Электромагнитный клапан холостого хода, устройство принцип работы

Устройство и принцип работы электромагнитного клапана

Электромагнитный клапан, также называемый экономайзером принудительного холостого хода (ЭПХХ) – неотъемлемая составляющая любого карбюратора современных автомобилей. Начало активного использования этого узла приходится на 80-е годы прошлого столетия, когда «битва» между инжекторными и карбюраторными агрегатами обострилась. Во многом это связано с тем, что первые имели заметно меньший расход топлива, а это уже подкупало большее количество автолюбителей.

Дабы минимизировать расход карбюраторных моторов автомобильные инженеры принялись за их активную электронизацию. В нескольких словах, суть последней заключалась в том, чтобы посредством использования электронных устройств понизить показатели расхода горючего. В итоге, электронизация вылилась в появлении электромагнитного клапана карбюратора, а также ряда других электрических девайсов в конструкции данного узла. Но зачем это было нужно и как помогло конкуренции карбюраторных моторов с инжекторными? Для того чтобы ответить на такой вопрос, стоит обратить внимание на принцип работы ЭПХХ.

Двигатель не держит холостые: основная причина

Первое, на что нужно обратить внимание – это электромагнитный клапан. Устанавливается, правда, он не на всех карбюраторах ВАЗ 2106. Именно этот небольшой прибор чаще всего приходит в негодность. Он по принципу действия похож на втягивающее реле – есть обмотки, якорь, возвратная пружина, но габариты несколько меньше.

Функция электромагнитного клапана заключается в том, чтобы открывать путь для прохождения бензина (при закрытой дроссельной заслонке) в момент включения зажигания. И закрывать при отключении, соответственно.

Наиболее частые поломки электромагнитного клапана, в результате которых пропадает холостой ход:

1. Разрушение обмотки, якорь с иглой не двигается, подача топлива не осуществляется.
2. Засорение топливного жиклера, установленного на краю клапана.
3. Якорь клапана заклинил вследствие деформации.

Проверить это устройство можно очень быстро, понадобится небольшой отрезок провода, зачищенный с обоих краев. Один конец соединяете с плюсом АКБ, второй подключаете к выводу электромагнитного клапана. Должен раздаться достаточно громкий щелчок, но если его нет, то, скорее всего, имеет место быть разрушение обмотки.

Если же есть щелчок, уберите провод, подключенный ранее, включите зажигание. Наденьте колодку питания на клапан. Если не раздается щелчок, то присутствует разрушение проводки. Выходов в случае поломки может быть три, можно воспользоваться любым:

1. В случае полного разрушения электроклапана разумно окажется выкрутить его, снять наконечник (топливный жиклер). И таким образом доехать без особого труда до ближайшего магазина. Цена нового электроклапана ВАЗ 2106 составляет около 100 рублей, поэтому ремонт не выйдет дорогим.
2. Временно соединить вывод электромагнитного клапана с плюсовой клеммой аккумулятора – если разрушена проводка. Но в этом случае придется скидывать провод во время каждой остановки.
3. Намного эффективнее будет от вывода электроклапана провести провод к контакту катушки зажигания «+Б». Дело в том, что напряжение на нем появляется лишь после включения зажигания.

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.

Назначение РХХ

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.

Разновидности РХХ

Внешне регулятор несколько напоминает электромотор с конической иглой в своей конструкции.

Различают 3 вида таких контроллеров.

• Соленоидные. Самые простые по своему устройству регуляторы. Когда подаётся напряжение, срабатывает внутренний сердечник на обмотке и помещается в специально предусмотренное гнездо, что позволяет сократить диаметр проходного канала. От этого уменьшается объём подачи воздуха или же топлива. Простая конструкция способствует снижению стоимости изделия. Работать такой регулятор может только в полностью открытом и закрытом положении.
• Шаговые. Эти РХХ состоят из обмотки и специального кольцевого магнита. Всего обмоток четыре. Управляющие сигналы от ЭБУ подаются на одну из обмоток, что способствует вращению ротора. Из-за этого сечение проходного канала плавно меняется от состояния полного открытия до полного закрытия, и наоборот.
• Роторные. Их принцип работы аналогичен соленоидным РХХ. Но здесь задачи сердечника выполняет ротор. Последний способен вращаться в разном направлении, меняя при этом размеры сечения канала.

В зависимости от типа мотора и его технических заводских характеристик, применяются различные виды регуляторов.

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.

Принцип действия РХХ

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:

1. компьютер получает информацию об оборотах вала двигателя;
2. анализирует, как работает мотор, то есть уточняет целевое назначение;
3. затем сравниваются показания датчика положения дроссельной заслонки и воздуха, то есть, контроллер «понимает», что заслонка закрыта, а в цилиндры поступает обедненная смесь;
4. 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.

Конструкция шагового РХХ

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.

Расположение регулятора ХХ

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.

Схема подключения

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.

Проверка клапана

Проверка электромагнитного клапана на правильность его работы можно осуществлять в трех различных режимах:

• при работе двигателя на холостом ходу;
• при торможении двигателем;
• после выключения зажигания.

Общую исправность клапана можно проверить после включения зажигания. Для этого нужно повысить обороты двигателя на холостом ходу до уровня 2100 Об/мин. После пересечения этой отметки должен раздаться характерный щелчок, который означает, что клапан закрылся. После этого можно понижать обороты, как только их количество достигнет 1900 Об/мин, должен вновь раздаться щелчок, означающий, что клапан открылся.

При торможении двигателем, когда остается включенной передача, клапан не должен открываться, даже если обороты двигателя упали ниже 1900 Об/мин. Если в этот момент раздается щелчок, то клапан работает неправильно.

Если после того, как выключено зажигание двигателя, происходят детонации и вибрации, то это означает, что клапан не перекрывает жиклер холостого хода и топливная смесь поступает в двигатель, что также свидетельствует о неисправности электромагнитного клапана.

Также можно элементарно проверить клапан, отсоединив провод питания при заведенном двигателе. Сразу после отсоединения мотор должен заглохнуть.

Можно проверить клапан и полностью отсоединив устройство от карбюратора. После демонтажа клапана его можно подсоединить к аккумуляторной батарее, после этого должен раздаться щелчок, а игла клапана втянуться втянуться в устройство. После отключения питания снова должен раздаться щелчок, а игла выдвинуться.

Проблема с электромагнитным клапаном может заключаться не только в его неисправности, но и в электронном блоке управления и в проводах. Проверить работоспособность провода можно с помощью мультиметра (12 В ± 10%).

Проверка работоспособности блока управления потребует подключения клапана к АКБ с помощью дополнительного провода. Также необходима контрольная лампочка штатного напряжения. Для начала нужно отсоединить питающий провод от клапана и подсоединить его к положительной клемме АКБ. Дополнительный провод также подключается к плюсу аккумулятора. После этого нужно завести мотор, на отсечке в 900 Об/мин контрольная лампа должна загореться, после достижения 2100 Об/мин — потухнуть. При снижении до 1900 Об/мин — вновь загореться. Если такие показатели соблюдены, но двигатель глохнет на холостых оборотах, то, вероятно, неисправность заключается в блоке управления клапаном.

Признаки неисправности электромагнитного клапана карбюратора

Определить неисправность электромагнитного клапана карбюратора можно по нескольким характерным признакам:

• мотор регулярно глохнет на холостых оборотах;
• двигатель глохнет при движении накатом;
• происходит детонация топлива после отключения зажигания.

Определить нестабильность работы электромагнитного клапана также можно по падению оборотов двигателя при включении дополнительной нагрузки (автомагнитолы, фар и т. д.). Таким образом, главным признаком неисправности клапана является нестабильная работа двигателя в холостом режиме.

Как выявить неисправность

Неисправность КХХ выражается в неполадках:

• Обороты нестабильные.
• Возникли проблемы с запуском двигателя: заводится не сразу, глохнет.
• Холостые обороты снижаются при дополнительной нагрузке (фары, печка).
• Мотор самостоятельно прекращает работу при переводе рычага КПП в нейтральное положение.

Определить точную причину появления нарушений в работе мотора и определить неисправность КХХ поможет специальное диагностическое оборудование. В зависимости от сложности проблемы может понадобиться регулировка, ремонт или замена запчасти.

Диагностика неполадок

В первую очередь необходимо изучить конструктивные особенности своего авто. Благодаря этому можно быстро найти и сам клапан, и блок управления с регулировочным винтом. Хотя на новых машинах всё чаще такой винт отсутствует.

Первый этап – проверка самого клапана.

В этом случае нужно подготовить все инструменты и выполнить следующие операции:

1. Убедиться в исправности тахометра, датчиков кислорода, а также герметичности системы выпуска.
2. Отключить лишние электроприборы.
3. Прогреть мотор до температуры 60 о.
4. В нормальном режиме работы двигателя отключить электрический разъём КХХ.

В этом случае обороты должны возрасти до 2000 об/мин. В противном случае можно говорить о различных неисправностях. Это один из простых способов проверки состояния клапана. Хотя в некоторых случаях неполадки дают о себе знать гораздо раньше во время езды – неровный холостой ход, проблемы с запуском мотора и т.д.

Визуальный осмотр

Для начала необходимо провести визуальный осмотр. Таким образом можно обнаружить дефекты корпуса, износ иглы, образование нагара. В случае образования отложений, почистить можно средством очистки карбюратора. Также рекомендуется почистить весь дроссельный узел, т. к. он в похожем состоянии.

Проверка вручную

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

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

Ручная проверка РХХ

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.

Использование диагностических программ

Работу РХХ можно проверить с помощью диагностического адаптера и специальных программ. Например, можно использовать самый простой адаптер ELM327 и программу OpenDiagMobile. В меню программы нужно выбрать желаемое положение регулятора ХХ и посмотреть за работой клапана. Лучше выставлять минимум на 20 шагов больше, чем текущее положение.

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.

proverka-testerom

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.

Проверка проводки

Для этого нам понадобится мультиметр. На заглушенном двигателе снимаем разъём с датчика. Выставляем на измерительном приборе предел измерения 0-20 В постоянного напряжения. Измеряем напряжение на разъеме. В обычном случае должно быть 12 В.

Проверка сопротивления регулятора

Для этого нам понадобится измерить сопротивление между выводами A, B, а также C и D после отсоединения клеммы датчика. Мультиметр переводим в положение измерения сопротивления на пределе 0-200 Ом (Ω).

Нормальным значением является показатель в пределах 50-55 Ом. Сопротивление между A и C, B и D должно быть равно бесконечности.

Проверка с дроссельным узлом

Есть ещё один способ диагностики РХХ. Для этого понадобится снять дроссельный узел со шпилек вместе с датчиком.

При подключении разъема клапана и включении/отключении зажигания можно вживую наблюдать за работой РХХ. Посмотреть как работает игла, не затирает ли где-нибудь, проверить равномерность хода, услышать подозрительные звуки.

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.

Схема приспособления для проверки РХХ

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

Калибровка нового РХХ

Что делать, если в результате проверки выяснилось, что датчик подлежит замене? Нужно откалибровать его.

1. Проверяем расстояние от конца штока до монтажной пластины, оно должно быть не более 23мм.
2. Отключаем минус от аккумулятора, обесточивая ЭБУ.
3. Устанавливаем регулятор.
4. Подключаем аккумулятор обратно.
5. Включаем зажигание на 5 сек, не заводя двигатель. В это время происходит калибровка РХХ.
6. Выключаем зажигание, завершая калибровку.
7. Заводим двигатель и наблюдаем за холостым ходом.

Теперь вы знаете как работает регулятор холостого хода, как его проверить и в случае необходимости заменить. Как вы поняли в этом нет ничего сложного и все операции доступны даже начинающему автолюбителю.

Напоследок, видео о диагностике РХХ:

Можно ли сэкономить на замене этой детали

Клапан холостого хода Toyota 22270-21011 Если чистка датчика холостого хода не принесла никаких результатов, а все диагностические операции показывают, что проблема именно в нем, то стоит подумать о приобретении нового устройства. Купить датчик холостого хода Toyota можно, как у производителя, так и на множестве автомобильных барахолок. Кроме того, существует множество сайтов поставщиков запчастей, снабженных удобным поиском необходимой детали или устройства. Достаточно вбить в поиске код: например, 22270-21011 (для двигателей 1NZ-FE, 2NZ-FE) и сайт выдаст не только требуемый оригинальный датчик холостого хода, но и предложит варианты заменителей. Но следует помнить, что фирменные модели запчастей для двигателей иномарок достаточно дорогие

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.

Пример контрафактного РХХ

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.

[spoiler title=»Источники»]

• https://HybMotors.ru/remont-i-obsluzhivanie/pri-otklyuchenii-elektromagnitnogo-klapana-dvigatel-ne-glohnet.html
• https://SwapMotor.ru/ustrojstvo-dvigatelya/regulyator-holostogo-hoda.html
• https://DriverTip.ru/osnovy/ehlektromagnitnyj-klapan-holostogo-hoda-princip-raboty.html
• https://voditelauto.ru/%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D0%BF%D0%B0%D0%BD-%D0%BA%D0%B0%D1%80%D0%B1%D1%8E%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0/
• https://ProAutoMarki.ru/elektromagnitnyj-klapan-holostogo-hoda-ustrojstvo-printsip-raboty/
• https://AvtoShina-bu.ru/tehobsluzhivanie/what-is-an-idle-solenoid-valve-and-how-does-it-function/
• https://elm3.ru/diagnostika/regulyator-holostogo-hoda-rhh
• https://motorist.expert/datchiki/39-datchik-holostogo-hoda.html

[/spoiler]