Принцип работы ограничителя оборотов двигателя и их типы

Принцип работы ограничителя оборотов двигателя и их типы

Двигателю нужен ограничитель оборотов, чтобы предотвратить повреждение компонентов мотора от превышения скорости вращения его механизмов. Но каковы различные способы, которые применяются для реализации работы так называемой «отсечки», и что может произойти, если на вашем автомобиле ее нет?

Смотрите также: Самые дорогие поломки в автомобиле

Итак, «отсечка», он же ограничитель максимальных оборотов. В соответствии с названием ясно и его предназначение – система ограничивает максимальную скорость оборотов, которую может достичь коленчатый вал двигателя, тем самым предотвращая повышенный износ или поломки. Особенно феерично выглядят «взрывы» дизельных двигателей – из-за тяжелых поршней происходит обрыв шатунов, и они пробивают двигатель насквозь, снося «бошку» мотора или обломками шатуна пробивая блок двигателя. Подорожником такие автомобильные травмы не лечатся:

Любой двигатель сконструирован для того, чтобы функционировать в определенном пределе, который измеряется в оборотах шатуна за 1 минуту.

Ограничитель оборотов установлен на многих автомобилях с завода, но его точно не нужно путать с красной зоной максимальных оборотов. Не всегда эти два показателя совпадают. Красная зона – это часть рабочих оборотов двигателя. Оставаться в этой зоне необходимо как можно меньшее количество времени, при этом ничего серьезного с вашим мотором не должно произойти, кроме повышенного расхода топлива и малой продуктивности, но именно ограничитель должен остановить набор скорости вращения, выходящую за пределы того, что элементы двигателя физически способны выдержать.

Принцип работы инжекторного и карбюраторного двигателя

Камера сгорания двигателей карбюраторного (вверху) и инжекторного (внизу) типа

Слово «инжектор» образовано от английского «Inject», то есть, впрыск. Значит, инжектор — это впрыскиватель, регулируемый электронным блоком управления. Работа устройства напоминает систему, которая используется в дизельных двигателях: горючее с помощью форсунки впрыскивается прямо в камеру сгорания. Благодаря возможности точной регулировки состава рабочей смеси, инжекторы используют при производстве большинства марок и моделей современных автомобилей.

Название «карбюратор» появилось на заре автомобилестроения. Оно образовано от французского слова «Сarburation» — смешивание. Устройство готовит топливную смесь внутри своего корпуса, распределяя доли горючего и воздуха в соответствии с составом и октановым числом бензина. Полученную смесь просто засасывает во впускной коллектор из-за создавшейся разницы давления.

Карбюратор не оборудован датчиками, способными анализировать число оборотов мотора, поэтому в камеру сгорания попадает одинаковая «порция» топливной смеси что на холостом ходу, что на максимальной скорости движения. Это приводит к нерациональному расходованию бензина и поступлению в систему выхлопа большого количества вредных для экологии веществ.

Инжектор лишен подобного недостатка, ведь электронный блок постоянно следит за числом оборотов двигателя и регулирует впрыск бензина. Благодаря высокой точности, топливо расходуется экономично и в систему выхлопа выбрасывается минимальное количество вредных веществ. Это позволяет пройти тест на соответствие европейским нормам содержания токсинов.

К-джетроник

Такая система была использована в автомобилях Ауди 100. Впрыск топлива осуществляется через форсунки, установленные на каждый цилиндр. Чтобы представить полную картину работы системы, нужно её изучить.

К-джетроник состоит из следующих элементов:

• Распределитель ( паук);
• Температурное реле;
• Винт качества;
• Винт количества;
• Форсунки;
• Регулятор противодавления;
• Регулятор давления;
• Аккумулятор топлива;
• Фильтр топлива;
• Пусковая форсунка;
• Бензонасос;
• Дроссельная заслонка.

Распределитель

Эта часть системы представляет собой совокупность камер и плунжера, посредством которого регулируется количество подаваемого в цилиндры бензина. Такое возможно благодаря степени открытия клапанов камер. От каждой камеры отходят трубки к форсункам. При увеличении угла открытия дроссельной заслонки повышается разряжение, и напорный диск поднимается. Он связан рычагом с плунжером, который также перемещается вверх. В результате этого приоткрываются клапаны каждой из камер, и количество бензина возрастает пропорционально расходуемому воздуху, который изменяется путём поворота дроссельной заслонки, управляемой педалью газа.

Реле температуры

Оно представляет собой биметаллическую пластину, деформируемую при изменении температуры (нагреве). При холодном пуске двигателя контакт реле замкнут, и через него протекает ток, влияющий на работу клапана электромагнитной форсунки, которая дополнительно обогащает смесь. Этот ток нагревает специальный подогрев, чтобы через определённое время разорвать цепь питания обмотки форсунки. Дело в том, что длительный пуск двигателя Ауди 100 может привести к переобогащению смеси, это не только облегчит, а, наоборот, усложнит процесс. Далее, по мере нагрева, происходит размыкание контакта реле и форсунка отключается.

Винт качества

Бесперебойная работа двигателя Ауди 100 возможна лишь при строгом выполнении условий по соотношению бензина и воздуха. Неправильная регулировка с помощью винта качества может привести к повышенному расходу топлива и связанным с ним затратам.

Вращением этого винта осуществляется изменение высоты подъёма плунжера, и, следовательно, проходного сечения клапанов камер распределитель Ауди 100. Винт находится между штоком плунжера и рычагом расходомера. Топливовоздушная смесь на холодном двигателе Ауди 100 обогащается, чтобы обеспечить устойчивые обороты.

Винт количества

Холостые обороты двигателя — это его работа при полностью отпущенной педали газа. Значит, дроссельная заслонка считается полностью закрытой. Следовательно, нужен другой канал для поступления воздуха. Им является канал холостого хода, создаваемый регулировочным винтом (количества). Таким образом, при помощи этого винта можно изменять холостые обороты двигателя Ауди 100. Без особой нужды не стоит крутить этот винт. В противном случае вы создадите дополнительную проблему, устранять которую, возможно, придётся, обратившись к специалисту.

Форсунки

Автомобиль Ауди 100 имеет по одной форсунке на каждый цилиндр. Они установлены таким образом, чтобы обеспечить теплоизоляцию и не допустить образование пробок. Форсунка Ауди 100 выполнена в виде механического клапана. Принцип действия заключается в том, что бензин преодолевает усилие пружины, принимающей клапан. Оно подобрано так, чтобы открытие происходило при достижении давления 3,5 атм. Впрыск осуществляется периодически.

Перерывы в работе вызваны кратковременным снижением давления в верхних камерах распределителя Ауди 100.

Форсунка работает с определённой частотой и подаёт количество бензина, обусловленное давлением в камерах. Забор смеси происходит по мере открытия впускных клапанов Ауди 100.

Очень важно, чтобы каждая из форсунок срабатывала при одинаковом заданном давлении.

Регулятор противодавления

Принцип действия его основан на понижении противодавления в распределителе. В результате этого клапаны камер открываются и горючего поступает больше. Камеры распределителя разделены мембраной на верхние и нижние. Давление в нижних создаётся насосом и совместно с пружиной закрывает клапаны. При уменьшении этого давления мембрана опустится вниз и произойдёт открытие. Необходимость обогащения смеси вызвана поддержанием устойчивых оборотов на непрогретом двигателе Ауди 100.

Элементы поддержания давления в системе

К таким элементам принадлежат аккумулятор, регулятор давления, клапаны форсунок и бензонасоса. Аккумулятор давления Ауди 100 поддерживает его величину на требуемом уровне после останова горячего двигателя в течение непродолжительного времени во избежание образования пробок. Бензонасос также выполняет самостоятельное регулирование давления с помощью предохранительного и пропускного клапана. Последний открывается по достижении рабочей величины, а первый при условии значительного её превышения.

Клапаны форсунок держат давление, если оно меньше 3,5 атм. Фильтр бензина производит лишь очистку и не выполняет регулирующей роли.

Пусковая форсунка

Пуск холодного двигателя Ауди 100 происходит с подачей дополнительной порции бензина электромагнитной форсункой. Она включается при замкнутых контактах термореле. Отключение происходит по окончании прогрева. Термореле включает дополнительно клапан противодавления. Пусковая форсунка установлена перед дроссельной заслонкой и основными инжекторами. При нормальной работе двигателя она закрыта посредством пружины.

По моему опыту скажу так, чем более механизирован процесс в устройстве, тем легче он в эксплуатации и тем меньше усилий нужно будет при его починке. Именно поэтому подобные устройства должны максимально исключать различные электронные дополнения, и К-инжектора этому подтверждение.

Сейчас в большей степени слышу много негативных отзывов об этом инжекторе. Говорят много с ним проблем. На опыте могу сказать, что главное чтобы был хороший бензин и если правильно обслуживать, то система надежна и не требует особых вмешательств.

Помню, как-то недавно я сам пытался рабобраться в структуре и составных элементах К-джетроника, то потратил на это больше двух недель и так и не понял сущность большинства элементов)))

У меня пассат б3, двигатель 2 литра 136 лошадей — мотор 9а, ке-мотроник. Купил машину в 2012 году, еще ни чего не знал именно про эту систему впрыска топлива. Потому что моторы у пассатов обычно идут базовые 1.8, 90 лошадей. Но до этого машины у меня тоже были, не совсем я дилетант — разбираюсь, плюс — минус. Машина уже была с неисправной системой впрыска. Поездил месяц и вот тут началось . Огромный расход топлива, 25 литров на 100 км. Плавающие обороты, из трубы черный дым, потеря мощности, провалы и т.д. Я начал искать причину, консультироваться, читать в интернете , нашел даже книги по всем мотроникам — джетроникам. Я сам из Московской области, г. Сергиев Посад. У нас в городе нет мастеров которые смогли бы сделать эту сложную систему. В Москве тоже очень мало специалистов которые толком действительно смогут настроить, подладить дозатор. В итоге нашел мастера в Долгопрудном, он подделал эту систему, но спустя два месяца все началось опять. Много можно говорить об этом — НО ИТОГ . Я потратил в общей сложности на ремонт системы ке-мотроник 50 ТЫСЯЧ РУБЛЕЙ, но толку ни какого. И начал думать что можно сделать.
Результат . Переделал на карбюратор солекс 21083 и прекрасно работает и едет, заправляю 92 бензин . Впускной коллектор сварил с восьмерошным , обошлось 10 тысяч рублей . Солекс 21083 — 5 тысяч рублей, бензошланги и хомуты на 1 тысячу рублей. Мне помогал подключить обратку знакомый, он занимается моторами и инжекторами. Работа его обошлась в 4 тысячи рублей. Теперь машина работает как часы. Многие говорили мне — ЧТО НИ ЧЕГО У ТЕБЯ НЕ ПОЛУЧИТСЯ — машина не заведется, не будет ездить, заливать будет. РЕБЯТА . МУЖИКИ . Не пытайтесь отладить ке-джетроник, это бесполезно. Я прочитал и узнал огромное количество информации об это системе впрыска, ДОЗАТОР — в простонародии его называют пауком. Так вот ДОЗАТОР ОН НЕ РЕМОНТИРУЕТСЯ . Его можно чуть — чуть подделать но это не надолго. СРОК ЕГО СЛУЖБЫ и работы в целом это с новья ОН расчитан на 300 тысяч киллометров пробега. Найти с разбора где то — нулевой результат. Деньги в ведро! Устанавливайте карбюратор солекс, вместо дозатора, все будет работать, проверено лично мной. НЕ РЕМОНТИРУЙТЕ ЭТУ СИСТЕМУ, ЭТО БЕСПОЛЕЗНО, ВЫБРОШЕННЫЕ ДЕНЬГИ. И кто бы чего бы не говорил, ДОЗАТОР НЕ РЕМОНТИРУЕТСЯ. Новая система, фирмы «бошь» стоит 85 тысяч рублей. Думаю желающих нет покупать. И то неизвестно как вся эта новая система будет работать и насколько ее хватит. Кому интересно читайте, МОИ ДАННЫЕ. МОСКОВСКАЯ ОБЛАСТЬ, СЕРГИЕВ — ПОСАД, ТЕЛЕФОН +7 (925) 942 06 17 ОТВЕЧУ ПРОКОНСУЛЬТИРУЮ. КУЗНЕЦОВ ВИКТОР. Я в одноклассниках.

Не скажите, у меня ауди с4, движка 2.3 покупал со сломаным ке-джитроником, прочистка, регулировка, в последствии замена потенцеометра и все машина шепчет. Езжу уже 4-ый год проезжаю в среднем 30-40 тыс. в год.

Все ремонтируется и восстанавливается…ауди 200 мс турбо. О карбе и разговора быть не может.

Методы решения проблемы

Чтобы снизить высокие обороты, нужно найти причину неисправности:

1. Если было залито новое топливо, слейте его и залейте другое.
2. Поищите источник подсоса воздуха. Проверьте вакуумные трубки впускного коллектора. Убедитесь, что дроссельная заслонка на ХХ полностью закрыта. Осмотрите воздушный фильтр.
3. Проверьте чистоту дроссельной заслонки и её привод. Отрегулируйте натяжение тросика, а при наличие электропривода измерьте его сопротивление мультиметром.

Если данные способы не помогли добиться нормальной работы мотора, придётся перейти к сложным способам диагностики:

• на прогретом двигателе рукой пощупайте водяные трубки, подходящие к дросселю. Температура трубок должна быть как у бачка радиатора или шлангов печки салона. Если трубки холодные, значит охлаждающая жидкость не циркулирует. Причина может быть в недостатке жидкости или загрязнении шлангов. Также может быть неисправна помпа;
• снимите и проверьте датчики РХХ, ДПДЗ, ДМРВ;
• продиагностируйте ЭБУ.

Высокие обороты могут быть связаны не только с избытком воздушной смеси, но и утечкой топлива. Например, если сломан топливный насос, изношены прокладки головки цилиндров или выступы кулачков распредвала.

Неприятности случаются реже, если своевременно проводить ремонт и уход за своим автомобилем: использовать качественные жидкости, менять прокладки и следить за чистотой каналов.

Способы устранения

Точно определив причину неполадки, можно приступать к ее устранению, которое во многих случаях производится своими руками:

• при переизбытке подаваемого топлива нужно осмотреть дроссельную заслонку. В зависимости от ее состояния, почистить или заменить на новую;
• при переизбытке воздуха нужно исследовать впускной коллектор на предмет подсоса и прокладки на предмет герметичности: негодные прокладки придется сменить, а с деформациями или повреждениями коллектора лучше обратиться к специалистам;
• с электроникой немного посложнее: для ЭБУ потребуется «перепрошив», который крайне не желательно совершать самостоятельно; вышедшие из строя РХХ и ДПДЗ потребуют замены, что также касается датчиков температуры и расхода воздуха; при точном диагностировании неполадки контактов электроники необходима спайка;
• проблемы, связанные с резким поднятием оборотов, как правило, коренятся в заклинивании механизмов, обеспечивающих подачу топлива. Поскольку они подвержены засорам (сюда относится работа игольчатого клапана, если проблема с подачей именно в нем – необходима смена или очистка);
• замыкания или скачущее напряжение – первые враги электроники. Поэтому возможным решением проблемы может стать починка генератора или системы зажигания;
• если причина кроется в заклинивании педали газа, в первую очередь проверить, не закатился ли под педаль посторонний предмет.

При установке новых датчиков (РХХ), нельзя забывать вносить данные в «память» ЭБУ. Иначе электронный мозг их просто не увидит.

Положительные и отрицательные стороны

Большой опыт применения таких систем позволяет выделить слабые и сильные места.
Преимущества инжекторного двигателя:

• Повышение экономичности даже на первых системах. Так, снижения расхода удалось добиться уже на «Ниве» от Ваз, где расход снизился сразу на 40%. Сегодня потребление топлива в инжекторном двигателе вдвое меньше, чем в карбюраторном.
• Расширенные возможности управления ДВС.
• Улучшение динамических параметров и рост мощности (в среднем на 10-15%).
• Упрощенный и полностью автоматизированный пуск мотора.
• Поддержание оборотов ХХ.
• Возможность обойтись без ручного регулирования системы подачи топлива. Это обусловлено тем, что информацию передают соответствующие датчики (кислорода и позиции коленчатого вала).
• Проведение самостоятельной диагностики, что упрощает ТО автомобиля. По сути, системы с форсунками от Euro 3 и выше не требуют периодического обслуживания.
• Поддержание топливного состава, который максимально приближен к стехиометрическому показателю. Как результат, уменьшается выброс опасных веществ, повышается экологичность. К примеру, у первых поколений объем выброса окиси углерода находился на уровне 20-30 грамм /кВт*ч, а на Евро 5 — 1,5 грамма / кВт*ч.
• Снижение высоты капота, благодаря более удобному расположению рабочих механизмов сбоку мотора, а не над ним.
• Дополнительная защита машины от злоумышленников. Без получения команды от иммобилайзера ЭБУ запрещает подачу горючего к ДВС.
• Отсутствие зависимости от положения авто в пространстве. К примеру, в авто с карбюратором возникали трудности с подачей горючего уже при подъеме на 15-градусный уклон.
• Горючая смесь не накапливается в системе впуска, что исключает воспламенение в случае повреждения системы.
• Нет зависимости от давления в атмосфере, что позволяет эксплуатировать авто даже в горах и не переживать за возможные сбои.
• Автоматизация системы подачи топлива. Выполнение всей работы по подготовке горючего берет на себя ЭБУ. Для сравнения в двигателях на карбюраторах многие настройки автовладельцу приходилось делать самостоятельно.

Несмотря на ряд положительных качеств, нельзя не отметить и недостатки инжекторной системы питания. К основным стоит отнести:

• Повышенные расходы на производство (было актуально до 2005-го).
• Более строгие требования к составу горючего.
• Слабая ремонтопригодность узлов из-за полной автоматизации.
• Подача топлива под высоким давлением, что при аварии может привести к воспламенению. Для защиты применяется контроллер, который при аварии останавливает подачу горючего.
• Необходимость обслуживания на специальном СТО, где имеется диагностическое оборудование. Соответственно, возрастает и стоимость ремонта. На современном этапе это не так актуально, ведь на сервисах нет дефицита в необходимой аппаратуре и ПО.
• Зависимость от АКБ и уровня питания.
• Необходимость периодической очистки форсунок и впускных клапанов.

Холостые обороты — это компромисс

Увеличивать холостой ход — значит поднимать расход топлива и теплоотдачу двигателя без нагрузки. Это — плохая идея. Снижение же оборотов приводит сразу к нескольким неприятным последствиям:

1) нарушается смесеобразование: при снижении частоты вращения ухудшается очистка цилиндров от отработанных газов, затрудняется наполнение цилиндров свежей смесью, растут потери на перепуск, а значит, падает и мощность;

2) серьезной проблемой является снижение давления масла и объема его подачи, потому что чем меньше обороты, тем ниже давление (при определенном минимуме давления подшипники скольжения выходят из режима жидкостного трения и ресурс мотора стремительно уменьшается).

3) 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.

Кроме того, на машинах с АКПП нужно учитывать следующее: маслонасос АКПП приводится от коленчатого вала двигателя, а значит и работа коробки 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…

Как видим, даже сегодня самые продвинутые моторы еще не приблизились к идеалу настолько, чтобы не учитывать целую сумму факторов, которые влияют на их работу. Значит, мотористам есть, куда расти.