Для чего нужен регулятор холостого хода

Содержание

Принцип действия регулятора холостого хода (РХХ) рассмотрим на примере РХХ (датчика холостого хода) ЭСУД автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099, 21102, 2111.

Принцип действия регулятора холостого хода и порядок его работы на разных режимах

По сигналу контроллера (ЭБУ), на разных режимах работы двигателя, регулятор холостого хода перемещением наконечника штока изменяет величину проходного сечения байпасного канала, через который подается воздух под дроссельную заслонку. Предельно выдвинутое положение штока является исходным (нулевой шаг). Его можно наблюдать на не запущенном двигателе при выключенном зажигании. В этом положении сечение байпасного канала полностью перекрывается наконечником, и воздух под дроссельную заслонку не поступает. Полностью втянутый шток соответствует перемещению на 255 шагов и полностью открытому байпасному каналу.

Работа РХХ при запуске двигателя

При запуске и прогреве двигателя, когда дроссельная заслонка полностью закрыта, контроллер, ориентируясь на показания датчика температуры, при помощи РХХ приоткрывает доступ необходимого количества воздуха для поддержания повышенных оборотов ХХ. По мере прогрева двигателя уменьшает количество поступающего воздуха – обороты снижаются до нормы.

Работа РХХ на холостом ходу

На прогретом двигателе, при закрытой дроссельной заслонке, контроллер при помощи РХХ обеспечивает необходимые обороты ХХ. Шток регулятора втянут, байпасный канал полностью открыт.

Работа РХХ на режимах средних и полных нагрузок

При нажатии на педаль «газа» и открытии дроссельной заслонки воздух во впускной коллектор двигателя начинает поступать через сечение дроссельной заслонки, а РХХ устанавливается в такое положение, при котором при сбросе газа и резком закрытии дроссельной заслонки обеспечивалось бы плавное снижение оборотов двигателя до нормы. Для определения количества шагов РХХ в той или иной ситуации, контроллер использует показания датчика положения коленчатого вала (частота вращения коленчатого вала), датчика положения дроссельной заслонки (положение дроссельной заслонки в настоящий момент), датчика скорости (двигается автомобиль или стоит) и т. д.

Работа РХХ при увеличении нагрузки

При увеличении нагрузки (включение вентилятора системы охлаждения, компрессора кондиционера и т. д.) контроллер при помощи РХХ производит увеличение необходимого объема воздуха поступающего в двигатель для обеспечения его мощностных характеристик и предотвращения «провала» оборотов в режиме холостого хода.

Примечания и дополнения

— Регулятор холостого хода является элементом системы управления двигателем (ЭСУД). Это исполнительное устройство. С его помощью блок управления (ЭБУ) регулирует количество воздуха поступающего в цилиндры двигателя.

Еще статьи по принципу действия элементов электронной системы управления двигателем (ЭСУД)

— Принцип действия датчика положения дроссельной заслонки

— Принцип действия датчика положения коленчатого вала

Смысл назначения РХХ — регулятора холостого хода, вытекает из его названия — стабилизация оборотов двигателя на холостом ходу.

Принцип работы и местонахождение РХХ

Вкратце, все происходит следующим образом. Когда двигатель работает на холостых, в него поступает определенный объем воздуха, который позволяет ему ровно функционировать.

ДПКВ учитывает количество оборотов, эти данные поступают на блок управления, с которого на РХХ дается команда уменьшить или увеличить подачу воздуха. Что он и делает, игнорируя прикрытую дроссельную заслонку.

Устройство РХХ: 1) клапан; 2) корпус регулятора; 3) обмотка статора; 4) ходовой винт; 5) штекерный вывод обмотки статора; 6) шариковый подшипник; 7) корпус обмотки статора; 8) ротор; 9) пружина.

Если прогреть двигатель до рабочей температуры, контроллер автоматически начинает поддерживать обороты холостого хода. Если же двигатель не нагрелся до нужного градуса, тогда сам контроллер за счет РХХ увеличит обороты, тем самым обеспечив прогрев двигателя на повышенных оборотах. Такой режим работы двигателя разрешает начать движение автомобиля сразу, без прогрева.

Где находится регулятор холостого хода? Да в корпусе дроссельной заслонки — там крепится двумя винтами. Встречаются автомобили, головки крепежных винтов на которых могут быть рассверлены или же сами винты посажены на лак, что, безусловно, может значительно усложнить замену или прочистку воздушного канала РХХ. В таких случаях крайне сложно обойтись без демонтажа корпуса дроссельной заслонки.

В настоящее время автопроизводители используют следующие типы регуляторов холостого хода:

Рассмотрим каждый из перечисленных типов более детально.

Соленоидный регулятор холостого хода работает, используя электромагнитную силу. Так, когда на его катушку подается напряжение, сердечник втягивается, а механически связанная с ним заслонка поднимается, открывая тем самым воздушный канал. Когда напряжение пропадает (то есть, соленоид отключается), заслонка возвращается на свое место, перекрывая канал.

Регулировка работы соленоидного РХХ выполняется путем изменения частоты подачи командных сигналов на исполнительный орган. Для того чтобы пропустить через себя точно отмеренное количество воздуха, на рабочий орган подаются сигналы большой частоты. Это позволяет подавать воздух небольшими порциями.

Шаговый регулятор холостого хода имеет в своей конструкции кольцевой магнит, а также четыре электромагнитные обмотки. На них поочередно подается напряжение, благодаря чему создается вращающееся магнитное поле, заставляющее вращаться управляющий ротор. Он соединен с исполняющим механизмом, который и запирает или отпирает воздушный канал.

Что касается роторных регуляторов холостого хода, то они управляются с использованием частотных импульсов. Алгоритм работы схож с соленоидным типом, однако вместо соленоида в данном случае используется именно ротор.

Неисправности регулятора холостого хода

Как и любая другая деталь, РХХ не застрахован от поломок. При этом признаки выхода из строя во многом сходны с теми, которые возникают при проблемах с датчиком положения дроссельной заслонки. Только в отличии от ДПДЗ, уведомление об ошибке (чек энджин) — не появится, поскольку регулятор ХХ — устройство исполнительное.

О неисправности РХХ можно судить по таким признакам:

Неустойчивость оборотов двигателя на холостом ходу, в некоторых случаях отключение двигателя (если не поддерживать обороты с помощью педали акселератора).
Снижение или повышение оборотов без причины.
Полная остановка двигателя в момент включении передач или при трогании машины с места.
При холодном запуске двигатель работает не на повышенных оборотах.
Падение оборотов двигателя на холостом ходу при включении фар или печки.Далее рассмотрим причины неисправности регулятора холостого хода. Их всего две:

естественный износ направляющей иглы регулятора;
обрыв электрических контактов внутри корпуса регулятора.

Как проверить регулятор холостого хода

Исходя из этих симптомов, можно сделать вывод, что регулятор холостого хода нуждается в проверке. Существует несколько методов.

Проверка мультиметром

Несколько способов проверить РХХ

Самый известный способ. Сначала надо выключить зажигание и отсоединить фишку жгута от регулятора. Затем мультиметром померить сопротивление обмоток. Если между С и В, А и D показывает обрыв цепи, не стоит волноваться, так и должно быть. А вот между А и В или С и D сопротивление должно находится в пределах 40-80 Ом.

Проверка самодельным тестером

На впрысковых авто от проверки мультиметром мало толку. Зачастую поломка РХХ кроется в том, что регулятор заедет в открытом или закрытом состоянии.

Если вышло так, тогда подойдет и самодельный тестер, который можно смастерить своими руками из трансформатора переменного тока на 6В (подойдет от обычной зарядки для мобильного телефона). Играя выключателями, следует проверить ход штока регулятора холостого хода. При исправном штоке лампочка будет еле светиться, а яркий свет говорит о том, что шток где-то заедает.

Визуальный осмотр

Самая простая и, пожалуй, первоочередная диагностика — визуальный осмотр. Он проводится после демонтажа узла из посадочного места. При визуальном осмотре можно выявить дефекты корпуса, износ иглы или другие, видимые глазу, неисправности. Однако если в процессе такой проверки вы выявили повреждение останавливаться лишь на этом этапе нельзя. Необходимо продолжить проверку для выявления возможных причин поломки.

Если в случае выполнения визуальной проверки вы обнаружили значительное загрязнение корпуса или внутреннего объема регулятора, то рекомендуем вам выполнить его очистку. Причем независимо от того, находится ли РХХ в исправном или неисправном состоянии.

РХХ и дроссельная заслонка

Снятие/замена РХХ

Рассмотрим детальнее процесс демонтажа и замены регулятора холостого хода. Стоит сразу отметить, что на разных автомобилях процесс может отличаться в некоторых деталях, однако в целом же алгоритм будет состоять из следующих этапов:

Все работы необходимо выполнять при выключенном двигателе. Также желательно отсоединить минусовую клемму от аккумуляторной батареи.
Отсоединить разъем (фишку) контакта, идущего к регулятору.
Открутить монтажные болты, с помощью которых крепится корпус регулятора. При этом следите, чтобы открученные болты не упали в двигательный отсек.
Извлечь непосредственно регулятор из посадочного места.

Установка нового регулятора выполняется в обратной последовательности. Однако перед тем как выполнять монтаж, необходимо смазать уплотнительное кольцо фланца моторным маслом. Марка в данном случае неважна, главное, чтобы оно было неагрессивным по отношению к резине. Также проверьте расстояние от фланца до крайней точки конусной иглы. Оно должно составлять 23 мм. Такой зазор нужен для того, чтобы при монтаже РХХ его конусная игла не смогла упереться в седло на корпусе дроссельной заслонки. Значение зазора можно регулировать с помощью специального мультитестера или формирователя управляющих импульсов.

Как не попасться на подделку при выборе РХХ

Если проверка показала поломку регулятора, стоит быть готовым к его замене, о которой было упомянуто чуть выше. Если говорить о РХХ на ВАЗ, то по качеству и надежности выделяются регуляторы холостого хода ОМЕГА и КЗТА (Калуга). Разумеется, речь идет об оригинальных деталях, а не подделках.

Сама поддельная деталь тоже имеет изъяны. Как правило, это люфт направляющей втулки и самой шляпки. Со временем люфт только увеличивается, что негативно сказывает на работе РХХ. Кроме этого на корпусе регулятора может быть зазор, из-за которого появится подсос воздуха. Не исключена и плохая припайка контактов.

Уберечься от подделки можно и с помощью самого производителя, который применяет меры защиты. Это может быть уникальный код запчасти, который можно сверить по СМС или на сайте.

В упрощенном виде регулятор холостого хода позволяет работать двигателю при запуске и последующих остановках авто, например, на перекрестках. Он подает недостающее количество воздуха в топливную смесь инжектора для нормальной работы непрогретого мотора или во время остановки машины без глушения двигателя.

Назначение регулятора РХХ

Используется регулятор холостого хода исключительно в электронных системах зажигания:

пропорции топливной смеси в инжекторе составляет бортовой компьютер;
количество бензина или солярки для каждого цилиндра отмеряет ЭБУ;
в электронное зажигание установлены датчики ДПКВ (коленвала), ДПДЗ (дроссельной заслонки), ДМРВ (воздуха), ДД (детонации), по сигналам которых срабатывает топливный насос и распределяется зажигание по конкретным цилиндрам;
при отпущенной педали газа топливная заслонка закрыта полностью, пропорции топливной смеси нарушены, продукты сгорания засасываются обратно в камеру сгорания из-за разницы давления во впускном и выпускном коллекторе.

По результатам сигналов датчика воздуха контроллер принимает решение о дополнительном обогащении топливной смеси воздухом, игнорируя в этот момент показания датчика дроссельной заслонки.

Фишка на РХХ передает сигнал от ЭБУ, в регуляторе холостого хода открывается обводной канал, по которому проходит воздух в инжекторе либо дополнительное топливо в дизеле. Обороты мотора выравниваются, снижается износ поршневой и коленвала.

Принцип действия

В карбюраторных моторах проблему обогащения смеси при запуске ДВС решала пусковая ручка и регулировочные шайбы. С возникновением электронного зажигания этим занимается регулятор холостого хода в комплексе с остальными датчиками и ЭБУ. Его принцип работы выглядит следующим образом:

калибровка РХХ производится контроллером ЭБУ автоматически после обнаружения этого датчика в системе;
фактически РХХ является шаговым электродвигателем с конусной иглой в специальном отверстии обводного канала дроссельной заслонки;
РХХ контакт никаких сигналов в «мозг» машины не передает, но получает их от контроллера, поэтому является не датчиком, а исполнительным устройством – электроклапаном;
в свою очередь, бортовой компьютер «видит», что в топливной смеси недостаточно воздуха по сигналам ДМРВ, сравниваемым с сигналами ДПДЗ;
на регулятор ХХ подается напряжение, игла выходит из канала, недостающее количество воздуха поступает в смесь для смешивания.

Кроме того, ЭБУ получает сигналы о температуре охлаждающей жидкости и масла в системе. При запуске в холодное время года необходимо прогреть двигатель до рабочей температуры, чтобы снизить износ деталей трения, поэтому канал РХХ приоткрывается для обогащения смеси инжектору, даже без нажатия педали газа водителем.

В момент старта алгоритм работы следующий:

ключ поворачивается, включается зажигание;
шток выдвигается до упора, игла перекрывает байпасный канал;
в момент упирания штока в калибровочное отверстие компьютер отсчитывает шаги назад;
на обмотки подается напряжение, клапан возвращается в открытое положение.

Количество обратных шагов запрограммировано в прошивке прибора. Например, у модификаций Basch на прогретом ДВС оно составляет 50 шагов, Январь – 120 шагов, соответственно. В общей сложности ход штока разбит на 250 шагов, чем дальше он вытянулся из обмоток шагового электродвигателя, тем большее количество шагов отсчитает ЭБУ. При покупке нового РХХ расстояние от фланца посадочного до иглы штока должно быть 23 мм ровно.

Инжектор

Для работы инжекторного двигателя не годится чистый бензин, поэтому на входе коллектора установлена дроссельная заслонка с индивидуальным датчиком ее положения в каждый момент времени. При запуске мотора или во время остановки машины с работающим двигателем происходит следующее:

компьютер получает информацию об оборотах вала двигателя;
анализирует, как работает мотор, то есть уточняет целевое назначение;
затем сравниваются показания датчика положения дроссельной заслонки и воздуха, то есть, контроллер «понимает», что заслонка закрыта, а в цилиндры поступает обедненная смесь;
открывается клапан РХХ, воздух подается в обход заслонки для поддержания оборотов на запрограммированном уровне

Фактически в процессе участвует несколько устройств системы электронного зажигания. Если машина глохнет или присутствуют симптомы прочих неисправностей, диагностика производится вручную, поскольку обратной связи (самодиагностики) данный прибор не имеет.

В дизельном моторе дроссельной заслонки нет, регулятор холостого хода бесполезен, используются другие способы регулировки малых оборотов.

Конструктивные особенности

На этапе возникновения ДХХ эксплуатировались соленоидные и роторные датчики холостого хода. Они имели два положения по аналогии с вентилем – Открыто/Закрыто, что снижало эффективность регулировок оборотов двигателя. В настоящее время их заменил 4-х шаговый клапан со ступенчатыми регулировками подачи по байпасу.

Если разобрать РХХ, можно увидеть, что он собран из четырех деталей:

шаговый электродвигатель;
шток четырехпозиционный;
пружина;
игла.

При подаче напряжения на одну из четырех обмоток катушка намагничивается, взаимодействует с магнитным кольцом, перемещает шток в одно из четырех положений. Соответственно, количество поломок этого электроприбора максимально ограничено:

забивается байпасный канал;
перегорают обмотки;
ломается игла или пружина.

Датчик позиционируется производителями, как «расходник», то есть считается условно не ремонтопригодным. Дешевле заменить целиком, чем разбирать и ремонтировать отдельные детали. Если их нет в продаже, нужно вытачивать самостоятельно.

Однако первую причину можно устранить собственными силами – при отключенном разъеме снимаем регулятор, чтобы почистить обводной канал универсальным спреем WD-40.

Место установки

Зная принцип действия РХХ, определить, где находится клапан, очень просто – возле дроссельной заслонки и датчика ее пространственного положения ДПДЗ.

Крайне редко датчик приклеивается к корпусу заслонки на лак, в остальных случаях прибор фиксируется двумя винтами, для которых имеются посадочные отверстия. Основной задачей, как отрегулировать при установке РХХ клапан своими руками, является именно обеспечение расстояния 23 мм от иглы до фланца посадочного.

Перед тем, как снять регулятор для замены, следует изучить маркировку. Взаимозаменяемыми считаются РХХ с маркировками 01/03 или 02/04. Если поставить 02 вместо 01 или 03, работать прибор будет некорректно.

Схема подключения

На регулятор холостого хода приходит единственный жгут из четырех проводов от ЭБУ. Ниже приведена схема распределения по обмоткам электродвигателя.

Основной проблемой является диагностика датчика своими силами. Просто подать напряжение для проверки работоспособности на его клеммы не получится, так как ЭБУ делает это импульсно. Обмотки горят очень редко, чаще встречаются механические неисправности, например, изогнутый шток либо засорившийся канал байпаса

В СТО датчик проверяют на стендах, способных воспроизвести импульс ЭБУ. Даже имея мультиметр, автолюбитель сможет лишь убедиться в целостности обмоток и отсутствии замыкания между ними, не более того.

Признаки выхода из строя

Основными симптомами того, что датчик холостого хода работает некорректно, являются:

обороты в стояночном режиме неустойчивы;
снижение скорости вращения коленвала при включении любого потребителя (стеклоочистители, фары, кондиционер, магнитола, отопитель);
отсутствие повышения скорости вращения вала при запуске ДВС;
остановка мотора при выключении передачи или переключении скоростей.

Внимание: Указанные симптомы не являются причиной поломки РХХ на 100%, так как схожи с выходом из строя датчика заслонки ДПДЗ. Однако в последнем варианте загорается ошибка Check, а регулятор холостых оборотов с контрольной системой двигателя не связан, самодиагностики не имеет.

Диагностика РХХ

В идеале диагностика регулятора должна производиться на стенде, который сможет воспроизвести импульсы бортового компьютера. На практике это дорого, используются бюджетные способы проверки. В любом случае алгоритм действий на начальном этапе одинаковый:

затягивается ручной тормоз, под колеса устанавливаются противооткатные устройства – башмаки;
отключайте клемму «-» от батареи АКБ;
зная, где находятся датчики ДПДЗ и ДМРВ, определяется местонахождение РХХ;
клапан отключается от бортового компьютера (вытаскивается штекер из разъема).

Дальнейшие шаги отличаются для разных методов проверки.

Проверка вручную

Простейшим методом, как проверить РХХ в электронной системе распределения впуска, является ручная диагностика (потребуется помощник):

отсоединяется штекер РХХ из разъема;
откручиваются два винта, прибор демонтируется;
регулятор вновь подключается к ЭБУ, но остается в руках мастера;
помощник заводит двигатель, шток в это время должен втянуться в катушки полностью, затем, получив импульс от компьютера, выдвинуться на некоторое расстояние.

Другими словами, проверяется работоспособность штока, владелец убеждается, что эта деталь не погнута, не заклинивает внутри клапана. Однако, это не дает 100% гарантий, что данная модификация РХХ полностью соответствует прошивке ЭБУ контроллера. Игла выдвигается, но на неизвестную величину. В первом случае проверяется разъем, во втором – штекер, маркировка имеется только на штекере.

При классическом варианте проверки «от простого к сложному» этот этап является начальным, дальше следует проверить целостность проводов и катушек, состояние байпасного канала, износ иглы. Только после указанных действий можно собрать самодельный стенд с импульсной подачей напряжения для комплексной диагностики РХХ.

Диагностика мультиметром

На этом этапе понадобится тестер РХХ проверяется этим прибором в двух режимах:

омметром – при замыкании щупами мультиметра контактов C – D и A – B сопротивление должно иметь значение 40 – 80 Ом, D – C и A – D равняться бесконечности;
вольтметром – при включении зажигания величина напряжения достигает 12 – 20 В.

Внимание: настройка РХХ производится автоматически бортовым компьютером после каждого подключения штекера прибора в разъем. После демонтажа рекомендуется смазывать байпасный канал спреем WD-40 для его прочистки. Эта мера является профилактической, даже в отсутствии загрязнения обводного канала, в разрыве которого и стоит регулятор.

Импульсная проверка на самодельном стенде

Поскольку стенд стоит 1 500 – 1800 рублей, а регулятор 300 – 500 рублей, покупка прибора экономически не выгодна рядовому пользователю. Простая схема без микрочипов приведена ниже:

в ней использована 6 В зарядка от любого мобильного устройства;
колодки штекеров имеются в свободной продаже;
вначале нужно отключить РХХ от бортового контроллера, затем проверяется ход штока;
яркое свечение лампы на схеме свидетельствует о неисправности самого штока;
если лампа горит в пол накала, узел считается исправным.

Использование чистящего средства позволит восстановить работоспособность штока, но только при засорах. Если эта деталь согнута, нужно заменить регулятор целиком.

Основные неисправности

Вышеприведенные признаки неисправности обычно возникают в случаях:

забит грязью обводной канал заслонки дросселя;
нарушена целостность проводов или катушек;
прошивка ЭБУ не соответствует модификации РХХ.

Проверка вышеуказанными способами выявляет все причины неполадки. При каждой разборке регулятора или дроссельного узла рекомендуется чистить РХХ специальными жидкостями/спреями.

Очистка иглы и обводного канала

Для обеспечения доступа к деталям клапана требуется снятие РХХ по технологии:

отсоединение колодки от разъема;
очистка контактов разъема и штекера ватной палочкой, смоченной WD-40;
откручивание винтов фигурной отверткой;
извлечение регулятора для проверки состояния.

Внимание: Разбирать регулятор не нужно, достаточно обрызгать пружинку и шток с иглой спреем WD-40, дождаться высыхания, прочистив в это же время обводной канал дросселя.

Регулировка производится самим контроллером бортовой сети. Однако для стабильной работы двигателя следует проверить расстояние от посадочного фланца до выступающего конуса иглы. По умолчанию оно должно быть 23 мм.

Нюансы выбора датчика холостого хода

Оригинальный датчик холостого хода имеет маркировку по типу ХХ-ХХХХХХХ-ХХ. Последние две цифры указывают метку совместимости:

нечетные (01 и 03) взаимозаменяемые, четные (02 и 04) также взаимозаменяемые;
между собой эти группы не взаимозаменяемые, то есть, вместо «родного» 02 нельзя эксплуатировать клапан 01 или 03.

Даже в оригинальных регуляторах не помешает дополнительно смазать РХХ смесью литола и WD-40 (пружинка и шток). Поскольку замена РХХ своими руками востребована автолюбителями, существуют контрафактные регуляторы, которые можно опознать по признакам:

на упаковке нет отличительных меток;
стикер желтого цвета на корпусе без рамки;
наконечник иглы темного цвета;
тонкое черное уплотнительное кольцо вместо толстого красного уплотнения;
заклепки корпуса не имеют шляпок диаметром 3 мм;
белая пружина вместо черного изделия с частой навивкой;
корпус короче на 1 мм.

Поскольку установка всегда производится собственными силами, смажьте шток и пружинку дополнительно для увеличения эксплуатационного ресурса РХХ и всего двигателя.

Таким образом, электромагнитный клапан РХХ ценой 300 – 500 рублей лучше иметь в запасе, чтобы произвести замену в полевых условиях для нормализации холостого хода ДВС. Указанные методы диагностики позволят определить неисправность регулятора и забившегося обводного канала дроссельной заслонки.