Пробник регулятора холостого хода

<< Назад в раздел Распечатать

Дата добавления: 2011-03-06 | Просмотров: 28884

А. ОЛЬШАНСКИЙ, г. Урюпинск Волгоградской обл.

Многие водители знают, что регулятор холостого хода современных двигателей АВТОВАЗа, а также ряда иномарок (Дэу Нексия, ЗАЗ Сенс, некоторых моделей Опель) требует повышенного внимания. В процессе эксплуатации его шток из-за отложений нагара и грязи теряет подвижность. В результате регулятор неадекватно реагирует на команды контроллера системы управления двигателем, что приводит к неудовлетворительной работе двигателя на холостом ходу и в переходных режимах. Ниже описан простой прибор, позволяющий оперативно проверять работоспособность регулятора холостого хода без подключения сканера к диагностическому разъему автомобиля, до монтажа на автомобиль, что стало сейчас актуальным из-за обилия контрафактных запасных узлов.

егулятор холостого хода входит в со-V став топливной системы автомобиля и предназначен для обеспечения устойчивой работы двигателя на холостых оборотах коленчатого вала. Сигналы, необходимые для работы регулятора, формирует электронный блок управления двигателем.

Номер шага	Напряжение на выводах обмоток
Номер шага	А	С	В	D
1	0	0	+12 В	+12 В
2	+12 В	0	0	+12 В
3	+12 В	+12 В	0	0
4	0	+12 В	+12 В	0
5	0	0	+12 В	+12 В
6	+12 В	0	0	+12 В
7	+12 В	+12 В	0	0

Регулятор представляет собой шаговый электродвигатель с двумя статор-ными обмотками. В роторе просверлено соосно отверстие и нарезана резьба, в которую одним концом ввинчен шток. Другой конец штока закреплен подвижно в продольных направляющих, удерживающих его от вращения вокруг своей оси. При вращении ротора шток из него выдвигается или вдвигается внутрь в зависимости от направления вращения. Управляют шаговым двигателем подачей импульсов напряжения одновременно на обе статорные обмотки. Для проверки работоспособности регулятора до его монтажа на автомобиль я изготовил простой пробник-испытатель, вырабатывающий требуемую импульсную последовательность.

При проектировании пробника была поставлена задача сделать его как можно проще, используя дешевые и распространенные детали. Пробник позволяет перемещать шток регулятора с двумя скоростями — около 100 шагов в секунду (для визуальной проверки работоспособности узла) и около 3 шагов в секунду (для проверки точности позиционирования штока в процессе диагностики двигателя). Питается пробник от бортовой сети автомобиля или стабилизированного сетевого блока с выходным напряжением 11...15 В. Потребляемый ток — 0,3 А.

Наглядно проследить чередование управляющих импульсов на обмотках

электродвигателя позволяет таблица. Здесь А и В — выводы первой обмотки, С и D — второй. Логично для такого алгоритма управления использовать сдвиговый регистр, что и было реализовано на основе микросхемы К555ИР11А.

Схема пробника регулятора холостого хода представлена на рис. 1. Постоянное напряжение питания через диод VD1, служащий для защиты пробника от выхода из строя при случайном подключении в обратной полярности, поступает на выходной коммутатор тока на транзисторах VT2—VT9, на индикатор включения HL1R7 и стабилизатор DA1. Выходное напряжение 5 В стабилизатора питает таймер DA2 и сдвиговый регистр DD1.

Для правильной работы пробника необходимо, чтобы при включении питания на выходах 1 и 2 регистра присутствовало напряжение высокого уровня, а на выходах 3 и 4 — низкого, что соответствует шагу 1 в таблице. С появлением напряжения на выходе стабилизатора через резистор R6 начинает заряжаться конденсатор Сб. Время, в течение которого напряжение на базе транзистора VT1 меньше напряжения его открывания, — около 1 с. В течение этого времени на входах SR и SL сдвигового регистра присутствует напряжение высокого уровня.

При появлении на входе С регистра тактового импульса происходит параллельная загрузка информации в регистр с входов D1—D4 на выходы 1—4.

В процессе работы можно также установить регистр в режим параллельной загрузки одновременным нажатием на кнопки SB1 nSB2.

Как только конденсатор С6 зарядится и откроется транзистор VT1, входы SR и SL регистра через цепи VD2R4 и VD3R5 и открытый транзистор VT1 окажутся соединенными с общим проводом. Высокий уровень напряжения на этих входах сменится низким. Нажатие на кнопку SB1 и ее удержание приводит к сдвигу информации в регистре на один такт от выхода 4 к выходу 1 с каждым импульсом на тактовом входе С, а ротор шагового электродвигателя М1 поворачивается на один шаг. Шток регулятора при этом будет вдвигаться в корпус. Для того чтобы сдвиг информации происходил по циклу, выход 1 регистра соединен с его входом DL, а выход 4 — с входом DR. Нажатие на кнопку SB2 сдвигает информацию в противоположную сторону, шток выдвигается.

Генератор тактовых импульсов собран по типовой схеме на таймере DA2. При замкнутых контактах тумблера SA1 частота генератора — около 100 Гц, при разомкнутых — около 3 Гц. В режиме малой частоты генератора очень короткими нажатиями на кнопки можно перемещать шток на один-два шага.

Выходной коммутатор тока собран по мостовой схеме. Рассмотрим подробнее порядок управления обмоткой А—В электродвигателя М1. На базах транзисторов VT2 и VT6 в процессе работы всегда противоположные логические уровни. Допустим, что в некоторый начальный момент на базу транзистора VT2 через токоограничительный резистор R8 подано напряжение высокого уровня, значит, на базу транзистора VT6 через резистор R12 поступает напряжение низкого уровня. При этом транзистор \/Т2 открыт, a VT3 закрыт, вывод А обмотки электродвигателя М1 через диод VD4 и транзистор VT2 соединен с общим проводом.

В то же время транзистор VT6 закрыт, и вывод В обмотки электродвигателя при этом соединен через открытый транзистор VT7 с плюсовым проводом питания (12 В). Через обмотку потечет ток, создавая условия для поворота ротора электродвигателя на один шаг. При инверсии сигналов на базах транзисторов VT2 и VT6 соответственно произойдет и инверсия уровня напряжения на выводах А и В обмотки. Диоды VD5, VD6, VD8, VD9, VD11, VD12 и VD14, VD15 защищают выходные транзисторы от всплесков тока самоиндукции обмоток электродвигателя. Обмотка С—D управляется аналогично.

Все детали пробника, кроме диода VD1, тумблера SA1 и кнопок SB1 и SB2, смонтированы на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2.

Вместо КР1006ВИ1 в пробнике можно использовать таймер NE555, вместо сдвигового регистра К555ИР11А — К531ИР11 или импортные аналоги, например SN74SL194. Диоды VD1 — VD4, VD7, VD10, VD13 —диоды Шотки. Транзисторы VT2—VT9 должны быть с возможно большим коэффициентом передачи тока, хорошо подходят для коммутатора тока составные транзисторы КТ972 с любым буквенным

индексом. Транзистор VT1 может быть любым маломощным структуры п-р-п.

Разъем Х1 для подключения регулятора к пробнику можно приобрести в магазине автозапчастей. Маркировка контактов разъема такая же, как указано на схеме. Однако следует знать, что у некоторых зарубежных автомобилей маркировка выводов обмоток и контактов разъема иная. Поэтому при покупке регулятора от иномарки надо омметром проверить его "цоколевку". К автомобильной батарее аккумуляторов пробник подключают с помощью зажимов "крокодил".

Плата установлена в пластмассовую коробку с внешними размерами 100x48x25 и фиксирована в ней термоклеем. Внешний вид собранного пробника, разъема и регулятора холостого хода показан на фото рис. 3.

При работе с демонтированным с двигателя автомобиля регулятором необходимо соблюдать осторожность: в крайнем выдвинутом положении шток выскакивает из корпуса, есть риск потерять детали. Если все-таки шток выпал, регулятор нужно аккуратно собрать, вставить шток в направляющие и вдвинуть на место с помощью пробника.

Пробник с пристыкованным к нему регулятором не следует оставлять включенным надолго, так как при этом через обмотки шагового двигателя постоянно протекает номинальный ток, что может привести к перегреванию обмоток и, как следствие, к выходу двигателя из строя.

Скорость перемещения штока 100 шагов в секунду соответствует рабочему режиму регулятора холостого хода, а три шага в секунду — удобна для диагностики и налаживания системы. Для проверки регулятора подключают его к пробнику и, нажимая на кнопки SB1 и SB2, несколько раз вдвигают и выдвигают шток при обоих значениях скорости перемещения. Если шток движется с рывками и остановками, регулятор бракуют и заменяют новым.

Если шток перемещается равномерно, без заеданий, остается только проконтролировать достаточность развиваемого шаговым двигателем усилия с помощью динамометра (см. http:// electromeh.ru/production/Autovaz/). При некотором навыке усилие можно проверять, удерживая движущийся шток пальцем.

При реальной работе регулятора на исправном автомобильном двигателе пределы перемещения штока довольно узки — около десяти шагов. Но при пуске двигателя и на переходных режимах его работы перемещения штока значительны.

После проверки регулятора необходимо вдвинуть шток примерно на середину хода. При слишком выдвинутом штоке узел можно повредить при установке на место, а при излишне вдвинутом система управления двигателем автомобиля после монтажа регулятора будет дольше адаптироваться на оптимальные обороты коленчатого вала на холостом ходу.

Добавил: Павел (Admin)
Автор: А. ОЛЬШАНСКИЙ (Радио №3 2011 г.)

Вас может заинтересовать:

Станок для сверления плат

Мой первый проект на PIC микроконтроллере

"Грубый" способ дешифровки команд пульта ДУ

Катер с электронно-механическим приводом

Программа Spectrum Laboratoty