояний двигателя и коробки передач, а также учесть запросы водителя. За счет регулировки давления в магистрали, чтобы обеспечить соответствие состояний, система электронного управления обеспечивает плавность переключения передач. VFS, который управляет давлением в магистрали, называется электромагнитным клапаном электронного управления давлением (ЕРС).

Работа электромагнитных клапанов

Электромагнитный клапан управления муфтой гидротрансформатора (ТСС) подает к муфте полное давление, не подает никакое давление или подает изменяющееся давление. Когда шаровой клапан закрывается, никакой поток жидкости под давлением не идет к клапану управления муфтой, и муфта отпускается. Когда шаровой клапан полностью открыт, к муфте подается полное давление, и она активизируется.

Читать еще:  Двигатель aab нет давления масла

Электромагнитный клапан ТСС также может подавать частичный поток к муфте для блокировки проскальзывания. При блокировке проскальзывания модуль управления быстро включает и выключает электромагнитный клапан в течение переменных промежутков времени. Шаровой клапан открывается и закрывается, посылая жидкость короткими импульсами к клапану управления муфтой. Таким образом, электромагнитный клапан ТСС модулирует давление, подаваемое к муфте, которое увеличивает плавность работы коробки передач и экономию топлива.

Модуль управления управляет моментами автоматического переключения передач, посылая сигналы к электромагнитным клапанам включения/ выключения управления переключением передач.

Электромагнитные клапаны могут включаться или выключаться в различных комбинациях. Эти комбинации определяют, какие клапаны переключения передач работают. Например, SS1 включен, a SS2 выключен на ручной первой передаче. На второй передаче включен только SS2.

Электромагнитные клапаны управления переключением передач обычно выключены, если они электрически не активизированы модулем управления. Когда электромагнитный клапан выключается, шаровой клапан открывается, и жидкость течет назад в масляный картер. Когда электромагнитный клапан включается, шаровой клапан закрывается, и жидкость идет к клапанам переключения передач. В отличие от электромагнитного клапана ТСС электромагнитные клапаны электронного управления переключением передач имеют только два состояния, открытое или закрытое. Они не могут обеспечивать частичный поток.

Электромагнитный клапан электронного управления давлением (ЕРС) — это электромагнитный клапан с регулируемым усилием, содержащий золотниковый клапан. Чтобы управлять давлением в магистрали, модуль управления посылает изменяющееся количество тока к электромагнитному клапану ЕРС. Когда никакой ток не подается, золотниковый клапан в электромагнитном клапане ЕРС открывается полностью и из клапана исходит максимальное давление в магистрали. Когда модуль управления увеличивает подачу тока к электромагнитному клапану ЕРС, золотниковый клапан пропорционально закрывается, уменьшая давление в магистрали.

Электромагнитный клапан ГБО современного автомобиля

Любой компонент газобаллонного оборудования очень важен. Электромагнитный клапан ГБО отвечает за его безопасность и стабильную работу.

Электромагнитный клапан ГБО с функцией грубой очистки газа

Этому соответствуют две его основные функции. Во-первых, прекращение подачи газа высокого давления к редуктору, когда двигатель не работает. Во-вторых, очистка пропан-бутана, обеспечивающая устойчивую работу ГБО и мотора автомобиля. Эта функция не является обязательной. Есть варианты исполнения устройства, когда такая обработка газа не предусматривается.

Электромагнитный клапан ГБО

Он имеет довольно простое устройство, а обслуживание не представляет проблем. Важно выполнять профилактические работы вовремя. Тогда клапан отработает свои задачи стабильно и исправно. Все такие устройства разных производителей имеют примерно одинаковую конструкцию. Есть варианты исполнения в виде отдельного узла ГБО или составляющей части газового редуктора-испарителя.

Устройство и работа

Исходя из решаемых задач, электромагнитный клапан ГБО (ЭМК) состоит из двух частей – электрической и фильтрующей. Первая представляет собой электромагнитную катушку, управляющую перемещением штока с запорным клапаном. Он открывает или прекращает поток газа к редуктору в зависимости от своего положения.

Внутреннее устройство клапана

При отсутствии напряжения 12 вольт на катушке, клапан прижимается к пропускному отверстию усилием пружины. Это случается, когда двигатель заглушен, или работает на бензине. Активация катушки происходит в двух случаях.

Во-первых, когда холодный двигатель при запуске прогрелся до нужной температуры. В этот момент на катушку автоматически подается напряжение. Возникающее магнитное поле преодолевает сопротивление пружины, и заставляет шток перемещается вверх. Клапан, расположенный на штоке, открывает пропускное отверстие. Газ начинает поступать к редуктору. В таком положении электромагнитный клапан ГБО будет находиться до исчезновения напряжения.

Когда это произойдет, он обратно закроется. Значит, газ высокого давления в подающем трубопроводе будет находиться только от баллона до клапана. В этом состоит функция безопасности (пропан-бутан во время стоянки автомобиля имеет ограниченное распространение).

Второй вариант таких действий имеет место, когда водитель принудительно использует кнопку изменения видов топлива «газ-бензин». Все происходит аналогично.

Очистка газового топлива

Это вторая функция, которую выполняет электромагнитный клапан ГБО. В его отдельной камере устанавливается фильтр грубой очистки. Здесь от используемого пропан-бутана отделяются вредные примеси. Это могут быть металлические включения, пыль или грязь. Их нужно задержать от дальнейшего продвижения по системе ГБО. Тем самым обеспечивается решение двух задач.

Фильтрующий элемент подлежит замене через установленное время или по необходимости

Во-первых, сохранность элементов редуктора и его исправная работа. Во-вторых, уменьшается нагрузка на далее расположенный по ходу газа фильтр тонкой очистки. Значит он сможет обеспечить чистым пропан-бутаном форсунки и сам двигатель.

Само по себе засорение фильтра не вызывает нарушение основной функции ЭМК – управление подачей газа. Однако следить за состоянием фильтрующего элемента крайне важно. При необходимости или через каждые 10 000 километров пробега автомобиля его обязательно следует заменить. Технология замены проста и не требует специальной подготовки. При желании это можно сделать самостоятельно, подобрав необходимую его марку.

Электромагнитный клапан ГБО в составе редуктора

Многие производители современного газового оборудования для автомобилей включают электромагнитный клапан в состав самого редуктора.

Электромагнитный клапан ГБО может входить в состав конструкции редуктора-испарителя

В таком случае отпадает необходимость устанавливать его как отдельный узел. Все функции этого устройства остаются теми же и выполняются идентично.

Какие еще есть варианты

Есть случаи, когда при монтаже ГБО установщик предлагает смонтировать несколько электромагнитных клапанов. Это подразумевает создание более надежной защиты и очистки газа перед его сжиганием в цилиндрах двигателя.

Например, кроме ЭМК в составе редуктора, можно установить еще один такой клапан. Имеется в виду его традиционное место после мультиклапана в моторном отсеке перед редуктором. Получается двойная защита, как по давлению газа, так и по очистке.

Размещение ЭМК по традиционной схеме в моторном отсеке автомобиля

Иногда предлагается еще более мощный вариант обезопасить владельца автомобиля. Здесь, к выше перечисленному, электромагнитный клапан ГБО устанавливается также следом за мультиклапаном. Однако он монтируется рядом с баллоном в багажнике.

Мультиклапан и ЭМК, исполненные в одном блоке

Это дает возможность, во-первых, отсекать газ высокого давления от трубопровода, идущего под днищем автомобиля. Во-вторых, создается еще одна степень грубой очистки от примесей.

Электромагнитный клапан ГБО, установленный вместе с мультиклапаном на тороидальном баллоне для хранения пропан-бутана

Все эти варианты по мере их усиления, с одной стороны, увеличивают стоимость ГБО. Это также касается и затрат на его обслуживание. Правда, по ЭМК они не так велики. С другой стороны, повышается уверенность в том, что загрязненное топливо не повредит форсунки и двигатель. Да и ограничение подачи газа высокого давления в довольно протяженный трубопровод под автомобилем, снижает риски.

Нужно ли так сложно

Не стоит доводить уровень подготовки газа и обеспечения безопасности до абсурдных вариантов. Этот вопрос должен рассматриваться, а решения приниматься обосновано. Если постоянно заправляться газом где попало, а ездить постоянно по пересеченной местности, возможно в этом будет смысл. В остальном, как показывает практика, электромагнитный клапан ГБО достаточно использовать в традиционном варианте комплектации газового оборудования автомобиля.

Читать еще:  Характеристика двигателей пежо 2008

Автор: Сергей Морозов

Внимание! Эта статья защищается законом об авторском праве в цифровую эпоху (DMCA). Запрещается любое копирование без моего разрешения.

Нет ГРМ — нет проблем или электронный актуатор вместо кулачка и распредвала

Хочется порадовать наших читателей чем- нибудь интересным в эти новогодние дни. Вот и решили рассказать вам о новых веяниях в двигателестроении. Прогресс не стоит на месте и вот уже инжекторные двигатели вытеснили моновпрыск, не говоря уже про карбюраторные.

А современные дизели невозможно представить без одной из следующих систем: Common Rail или насос-форсунка (индивидуальная насосная секция). Управляются все они соленоидами, получающими команду от блока управления, ежесекундно суммирующего множество данных от различных датчиков. Соленоиды способны обеспечить открытие/ закрытие клапанов управления данных деталей на всех режимах работы двигателя включая наиболее скоростные 6000 об/мин и более. Сказанное выше означает то, что современные автомобильные компьютеры способны обрабатывать достаточный объем информации, а пара электромагнит – механический клапан способны надежно работать при больших скоростях: 50 срабатываний в секунду и более.
И тут на горизонте всплывает вопрос, почему же мы все еще используем механический привод там, где уже возможно применение электромагнитного соленоида. Читатель спросит: «да где же?» и возможно сильно удивится, услышав ответ: «в ГРМ». Вы не удивлены?
Должно сказать следующее, что отдаленное подобие таких систем уже давно и довольно надежно работает в топливных системах двигателей “Perkins” и “CАТ”. Это электронно управляемые насос- форсунки с гидравлическим приводом (HEUI). Ну, нет там привода от кулачкового вала, как в других двигателях с индивидуальными насосными секциями или насос-форсунками. Нет и все. И ведь работает…
Перечислим основные минусы стандартного газораспределительного механизма:
Первое: жесткая привязка конструкции: например, если ГРМ двигателя рассчитан на четырехтактный цикл, он не может работать по двухтактному циклу.
Второе: для разных режимов работы двигателя (прежде всего скорости вращения коленвала) существует свой оптимальный состав топливовоздушной смеси, свои правильные моменты открытия и закрытия клапанов. В настоящее время эта проблема решается с помощью механизма изменения фаз газораспределения (VTEC): весь распредвал слегка поворачивается относительно шестерни привода ГРМ и все моменты открытия и закрытия клапанов смещаются от нулевого угла вперед или назад. Проблема данного механизма в ограниченности возможных режимов его применения.
Третье: клапана (впускной или выпускной) из-за профиля приводного кулачка находятся в полностью открытом состоянии лишь очень малый отрезок времени, остальное время — не беря в расчет фазу закрытия — они или плавно подымаются или также плавно опускаются. Схема их перемещения близка к синусоиде. Для улучшения характеристик производители вынуждены устанавливать по 3-4-5 клапанов на один цилиндр.
Четвертое: на определенных режимах впускной и выпускной клапаны вместе находятся в приоткрытом состоянии, при этом часть топливной смеси попадает в выпускную систему, уменьшая тем самым экономичность двигателя и увеличивая выбросы в атмосферу.
Пятое: (и, наверное, не последнее): каждый водитель боится обрыва ремня ГРМ и его последствий в виде вывода двигателя из строя и последующих затрат на дорогостоящий ремонт.
К чему мы все это рассказываем? А дело в том, что в Скандинавии ездит один довольно старый SAAB 9−5. И все бы ничего, но у его двигателя нет ни толкателей клапанов, ни кулачков, ни распредвала, ни его привода, короче, механизм ГРМ в его классическом понимании в двигателе у этого автомобиля отсутствует как класс. Хозяин автомобиля и разработчик новой системы — Кристиан фон Кенигсегг, личность в определенных кругах очень известная.
Система получила название Freevalve (т.е. свободный, независимый клапан). В головке блока цилиндров двигателя указанного автомобиля, как и на его конвейерных собратьях, установлены 16 клапанов, но каждый из них управляется индивидуальным актуатором, получая команду на открытие или закрытие клапана от блока управления двигателем. Конструкция актуатора, наверное, самое главное в управлении клапана Freevalve. Будет неверным сказать, что поставить на каждый клапан индивидуальный привод и управлять ими независимо друг от друга не пробовали раньше. Даже в Советском Союзе, говорят, такие работы проводились. Но наиболее очевидное решение в виде соленоидов (или по другому линейных электродвигателей) не приводило к желаемому результату: небольшим по мощности соленоидам не хватало мощности, чтобы придать клапанам необходимые скорости (до 8-10 тысяч возвратно поступательных перемещений в минуту), возникали проблемы с надежностью, управлением бортовой ЭВМ.

У конструкции Кенигсегга открывает клапана пневматика, а закрывает уже гидравлика. Обе системы (пневматическая и гидравлическая) постоянно находятся под давлением и готовы передать клапану максимум энергии. Задача электрического привода — лишь вовремя по указанию блока управления подавать к клапану воздух или масло. Проблемы смазки и охлаждения элементов системы решается сама собой: нагруженные детали приводов обслуживаются соответствующими системами самого двигателя.

В чем же преимущества актуатора Freevalve?

Первое: впускной или выпускной клапана могут открываться тогда, когда это необходимо, поведение каждого клапана может программироваться индивидуально. Сам двигатель в таком случае может работать и по 2- тактному циклу, и по 4- тактному; переходить из одного в другой, при необходимости полностью отключать работу цилиндра, тем самым плавно переходя от наибольшей долговечности к наивысшей отдачи мощности, от наибольшей экономичности при 4- тактном режиме, к наибольшей удельной мощности при 2- тактном.

Второе: необходимые объемы газов проходят через полностью открытые клапана за меньшие промежутки времени и, потому открытие впускного и выпускного клапанов между собой не пересекается, что значительно сокращает долю выбросов вредных веществ в атмосферу и увеличивает экологичность двигателя.

Третье: продолжительность нахождения клапана в максимальной точке подъема может быть сколь угодно долгим. График работы такого клапана в максимальной точке подъема напоминает прямую после некого успокоения, а в целом приближен к прямоугольному профилю в отличие от синусоиды у клапана с приводом обычного ГРМ.

Четвертое: универсальность. По слухам актуатор Freevalve подходит и для гоночных моделей двухтактных двигателей (до 15000 об/мин), и для тяжелых автомобильных дизелей (работающих в диапазоне 2500 об/мин и менее).

Таким образом, клапана Freevalve вкупе с инжектором или современными топливными системами дизельных двигателей позволяют в любой необходимый момент включить любую программу для любого цилиндра без каких-либо механических ухищрений. Вполне возможно, что двигатели с индивидуальными приводами клапанов могут стать по-настоящему массовым явлением.

На данный момент главный его недостаток – это высокая стоимость производства. Которая, впрочем, может снизиться в случае массового применения новой технологии. Ожидается, что в скором времени двигатели с данными приводами клапанов будут запущен в серию. И, вполне возможно, двигатель внутреннего сгорания получит шанс на новую жизнь перед тем, как мир будет завоеван другими движителями.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector