САУ ЭПХХ грузовых автомобилей без ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала состоит из электронного блока управления, двух электромагнитных клапанов (по числу камер карбюратора) и неподвижного контакта. При включении электромагнитных клапанов, расположенных на карбюраторе, подача топлива в каналы системы холостого хода полностью прекращается.
САУ ЭПХХ перекрывает подачу топлива, если одновременно выполняются три условия:
- температура охлаждения жидкости двигателя выше 65°C;
- дроссельная заслонка закрыта (педаль управления дроссельной заслонкой полностью отпущена);
- частота вращения коленчатого вала двигателя превышает 1000 мин-1.
САУ ЭПХХ без ограничения максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя приведена на рис. 1. От датчика температуры подается сигнал на вывод Х2, Цепь неподвижного контакта S1 замкнута, если дроссельная заслонка полностью закрыта. При любом другом положении дроссельной заслонки эта цепь разомкнута.
Рис. 1. САУ ЭПХХ без ограничения максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя
Импульсы напряжения, частота следования которых пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя, поступают от коммутатора системы зажигания через резисторы R1, R6 и диод VD1 и заряжают конденсатор С2. Во время заряда конденсатора С2 транзистор VT3 открыт. Через открытый переход коллектор-эмиттер транзистора VT3 разряжается конденсатор С5. Заряд конденсатора С5 осуществляется через резисторы R8 и R9 в интервале между импульсами напряжения от системы зажигания, когда транзистор VT3 закрыт.
С помощью транзистора VT3, конденсатора С5 и резисторов R8* и А9* частота следования импульсов преобразуется в напряжение. Напряжение заряда конденсатора С5 возрастает с увеличением временного интервала между импульсами напряжения, поступающими от системы зажигания. Напряжение заряженного конденсатора С5 будет тем больше, чем меньше частота следования импульсов и, следовательно, частота вращения коленчатого вала двигателя.
Напряжение с выводов конденсатора С5 подается на неинвертирующий вход 10 компаратора DA1, собранного на микросхеме К140УД1А. На инвертирующий вход 9 компаратора с делителя R10, R11 подается опорное напряжение, составляющее только часть напряжения бортовой сети. Опорное напряжение поддерживается постоянным с помощью стабилитрона VD3. Если напряжение на неинвертирующем входе компаратора превышает опорное напряжение на инвертирующем входе, на выходе компаратора появляется положительный потенциал, открывающий транзистор VT4,
Когда частота вращения коленчатого вала ниже заданного порогового значения, напряжение на конденсаторе С5 выше опорного напряжения. Настройка блока управления на заданное пороговое значение частоты вращения коленчатого вала осуществляется подбором резисторов R8 и R9*.
На неинвертирующий вход 10 второго компаратора DA2, также собранного на микросхеме К140УД1А, подводится сигнал от датчика температуры охлаждающей жидкости. Опорное напряжение с делителя R15, R16, R17 подается на инвертирующий вход 9 компаратора DA2. Если температура охлаждающей жидкости опускается ниже 65°C, напряжение на неинвертирующем входе 10 компаратора DA2 превышает опорное напряжение и на его выходе появляется положительный потенциал, который открывает транзистор VT4. На транзисторе VT4 реализуется схема "ИЛИ". Он открыт, если к его базе подводится напряжение или от компаратора DA1, или от компаратора DA2, или от обоих компараторов одновременно.
Когда транзистор VT4 открыт, через резистор R24 ток поступает к переходу база-эмиттер транзистора VT5, который открывается и шунтирует усилитель на транзисторах VT6, VT7, управляющий электромагнитными клапанами. В открытом состоянии транзисторы VT4 и VT5 препятствуют включению электромагнитных клапанов.
Транзисторы VT2 и VT3 обеспечивают самоблокирование транзистора VT4. Проходящий через открытый транзистор VT4 и резистор R7 ток открывает транзистор VT2. Транзистор VT2 шунтирует переход эмитгер-база транзистора VT3, который закрывается и делает компаратор DA1 невосприимчивым к импульсам системы зажигания.
Транзистор VT4 самоблокируется только при замкнутой цепи неподвижного контакта S1. Если же эта цель размыкается, то транзистор VT4 разблокируется. Через резистор R22 переход база-эмиттер транзистора VT1 смещается в прямом направлении. Транзистор VT1 открывается, транзистор VT2 закрывается и транзистор VT3 может воспринимать импульсы от системы зажигания.
При разомкнутой цепи неподвижного контакта S1 транзистор VT5 находится в открытом состоянии под действием тока, проходящего через резисторы R22 и R23, и препятствует включению электромагнитных клапанов. Если дроссельная заслонка закрывается, цепь неподвижного контакта S1 замыкается, база транзистора VT5 через резистор R23 и вывод XI штекерного разъема соединяется с массой, что приводит к его закрытию.
Когда частота вращения коленчатого вала выше порогового значения, температура охлаждающей жидкости двигателя выше 65°C и дроссельная заслонка закрыта, транзисторы VT4 и VT5 находятся в закрытом состоянии, поэтому при первом же положительном импульсе от системы зажигания током заряда конденсатора С1 открывается транзистор VT8 и следом на ним транзисторы VT6 и VT7. Обмотки электромагнитных клапанов подключаются к бортовой сети через переход эмиттер-коллектор транзистора VT7, и подача топлива прекращается. Ток базы транзистора VT6 протекает через эмиттер-коллекторный переход транзистора VT7 и схема включения электромагнитных клапанов самоблокируется. Клапаны остаются во включенном состоянии, даже если транзистор VT8 закрылся после прекращения заряда конденсатора С7.
Открытие дроссельной заслонки или уменьшение частоты вращения коленчатого вала двигателя приводит к открытию транзистора VT5, запиранию транзисторов VT6, VT7 и отключению питания электромагнитных клапанов. Подача топлива по каналам системы холостого хода карбюратора возобновляется.
Электронный блок управления имеет защиту от аварийных режимов и опасных для него внешних воздействий. Стабилитрон VD3 совместно с резистором R13 и конденсатором С4 поддерживает напряжение питания блока постоянным и защищает компараторы от перенапряжений. Конденсатор С7 и резистор R18 защищают вход 10 компаратора DA2 от перенапряжений и от аварийного режима, возникающего при обрыве провода, идущего от датчика температуры к выводу Х2 блока управления. Диод VD6 защищает транзистор VT6 от обратного напряжения, стабилитрон VD7 с резистором R28 защищает транзисторы VT6 и VT7 от импульсов перенапряжений, стабилитрон VD2 обеспечивает защиту от перенапряжений по цепи подачи сигнала от системы зажигания. Защиту от ложных срабатываний при ’’дребезге" контактов прерывателя системы зажигания обеспечивают конденсатор С2 и резистор R2.
При коротком замыкании в цепи питания электромагнитных клапанов шунтируется переход база-эмиттер транзистора VT6, транзисторы VT6 и VT7 закрываются, что обеспечивает защиту транзистора VT6 от перегрузки.
САУ ЭПХХ с ограничителем максимальной частоты вращения коленчатого вала для автомобилей также состоит из блока управления, двух электромагнитных клапанов и неподвижного контакта. Электромагнитные клапаны через выходные транзисторы VTIO, VT11 соединяются с выводом "+" (рис. 2) блока управления.
Открыть большую картинку в новом окне »
Рис. 2. САУ ЭПХХ с ограничителем максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя
Способ измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя исключает влияние на результаты измерений погрешностей исполнения и степени изнашивания контактов и кулачка прерывателя, а также их ’’дребезга".
Один интервал между сигналами, поступающими от коммутатора системы зажигания, используется для заряда времязадающего конденсатора С4, а следующий интервал - для его полного разряда. Далее процесс повторяется. Частота вращения коленчатого вала определяется как средняя за его два оборота, что соответствует прохождению в блок управления восьми импульсов.
Каналы управления ЭПХХ и ограничения максимальной частоты вращения коленчатого вала аналогичны по схемному решению, они работают следующим образом.
Сигналы от системы зажигания подводятся к выходу Х5 и далее через формирователь импульсов VD1, R4, R9, R11, R14, C1, VT2 поступают на счетные входы С счетчиков DD1.2 и DD2.2. С выхода 11 счетчика DD2.2 с уменьшенной вдвое частотой отпирающие и запирающие сигналы, действующие попеременно, через резистор R9 подаются на базу транзистора VT3. Запирающий импульс соответствует отсутствию напряжения на выходе 11 делителя DD2.2. При запирающем импульсе конденсатор С4 заряжается через резисторы R16, R17, R18. Чем меньше частота вращения коленчатого вала двигателя, тем больше временной интервал между двумя следующими друг за другом импульсами от системы зажигания, и выше напряжение заряда конденсатора С4. Таким образом реализуется преобразование частоты следования импульсов в напряжение заряда конденсатора С4.
Напряжение с конденсатора С4 через согласующий повторитель DA1.1 подается на входы компараторов DA1.3. DA1.4, где сравнивается с опорным напряжением, формируемым делителем напряжения на резисторах R20, R21 и R22.
Значение опорного напряжения на компараторе DA1.3 в канале управления ЭПХХ соответствует настройке ЭПХХ на пороговую частоту вращения коленчатого вала 1000 мин-1. Опорное напряжение на компараторе DA 1.4 обеспечивает срабатывание ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала при ее пороговом значении 3200 мин-1. Если напряжение конденсатора С4 больше опорного, то на выходах компаратора DA1.3 или DA1.4 и, следовательно, на входе С счетчика DDL 1 или DD2.1 появляется импульс напряжения.
С выходов 14 делителей частоты на восемь DD1.2 и DD2.2 подается сигнал на входы R счетчиков DD1.1, DD1.2 и DD2.1, DD2.2. Это обеспечивает сбрасывание показаний счетчиков до исходных значений после прохождения восьми импульсов от системы зажигания. Таким образом задается время измерения частоты вращения коленчатого вала, соответствующее двум его оборотам. Если частота вращения коленчатого вала двигателя меньше пороговой частоты срабатывания ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала, на выходе 4 счетчика DD2.1 появится напряжение, которое через диод VD3 и резистор R33 подается на базу транзистора VT7. Транзистор VT7 шунтирует переход база-эмиттер транзистора VT9, предотвращая возможность перехода транзисторов VT9 и VT11 в открытое состояние, включения электромагнитных клапанов и прекращения подачи топлива.
Конденсатор С9 некоторое время удерживает транзисторы VT9 и VT11 в закрытом состоянии. Временная задержка транзисторов VT9 и VT11 в закрытом состоянии превышает продолжительность импульса с выхода 14 счетчика DD2.2, открывающего транзисторы VT9 и VT11. Этот импульс появляется при очередном сбросе счетчика частоты DD2.2 в исходное состояние и проходит к транзисторам VT9 и VT11 по цепочке R35, VT6 и R41.
огда частота вращения коленчатого вала выше пороговой частоты срабатывания ограничителя максимального значения, сигналы на выходах DА 1.4 и DD2.1 отсутствуют. Транзистор VT7 закрыт, поэтому по первому сигналу с выхода счетчика DD2.2 транзисторы VT6, VT9, VT11 перейдут в открытое состояние, и электромагнитные клапаны перекроют подачу топлива. При этом система ограничения максимальной частоты вращения коленчатого вала через резисторы R42 и R43 самоблокируется и электромагнитные клапаны будут находиться во включенном состоянии до тех пор, пока частота вращения коленчатого вала не уменьшится и с выхода 4 счетчика DD2.1 не поступит сигнал на открытие транзистора VT7.
Система управления ЭПХХ с компаратором DA1.3, счетчиками DDL 1, DD1.2 и транзисторами VT4, VT3, VT8, VT10 работает аналогично, однако дополнительными условиями прекращения подачи топлива этой системой являются увеличение температуры охлаждающей жидкости свыше 65°C и перевод дроссельной заслонки в закрытое состояние. С помощью компаратора DA1.2 анализируется информация, поступающая от неподвижного контакта S1 и датчика температуры через выводы X1 и Х2 штекерного разъема блока управления. Неподвижный контакт S1 при закрытой дроссельной заслонке соединяет вывод X1 блока управления с массой. При выполнении этих условий на выходе 1 компаратора DA1.2 появляется сигнал, который переводит транзистор VT1 в закрытое состояние. Если указанные условия не выполняются, транзистор VT1 открыт и заряд конденсатора С4 осуществляется через параллельно соединенные резисторы R15 и R17, R18. Постоянная времени цепи заряда конденсатора С4 уменьшается, а возможность срабатывания электромагнитных клапанов блокируется транзистором VT7, находящимся в открытом состоянии.
Для снижения автоколебаний электромагнитные клапаны в системах управления ЭПХХ и ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала срабатывают не одновременно, а с некоторым сдвигом по частоте вращения коленчатого вала двигателя. О срабатывании электромагнитных клапанов сигнализируют контрольная лампа, подключенная параллельно клапану YA2 через вывод Х8 штекерного разъема, и свечение светодиодов VD6, VD7, которое просматривается через прозрачный пластмассовый корпус блока управления. В схеме предусмотрена автоматическая защита от коротких замыканий и перенапряжений в цепи электроснабжения.