Система автоматического управления экономайзером грузового автомобиля

Рис.1 принципиальная схема САУЭПХХ автомобилей ЗИЛ

САУЭПХХ автомобилей ЗИЛ, оснащенных карбюратором К90, состоит из электронного блока управления 1102.3761, электромагнитных клапанов 3202.3747 и неподвижного контакта 130-3761. 026-1. Блок управления входит в систему элетрооборудования автомобиля ЗИЛ-130 и установлен в кабине на правой боковой стенке.

Два электромагнитных клапана (по числу камер карбюратора) установлены так, что при их включении каналы системы холостого хода карбюратора полностью перекрываются и подача топлива по ним прекращается. Неподвижный контакт является упором для винта регулирования частоты вращения холостого хода двигателя.

САУЭПХХ перекрывает подачу топлива, если одновременно выполняются три условия:

• частота вращения коленчатого вала двигателя выше некоторого выбранного значения (1000 об/мин для ЗИЛ-130);
• педаль подачи топлива полностью отпущена (дроссельная заслонка закрыта);
• температура жидкости в системе охлаждения двигателя выше 65 °С.

Последнее условие связано с тем, что при прогреве двигателя на режиме холостого хода частота вращения его вала повышается и без корректировки по температурному фактору может быть воспринята САУЭПХХ как частота вращения принудительного холостого хода.

На рис.1 представлена принципиальная схема САУЭПХХ автомобилей ЗИЛ. Через вывод Х5 штекерного разъема на блок управления САУЭПХХ поступают импульсы от вывода К коммутатора ТК102 контактно-транзисторной системы зажигания. Частота этих импульсов пропорциональна частоте вращения вала двигателя (для восьмицилиндрового двигателя ЗИЛ-130 частота вращения превышает частоту следования импульсов системы зажигания в 15 раз). Таким образом, датчиком частоты вращения вала двигателя для САУЭПХХ является система зажигания. Использование системы зажигания в качестве датчика частоты вращения коленчатого вала является традиционным и применяется также в САУЭПХХ система автоматического управления экономайзером легкового автомобиля.

Датчиком температуры охлаждающей двигатель жидкости является датчик ТК100В. Его выходное напряжение подается в блок управления через вывод Х2 штекерного разъема. Цепь неподвижного контакта S1 замкнута, когда дроссельная заслонка полностью закрыта. При всех других положениях заслонки эта цепь разомкнута.

Импульс напряжения положительной полярности от системы зажигания через диод VD1 и резисторы R1, R6 заряжает конденсатор С2. При прохождении тока заряда через переход база — эмиттер транзистора VТЗ он открывается на короткое время. При этом полностью разряжается конденсатор С5. Вследствие этого включается в работу схема преобразования частоты следования импульсов (частоты вращения вала двигателя) в напряжение. Схема содержит транзистор VT3, конденсатор С5 и резисторы R8, R9. После того как транзистор VT3 закроется, конденсатор С5 заряжается через резисторы R8, R9. Напряжение на конденсаторе тем больше, чем больше пауза между импульсами системы зажигания, так как при следующем импульсе транзистор VT3 вновь откроется и конденсатор С5 разрядится. Следовательно, напряжение на конденсаторе С5 обратно пропорционально частоте вращения вала двигателя, чем меньше эта частота, тем больше напряжение.

Напряжение с конденсатора С5 поступает на неинвертирующий вход 10 компаратора DA1, собранного на микросхеме К140УД1А. На инвертирующий вход 9 компаратора подается опорное напряжение с делителя R10, R11, примерно равное половине напряжения питания компаратора, которое поддерживается постоянным с помощью стабилитрона VD3. Напряжение на выходе 5 компаратора появляется только тогда, когда меняющийся по времени сигнал на неинвертирующем входе будет равен или больше опорного напряжения на инвертирующем входе. При появлении сигнала на выходе компаратора открывается транзистор VT4. Таким образом, если частота вращения вала двигателя такова, что напряжение на входе 10 компаратора меньше опорного напряжения, транзистор VT4 закрыт.

При понижении частоты вращения вала двигателя ниже порогового значения уровень напряжения на конденсаторе С5 превышает уровень опорного напряжения, и на время этого превышения компаратор DA1 открывает транзистор VT4.

Настройка схемы на выбранное пороговое значение частоты вращения проводится подбором резисторов R9, R10.

Второй компаратор DA2 собран также на микросхеме К140УД1А. На его инвертирующий вход 9 подается опорное напряжение, на неинвертирующий вход 10 — напряжение от датчика температуры охлаждающей жидкости. Если температура воды ниже, чем 65 °С, то напряжение на входе 10 компаратора DA2 будет выше, чем на входе 9, и выходное напряжение этого компаратора переведет транзистор VT4 в открытое состояние. На транзисторе VT4 реализована схема «ИЛИ» — он открыт, если на цепь его базы поступает напряжение или от компаратора DА1, или от компаратора DA2, или от обоих компараторов одновременно.

Транзистор VT4 открыт, если частота вращения вала двигателя ниже пороговой и двигатель находится, в холодном состоянии. Открытый транзистор VT4 препятствует включению электромагнитных клапанов, перекрывающих подачу топлива по каналам системы холостого хода. Ток его эмиттера через резистор R24 проходит в цепь базы транзистора VT5, и он открывается. Открытый транзистор VT5 шунтирует силовой усилитель на транзисторах VT6, VT7, управляющий электромагнитными клапанами.

Транзистор VT4 самоблокируется транзисторами VT2 и VT3. При прохождении тока его эмиттера через резистор R7 транзистор VT2 открывается, шунтируя переход эмиттер — база транзистора VT3, последний закрывается, компаратор DA1 становится невосприимчивым к импульсам системы зажигания.

Самоблокирование транзистора VT4 возможно лишь в том случае, если цепь неподвижного контакта S1 замкнута. В случае размыкания цепи неподвижного контакта транзистор VT4 разблокируется, поскольку через резистор R22 переход база — эмиттер транзистора VT1 смещается в прямом направлении, транзистор открывается, закрывает транзистор VT2, и транзистор VТЗ вновь воспринимает импульсы системы зажигания.

Разомкнутая цепь неподвижного контакта препятствует включению электромагнитных клапанов, так как при этом транзистор VT5 открыт током, протекающим в цепи его базы через резисторы R22, R23. При закрытии дроссельной заслонки цепь неподвижного контакта S1 замыкается, и через вывод X1 штекерного разъема и резистор R23 база транзистора VT5 соединяется с массой и транзистор закрывается.

Если частота вращения коленчатого вала выше порогового значения, двигатель прогрет, дроссельная заслонка закрыта, транзисторы VT4 и VT5 закрыты, то САУЭПХХ готова перекрыть подачу топлива в карбюраторе. При этом первый же импульс от системы зажигания током заряда конденсатора С1 открывает транзистор VT8, что, в свою очередь, приводит к открытию транзисторов VT6 и VT7, подключению обмоток электромагнитных клапанов к цепи питания через переход эмиттер — коллектор транзистора VT7 и прекращению подачи топлива.

После открытия транзистора VT7 ток базы транзистора VT6 протекает через его переход эмиттер — коллектор, в результате чего осуществляется самоблокировка схемы включения электромагнитных клапанов, и они остаются во включенном состоянии, даже если транзистор VT8 закрылся после прекращения протекания тока через конденсатор C1. Открытие дроссельной заслонки или уменьшение частоты вращения вала двигателя приводит к открытию транзистора VT5, вследствие чего транзисторы VT6, VT7 запираются, электромагнитные клапаны отключаются и восстанавливается питание двигателя по каналам системы холостого хода карбюратора.

Схема электронного блока САУЭПХХ хорошо защищена от возможных аварийных режимов и опасных для нее внешних воздействий. Стабилитрон VD3 совместно с резистором R13, конденсатором С4 не только стабилизирует напряжение питания, но и защищает компараторы от перенапряжении и импульсов напряжения обратной полярности. Конденсатор С7 и резистор R18 защищают вход компаратора DA2 соответственно от импульсов перенапряжения и от аварийного режима, возникающего при обрыве провода, идущего от вывода Х2 к датчику температуры.

Диод VD6 защищает переход база — эмиттер транзистора VT6 от обратного напряжения, стабилитрон VD7 с резистором R28 защищает транзисторы VT6 и VT7 от импульсов перенапряжений, конденсатор С2 и резистор R2 защищают от ложных срабатываний при «дребезге» контактов прерывателя системы зажигания, стабилитрон VD2 защищает от перенапряжений по цепи системы зажигания. При возникновении короткого замыкания в цепи нагрузки переход база — эмиттер VT6 шунтируется, транзисторы VT6 и VT7 закрываются и обеспечивается защита транзистора VT7 от перегрузки.

Рис.2 блок управления 1102.3761

На рис.2 показано устройство блока управления 1102.3761. Весь монтаж блока управления выполнен на печатной плате 2.

Рис.3. Электромагнитный клапан 3202.3747:
а внешний вид; б — устройство; 1 запорное кольцо; 2 стопорное кольцо; 3 — пружина; 4 корпус; 5 — якорь; 6 втулка; 7 катушка электромагнита; 8 кожух; 9 крышка; 10 » штекер; 11 упор.

Для охлаждения силового транзистора VT7 к нему прижата пластина — теплоотвод 4. Плата расположена внутри пластмассового корпуса 1 в специальных направляющих пазах. Штекерная колодка выполнена заодно с крышкой 3 блока, имеющей шесть щелей для прохода штекеров. Крышка блока прикреплена к корпусу двумя шурупами. Блок крепится к автомобилю за два пластмассовых ушка, выполненных заодно с корпусом.

Электромагнитный клапан (рис.3) не разборный и герметично закрыт, что препятствует попаданию влаги в его внутреннюю полость. При подаче напряжения на катушку 7 электромагнита якорь 5 притягивается к упору 11 и запорное кольцо 1 перекрывает доступ топлива по каналу системы холостого хода карбюратора. Обратный ход якоря осуществляет пружина.