«РЕМОНТ» No1 50 1
Д.А. Соснин
АВТОТРОНИКА
электрооборуаование и системы оортовой
автоматики современных легковых автомобилей
Учебное
пособие
Современное
электрооборудование
Системы впрыска
бензина
Электронное
управление двигателем
Автоматика
гидротормозов
икпп
Противоугонная
защита
Цветные
рисунки и
схемы!
ссСОЛОН-Р»

Московский rосударственный автомобильно-дорожный институт
(технический университет)
13 декабря 1930 года постановлением Совета Народных Комиссаров СССР на базе автодорожного факультета
Московского института инженеров транспорта был создан Московский автомобильно-дорожный институт (МАДИ).
Уже в 1931 году институт выпустил 36 инженеров-дорожников высокой квалификации. В 1940 году МАДИ окон­
чили 350 человек. которые получили дипломы не только по дорожно-строительной специальности. но и по ремонту
и эксплуатации автомобилей. Так сложился основной профиль института автомобильно-дорожный.
В 1992 году Московский автомобильно-дорожный институт получил статус Государственного технического уни­
верситета и встал в один ряд с такими крупнейшими московскими вузами. как МГТУ им. Баумана, Московский энер­
гетический институт (МЭИ). Московский авиационный институт (МАИ) - тоже теперь техническими университетами.
В наши дни МАДИ(ТУ) - это ведущий учебный и научно-методический центр по подготовке высококвалифици­
рованных инженеров и ученых для нужд автомобильного транспорта. для дорожного. мостового и аэродромного
строительства. для ряда новых автомобильно-дорожных отраслей. зародившихся в условиях рыночной экономики.
Институт выпускает инженеров-механиков и электромехаников. инженеров-экономистов и системотехников, ин­
женеров по эксплуатации и ремонту автотранспорта. инженеров по организации и безопасности дорожного движе­
ния. программистов и других специалистов по 21-ой современной специальности. готовит офицеров в резерв для
Российской армии. При желании студенты старших курсов могут получить начальную научную подготовку бакалав-
ра. по окончании института защитить диссертацию на степень магистра.
\
Подrотовка специалистов ведется по дневной. вечерней. а с 2000-го года. и по заочной формам обучения. На 6а­
'з"
(ТУ) создан Московский центр автомобильно-дорожного образования (МЦАДО). в который входят 44 wкo­
flЫ, 4 лицея, 3 колледжа и 1 гимназия. МЦАДО осуществляет довузовскую подготовку учащ -.,.,осквы и Москов-
ой области
с.;-
Сегодня в т1о1туn. обучается около 8000 студентов. В их распоряжени1< 15 факультеrо!!. :i~ кафедр, 6 филиа-
ссии, за­
а, учеб-
Профессорск(Н]реподавательск1о1й и научный коллектив институrе последнме 18 лет возглавлялся рентоР:,м ин-
ст ута, чл-.>ррес"611д~ Россмйскоi'4 академнt"t наук, ДОК'! аром технических наук, п
м Ва11
ном !<Олаевичем Луканиным. 13 марта 2001 года институт отметил его 70-летие. 22 мая сего года сосюялм вы­
боры нового ректора МАДИ (ТУ). Им был избран президент Российского мониторингового комитета по инженерной
педагог~. первый вице-прези,цент Ассоцоtации инженерного обраЭования России, лауреат премии Преэид та Рос­
сийской Федерации. доктор технических наук. про~ссор Вячеслав Мttхаwювич Приходько.
В МАДИ(ТУ) работают 1140 ученых и педагогов высокой ~фикациtk.-Средн них 3 члена-ко спондента
РАН, 44 академ о-фаслевых российских академий, 28 заслуженных деятелей науки РФ, 16 r
торов наук. 516 доц 4'>ов и кl!llдидатов наук, 212 ассистентов и преподавателей. Учеб спомогательный и админи-
стративно-хозяйственн~р1.. ал и~ктитута - 815 человек.
Для подготовки научных и дагогических t\адР.9В в МАДИ(ТУ) имeitJtcя: 9 овских НИИ, 7 научных отделений, оч-
ная и заочная аспирантура. Руков
1ными
тами и ас: а...тами оС)'Щеетвляют ведущие ученые, профессо-
ра и заведующие кафедрами института. Факуflьте м и объединен "1м советом института дано право принимать к за-
щите кандидатские и докторские диссертации. Имеется возможность для завершения научной работы в докторантуре.
Для повышения квалификации сотрудников автотранспортных и дорожно-строительных предприятий. а также
для преподавателей высших и средних учебных заведений автомобильно-дорожного профиля при МАДИ(ТУ) открыт
Институт повышения квалификации. ИПК при МАДИ(ТУ) окончило более 6500 человек.
За прошедшие 70 лет в МАДИ(ТУ) подготовлено свыше 50000 инженеров, 1700 кандидатов и 240 докторов на­
ук. Среди них есть широко известные имена. В прошлом это: замнаркома автотранспорта РСФСР С.П. Артемьев, ми­
нистр автомобильной промышленности СССР В.Н. Поляков. министр автомобильных дорог РСФСР А. А. Николаев,
ректор МАДИ Л.Л. Афанасьев и многие, многие другие. Все они в разные годы окончили МАДИ. Выпускником МА­
ДИ является и нынешний руководитель Российского правительства премьер-министр М.М. Касьянов.
В МАДИ(ТУ) подготовлено 2500 специалистов, 130 кандидатов и 15 докторов наук для 70-ти зарубежных стран.
Вступив в свой 71-ый год плодотворной работы, который совпадает с первым годом нового тысячелетия ректо­
рат, профессорско-преподавательский, учебно-вспомогательный и административно-хозяйственный персонал МА­
ДИ(ТУ) смотрит в будущее с оптимизмом: в трудные годы перестройки, на переломе людских судеб коллектив ин­
ститута продолжал трудиться, сохранил свой потенциал и своих студентов.
Сегодня как и прежде говорят: «Учиться в МАДИ престижно и интересно. Мадиец - это звучит достойно&.
70-ти летняя история МАДИ(ТУ) - тому свидетель.
На правах рекламы

Д.А.Соснин
АВТОТРОНИКА
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
И СИСТЕМЫ БОРТОВОЙ АВТОМАТИКИ
СОВРЕМЕННЫХ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Учебное пособие специалисту по ремонту
и владельцам автомобилей
СОЛОН-Р
Москва 2001

~/
\,
)'j ·~, .В\'
\11•···. 1.1... . \(
'\I ,
i,~.~;
\1
"'
-
_
,,
'4. 1930- 2000 / '/
~-.....
L.L ..-
-~~ L-
УДК629.113.066
БЕiК 39.33-04
СоснинД.А.
Посвящается
70-летию
МАДИ(ТУ)
Автоtр0ника. Эпектрооборудоваtме и СИС:ТеtАI бортовой автоматики совреt.18t*1ЫХ пеrковых автомобилей:
Учебное пособие. М.: СОЛОН-Р, 2001, 272 с..
В учебном rюсобии в популярной форме изложены основные сведения о конструктивных особенностях,
принципах действия, эксплуатационных характеристиках электрооборудования и систем борrовой автоматики
современных легковых автомобилей. Описаны составные 11омnоненты систем, диаnюстирование и ремонт
некоторых из них.
Учебное пособие написано по конспекту лекций, читаемых автором для студентов старших курсов
автотранспортного ф311Ультета МАДИ (ТУ) в рамках элективной дисциплины "Электрическое и электронное
оборудование импортных автомобилей". Однако, книга ориентирована не только на вузовскую аудиторию, но и на
самостоятельное изучение новой ав10Мобильной техники как специалистами по ремонту современных леrковых
автомобилей, так и ремонтниками-автолюбителями. Может быть полезна студентам технических ВУЗов,
слушателям автомобильных колледжей, учащимся старших классов средней школы.
Цв. ил. 239. Табл. 31. Библиоrр.: 21 назв.
Рецензент:
Консультант:
д-р техн. наук, профессор Воробьев В. А.
МитинВ.А
ISBN 5-93455-087-Х
© Соснин Д. А., 2001, ИЛЛIОС1р3ЦИИ авторские
© Издательство "СОЛОН-Р", 2001
КомГ1.ЮТерная графика, версn1а и обложка.

Предисловие
Дмитрий Александрович Соснин родился в 1935 го­
ду в Ростове-на-Дону. Учился в Ленинградской Воен­
ной Краснознаменной инженерной академии связи
(ВКИАС) им. С.М. Буденного. После увольнения в за­
пас окончил Московский электротехнический ин­
ститут связи (МЭИС). Работал в радиопромышлен­
ности. Принимал участие в разработках и испыта­
ниях электронных систем управления для специаль­
ной военной техники. Мастер спорта и тренер по ав­
тоспорту. В настоящее время высококвалифициро­
ванный преподаватель высшей школы. Доктор элек­
тротехники. Разработал и внедрил в учебный про­
цесс новую техническую дисциплину "Автотроника"
в Московском автомобильно-дорожном институ­
те (техническом университете), в Московском учеб­
ном центре Департамента труда и занятости Пра­
вительства Москвы, на Автопредприятии No 1 при
Управлении делами Президента РФ. Член редакцион­
ной коллегии научно-технического журнала "Ремонт
и Сервис" - коллективного члена Академии электро­
техничсеких наук Российской Федерации.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Современная наука об автомобильном бортовом
оборудовании развивается в двух направлениях: в
направлении поиска способов улучшения парамет­
ров и характеристик существующих устройств, сис·
тем, аппаратов и приборов; в направлении разработ­
ки новых функциональных узлов, систем и блоков для
нужд автоматизации и механизаuии рабочих проuес·
сов на автомобиле.
Так, на базе научных исследований за короткий
исторический срок реализовано кардинальное усо­
вершенствование классического электрооборудова­
ния, а также создан uелый ряд совершенно нетради­
uионных для автомобиля бортовых систем автомати­
ческого управления .
Это стало возможным благодаря достижениям в об­
ласти полупроводниковой и микроэлектронной техноло­
гии изготовления электросхем, которые составляют не­
малую часть автомобильного бортового оборудования.
• Теперь автомобили оснащаются не электрокон­
тактными (батарейными). а чисто электронными Сие·
темами зажигания. Автомобильная бортовая система
электроснабжения оборудуется генератором много­
фазного переменного тока с мощным полупроводни­
ковым выпрямителем и с интегральным регулятором
напряжения. Электростартер автомобиля также зна­
чительно видоизменился. Самым ~консервативным"
компонентом в составе классического электрообору-
дования остается бортовая аккумуляторная батарея.
Но и здесь есть новые наработки. Изменился дизайн,
повысилась эффективность наружной световой тех­
ники. Основные технические достижения, внедрен­
ные в устройства классического электрооборудова­
ния, подробно рассматриваются в главах 1 ••. 12.
Наряду с усовершенствованием известных борто­
вых устройств разработаны и в настоящее время все
более широко применяются совершенно новые сие·
темы бортовой автоматики, основные из которых
следующие: системы впрыска топлива для бензино­
вых двигателей; микропроuессорные системы зажи­
гания; системы очистки выхлопных отработавших га­
зов; системы антиблокировки гидравлических тормо­
зов; системы вспомогательной механизации в уст·
ройствах комфортного назначения.
• Совокупность систем автомобильной бортовой
автоматики получила наименование ~Автотронное
оборудование". Автотронное оборудование изучается
в рамках новой учебной дисциплины ~Аетотроника",
которая теперь преподается в технических вузах и в
ряде средних спеuиальных учебных заведений.
В отличие от электрического и электронного, ав­
тотронное оборудование по основному (физическо­
му) принuипу действия не классифицируется. Напри­
мер, нельзя говорить ~электрическое автотронное
оборудование" или ~гидравлическое автотронное
3

ПредмсАОвие
оборудование", так как термин ·автотРонное" - зто
синоним таких обобщающих определений, как ·ком­
биниРованное" или ·комплексное".
Автотронное оборудование автомобиля состоит
из отдельных автотРонных систем, которые в свою
очередь состоят из отдельных составных частей
(компонентов).
АвтотРонные системы принято классифициРовать
по основной исполнительной функции. Например: ав­
тотронная система впрыска топлива; автотРонная си­
стема антиблокировки тормозов; автотронная систе­
ма очистки выхлопных отработавших газов и т.д.
Компонентами автоТронных систем могут являть­
ся самые разнообразные технические устройства,
отличающиеся друг от друга как по принципу дейст­
вия, так и по конструктивному исполнению. Это могут
быть и электрические, и электронные, и злектРонно­
вычислительные, и механические, и пневматичес­
кие, и гидравлические, и любые другие технические
изделия, способные выполнять соответствующие
функции автоТРонной системы.
АвтоТРонные системы имеют одно общее свойст­
во - они управляют неЭ11ектрическими пРоцессами,
но сами управляются от электронной автоматики, при
этом первичными источниками управляющих сигна­
лов являются человек (водитель), программа, зало­
женная в Э/\ектРонную память, и входные незлектри­
ческие воздействия.
каждая автотРонная система имеет широко раз­
ветвленную периферию и ЗЛеt<ТРоННО-ВЫЧИСЛИТель­
НЫЙ блок управления с постоянной и оперативной па­
мятью - бортовой компьютер. Для согласования
входной периферии с компьютеРоМ и компьютера с
выходной периферией применяется интерфейсная
(соединительная) подсистема.
Из сказанного ясно, что автоТРоНная система -
зто бортовой комбиниРованный комплекс автоматиче­
ского управления, включающий в свой состав различ­
ные техничеа<ие устройства. которые соединены в
единое целое с целью выполнения конкретного незле­
ктрического действия. например, автоТРонная систе­
ма впрыска топлива - зто не только электронный блок
управления впрыском, и не только электрическая схе­
ма соединен"'1, но и входные датчики, работающие от
незлектрических сигналов первичных задатчиков; зто
и сами незлекrрические задатчи1<И с механическими
соединителями; зто выходные исполнительные устрой­
ства незлектрического принципа действия, например
форсунки впрыска, а также все гидравлические и
пневматические клапаны системы; зто и механическое
устройство привода дроссельной заслонки при работе
двигателя на хоюстом ходу. в автоТРонной системе
впрыска с электронным управлением Э11екtриЧеские
сигналы (как на входе, так и на выходе) выполняют
РоЛЬ промежуточных (опосредованных) носителей ин­
формацvи для незлектрических устройств (внешней пе­
риферии). При этом сама незлектрическая периферия
выполняет основные функции автоТРонной системы
впрыска: дозирование количества впрыскиваемого
бензина при изменении незлектрических парамеrров
двигателя или под воздействием водительской педали
газа. Описанию автотронных систем и их составных
компонентов посвящены главы 13...27.
В приложении рассмотрен двигатель внутренне­
го сгорания как объект автоматического управления.
Это позволит читателю легко ориентироваться в
сложных вопРосах взаимосвязи силового агрегата
автомобиля с бортовыми автОfРонными системами.
Книга написана по конспекту лекций, читае­
мых автором для студентов Московского автомо­
бильно-дорожного института (Технического универ­
ситета) и в ряде других учебных заведений. Но из·
ложение материала в данной книге ориентировано
не только на вузовскую аудиторию, но и на само­
стоятельное изучение новой автомобильной техни­
ки и специалистами по ремонту современных лег­
ковых автомобилей, и ремонтниками-автомобилис­
тами. В качестве дополнительной учебной литера­
туры книга будет полезна студентам технических
вузов . Она будет интересна также слушателям ав­
томобильных комеджей, любознательным учащим­
ся средней школы, владельцам импортных и совре­
менных отечественных легковых автомобилей. Сло­
вом, такая книга - зто подспорье каждому, кто за­
хочет познать все то новое, чем оборудован совре­
менный легковой автомобиль.
В работе над учебным пособием автор учел за­
мечания и полезные советы кандидатов технических
нау~< Фещенко А . И. и Попова О.Ю. (преподаватели
МДДИ-ТУ), ведущего специалиста по •двтотронике"
Московского учебного центра ктиз Правительства
Москвы Триодина Н.П., начальника технического от­
дела Автопредприятия No 1 при Управлении делами
Президента РФ Быкова В.И . , научного консультанта
журнала "Ремонт и Сервис" Митина В.А. Всем пере­
численным коллегам автор выражает глубокую при­
знательность за сотрудничество.
особая благодарность рецензенту книги, заведу­
ющему кафедрой "Автоматизация ПРоизводствен­
ных процессов" МДДИ-ТУ, доктору технических наук,
профессору Воробьеву В. А. за пРочтение и принци­
пиальные исправления рукописи книги.
Noдtuпелктво "COllOH-P" пол11z11ет, что yrte611oe пособие "Автотро11111и1", н1111ис11нное опыт­
ным преnод11tиm1елем техниvесJUНО университета, выювет шиpoltllii rtum11meлккuii интерес, кок
у специ11Аистов по ремо11ту 11втомо6шеii, т11к и у 11втtмЮ6ителеii.
"СОЛОН-Р"
4

=Введение
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ
АВТОМОБИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Современный легковой автомобнм. состоит нз четырех основных аrрвrатов: АВНrателя, нузова,
шасси н хоАОВОН части. Этн аrреrаты о6еспечивают ВЬ11ЮN1еННВ rлавной фующни леrновоrо авто­
NО6нля - перевозк.у пассажиров. Но .для тоrо, что6ы перевозка была 6езопасной н номфортной,
а основные arperaтw работали 6езотназно, автонобнм. оснащен достатО'IНо 6ольшим чнслом ~
ftfЬIX разноо6ра31М>1Х устройств, ноторые принято назwвап. борrовым оборудованием. Во введеннн
рассматрнваются общие сведення об автоt«Юнм.ноt.t оборудованнн н Tel#AeflllНH ero развнтня
В.1. Предварительные замечания
Бортовое оборудование по функциональному на­
значению и по месту, которое оно занимает, можно
подразделить на комфортное (внутреннее оборудо­
вание кузова), навесное (оборудование двигателя) и
функциональное (оборудование кузова, шасси и хо­
довой части).
По принципу действия и устройству бортовое обо­
рудование может быть механическим, пневматичес­
ким, rидрав11Ическим, З11ектрическим, Эl\еКТронным и
автотронным.
По выпо11Няемым функциям устройства, входящие
в состав автомобильного бортового оборудования,
исключительно разнообразны. Работа многих из них
связана с необход1о1мостью использования какого-1\И­
бо вида энергии. Самым удобным видом энергии д/1Я
применения на борту автомобиля является электри­
ческая энергия. Поэтому значительная часть борто­
вого оборудования относится к электрооборудова­
нию автомобиля.
• Для обеспечения Эl\еКТроэнергией автомобиль
оснащен автономной борtовой электроэнергетичес­
кой системой, которую принято называть системой
З/\ектроснабжения. В эту систему входят: борtовая
аккумуляторная батарея, электрогенератор, а также
подсистема соединительных проводов с моноблоком
предохранитемй и набором коммутационных уст­
ройств. Таким образом, эта система представляет
собой З11ектрическую борtовую сеть.
• Второй ЗllеКТроэнергетической частью бортового
оборудования является система элекtроетартерного
пуска двигателя внутреннего сгорания. В эту систему
входят: старtерный электродвигатель, механическая
подсистема передачи враwения от электродвигателя
к двиrателю внутреннего сгорания. стартерная аккуму­
ляторная батарея, подсистема управления стартером
и больwеточные соединительные электропровода.
• В электрооборудование автомобиля входит так­
же система мектроискрового зажигания (если на ав-
томобиле установлен бензиновый двигатель), которая
преобразует энергию постоянного тока бортовой се­
ти в импульсное напряжение высоковольтного искро­
вого разряда на свечах зажигания.
• Перечисленные электротехнические устройства
принято относить к навесному оборудованию двигате­
ля, так как все они (кроме аккумуляторной батареи)
установлены на двигателе. К навесному оборудова­
нию относятся также некоторые устройства системы
топливного питания, например карбюратор с воздуш­
ным фильтром или фОрсунки впрыска топлива, а так­
же подсистема выпуска отработавших газов.
К комфортному оборудованию кузова относят
подсистему З/\екtроподогрева сидений; внутреннее
освещение и отопление; вентиляцию и к0Нд1о1uиони­
рование; мектроприводы стеклоподъемников, люка
на крыше, радиоантенны; центральный замок две­
рей; прикуриватели; средства противоаварийной за­
щиты водителя и пассажиров, а также все средства
теле-аудио-видео-радио и телефОнной техники. В ком­
фОртное оборудование включают также и противо­
угонные устройства .
Третьей группой бортового оборудования авто­
мобиля является так называемое функциональное
оборудование. По отношению к кузову q>ункциональ­
ное оборудование - это все устройства наружного
освещения и сигнализации, наружные зеркала, ос­
текление кузова, стеклоочистители и стеклоомывате­
ли, бампера, моддинги и прочее. Из этой группы в
электрооборудование включают систему наружного
освещения, приборы наружной световой и звуковой
сигнализации, а также ЗllеКТропривод и электроподо­
грев наружных зеркал заднего вида.
Внутри кузова к функциональному электрообору­
дованию относятся конТрольно-измерительные при­
боры, водительский пульт управления, внутренняя
световая и звуковая сигнализация.
• почтн все yr:тpoiiCJвa llDМфoprнoro обору- А11Я завода. вы­
пусхающеrо ~ ЯВАЯЮТСЯ tlОН)'ПНЬIМН- Н при р;»
смоrреннн 6oproвoro ООоруАОВВННЯ. /U1К "'811""°· не опнсываются.
5

• Немалая часть функционального оборудования
}'СТановl\еНЗ на шасси и на ходовой части автомоби-
1\Я. Здесь }'СТрОйс"JВа функuионального оборудования
в основном механического или гидромеханического
принципа действия. Прежде эти устройства рассмат­
ривались как составные части механических агрега­
тов и никакой автоматикой не оснащались. Но в по­
следние годы чисто механические устройства (короб­
ка переtWОЧения передач, гидрав11Ические тормоза,
подвеска автомобиля) автоматизируются с примене­
нием электронного управления. Появились совер­
шенно новые устройства и системы, созданные с ис­
nо11ЬЗованием всех известных (электрических и не­
электрических) способов и средств автоматизации.
Такие устройства и системы теперь яв11Я1Отся неоть­
еw.емой составной частью общего комплекса авто­
матизированного бортового оборудования и назьаэа­
ются автотронными.
8.2 . Кnассификачия автомоСSиnьноrо
СSортовоrо о6орудовенмя
no nокопениям
Развитие автомобильного бортового оборудова­
ния идет по двум направлениям: по пути да/\Ьнейше­
го совершенствования существующих и по пути кон­
струирования и построения совершенно новых элек­
трических, электронных и автотронных устройств.
• Усовершенс1В00анио подлежит та~< назьlЭЗеМОе
классическое• электрооборудование, которое теперЬ
относят к электрооборудованию первого поколения.
Вторым поколением принято считать электричес­
кие узлы, блоки и системы, в которых широко исполь­
зуется дискретная электрожая схемотехника на по­
лупроводниковых приборах.
Начало развития второго поколения приходится
на 50-е годы ХХ века. когда бортовая комплекта­
ция автомобиllЯ электрическими устройствами ста­
ла заметно расширяться. Появи11Ись самые разно­
образные электротехнические средства дополни­
тельной бортовой механизации: электрозеркала,
электроантенны. электрические стеклоподъемни­
ки, электролюки, электроустановка и электроподо­
грев сидений, электровенТИ11Яторы , кондиционеры
и т.п. Управление электросхемами и электроприво­
дами этих устройств потребовало применения в
электрических схемах автомобиля значительного
количества электромагнитных реле и полупровод­
никовых приборов, которые к этому времени уже
выпускались серийно. Так на борту автомобиля
ста11И применяться средства электроавтоматики и
электроники.
• Кltасс~и прннято называть rакие JЦДеАlfЯ, коrорые ишро­
ко п~ ранее и IJOCA)'ЖWUf npororиna,.,.. Д11Я разра6о11'н
новоil современноil п.v<ики.
6
Таким образом, второе поколение автомобильно­
го электрооборудования - это первый этап внедре­
ния полупроводниковых устройств и релейных
средств автоматики в автомобильные электрасети.
Ко второму поколению относят также полупроводни­
ковые выпрямитеJ1ЬНЫе схемы электрогенераторов и
первые контактно-транзисторные системы зажига­
ния. Сюда же включают электронные и релейные ус­
тройства управления вспомогательными бортовыми
подсистемами, имеющими общее название ·злект­
роnакет"•. На автомобиле стало широко использо­
ваться радио.
• В последние годы в отечественной промЬl!JЛенНО­
сти наметилась тенденция к ускоренному внедреНию
автомобильного оборудования третьего ПОКОJ\еtИI.
Третье поколение - это не только электрическое и
электронное оборудование, но и все прочие средства
бортовой автоматики, которые стали широко внед­
ряться передовыми зарубежными фирмами с начала
70-х годов. В первую очередь, это электронные систе­
мы управления rидроМеханикой впрыска топлива и
электроискровым зажиганием, а также ЗАВктронн,~е
системы управ.11еНия гидравлическими тормозами,
трансмиссией и узлами подвески автомобиля. К треть­
ему поколению относят и современные электронные
}'Стройства бортового контроля и самодиагностики.
Важно заметить, что для оборудования третьего
поколения прежний термин "электро· утратил свой
определяющий смысл, так как теперь в системах бор­
товой автомаТVЮt , пом""'° традиционных механичес­
ких и электрических, стали шvроко применяться са­
мые разнообразные средства ГидРаВЛИКИ, п-~евмоав­
томатики, оmоэлектрониt<И, локации, радиотехники,
ультра- и инфразвука , компьютеризации. Так появил­
ся термин •Аетотроника•. объединивший все, что от­
носится к автомобильной бортовой автоматике, а со­
временные коМП11ексные системы автоМобиля теперь
чаще называют •автотрожым оборудованием·.
Особенностью автотрожого оборудования явля­
ется то, что оно создается с применением самых
разнообразных физических принципов и средств ав­
томатического управления и регулирования, а управ­
ляется электронной цифровой автоматикой, в осно­
ве которой лежит бортовой компьютер с постоянной
и оперативной памятью.
• Но фантазии автомобилестроителей этим не ог­
раничиваются. Появились первые признаки ПрИМе­
нения на автомобиле суперсложной автоматики уп.
равления четвертого поколения. Уже опробованы
идеи применения систем радарно-компьютерной и
спутниковой автонавигации и систем определения
• Эмкrро лакеr - разговорныil rехническнi/ термин. Широко нс­
польэуеrся в Wl)' и в rаэетных рекдамных о6ЬЯSАеН1f11Х. 06озна­
чаеr совокупносrь rехнических ycrpoilcrs вспожяаrеАЫЮrО (чаще
всего КОNфорrноrо} назначения, которые в сосrав IИJJCClf'reCкoro
оборуАОSВННЯ не ВJWОЧВЮТСЯ.

Тенденции развития автомобмNoноrо оборудования
координат на местности мя упрощения автоматизиро­
ванного передвижения автомобиля по городскw.1 и
шоссейным автодорогам, а также мя поиска и нахож­
дения нуждающегося в помощи автотранспорта. Для
ряда крупнейших городов мира составлены "элек­
тронные карты", которые записаны на лазерных дис­
ках. С помощью дисковода, компьютера и цветного
дисплея маршрут движения выдается водителю авто­
матически. Переключается система от реперных ме­
ток на местности.
В четвертое поколение бортового оборудова­
ния автомобиля, основным признаком которого
будет полная компьютеризация процессов управ­
ления, регулирования и контроля, войдут также и
такие специальные системы, как самоуправление
автомобиля в режиме автопилота, самозащита ав­
томобиля от аварийных ситуаций, электронное ре­
зервирование функций управления и многое, мно­
гое другое.
На рис. В.1 приведена условная классификация
автомобильного бортового оборудования по поколе­
ниям.
Признаком классификации по поколениям являет­
ся поэтапное внедрение новой техники:
1. Первое поколение - электрафикация автомо­
биля; создание классического электрооборудования.
2. Второе поколение - внедрение аналоговой по­
луправодниковой схемотехники на дискретных ра­
диоэлементах: создание простейших электрожых
схем мя управления электрическими устройствами.
30 реfРОМ!)билеii.
(выпуск рр 1920 r.)
БОРТОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
АВТОМОБИЛЯ
(Класаф«а-nо~)
30 концеrпхаров
(выпуск после 2020 r.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
АВТОТРОННОЕ ОБОРУдОВАНИЕ
переое-
Второо11О1<-
т~-
---
с 1930 no 1849 и.
с 1950 no 19711 r.~
с1980no2000ц
с 2000 no 2020 и;
г--""""""""'
г-ратор)-•фutот
с..:тема Щ>ЫС1<11
ЦбКс~
ТОQС~
rouc~
·-ТМ118 к.t.м.
сэ. csr. ед. ск. пос. эк
--°""-
~
~сЭМ.
ЭС/1iУ,,,,. две
Смсте...8 8'1$)blCU TOfVТlieA
~-свт
энсэмnсэ
""18Д.6ен»он•-.
с~
tw1tK
nлаsмонное-
Стартер с МХ· млм ЭМ.
CТlilrrePc~
т---
с~_._
с~.
-. Бе>-
Среду>m>р<>м
~АБС
"'""'""'""'
К..СЛОТ-Мбс
r-
~Мб.
Устроj1с>8а 888рМЙNoА
--
бaot'80I0Cnt.
--
....,,.,,_Мб
~nyai
-
-....m.млмКСЭс
т_.,._сэ.
Т~еДВС
~~
~.
смет-
~м
-~
~
-
~реtуПIП-
болiоwl<ми-
-
кип
-
н.-пос.
~-
r--noc.
c,_l(WJ.
Смет•- nyn.-«Ol<!J>OllR.
НооыМ Д113811м пос.
1(руmые фарw
-дм>&llм пос
~
.... .. 11ерещ1 • .._ .._ _
Рис:. В.1.
К11ас:с:11ф1111а1111я автомоб11111оиоrо оборудования по nоко11еи11ям:
ЭО - электрооборудование автомобиля; МХ
-
механический; ЭМ - электромеханический; АКБ - аКl(умуАЯторная батарея;
КИП - контрольно-измеритеАЬНые приборы; ЭН
-
электронный; ез - система зажиrания; кез - контактная система эа­
жиrания; мnез - микропроuессорная система зажиrания; nn - полупроводниковый; евт
-
система впрыска топлива;
АБС - тормозная система с электронным управлением; ед
-
система диаrностики; ек - система П)'Тевоrо контроля ;
УЗе - ультразвуковая система; ЭеАУ
-
электронная система автоматическоrо управления; ЭК - эколоrическая система
автомобиля; noe - приборы освещения и сиrнализаuии; К -механический непрерывный распределенный по цилиндрам
впрыск для смешанноrо смесеобразования; L - прерывистый распределенный впрыск для внешнеrо смесеобразования;
М - система впрыска, интеrрированная в ЭеАУ двиrателем: Д
-
прерывистый распределенный впрыск для внутреннего
смесеобразования: ЦБК - uентральный бортовой компьютер; две - двиrатель внутреннеrо сгорания.
7

Введение
З . Третье поколение - широкое внедрение на
борту автомобиля Зr'lектронного оборудования циф­
Рового принципа действия. Создание новых систем
бортовой автоматики, таких как: злектРонный
впрыск топлива, uиФровое управление зажиганием,
электронное управление тормозами, экологические
системы автомобиля, бортовая самодиагностика,
схемотехническое резервирование и т.п.
4 . Четвертое поколение - полная компьютериза­
ция пРоцессов автоматического управления, контроля
и регулирования с применением центрального борrо­
вого компьютера и со значительным расширением вы­
полняемых функций. Оборудование автомобиля радар­
ными средствами. Создание совершенно новых при~+
ЦV11ОВ у!1)ЗВЛенИЯ автомобилем и его агрегатами.
8.3 . Электромобили
Следует сказать отдельно о новых, еще не разра­
ботанных моделях автомобилей . Это эвристические
модели будущего (концепткары).
В среде автомобилестроителей уже давно диску­
тируется вопрос о целесообразности шиРокого ис­
пользования электромобилей вместо автомобилей .
• Классическая схема электромобиля показана
на рис . В.2 . Схема включает высоковольтную (не ни­
же 100 вольт) ходовую аккумуляторную батарею
ХАКБ. электРодвигатель ЗА (либо монотипа. либо ко­
лесный - д/1Я каждого ведУщего колеса отдельно) и
устройство управления УУ (контроллер), которое уп­
равляет энергией ходовой АКБ при ее под~зче к элек­
тродвигателю ЭД.
Первоначально считалось. что такой электромо­
биль предельно прост и вся проблема сведется к
разработке новых конструкций ходовой АКБ и 3'\ек·
ХАКБ
уу
эд
Рмс. 8.2 .
КАассмческая схема эАекrромобмАя:
ХАКБ - ходовая аккумуляторная батарея; VV - электрон­
ное устройство управления (контромер); ЗА - ходовой
электродвигатель.
8
тродвигателя ЭД. Но в этой трехзвенной модели не
менее сложным оказалось создать усtРойство уп­
равления УУ. Кроме того, было совершенно не яс­
но, от чего и где можно будет подзаряжать ХАКБ.
Стали также подвергать критическому анализу глав·
ное преимущество электромобилей перед автомо­
билями - экологическое . Сначала как аксиома бы­
ло принято предположение. что электромобиль аб­
солютно чистое транспортное средство, наподобие
ТРоллейбуса без проводов . Однако ходовые бата­
реи и станции их обслуживания сами по себе могут
стать источниками ядовитого загрязнения окружа­
ющей среды . Нетрудно себе представить, что будет
с Москвой , когда хотя бы каждый третий из З мил­
лионов столичных автомобилей станет элекТРомоби­
лем. В среднем 20 тысяч тонн сернокислотного эле­
ктролита. будУТ кататься по московским улицам . В
Москве ежедневно регистрируется до 20-30 аварий
с крупными повреждениями автомобилей . В мос­
ковские реки будет выливаться около тонны серной
кислоты в сутки. Значит. и в атмосфере прибавится
загрязнений .
К этому надо добавить. что ежедневная подзаряд·
ка ХАКБ для одного миллиона электромобилей потре­
бует от Мосэнерго дополнительно электРоэнергии
еще столько же, сколько оно вырабатывает.
• В настоящее время ведется ряд научных разра­
боток в направлении поиска новых химических ис­
точников тока (ХИТ) . Опробованы на злекtРомобилях
и щелочные аккумуляторы, и солнечные батареи , и
топливные элементы . Топливные элементы - это од·
норазовые химические источники тока (ХИТ). кото­
рые работают по принципу превращения энергии вы­
сокотемпературной химической реакции в электри­
ческую энергию. Обладают малыми габаритами и ве­
сом. интенсивной токоотдачей, но непРодмжитель­
ны в действии . ШиРокО применяются в специальной
военной аппаратуре. Для з.'lектромобилей могут ока­
заться перспективными щелочные вОЗдУХ-алюминие­
вые топливные элементы , в которых ·выгорает" лис·
товой алюминий и в которых можно легко и быстро
сменить реагенты . Такой топливный элемент может
быть многоразовым . Однако применяемость его в
электромобилях ограничена высокой стоимостью ка­
тализаторов, входящих в состав воЗдУХ-алюминие­
вых ХИТ. и сложностью реализации многократных ос­
тановок химической реакции на непРодолжительное
время (стояночный режим электромобиля). Однако с
использованием перечисленных источников тока до­
стичь для электромобиля уровня технических показа­
телей автомобиля-прототипа пока не удается . Из ска­
занного ясно, что классический электромобиль -
это не автомобиль будущего.
о Теперь идет поиск других вариантов . Например,
на автомобиль (рис. В. З) устанавливается обычный
две (1), но работает он не rрямо на ходовую часть. а

Тенденции развития автомобильного оборудования
на мощный электрогенераюр (2). Эrот электрогенера­
юр запитывает через электронное устройство управ­
l'гНИЯ (З) электродвигатель (4), СОЧl'гненный через ко­
робку переключения передач КПП (5) с обычной ходо­
вой частью (7) автомобиля. Возможен и такой вари­
ант компоноеки узлое и агрегатое бензоэлектромоби­
ля, при которой на трансмиссию будУТ работать два
двигателя - бензиновый и электрический.
Какие преимущества это дает перед классичес·
1<w.1 автомобилем?
Во-переых, так как две работает на эl'.ектрогене­
ратор, режимы две тривиальны: холостой ход. сред­
няя ходовая нагрузка (городской режим движения) и
полная нагрузка. Этим трем режимам могут соотеет·
сmовать три совершенно точных по исполнению сво­
их функций режима работы системы впрыска то11111+
ва и электроискрового зажигания. Более того, бен­
зиновый двигатель электромобиля может работать и
в стационарном режиме, т.е. с постоянным числом
оборотов коленвала.
Одно это позволит получить не только экономию
топлива, но главное - более чистый по составу вы­
хлоп отработавших газов. Таким образом. двиrатель,
работающий без переходных режимов, - первое
ожидаемое преимущество бензоэлектромобиля пе­
ред обычным автомобилем.
Во-вторых, электрогенератор будет работать не
только на электропривод автомобиля. но и на заряд
ходовой АКБ. Следовательно. может быть эффектив­
но решена проблема подзарядки ХАКБ.
В тех случаях, когда бензоэлектромобиль будет
заезжать в центр города, ему не обязательно дви­
гаться с работающим две. ПереК11Ючив электропри­
вод на ХАКБ. можно достаточно долго перемещаться
от энергии химического источника тока (ХИТ). Допоf'г
нительная подзарядка ходовой батареи при тормо­
жении может осуществляться и в режиме рекуnер&
ции. Рекуперация - возврат части энергии процесса
движения для повторного исnо11ЬЗОвания. Рекупера­
тивное торможение электромобиля реализуется с по-
к
к
Рис. В.З.
5еИ3ОЭАектромобиАь:
1 - бензиновый АВС; 2 - электрогенератор; 3 - контрол­
лер (ЭБУ); 4 - ходовой электродвигатель; 5 - коробка пе­
реключения передач; б - ходовая АКБ; 7 - дифференциал
ведущего моста; К - ведущие колеса (движители).
мощью ходовой электрической машины. которая пе­
реводится из режима двигателя в режим генерато­
ра; кинематическая энергия массы движущегося
электромобиля преобразуется в электрическую с це­
лью заряда ХАКБ.
Теперь водитеl\Ю не надо будет беспокоиться -
доедет ли его электромобиль до зарядНой станции.
Для бензоэлектромобиля емкость ходовой АКБ может
быть значительно снижена. А значит, вес, габариты
ХАКБ и литраж перевозимого по rородУ электролита
можно будет свести к разумной норме. При меньших
габаритах для ХАКб на борrу транспортного средства
найдется авариЖо безопасное место. Остается одна
проблема - утилизация отработавших ХАКб.
Отечественный завод ·ижмаш" на базе универ­
сального автомобиля ИЖ-21261 создал бензоэлект­
ромобиль с гибридной силовой установкой
две+ЭДВ+АКБ (8х12 В) и с параллельным соединени­
ем двигателей через специальный редУКТор. Экспе­
риментальные образцы выпускаются с 1998 года.
Недостатки: высокая стоимость, малый запас элект­
рохода (12 км); возможность попадания агрессивной
среды в салон, отсутствие багажного отделения, тя­
желее прототипа на 120 кг, небо11ЬШая мощность
энергоустановки, низкая приемистость . Преимущест­
ва: уменьшенный расход бензина з л/100 км (у про­
тотипа 6,5 л/100 км).
8 Чю же может статься с бортовым оборудовани­
ем бущщего бензоэлектромобиля? Ясно, что роль
бортовых электрических устройств резко возрастет.
Особенно это касается устройств ходового Э11ектро­
привода и его управления. Некоторые системы видо­
изменятся. например система стартерного пуска
две может стать другой, так как пуск можно будет
осуществлять от ходоеого электродвигателя и борто­
вой ХАКБ. Навесное оборудование две (впрыск топ­
лива, зажигание, утилиза1.11я отработавших газов)
может упроститься, так как число рабочих режимов
две буNoт ограничено. Что касается навигационного
и комфортного оборудования , оно может и не пре­
терпеть изменений. Возможно, приобретут большее
значение электросистемы внутрисалонной вентиля­
ции, изменится конструкция самого кондиционера,
будУТ установлены аварийные средства пожарной
безопасности и защиты от короткого замыкания в
электрических цепях больших токов.
8 Однако не исК11Ючено и такое развитие событий,
при котором электромобильная схема силового при­
вода все-таки не найдет широкого применения на l'гГ­
ковых автомобилях. Альтернативой Эl'.ектромобИllЮ
может стать автомобиль с двигателем на водородном
топливе. Или будет разработан настолько совершен­
ный легкотоnливный двигатель, что его замена на ав­
томобиле станет нецелесообразной . Так. если будет
разработан бензиновый двигатель с чисто электрон­
ным управлением клапанами газорасnределительно-
9

Введение
го механизма, то в совокупности с уже разработанны­
ми микропроцессорными системами управления
впрыском топлива. зажиганием и экологией двигате­
ля это позволит сократить расход бензина до
2,5 л/100 км пробега, при объеме двигателя не ме­
нее 1600 см3• Такому бензиновому двигатемо немо­
жет быть разумной альтернативы при его установке
на l'ггковом автомобиле в ближайшие 30-50 N!T.
8.4 . Э11епроника на автомобиле
Первым электронным устройством на автомобиле
был ламповый радиоприемник. Питание анодных це­
пей радиоламп требует применения высокого напря­
жения (не менее 100 В). Такого напряжения в борт­
сети автомобиля нет. Его получали с помощью элект­
ромеханического вибропреобразователя, который
формировал на первичной обмотке повышаюшего
трансформаюра переменное по величине (прерыви­
стое) напряжение 12 В. На вторичной обмотке
трансформатора получали требуемое высокое напря­
жение. Включение лампового приемника во время
длительной стоянки автомобиля не допускалось. так
как даже простейший трехламповый радиоприемник
с вибропреобразователем потреблял от аккумулятор­
ной батареи не менее 50 Вт.
После промышленного освоения полупроводнико­
вых приборов (начало 50.х годов) автомобильные р&
диоnриемники стали транзисторными, с прямым пи­
танием от бортсети автомобиля. На правительствен­
ных авюмобилях и на автомобилях высокого потре­
бительского класса появились первые радиотелефо­
ны. Но все это прямого отношения к автомобильной
электронной автоматике не имело.
• Первая автомобильная электронная схема уп­
равления была внедрена в электроискровую систему
зажигания: контактная пара прерывателя в цепи
первичного тока была заменена мощным транзисто­
ром, коюрый по базе управляется от прежней кон­
тактной пары (см. даl'.ее рис. 1.8 , а).
С появлением мощных и высоконадежных полу­
проводниковых диодов стало возможным примене­
ние на автомобилях бескомекторных генераторов
переменного тока. А с применением полупроводни­
ковой схемотехники регуляторы напряжения автомо­
бильных генераторов стали чисто электронными
(см . даl'.ее главу 7).
дальнейшее развитие электронной полупроводни­
ковой автоматики управления позволию полностью
отказаться от электромеханических устройств в ав­
томобильной системе зажигания. Их заменили бес­
контактные преобразователи неэлектрических вели­
чин в электрические сигналы (бесконтактные датчи­
ки). Так появились чисто электронные системы зажи­
гания (см. далее рис. 1.8, г).
10
• Электронная автоматика оказалась настолько
универсальной , что помимо электроискрового зажи­
гания с ее помощью стало возможным управление и
системой топливного питания, и системой нейтрали­
зации отработавших газов, и системой утилизации
паров бензина из бензобака, и системой управления
двигателем на холостых оборотах, и системой запус­
ка холодного двигателя, и многими другими система­
ми, функционирование которых связано с работой
автомобильного двигателя.
В настоящее время автомобильное электронное
оборудование настолько разнообразно, что рассмат­
ривать его лучше в составе конкретных борювых си­
стем автоматического управления. Слещет только
иметь ввищ, что электроника на современном легко­
вом автомобиле - это комплекс технических
средств, предназначенных в основном для работы в
информационных (низкоуровневых), а не в исполни­
тельных (высокоэнергетических) контурах управле­
ния . Другими словами, электроника применяется
там, где требуется зафиксировать, преобразовать,
обработать, передать, запомнить, вычислить или з&
кодировать текущую информацию о технических П&
раметрах устройств и агрегатов автомобиля.
Там, где прИХодится иметь дело с прямым или об­
ратным высокоуровневым энергетическим преобразо­
ванием, исnо11ЬЗуются Э11ектротехнические устройства.
• Однако на современном авюмобиле задачи ав­
томатизации уnрав11ения с применением электричес­
кого и 31\ектронного оборудования могут быть реше­
ны только частично .
8.5 . Автот~нное оборудование
автомобипя
Современный легковой автомобиль должен быть
экономичным, экологически чистым, элегантным , вы­
соконадежным, комфортабельным и высокоскорост­
ным транспортным средством . Чтобы обеспечить Т&
кие требования, на современном автомобиле, поми­
мо классического оборудования, устанавливаются
новейшие средства автоматического управ11ения ,
контроля и регулирования. Теперь помимо рабочих
процессов двигателя авюматизируются и гидротор­
моза, и агрегаты ходовой части, и механическая под­
веска, и сам процесс движения автомобиля. Таким
образом современная бортовая автоматика включ&
ет в свой состав не только электрические, электрон­
ные, механические, но и прочие самые разнообраз­
ные по принципу действия технические устройства .
Ясно. что системы автоматического управления. со­
ставленные из таких раЗ11ичных устройств, не могут
относиться ни к одному из прежних видов борювого
оборудования. Так появИ/\СЯ новый технический тер­
мин: "Автотронное оборудование автомобиля". Этим

Тенденции развития автомобИАЫIОl'о оборудования
термином обозначают новейшие изделия автомо­
бильной бортовой автоматики управления. контроля
и регулирования.
• Автотронное оборудование, которое изучается в
новой специальной учебной дисциплине "Автотрони­
ка"•. - это совокупность комплексных автоматичес­
ких систем управления. контроля и регулирования, ус­
тановлежых на автомобиле. Сама автоматическая
система в этом случае называется автотронной.
Автотронная система представляет собой слож­
ный многофункциональный бортовой комплекс, со­
стоящий из самых разнообразных по принципу дей­
ствия и устройству компонентов, которые объедине­
ны в единое целое с целью выполнения заданной
функции управления. контроля или регулирования.
В автотронную систему могут входить и механиче­
ские, и гидравлические. и пневматические, и электри­
ческие, и электронные и любые другие устройства.
Главной особенностью автотронной системы яв­
ляется обязательное наличие в ее составе электрон­
ного блока. который управляет всеми остальными со­
ставными частями {компонентами) системы.
Электронный блок управления {ЭБУ) может ра­
ботать как в аналоговом, так и в дискретном или
цифровом режиме, но он всегда ·имеет дело" с
электрическими сигналами. дt.я согласования сиг­
налов и воздействий, имеющих разную энергетиче­
скую природу, ЭБУ автотронной системы по входу
оснащен преобразователями неэлектрических воз­
действий в электрические сигналы (различные
входные датчики), а по выходу - обратными пре­
образователями электрических сигналов в неэлект­
рические воздействия {исполнительные устройст­
ва). Входные и выходные преобразователи состав­
ляют внешнюю периферию электронного блока уп­
равления и одновременно являются компонентами
автотронной системы.
Когда на выходе ЭБУ энергетическое преобразо­
вание не требуется, применяются выходные элек­
тронные усилители электрических сигналов. При этом
исполнительное устройство может представлять со­
бой отдельную, достаточно сложную систему управ-
1\еКtЯ неэлеюрического принципа действия, в кото­
рой электрический исполнитель является лишь акти­
ватором основного действия.
По схемотехническому исполнению автотронная си­
стема может быть как разомкнутой. так и замкнутой
системой автоматического управления. В последнем
• Авrоrроннка - это учебная АИЩЮWtНВ. в IWTopoil рассмаrрнва­
ется по.-.-й l<DМnltel<C всех 6орrовых систем ввтомаnrческого ~
~ на с«JреМенном авr0Аf0/Ж.1е. 8уэовс1<ую программу по
0Автоrроннке· разработал автор в 1994 r. В рам11ВХ В11екrнвноrо
f1YPC8 о6ьемом в 144 уч. часа 0Автоrроннка· читается сrумнrам
ввтоrрвнспорrноrо факу11Ьппа NосКОВСкDrо ввrомобнN.но-АОрож­
ноrо ннстнтута (МАДН-ТV} н в PRAe А{JУГНХ NОСКОВСХНХ учебных -
веденнй.
случае в автотронной системе исnом,зуются самые
разнообразные задатчики сигналов обратной связи.
В большинстве случаев современная автотронная
система выполняет свои функции по заранее задан­
ной программе, и поэтому в ЭБУ всегда имеются за­
поминающее устройство и микропроцессор, в кото­
рых теперь чаще всего применяются число-импульс­
ные методы и средства обработки ИНформации (ра­
нее в автомобильных электРQtн.lх системах управле­
ния. например в системе зажигания, применялись и
аналоговые вычислительные устройства).
Другой особенностью автотронной системы явля­
ется ее •узкая специализация". Впрочем, это свойст­
во присуще любой системе бортового оборудования.
Однако на основе нескольких автотронных систем мо­
гут создаваться большие бортовые комmексы авто­
матического управления, регулирования и контроля с
обслуживанием от общего универсального централь­
ного бортового компьютера {УUБК). Такие комплексы
доnОАНительно включают в себя бортовой информа­
ционный терминал (ВIТ), который обслуживается спе­
циальным электронным интерфейсом {бортовым кон­
троллером связи - CAN). ИХ задача - обеспечивать
коммутаu-uо {nодключе14-tе) периферийных устройств
к УUБК с соблюдением последовательности и приори­
тета. Первый шаг в этом направлении уже сделан -
разработана и широко применяется на легковых ав­
томобилях комплексная электронная система автома­
тического управления бензиновым двигателем внут­
реннего сгорания {ЭСАУ-Д). Простейший универсаль­
ный электронный блок управления для таких систем
серийно выпускается фирмой BOSCH {ФРГ) под на­
званием - авторегулятор ~мotroпic".
8 Автотронные системы по своему устройству, на­
значению, способу обработки информации и испол­
нению функций уже сегодня являются прототипами
будущих полностью компьютеризированных больших
универсальных систем автоматического управления,
контроля и регулирования на автомобиле. Но в на­
стоящее время на современных легковых автомоби­
лях наиболее распространены не универсальные, а
специализированные автотронные системы. К ним
относятся :
1. Системы впрыска топлива для бензиновых дви­
гателей.
2. Экологические системы автомобиля.
З. Микропроцессорные системы электроискрово­
го зажигания с дополнительными функциями регули­
рования.
4. Комплексные электронные системы автомати­
чесt<ОГо управления бензиновым двигателем внут­
реннего сгарания {ЭСАУ-Д).
5. Электронные системы управления гидравличес­
кими тормозами.
6. Системы электронного управления автоматиче­
ской коробкой переключения передач.
1.1 .

=Глава1
СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЬНОГО
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
ЭлектрооборуАование автомобнJ\Я яв11Яется rлавноii составной частью полноrо ком11J1екса бор­
товоrо о6оруАования. В электрооборуАование включают все те бортоВhtе устройства, работа
которых непосреАсmенно связана с электрнчесmом. ПерВ1>1ми такими устройствами 6ы11Н маr­
нето и свечи зажиrання. потом на борту автомо6и11Я стали устанавJ\Нваться аккумуJ1ЯТорная
батарея, электроrенератор и электростартер. появилось наружное электроосвещение, систе­
ма зажнrання стала батарейной. Перечисленные электрические устройства в совокупности со­
ставJ\ЯЮт классическое электроо6оруАование автомобнJ\Я. В настоящей кннrе классическое
электроо6оруАование Аетально не рассматривается. Желающим поАJЮбно ознакомиться с этим
ра3Ае11ом можно порекомеНАовать учебники c.n . Банннкова [1], В.Е. Юпа [2] и ю.п. Чнжко­
ва, А.В. Акимова [З]. йАНако Аать краткий обзор общих прннцнпов построения систем классн­
ческоrо электроо6оруАовання з,десь нео6хоАНмо.
1.1. Общие сведения
Существующее на бор~у автомобиля уже t.'tioro
десятков ~т электрооборудование первоrо ПОКО/\е­
ния теперь называют клаосическим. 8 его состав
входят следующ.~е функuюнЗ11ЬНые системы:
• Система электроснабжения - электроrенера­
тор, реле-реrуляторы, аю<уМуЛЯТорная батарея.
• Система пуска двигателя внутреннего сгора­
ния - стартер, стартерные цепи, аккумуляторная
батарея.
• Система электроискровоrо зажигания - катуш­
ка зажигания, прерывате11Ь-распределитель, свечи
зажиrания с высоковО11Ьтными проводами (на авто­
мобилях с дизе11ЬНым две отсутствует или заменена
системой калильноrо зажигания).
• Система освещения и сиrнализаLJ-JИ - фары,
наружные фонари габаритных оrней и световой сиr­
~и. звуковой сигнал, внутреннее освещеt-Ме,
устройства сnе1,J1ЗЛЬной сигнализации.
• Система контрольно-измерительных приборов,
дополнительного и всnомоrательноrо электрообору­
дования - ~ок приборов, водительский пульт уn­
рав~ния, э~ктрические пр0вода, предохраните/\Ь­
ные и ре~йные моноблоки. коммутационные устрой.
ства. а также э~ктроприводные устройства. напри­
мер стеклоочистители и электровентиляторы.
Пере~ные системы являются неотъемлемой
составной частью автомобильной бортовой автома­
тики и всегда бущт присутствовать в ее составе.
За nос~дние 30-40 ~т составные компоненты
клаосических систем автомоби/\ЬНоrо электрообору­
дования претерпели значительные усовершенство­
вания. но состав самих систем остался прежним.
Рассмотрим эти системы.
1.2
1.2 . Система э11ектроснабжения
8 систему э~ктроснабжения современного ав­
томобиля входят: необслуживаемая или монолитная
кислотная аккумуляторная батарея (АКБ) и генера­
тор (ГТ) трехфазноrо переменного тока с мощным
полупроводниковым выпрямите~м (ВП) и э~ктрон­
ным регулятором (Р) напряжения. которые вмонти­
рованы в конструкцию генератора. АКБ поДК/llОчена
встречно-параме11ЬН0 и непосредственно к выход·
ным клеммам генератора. Эта система обеспечива­
ет электроэнергией все бортовые электроnотреби­
тели. Применение новых типов аккумуляторных ба­
тарей и генератора переменного тока вместо гене­
ратора постоянноrо тока с многоламе11ЬНым ко~к·
торно-щеточным механизмом, применявшимся ра­
нее совместно с вибрационными реле-регулятора­
ми. позволило значительно повысить качество• на­
пряжения и надежность системы бортового элект­
роснабжения. Ее габаритно-весовые параметры
также улучшились.
Следует заметить. что повышение мощности.
качества электричества и надежности системы
электроснабжения не самоuель. а насущная необ­
ходимость современного автомобилестроения. Те­
перь на бор~у автомобиля устанавливаются до
120 потребителей электроэнергии. значительная
часть из которых полупроводниковые и интеграль·
ные схемы.
• Качеспю напряжения (нноrАВ rовооят 1<11чество эt.екrрнчест­
ва} - rекН11Чесl<НЙ rермнн, обоэначаощнй выс0«ую сrепень
стабw.ыюсrн параметров напряження на выкоАе 6мжа {НNI си­
стемы} :ме1<rросна6ження, а таюке отсутствие в выкоАНОМ на­
пряж- высо1<очасrоП1Ык rарм~ н случа<нык всплеаюв
("А/)абезrа-}.

Системы автомобильноrо электрооборудования
• Система ЗllЕ!l<Троснабжения, структурная схема
и токоа<оростная характеристика которой показаны
на рис. 1.1, работает едедУJОЩИМ образом.
l<orдa ротор генератоРа не вращается (п =О), на­
пряжение Uc Щтовой сети равно напряжению АКБ
(Uc = Uб) и потребители запитываются током батареи
(lн =lб). Если после пуска две напряжение Ur мень­
ше напряжения U6 батареи, что будет иметь место
при частотах п вращения ротора в пределах
О < п < по. бортовые потребители бущт запитывать­
ся только от АКБ (Uc = U6 , 16 = lн). а ток генератора
пока еще будет оставаться приблизительно равным
нулю (lr = lp). На токоскоростной характеристике
-
участок до п =п0•
В ючке п = по напряжение Ur генератора почти
станет равным напряжению U6 батареи, а С11едова­
тельно, и напряжению Uc Щтовой сети (Ur = U6 = UJ.
При веtреч~арамельном включении двух источни­
ков электроэнергии с одина11овыми нmряжениями
обмена током между ними не происходит, т.е. ток 1,
заряда АJ<б пока еще нулевой (1, =0). РеrулятоР Р на­
чинает потреблять ток lp от генератора, а бортовые
электропотребители получают электроэнергию от
обоих источников (1" = lr + 16 ). Частота по вращения
ротора генератора несколько ниже граничных оборо­
тов холостого хода прогретого две . Поэтому переда-
1)nсО;U,. ~ О;Uo• eonst;lн•1,;Uc• U,;
2)о<n<n0; u,t, "°меньше IJ,; J,. • i.: Uc • IJ,; r.. • 16;
Э)n•no:U,. ':'U,• Ue:11•О;lr•1,;1-• lн:
4)no<n<nн:u,tмбо•ьwеu.:1,~r..+1,+"•l(n);IJc.Ur:
5)nн<n<ns;Ur• const;lr• lн+11+1,•1(n,АФ):Uс •U,;
6) n > l"IS: Ue • Vr • const; ФJ. ; lr • const (c&JritOOrpam1\feHMe тока).
Рмс.1.1.
Смстема аАе11трос:набженмя с rенератором
nеремемноrо то11а:
АКБ - аккумуляторная батарея с напряжением U6; 16 -
разрядный ток АКБ; 1, -
зарядный ток АКБ; ГТ - трехфаз­
ный генератор синусоидального переменного тока; I, _ -
пе·
ременный ток генератора; 18 - ток возбуждения генерато­
ра; Р - регулятор напряжения генератора по току 18 воз·
буждения; ВП - трехфазный двухполупериодный выпрями­
тель (Ларионова); lp - ток. потребляемый регулятором Р;
1,.
-
постоянный ток генератора; U, -
постоянное напря­
жение rенератора; u. -
напряжение бортсети автомобиля;
lн - общий rок нагрузки системы электроснабжения; К
-
контрольная лампа rенератора, п - обороты приводноrо
шкива генератора; Ф - магнитный поток.
точное отношение между шкивами двигателя и гене­
ратора выбирается таким образом, чтобы на нижних
обоРотах ХОl\ОСТОГо хода ЭllЕ!КJРОэнергией от генера­
тора обеспечивались по крайней мере основные бор­
товые потребители (система зажигания. впрыск топ-
1\ИВа, габаритные огни в ночное время). Тогда после
запуска две коленвал развивает обороты холостого
хода и наступает состояние, при КОТоРОМ п > по. а
напряжение генератора становится больше напря­
жения U6 аккумуляторной батареи (Ur > U6). При
дальнейшем увеличении частоты вращения п генера­
тор обеспечивает электроэнергией все бортовые по­
требители и начинает заряжать АКБ (1, = 1" + 12 + lp).
Ток lr генератора становится почти линейной функци­
ей 1,. = f(n) от частоты вращения п, а напряжение Uc
Щтовой сети - равным напряжению Ur генератора
(Uc =Ur) и теперь полностью определяется реrу11ЯТ0-
ром Р напряжения (вплоть до состояния n =Пн).
На повышенных оборотах две. когда частота n
вращения ротора генератоРа лежит в пределах от п"
до п5, напряжение Ur генератора перестает увеличи­
ваться (Ur = const) и даже может несколько падать
из-за размагничивающего действия токов статора
под большой нагрузкой, но ток lr генератора все еще
может возрастать , приближаясь к самоограничению
(lr = 1" + 13 + lp = f(п, дФ); Uc = Url · Явление самоограни­
чения насl)'Пает при боl\ьшом токе 1, генератора (когда
1, = 1.-m ax) и при высокой частоте врацения (п > nJ рото­
ра, как следствие насыщения этим током магнитных uе­
пей генератора. При этом магнитный поток Ф, сВЯЗЬЕа­
ющий мамтюе поле В. ротора с витками W5 обмотки
статора, частично уничтожается противодействующим
(наведенtъJМ током 1,.) магнюным полем В.. статора. Ток
lr перестает быть функцией от частоты вращения п и
начvная с n = п,. становится rюстоянtъ~м.
В современных генератоРах переменного тока
максимальное значение тока lr является рабочим и
д/1Я генераторов автомобилей представительского
класса с мощным две может достигать 100 А.
• Конструктивной особенносrью современных гене­
раторов трехфазного переменного тока является нали­
чие в них дополнительной диодной сборки d, а также
включение фазных обмоток генератора не "звездой",
а "треуголыи<ом". Это позволяет упростить схему кон­
трольной лампы К генератора, а также юолировать
цепь питания регулятора Р напряжения от большеточ­
ной выходной цепи "Вых" . таким способом исключает­
ся возможность нежелательного разряда аккумулятор­
ной батареи через регулятор напряжения и обмотку
возбуждеК1Я при неработающем двигателе, но вклю­
ченном зажигании . Кроме того, соединение фазных
обмоток "треугольником" позволяет применять более
тонкие провода для фазных обмоток генератора. На­
дежность генератора при этом также повышается. Как
следствие, современные автомобильные генераторы
проходят без ремонта до 250000 км пробега .
1.З

• Ограt*!чивать ток заряда АКБ в сооременных
системах электроснабжения не требуется. так как
регулятор Р наnряжения на средних и умеренно по­
вышенных оборотах две, а самоограничение тока
генератора на высоких оборотах NoС не допускают
перезаряда автомобильной аккумуляторной батареи.
Однако следует заметить, что заряд аккумуляторной
батареи на борту автомобиля осуществляется при по­
стоянном наnряжении. И коrда Аl<Б сильно разряже­
на, ток 1, заряда может быть значительным. Если но­
минальная емкость Сн установленной на автомобиле
Аl<Б не соrласована с максимальным током автомо­
бильного генератора. возможен или перегрев сильно
разряженной Аl<Б в начале ее заряда, или постоян­
ный недозаряд батареи, что в обоих случаях снижа­
ет срок ее службы. Поэтому на автомобилях с гене­
раторами большой мощности не рекоменщется уста­
навливать АКБ малой емкости. И наоборот, АКБ боль­
шей емкости не слещет устанавливать на автомоби­
лях с генератором малой мощности. Другими слова­
ми, автомобильный генератор и аккумуляторная ба­
тарея, работающие на борту автомобиля как единая
автономная система электроснабжения, должны под­
бираться по токовым параметрам. При замене АКБ
СNЩуеТ придерживаться условия [ЗСн =21, m..J •. ОС·
новные компоненты системы электроснабжения -
аккумуляторная батарея и электрогенератор сооре­
менного легкового автомобиля - подробно описаны
в последующих главах.
1.з. Система пуска две
Следующей классической системой электрообору­
дования автомобиля является система электростар­
терного пуска две.
Слещет заметить, что электростартерная система
пуска - это не единственная пусковая система для
автомобильных NoС. Но для легковых автомобилей
Рис.1.2.
6Аок-схема системы пуска ДВС:
АКБ - аккуNуляторная батарея; ВЗ
-
ключ зажигания;
РС - реле стартера; ТР - тяговое реле; ЗАВ
-
электродви­
гатель стартера; Р1 - планетарный редуктор; Р2
-
основ­
ной понижающий редуктор; мех - муфта свободного хода;
две - двигатель.
• КВадраrные скоб«н указывают на равенство числовых веJШ._
в формуl\е без учета размерностей.
1.4
все прачие системы (гидРавлическая, инерционная,
пневматическая) бесперспективны.
Современная система электростартерного пус­
ка - это совокупность электростартера, бортовой
аккумуляторной батареи и стартерных электроцепей.
Элементом системы пуска является также венечная
шестерня маховика две. Для автомобилей в север­
ном испО11Нении в систему пуска NoС иногда включа­
ют средства для облегчения пуска (3).
• Блок-схема электрической системы пуска NoС
современноrо легкового автомобиля приведена на
рис. 1 .2 . Главным агрегатом такой системы является
Рмс.1.З.
Э11ектростартер:
а - конструкция стартера; б - электрическая схема соеди·
нений; в - планетарный редуктор стартера; 1 - корпус;
2 - направляющий вал с витыми пазами; З
-
венечная
шестерня маховика две; 4 - муфта ех; 5 - водило с са­
теллитами; б - сателлитная шестерня; 7 - шестерня на
валу ротора; 8 - электродвигатель стартера; 9 - ось са­
теN1Ита; 10 - планетарная шестерня с внутренним зацеп­
лением; 11 - корпус планетарной шестерни; 12 - ротор
электродвигателя; 13- ламели на комекторе; 14 - щетки
в щеткодержателе; 15 - статорная обмотка (возбужде·
·
ния); 16 - рычаг привода мех: ВЗ
-
включатель зажига­
ния; РС - реле стартера.

Системы автомобиАЬНоrо электрооборудования
элекrростартер (рис. 1.3). Это такое устройсТво, в ко­
тором конструктивно совмещены четыре ф~кuио­
нальных узла системы: электродвиrатель эд постоян­
ного тока, электромагнитное тяговое реле ТР, допол­
нительный понижающий (чаще всего на современ­
ных легковых автомобилях - планетарный) редуктоР
Р1 и муфта мех свободного хода с шестерней заuеn­
лек-tя. Шестерня заuеnления образует с венечной
шестерней маховика две основной понижающий ре­
дУКТоР Р2 с передаточным числом не более 18. До­
полнительный планетарный редуктоР Р1 применяется
в современных электростартерах с быстроходным
электродвигателем. Его передаточное число не бо­
лее 4-х и определяется как: ip=1+Zp/4. где Zp -
число зубuов планетарной шестерни, ~ - число зуб­
uов шестерни на оси якоря злектродвиrателя.
Пуск стартера осуществляется посредством вклю­
чения ключа зажигания 83, который через реле
стартера РС подает напряжение аккумулятоРной ба­
тареи АКБ на тяговое реле ТР. Реле ТР выполняет
две функuии: подключает электродвигатель стартера
непосредственно к Аt<Б и механически сочленяет ше­
стерню заuеnления муфты свободного хода мех с
венечной шестерней маховика две (т.е. включает на
время пуска механический редуктоР Р2).
Муфта мех и электрическое управление стартером
С()Временного автомобиля устроены таким образом,
что как только две запускается, то сначала редуктор
Р2, а затем и электродвигатель ЭД выключаются.
Дополнительный планетарный редуктор Р1 нахо­
дится внутри конструкuии стартера в постоянно
включенном состоянии. Он располагается соосно с
электродвигателем и муфтой свободного хода.
Планетарный редуктор, который иногда называют
редуктором Джемса. может иметь два варианта ис­
полнения : с неподвижной планетарной шестерней и
с вращающимся водилом, на котором установлены
•)
Рис.1.4.
К nояснеиию nрин1111nа деiiстаия электродаиrетеАЯ:
а - nравию левой руки; 1- ток; В - маrнитное nоле ; F -
1о1еханичеС11ая сила; NS - nостоянный маrнит; б
-
модель
ЭДВ; lя - ток якоря; R - якорь (токопроводная рамка); F1
иF2- парасил;Х
-
ось вращения якоря; М - щетки
КЩМ; е - ламели комектора; 111 - частота вращения.
сатемитные шестерни, а также с вращающейся пла­
нетарной шестерней и с неподвижными сателлитами
(подробно см. далее в главе 8).
• Электродвигатель стартера - зто электричес­
кая машина постоянного тока, преобразующая элек­
трическую энергию W3 от АКБ в механическую знер.
гию W.., вращения якоря : W.., = f(Wэ).
Принuиn действия электродвиrателя основан на
использовании второго закона электромагнитной ин­
дУКl..JИИ , согласно которому механическая сила F, дей­
ствующая на проводник L с током 1, который поме­
щен в магнитное поле с индукuией 8 , определяется
как F = BLI. Направление действия силы F определя­
ется по правилу левой руки (рис. 1.4 , а).
Если nроводНИК L изогнуть витком в виде токоnро­
водной рамки R и поместить в магнитное поле 8, обра­
зуется наглядная модель электродвигатем~ (рис. 1.4 , б).
8 этой модели постоянный магнит NS- эrо неподвиж­
ный статор с главным магнитным полем 8, а ток~
водная рамка R - зто вращающийся якорь.
Машины постоянного тока являются комекторны­
ми машинами, т.е. они обязательно содержат в сво­
ем составе комекторно-щеточный механизм (t<ЩМ) .
t<ЩМ - это устройство, которое обеспечивает
контактную гальваническую электросвязь между вра­
щающимся якорем (на модели - рамка R) и внешней
электроuепыо. КЩМ состоит из контактных медных
ламелей к. изолированных АfУУГ от АfУУГа и собранных
на оси якоря в виде комекторноrо uилиндра, а также
из контактных медно-графитовых щеток М, прижатых
пружинами к ламелям комекторного uилиндра . Щетки
помещены в щеткодержатели, которые АЛЯ щеток яв­
ляются прижимными uентрирующими устройетвами, а
для внешней электрической uenи - выводными кон­
тактами якоря. Число ламелей на комекторном uилин­
дре равно удвоенному числу токопроводных рамок на
якоре. Число контактных щеток в современном стар­
терном электродвигателе обычно равно четырем . Они
включаются по схеме, показанной на рис. 1 .3 , б.
Модель электродвигателя постоянного тока, при­
веденная на рис. 1.4 , б, работает следУJОЩИм обра­
зом. Пусть рамка R в исходном СОСТОЯНИИ находится
в положении , указанном на чертеже (угол а поворо­
та рамки относительно магнитных силовых линий по­
ля 8 равен нулю). На клеммы (+) и (-) щеток М от
внешнего ИСТОЧJ-IИКа электрической энергии W3 пода­
ется постоянное напряжение Uд. Под действием на­
пряжения Uд по токоnроводной рамке R. согласно за­
кону Ома, начнет протекать ток якоря lя=Uд/R (где
R - омическое сопротивление рамки R).
Как видно из чертежа, ток lя якоря в верхнем
стержне рамки R. протекая от плюса к минусу, на­
правлен "слева-направо", а в нижнем стержне -
"справа-налево". Ток lя• вступая в электромагнитное
взаимодействие с магнитным полем 8 статора, обра­
зует пару сил (F1 и F2 ), каждая из которых равна
15

rA8881.
F = 8 5 L.,l,,cosa. Пара сил развернет рамку R по часо­
вой стрелке(согласно правилу левой руки) на угол,
равный 90°. В этом месте (точка а= 90°) силы F1 и
F2 станут равными нулю (cos 90° = 0), а ток lя разомк­
нется, так как ламели КЩМ выйщr из соприкоснове­
ния со ще11<ами. Дальнейшее вращение рамки R яко­
ря электродвигателя до момента обратного подклю­
чения щеток к ламелям будет протекать по инерции.
Обратное подключение рамки R к внешнему постоян­
ному напряжению Uд приведет к восстановлению то­
ка lя в прежнем по отношению к магнитному полю Вs
направлении. Силы F1 и F2 , действуя в прежнем на­
правлении, начнут возрастать по закону косинуса от
нуля в точке а= 90° до значения BLI в точке а= 180°
и далее от значения BU до нуля в ючке а= 270°. В
этой точке (а=270°) ламели под щетками снова по­
меняют свое положение на противоположное, и сно­
ва повторятся процессы, описанные для точки
а= 90". В результате поочередного механического
воздействия пары сил F1 и F2 на стержни токопро­
водной рамки R вал Х якоря электродвигателя начнет
постоянно вращаться со скоростью ro в направлении
действия пары сил.
• В реальных стартерных электродвигателях чис­
ло токопроводных рамок на якоре не менее 12 (24
ламели на коллекторе) . Это обеспечивает электро­
двигателю плавность хода, более высокий КПД, мак­
симальное значение вращающего момента в любом
положении якоря, а также отсутствие таких состоя­
ний в КЩМ, при которых ток lя якоря размыкается.
Пара сил действует постоянно.
В описанной модели электродвигателя главное
магнитное поле машины на статоре формируется по­
стоянным магнитом NS. В реальных стартерных эле­
ктродвигателях такая система наведения главного
магнитного поля стала применяться только в послед­
нее время, когда появились малогабаритные силь­
ные постоянные магниты. Ранее для пуска многоци­
линдровых две электростартер с возбуждением от
постоянных магнитов не применялся. В таких случа­
ях использовались стартерные электродвигатели с
внешним возбуждением, т.е . с возбуждением глав­
ного магнитного поля электродвигателя от внешнего
источника электрической энергии.
Это достигается заменой постоянного магнита
статора на статорный электромагнит . Обмотка тако­
го электромагнита называется обмоткой возбужде­
ния. На время работы стартера обмотка возбужде­
ния подключается к аккумуляторной батарее через
обмотку якоря (последовательное возбуждение) .
Иногда обмоток возбуждения две (параллельно-по­
следовательное возбуждение).
• Основными функциональными особенностями
стартера являются кратковременность его работы и
способность развивать на короткое время пуска
большой крутящий момент. Первая особенность поз-
1.6
воляет изготавливать электродвигатели стартеров со
значительным уменьшением веса и габаритов, а вто­
рая - обеспечивается значитеJ1Ьным увеличением
пускового тока по сравнению с обычными электро­
двигателями, что допустимо только на короткое вре­
мя. Мощность стартера определяется моментом про­
кручивания холодного две во время пуска при низ­
ких темпераrурах и достигает для некоторых двигате­
лей легковых автомобилей 2 кВт.
• С другой стороны, в обычных условиях эксплуа­
тации мощность стартера может быть значительно
меньше. В связи с этим разрабатывается и уже экс­
периментально проверена идея двухрежимного стар­
терного пуска, при котором хорошо прогретый двига­
тель запускается от так называемого конденсаюрно­
го стартера (путем быстрого разряда предваритель­
но медденно заряженной конденсаторной батареи
на значительно уменьшенный в весе и габаритах бы­
строходНый электродвигатель с редУКТором) , а холод­
ный двигатель при очень низких температурах запус­
кается не от конденсаторов, а от внешней электро­
сети. Основная перспектива применения такой сис­
темы пуска ориентирована на реализацию режима
экономии топлива при движении в городе , когда под
каждым светофором двигатель автомобиля выклю­
чается, а при прикосновении к педали акселератора
вновь автоматически запускается. Такая система пу­
ска называется "стоrктартером" . В городском режи­
ме движения автомобиля стоrктартер может функ­
ционировать безотказно. По оценке некоюрых ис­
следователей, это может дать экономию топлива
около 30% [З).
• Но даже в классическом исполнении современ­
ные системы пуска уже сегодня в целом более совер­
шенны, чем им предшествующие . Так, сам стартер­
ный электродвигатель стал меньше в размерах , бо­
лее надежным и более легким за счет применения
современных технологий сборки и новых электромаг­
нитных материалов . Значительно усовершенствова­
на механическая передача энергии вращения от
стартера к венцу маховика двигателя. Теперь эта пе­
редача на мощных две стала редУКТорной, что так­
же позволило уменьшить вес и габариты стартерно­
го электродвигателя благодаря повышению его ми­
нимальных оборотов и уменьшению пусковых токов.
Потребление электрической энергии стартером от
АКБ при этом стало более рациональным (чем мень­
ше пусковой ток стартера , тем больше напряжение
АКБ при пуске ДВС).
Слещет заметить, что стартерный режим работы
АКБ значительно отличается от ее работы в системе
электроснабжения. Современный стартер позволяет
работать АКБ в более щадящем режиме, что делает
современную систему пуска более надежной.
Подробно современный автомобильный электро­
стартер описан в главе 8 настоящей книги.

Системы автомобиАьноrо эАектроо6оруд088НИJI
1.4. Системь1 эnектроискровоrо зажиrания
Говоря об электроискровом зажигании, слещет
заметить , что в самом начале на автомобилях оно
реализовывалось от магнето.
• Магнето - это электрическая машина ИндУК­
торного типа. Преобразует механическую энергию
непосредственно в энергию искрового разряда. Ра­
ботает независимо от бортовой электросети .
Конструктивно в магнето совмещены (рис. 1.5):
иНдукторный электрогенератор ИГ; повышающий
трансформатор ТР, первичная обмотка w,_ которого
ЯВf\ЯеТСЯ индУКТИвным накопителем энергии; контакт­
ный прерыватель Р тока с кулачковым то11Кателем к;
распределите11Ь S. Ротор (постоянный магнит М) иtt­
дУКТОрного генератора ИГ, кулачок прерывателя Р и
редуктор R распределителя S механически соединены
общей осью и приводятся во вращение от коленвала
(КВ) две . Когда инщкционный ток в первичной об­
мотке трансформатора ТР достигает максимального
значения, контакты прерывателя Р размыкаются. Во
вторичной обмотке W2 повышающего трансформато­
ра наводится высоковольтное напряжение, которое
распределяется по свечам распределителем S.
Магнето и теперь еще достаточно широко ИСПОJ\ЬЗУ­
ется на тракторных пусковых и на маюцилиндровых ,
например МОТОЦИК!lеТНЫХ двигателях. Но на современ­
ных автомобилях магнето теперь не применяется.
Этому есть две причины: низкая Нё\деЖНОСТЬ электро.
механического магнето с высоковО11Ьтным расnреде1е­
жем при его работе на многоцилиндровых две и невоз­
мокность получежя ВЫСОКОй энергии искрового разря­
да при низких оборотах вращения коtенва11а двигателя
(наЮолее сказывается при пуске холодного ДВС).
с
lz
Рмс.1.5.
Маrмето:
С - конденсатор; К
-
кулачок прерывателя;
Р - контакты прерыва­
теля : М - постоянный
маrнит NS на роторе;
ИГ - индуктор; W1,
W2 - первичная и вто­
ричная обмотки индук·
торного трансформато­
ра Тр; S - ВЫСОКО·
волыный распредели­
тель: R - редуктор 2/1:
w - частота вращения
привода магнето: КВ -
коленчатый вал две.
• Классической для автомобилей является бата­
рейная система зажигания (рис. 1.6). Ее компонент­
ный состав прост: каl)'Шка зажигания КЗ, прерыва­
тель КП с распределителем РП и свечи зажигания СВ
с высоково11Ьтными проводами. Источником энергии
No51 системы зажигания является бортовая система
электроснабжения (U6 ), а источниками управляющих
сигналов - механический привод ПР от распредели­
тельного вала АБС и пневмопривод ВР от разреже­
ния ВО ВПУСКНОМ КО/\ЛеКТоре ВК.
Интересной особенностью батарейной системы
зажигания является то, что в ней изначально были
найдены два совершенно уникальных техничес~ ре­
шения: ИНдуктивный накопите11Ь (каl)'Шка зажигания)
и высоково11Ьтный электроискровой разрядник (свечи
зажигания). До тех пор, пока воспламенение топ11Иво­
воздУШной смеси на легкотоп11Ивных АБС будет осу­
ществляться от высокоВО11Ьтной искры, свечи зажига­
ния и катушка зажигания в авюмобиl\Ьной системе
зажиrания будуr присутствовать всегда. Быl\И попыт­
ки применить пьезокерамические генераторы высо­
кого напряжения, а также полупроводниковые свечи
1
•1
1
1
1
1
..L
c2f
1
~---..----t~-t--i-4-+----------·
",
б)
Рис. 1.6.
Конта11111ая (батарейная) смсте"4а зажмrания (КСЗ):
а - электрическая схема КСЗ; б - компоненты КСЗ; ЖБ (Uб) -
аккумуляторнаSI батарея; КЗ - катушка зажигания с nервичной
W1 и вторичной W2 обмотками; КГ - контактная пара прерыва­
теля; ВР - вакуумный регулятор; UP - центробежный регуля­
тор; РП - распределитель; ПР - привод от распределительного
вала: С1 - ~онденсатор первичной цеnи; С2 - распределенная
емкость вторичной цеnи; Rv - добавочное сопротивление КЗ;
ВЗ - включатель зажигания: ЗС
-
эамыкатель на стартере;
СВ - свечи; ВК - раэреЖение во вnускнсм комекторе.
1.7

зажиrания с поверхностным тлеющим разрядом. Но лать этот ток больше из-за наличия в системе ~
высокая сложность их конструкции и низкая надеж­
ность оставили эти попытки на уровне научно-иссле­
довательских разработок. Системы зажигания с ем­
костным накопителем также не нашли широкого рас­
пространения, так как не обеспечивают требуемой
для стандартных две длительности злектроискрового
разряда. Таким образом, ка1)'Шка зажигания и свечи
зажиrания составляют выходную электрическую схе­
му в любой современной системе зажигания.
Существуют контактные системы зажигания, в ко­
торых число таких выходных электрических схем рав­
но числу цилиндров двигателя, что позволяет отка­
заться от высоковольтного электромеханического
переключателя-распределителя.
• В двигателях с парным числом цилиндров воз­
можно применение деухвыводных трансформаторов
или ка~ушек зажигания, когда оба вывода исПО11ЬЗуют­
ся как рабочие (рис. 1.7). Искрообразование от двух­
выводной 1<3 в обеих свечах S происходит одновре­
менно. При этом одна свеча в ,.:.нном цикле рабочая,
другая - холостая. Свечи устанам;.,_ · >тся в те il!ЛИН­
дры, в которых поршни имеют одинакоеь.;: .',l;Jд во всех
фазах движения. /),/1Я 4-х цилиндрового NoС это пер­
вый и четвертый, а также второй и третий цилиНдРЫ .
/),/1Я нормальной работы 4-х цилиндрового две необхо­
димы две двухвыводные катушки зажигания; для 6-ти
цилиндрового - три; для 8-ми цилиндрового - четы­
ре. В двигателях. оборудованных двухвыводными 1<3,
порядок работы не нарушается, так как - когда в од­
ном цилиНдре сжатие и зажигание, в другом - выпуск
отработавших газов. Установочный угол опережения
зажигания в таких две больше обычного. Инжектором
носителей зарядов в одной свече (S+) является корпус­
ной электрод, в другой свече (5-) - центральный эле­
ктрод (R,, -
nомехоnодавительный резистор).
Все многовыводные системы зажигания с ИНдУКТИВ·
ным накопителем требуют значительного увеJ1Ичения
электроэнергии для их питания . Так, двухканальная сие·
тема зажигания современного 4-х цилждрового авто­
мобильного двигателя потребляет от бортовой сети не
1.8
~потока~
Рис.1.7.
ДвJХВЫВодиая K81JWKa
эажиrаJtИя
20-30 Вт, как бата-
рейная система за­
жигания,
а
до
100 Вт. Это не явля-
ется недостатком,
так как в классичес­
кой батарейной сис­
теме зажигания ма­
лый ТОК потребления
объясняется не ре­
альной потребностью
j электроэнергии на
оптимальное искро­
образование, а не­
возможностыо еде-
механических контактов прерывателя, которые подвер­
жены быстрой эрозии и вь.-оранию nри большом ком­
мутируемом токе. Кроме этоrо, в контактных системах
зажигания с высокоеоNoтным распределителем (одНОЙ
катушкой зажигания) угол замкнуrоrо состояния кон­
тактов (время накопления энерrии в ка1)'ШКе зажига­
ния) ограничен. В МНОГОВЫВОДll>I)( системах Зажигаt-ИЯ
накоrwжие энергии в ИНдУКТИВНОМ накопителе проис­
ходит более продОNКИТельное время.
• Главным достижением в конструировании и со­
вершенствовании автомобильных систем зажигания
является широкое применение в их схемах полупро­
водниковых приборов. Так возникли контактно.тран­
зисторная (рис. 1.8, а). бесконтактно-транзисторная
(рис. 1.8. б) и тиристорная (рис. 1.8 . в) системы уп­
равления первичным током катушки зажигания. Эю­
ктронная часть этих систем получила название элек­
тронного коммутатора зажигания.
С внедрением электронных коммутаторов появи­
лись совершенно новые возможности реализации е&
томатическоrо УJ1)С1ВЛеНИЯ энергией ИНА)'КТИВНОГО на­
копителя, так как коммутаu1Я тока первичной обмотки
катушки зажиrания стала теперь также электрожой.
дальнейшее развитие систем зажигания шло по ny.
ти внедрения электронного управления временем на­
копления и моментом искрообразования. Электронные
блоки управления, реализующие ЭТИ функции, ПОЛ)Ч1ЛИ
название контроллеров. Контроллер зажиrакtя управ­
ляется от датчиков, а управляет - элект~ комму.
татором системы зажиrажя (рис. 1.8, г). Так появились
системы зажигания с чисто электронным уnраелением.
Все это повысило такие эксплуатационные харак­
теристики системы зажигания, как функциональная
точность, продолжительность наработки на отказ,
энергия высоковольтной искры, универсальность
применения, надежность.
•
О надежности системы зажигания надо сказать
отдельно. Известно, что эксплуатационная надеж­
ность N сложной технической системы определяется
в основном двумя факторами: надежностью Пm каж­
дого из составных компонентов системы и их числом
m:N=n1•п2•Пэ•··Пm·
д/1я многокомпонентных систем это означает, что
самый ненадежный элемент сводит •на нет· надеж·
ность всех остальных. Так, если конта~<ТНая пара пре­
рываtеля (п = О,75) в классической батарейной систе­
ме зажигания перегорает, то высоконадежный Э/\е­
мент этой системы - катушка зажигания (п =0,99) -
не защищает систему от выхода из строя. А в батарей.
ной сис'rеме зажигания низконадежных элементов не­
мало. Кроме электрических контактов прерывателя и
распределителя (п =0,85), это еще и такие механичес·
кие составные части системы, как центробежный pery·
лятор (n = 0,80), вакуумный регулятор (п = 0,95), при­
вод (n = 0,90) от коленвала NoС.

Системы автомобИАЬноrо эАектрооборудования
Как следствие ниЗt<ой надежности составных час­
тей, батарейная система зажигания хотя и содержит
всего шесть t<Dнструкrивных составных элементов,
имеет низкую надежность: Nk = О,75 · 0,99 · О,85
·
0,80 . 0,90 . 0,95 = 0,435.
МногОЭJ1ементная бесконтактная электронная си­
стема зажигания, в которой число З/\емеНЮВ не ме­
нее 120, но каждь~й элемент m обладает высокой на­
дежностью (не менее 0,99), имеет достаточно высо­
кую надежность: N8 = п~ = о,99:1.2в = О,88.
Статистически установлено, что из общего числа
отказов, приходящихся на навесное электрооборудо­
вание двиrате11Я, на батарейную систему зажигания
приходИТся более половины, в то время как на элек­
трожую систему зажигания - всего 12%.
nомимо конструкrивной надежности ЭАеt<Тронные
системы зажиrания имеют очень высокую функцио­
нальную надежность, чю в первую очередь опреде-
11Яется высокой точностью и быстродействием испол­
нения операций управления в электронных схемах .
•)
L--~ Pf1
"
1
•
•
•
на noвbltJ.Jet*1e надежности электрон1-1>1х схем ока­
зывает влия1-11е еще и тот факт, что в них легко осуще­
ствить схемотехническое резервИРQвание исnолнитед1т
ных функций. К примеру, если каt<Dй-ilибо из датчиков
современной системы зажигания отказывает, это ' tie
приводт к отказу всей системы в целом, так как ~о
фун1щиИ по средНеМу уровню начинает отрабатываrь
сnеuиальная электро1+1ая схема резервироваl-ИI (ис­
ключение составляет датчик частоты вращения ДВС).
В схемотехническом отношении электронные сt1с­
темы зажигания ЯВ/\ЯЮТСЯ самыми сложными устроi1:
ствами электрооборудования автомобиля.
nодробно современные системы зажигания опи­
саны в главе 9_
1.5 . Система освещения и сиrнапизации
Система освещения и сигнализации современных
авюмобилей развивается в основном по двум на-
1
1
•--------·
б)
г!____i
.
.
~" ...".J
r--- - .._
.
.
.
.
iI· i
--
_,
АКБ
в)
11--;-;..--t--1·~--'" ]
---
_
__"_
·-
j
Рмс.1...8.
Смстемы зажмrанмя с ЗАектронными коммутаторами:
а - контактно-транзисторная СЗ; б
-
бесконтактно-nо11уnроводниковая СЗ с датчиком Хома; в - контактно-тиристорная
СЗ с нако1111ением энергии в емкости С и с трансформатором зажигания ТЗ; r - структурная схема ЭСЗ с контромером,
без распредеАите11я; ЭК - ЭАектронный коммутатор ; КЗ
-
катушка зажигания; ТЗ -трансформатор зажигания; ПР - 11ре­
рывате11ь-распреде11ите11Ь; РП - распреде11ите11ь; КП
-
контактная napa прерывателя; СВ - свечи; ВЗ
-
вмючате11ь зажи­
гания; АКБ - батарея; Т - транзистор; ТА - тиристорный диод; С - емкостной накопите11ь; Пн
-
преобразовате11ь напря­
жения 12/400 В; АХ - датчик Хома: R - допо11ните11ьный резистор: РА- ре11е допо11ните11ьного резистора.
1.9

ГАаВа :1.
праВJ1ениям: по пути совершенствования оптики и
конструкций наружных осветительных и светосиг­
нальных приборов, а также по пути развития З11ект­
росетей коммутации в цепях больших токов д11Я све­
тотехнического и сигнального оборудования.
• На современном автомобиле наружные освети­
тельные приборы оборудованы либо стеклоочистите­
лем, либо стеклоомывателем, либо и тем и другим
вместе. Пока зто в основном относится к передним
фарам. Именно поэтому передняя фара автомобиля
уже давно многофункциональна. В ней сразу все -
и дальний. и ближний, и противотуманный свет, и га­
баритные огни, и указатели поворотов (рис. 1.9, а).
• Задние фонари большинства современных ав­
томобилей также многофункциональны. Здесь в еди­
ном монолитном блоке за общим защитным стеклом
размещаются З11ектролампы габаритных огней, стоn­
сигнаюв, стояночных огней. указателей поворотов.
сигналов заднего хода, освещения номерного знака,
противотуманных задних огней. катофоты. огни ава­
рийной и противоугонной сигнализации (рис. 1.9, б).
Единый монолитный блок заднего фонаря позво­
ляет в перспективе применить и на нем стеклоомы­
ватель или стеклоочиститель . Это особенно важно
А/1Я обеспечения должной безопасности движения
автомобилей на загрязненных автодорогах. На ряде
автомобилей внедорожного класса специального на­
значения это уже делается.
Разработана также оптоэлеКТронная система А/1Я
определения степени загрязнения стекол наружных ос­
ветительных приборов . Эта система позволяет автома­
тически включать стеклоочиститель и стеклоомыватель
передних и задних фонарей при их загрязнении (4).
•)
2
IS)
Рмс.1.9.
Наружные освет11те11•ные nрмборы в
моноб11очиом 11сnоАНен1111:
а - многофункuиона11ьная фара: 1 - корпус фары, 2 -
лампа указателя поворота, 3 - внутренний рассеиватель
указателя поворота, 4 - лампа габаритного света, 5 -
блок двухннтевой лампы дi!Аьнего и ближнего света, 6 -
отражатель, 7 - корректор, 8 - защитное стекло монобло­
ка; б - монобАок заднего фонаря: 1 - рассеиватель стоп­
сигна11а, 2 - лампа стоп-сигна11а, 3 - фонарь заднего хо­
да, 4 - катофот, 5 - ~эдниii габаритный свет, б
-
лампа
в блоке указателя поворотов, 7 - корпус моноблока задне­
го фонаря; 7 - печатная плата электрических соединений.
20
•
Еще одна из задач совершенствования наружно­
го освещения - повышение эффективности светоот­
дачи передних фар дальнего, ближнего и противоту­
манного света. Здесь сходятся воедино два противо­
речивых требования: с одной стороны, надо бы иметь
больше света впереди автомобиля в ночное время, но
с другой - мощный свет ослепляет водителей на
всmечном транспорте. Так в свое время появились
национальные стандарты на освещение дороги авто­
мобильными фарами. Были разработаны и созданы
самые разнообразные конструкции фарных отражате­
лей (рефлекторов) и корректоров положения фар.
Наиболее сюжным (с точки зрения формирования
в фаре), всегда являлся ближний свет. В универсаль­
ных фарах он требует смещения нити электролампы на
строго определенное расстояние от фокуса оптики. а
также установки специального экрана под нитью. Наст­
ройка такой фары при совмещении в ней дальнего све­
та - обязательная эксплуатационная процедУРа.
Послед!-iие достижения в области усовершенство­
вания передних фар подрообно описаны в главе 12.
• Звуковые сигналы современного автомобиля те­
перь чаце всего выполняют две функции : прещnреж­
дающего сигнала во время движения (разрешен в
экстремальных ситуациях) и сигнала тревоги во вре­
мя несанкционированного проникновения в автомо­
биль. Эти два сигнала управляются от двух независи­
мых друг от друга устройств коммутаuии и запитыва­
ются от различных источников электроэнергии.
Современные противоугонные системы сигнализа­
ции помимо звуковых сигналов подают сигналы тре­
воги проблеском габаритных огней и устанавливают­
ся непосредственно на автомобильном заводе. В си­
стему защиты автомобиля от угона теперь включает­
ся и так называемый кодированный ключ зажигания.
1.6. Система контропьно-измеритепьнь1х
приборов и всnомогатепьного
электрооборудования
Эта система включает в себя щитковые контроль­
но-измерительные приборы и коммутационные орга­
ны управления, которые расположены на водитель­
ском пульте, а также все те устройства, которые яв­
ляются вспомогательными в бортовой системе элект­
рооборудования. Сюда относятся релейные и предо­
хранительные монтажные блоки, соединительные эле­
ктропровода, а также большое количество самых
разнообразных приводов от З11ектрических двигате­
лей, начиная от стеклоочистителей и вентиляторов и
кончая электроприводами д/1Я стеклоподъемников и
д11Я наружных зеркал заднего вида. Сюда же относят­
ся и те устройства комфортного электрооборудова­
ния, которыми широко оснащаются современные ав­
томобили (радиотелефон, кондиционер, обогрев сиде-

Системы автомобильноrо зАектрооборудования
wй, теле- радио- и аудиоаnпаратура. телескопическая
рсw.iОаНТенна. обогрев заднего стекла кузова. салон­
ная вентиляция. прикуриватели и тому подобное) .
8 Современ-ы1 щиток приборов (рис. 1..10) и пульт
управ,о.ения водителя значительно отличаются от своих
nредшествежиков, которые устанавли8аl\ИСЬ на ста­
рых МОNoЛЯХ автомобилей. Многие приборы теперь ста­
ли зюктронными с выходной цИфроВОЙ индиl<а.!ИеЙ.
это и спидометры. и часы, и указатели уровня ТОП11Ива
в бензобаке. и цИфроВЫе указате/\И автомобильного
бортового компыотера путевого контроля. Все они тре­
буют /111Я своего функционирования зюктроНных схем
управления. сnеuиально разработанных дм этих целей .
8 Необходимость коммутаuии токов в лампах на­
КСl/\ИваНИЯ большой мощности (в фарах), а также зна­
чительное увеАИЧение числа ~ МОЩtiЫХ потреби­
телей электроэнергии на борту автомобиля привели к
неизбежности применения в цепях коммутации элек­
тромагнитных реле с "сухими" контактами. Реле с •су.
хими" контактами - это обы'*!ое Э11еКТромаrнитное
реле, которое в раэом~<Нутом состояК1и ИСК11ючает
гальваническую связь между коммутируемыми цепя­
ми. ЭТо особенно важно в большеточных электричес­
ких цепях. Число релейных устройств на современном
автомобиле доходит теперь до 30 единиц. Отсюда
возникла необходимость установки в систему автомо­
бильных проводов не только бюков с предохраните­
лями, но и специальных монтажных бюков дм per.e и
дм их соединительных разъемов. ЧИС/\О пред0храни­
телей также возроело до 20-30 единиц.
8 В nосдеднее время все злектрооборудоваtiие на
борl)' автомобиля условно разбивают на три группы: на
ГWППУ потребителей, постояжо ВtWОчежую в борто­
вую змжrросеть при работающем двигателе (устройст­
ва, обеспечивающие работоспособность основных уз.
юв и агрегатов автомобиля); на группу потребителей,
=tl~-f
-
с._.,,
CЧO--nyno
м~~пробеrа
........ _
_.,,,.......
......... ..,....
Рмс.1.10.
Комбмнацмя nрмборов современмоrо автомобмАя:
в комбинации сочетаются традиционные стрелочные прибо­
ры и цифровой дисплей на жидких кристамах или электрон­
ных световых индикаторах . Добавлена звуковая nредупре.
дительная сигнализация для водителя .
которые ПОДК11Ючаются к элеКТРОСеТИ автомобиля на
некоторое время (стартер, система освещения и сиг­
нализации , стеклоочиститель); на r~пу комфортного
электрооборудования (прикуриватеАИ. вентиляторы.
кондиционер в салоне. электро!l)ИВОда стеклоnодъем­
ников, теле-, Р<JАИС>- и аудиоаnпаратура и т.п.).
Ясно, что по степени важности для движения ав­
томобиля эти три группы Эl\ектропотребителей имеют
разное значение. Но если на работающем автомоби­
r.е включить все три группы потребителей одновре­
менно. то на некоторых современных автомоби/\ЯХ
это может привести к отбору от бортовой сети до
1,5 кВт мощности (и это не считая стартера). Пере­
грузка бортовой сети чревата серьезными повреж­
дениями в системе электроснабжения. Чтобы не до­
пустить нежелательных перегрузок в системе эюкт·
роснабжения на современных автомобилях применя­
ют распредеюние электроэнергии по группам потре­
бителей. При этом в каждой группе также не допус­
кается одновременное включение нескольких мощ­
ных приборов.
Так, например. на время включения стартера все
остальные потребители, кроме систем впрыска тоn­
лива и зажигания, а также габаритных огней в ноч­
ное время, от аккумуляторной батареи отключаются.
Это отключение обеспечивает современный замок
зажигания .
Другой пример: в салонном кондиционере теперь
очень часто устанавливают спеuиальный автоматиче­
ский переключатель, который на время работы конди­
ционера делает невозможным подключение к элект­
росети таких потребителей, как электроподоrрев сте­
кол, электрообогревате/IИ сидений, электродвигате/\И
стеклоподъемников и салонных вентиляторов.
Этим же целям отвечает и центральный переклю­
чатель света современных автомобилей, который не
допускает одновременного включения дальнего и
ближнего света .
Все это говорит о том, что электроэнергии на бор.
ту современного автомобиля уже в ближайшее время
может оказаться недостаточно . Отсюда встает зада­
ча значительного уменьшения потребляемой электро­
энергии отдельными бортовыми электропотребителя­
ми. А это становится возможным только с применени­
ем современных прогрессивных технологий и новых
конструктивных материалов при изготовлении совре­
менноr-о автомобильного электрооборудования. При­
мером такого подхода может служить установка в фа­
рах высоко:жономичных газоразрядных ламп с высо­
кой светоотдачей вместо галогенных (потребляемая
мощность последних значительно выше).
8 Задача улучшения энергетических параметров
бортовых устройств при сохранении их функций явля­
ется одним из главных направr.ений в совершенство­
вании электрических и электронных компонентов
бортового оборудования.
21.

-Гпававторая==============
АВТОМОБИЛЬНЫЕ
АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ
Сразу заметим: нз всех э11.екrротехннческих устройств современного высокОНЗАежноrо н АОЛ­
rовечноrо 11.еrковоrо автомобнll.Я аккуму11.ЯТОрная батарея - самое ненадежное н неАОМОВВ'l­
нов. Ннзкая НВАежность нан6О11.ее отчет11.НВ0 прояв11.Яется знмой прн попытке запустить про­
мерзший АВНrатеll.Ь в те АНН, когда температура воздУха не превышает -30°С. К сожаленню,
АВнrатвll.Ь может н не завестись. Внной тому, как правНll.о, аккуму11.ЯТОрная батарея. НеАОмо­
вечность всем хорошо известна: 11.Юбой самыii современный автомобнльный аккуму11.ЯТор рабо­
тает не болев трех-пяти 11.ет. В чем же здесь дело? Давайте разберемся.
2.1. ОСiщие сведения
Автомобильная аккумуляторная батарея (АКБ)• -
это обратимый (многократно заряжаемый) химичес­
кий источник Э11ектричеа<оrо тока, состоящий из ше­
сти отдельных КИС11Оrно<винцоеых аккумуляторов,
электричесЮ1 соединенных последовательно и консr­
руктиено скомпонованных в единый моноблок•
•
2
3
•
По КОнстрfКТИВНОМу исnОJ1Нению (рис. 2.1) стар­
терные АКБ подразделяют на: обслуживаемые, маю­
обслуживаемые, необслуживаемые и монолитные.
ВНешние отличительные прИзнаки указанных че­
тырех типов батарей следующие:
~ Обс:Ауживаемая АК6 (рис. 2.1, а) имеет корпус·
ной моноблок из черного эбонита, разделенный на
несколько отдельных аккумуляторных банок. В каж·
Рмс. 2.1.
Стартериые аккумуАяторные батарем:
а - обслуживаемая АКБ; б - ммообс11уживаемая АКБ; в - необс11уживаемая АКБ; r - моно11итная АКБ; 1- монобАок; 2 -
крышка; 3 - устройство венти11яции; 4 - клемма АКБ; 5 - индикатор заряженности; 6 - внутреннее соединение аккумуАя­
торов (АК); 7 - соедините11ьный мостик; 8 - nо11ожите11ьный э11ектрод; 9 - сеnаратор; 10 - отрицате11ьный э11ектрод; 11 -
змивное отверстие; 12 - б11ок Э/\ектродов АК; 13 - onopa на дно; 14 - nеремычка Д/\Я наружного соединения АК; 15 - за­
АИвочная масса; 16- оnорная nризма; 18 - nробка; 19 - nромадка nод змивку; 20 - активная масса электрода; 21 -
свинцовая решетка э11ектрода: 22 - сеnаратор; 23 - измерите11ь уровня э11ектро11ита. nомещенный в nробку.
• Автомобн11ьная аккуму11яторная батарея в повселневной речн чаше называется автомобн11ьным аккуму11ятором. В на·
учно-текннческой 11нтературе пол термнном •аккуму11ятор• прннято поннмать олнн отле11ьно взятый аккуму11яторный э11е­
мент, вколяшнй в состав батарен_
22

АвтомобиАЬНые аккумуляторные батареи
дую бажу помещается один аJ<КуМуляторный элемент
(аккумулятор) борнами (токовыми выводами) вверх.
Каждый аккумулятор накрывается защитной пласт­
массовой пластиной с двумя отверстиями под борны
и с одним центральным резьбовым отверстием под
пробку для заливки электролита. Поверх пластины ак­
кумулятор заливается разоrретой до текучеrо состоя­
ния термопластичной массой, например битумной ма­
стикой. Выступающие вверх токовые выводы (борны)
соединяются наружными свинцовыми перемычками,
которые припаиваются к борнам. Соединения выпол­
няются так, чтобы все аккумуляторы оказались соеди­
ненными последовательно. на краевые борны напаи­
ваются nолюсные выводы (свинцовые выходные
клеммы) батареи, которые имеют конусную форму и
разные диаметры у вершины и основания.
Конструкция обслуживаемой АКБ позвОJ\Яет про­
водить проверку техническоrо состояния каждого ак­
кумулятора в отдельности (по плотности электролита
и разрядному току на контрольную вилку) и в случае
его выхода из строя - заменять на новый аккумуля·
торный элемент.
К основн,~м недостаткам обслуживаемой АКБ отно­
сятся: большие rабариты и вес (в основном из-за при­
менения тяжелоrо и массивного эбонитового корпуса);
повышенное омическое сопротивление батареи (в том
числе из-за наличия протяженных наружных соедине­
ний); вероятность саморазряда по грязевым мостикам
на наружных соединениях; наличие возможности про­
течек и испарения электролита через пробки .
2. МалообсАуживаемая АК6 (рис. 2 .1 , б) собира­
ется в полупрозрачном пластмассовом корпусном мо­
ноблоке (из полипропиленовой или полиэтиленовой
термопластмассы) с применением внутренних соеди­
нений между отдельными аккумуляторами под общей
герметичной крышкой. Это уменьшает габариты и
вес АКБ, а также исключает случайный саморазряд
по в~ним грязевым мостикам.
Каждый аккумулятор имеет отдельную заливную
пробку, что позволяет контролировать его состояние
по плотности и уровню электролита. Внутреннее со­
противление меньше, чем у обслуживаемых АКБ.
Главный недостаток малообслуживаемой АКБ - не­
возможность измерить напряжение на каждом аккуму­
ляторном элементе в отдельности и исключительная
трудоемкость при его замене на новый аккумулятор.
З. Необсt.уживаемая АК6 (рис. 2.1 , в) принципи­
ально отличается от малообслуживаемой отсутствием
пробок для заливки электролита и наличием на корпу­
се индикатора заряженности. Имеется также венти­
ляционный клапан. Батарея заправляется электроли­
том на заводе-изrотовителе. Внутренние соединения
выполняются через стенки аккумуАЯТорных банок. Не.
обслуживаемая АКБ считается неремонтоnригодной.
Основное преимущество - повышение эксплуатаци­
онной надежности из-за исключения потребности в
доливке и в контроле за уровнем электролита и как
следствие - более Д11ИТельНЫй срок службы.
4. МоноАитная АК6 (рис. 2 .1 , г) - это НОВЫЙ тип
автомобильной аккумуАЯТорной батареи, созданный с
применением ленточных электродов, которые после
сборки аккумуАЯТорных элементов и пропитки электро­
литом сворачиваются в трубки. Основные внешние от­
личия - аккумуляторы имеют цилиндрическую форму
и внешние соединения с обеих сторон аккумуляторных
цилиндров. Главные преимущества: малогабаритность,
значительное увеличение тока холоднай nрокрутки,
долговечность. Недостаток - высокая стоимость.
8 Основное назначение АКБ на борту автомоби­
ля - это работа на электростарrер при пуске двигате­
ля внутреннего сгорания (ДВС). Именно поэтому ее ча­
сто называют стартерной аккумуляторной батареей.
В исправной автомобильной стартерной батарее
отдельные аккумуляторы совершенно идентичны.
Это позвОJ\Яет рассматривать устройство и работу
батареи на примере одного аккумулятора.
Каждый аккумулятор в АКБ представляет собой
активную электрохимическую систему:
(2.1)
включающую в себя пластины из губчатого свинца
РЬ и пластины из двуокиси свинца РЬО2, которые
разделены друг от друга сепараторами , помещены в
кислотостойкую аккумуляторную банку и залиты сер­
нокислотным электролитом H 2S04 + Н 20.
В общем случае электролит - это жидкое, желе­
образное или даже твердое химическое соединение,
обладающее ярко выраженной ионной электропро­
водностью. В таких веществах имеет место электро­
литическая диссоuиаuия, т.е. полный или частичный
распад растворенного вещества на ионы вследствие
его взаимодействия с растворителем .
В автомобильных аккумуляторах электролитом f'ЕЛЯ­
ется ~й ВОДНЫЙ раствор серной кислоты H2S04 в
дистиллированной воде Н20 с массовой концентраци­
ей в 28•••40% и с плотностью 1,21•••1,31 г/см 3• Рабо­
чая температура АNoо такого сернокислотного электро­
лита лежит в интервале -ЗО. •• +50°С.
Конструктивно каждый аккумулятор содержит не­
сколько положительных и несколько отрицательных
пластин, которые по знаку полярности собраны в по­
лублоки. Таким образом, каждый nолублок представ­
ляет собой аккумуl\ЯТорный электрод, набранный из
парамельно соединенных пластин. При сборке акку­
мулятора полублоки вдвигаются друг в друга и тем са­
мым образуют аккумуляторный моноблок. Внутри мо­
ноблока все пластины разделены сепараторами.
Классическая конструкция аккумуляторноrо моно­
блока показана в правой части рис. 2.1 . а. Аналогич­
ную конструкцию пластинчатых электродов имеют
все современные батареи (рис. 2.1 , б, в), кроме мо-
23

ГА8882
нолитных. Известные конструкции электродов моно­
литных аккумуляторов представляют собой длинные
тонкие свинцовые ленты, между которыми проложе­
ны пропитанные электролитом ленточные сепарато­
ры, и все зто свернуто в трубку (рис. 2.1, г).
2.2 . Устройство аккумуnятора
Как положительные, так и отрицательные пласти­
ны аккумулятора содержат внутри жесткий каркас,
выполненный в виде тонкой сетчатой решетки из ле­
гированного сурьмой, мышьяком, кадмием, оловом
или кальцием свинцового сплава, что делает решет·
ку жесткой. Свинцовые решетки выполняют также
роль внутренних электросоединителей. Оптимальная
толщина свинцовых решеток в современных аккуму­
ляторах не превышает 1,2 мм для отрицательных и
1,5 мм для положительных электродных пластин.
масса решеток составляет около половины от пол­
ной массы электродов.
8 В ячейки решеток вмазываются пастообраз­
ные активные массы .
Активная масса отрицательных пластин - губча­
то-пористый свинец РЬ с диаметром пор не более
5 мкм, а положительных пластин - мелкопористая
двуокись свинца РЬО2 с ячейками 10. •• 15 мкм .
Активные массы для электродных пластин форм~+
руются из свинцовых порошков сурика РЬ304 и глета
РЬО. которые растираются в слабом водном раство­
ре (5 •• •8%) серной кислоты до пастообразного состо­
яния . Приготовленные таким образом пасты вмазы­
ваются в ячейки свинцовых решеток. Решетки су­
шатся и формуются постоянным электрическим то­
ком, в результате чего на пластинах с суриком обра­
зуется красно-коричневая положительно сухозаря­
женная двуокись свинца РЬО2 , а на пластинах с гле­
том - се~я. отрицательно заряженная свинцо­
вая губчатая поверхность. Адгезия (сцепление) ак­
тивных масс с решетками достаточно высокая и при
заливке аккумулятора электролитом еще несколько
повышается за счет химического спекания .
Для увеличения площади соприкосновения электро­
лита с электродами активные массы имеют пориС1)1Ю
cтpyiqypy. Такая структура на положительных пласти­
нах РЬО2 создается добавлением в сурик РЬ304 расши­
рительных волокон, например из полипропИ11ена. По­
мимо расширения, волокна армируют двуокись свин­
ца. На отрицательных пластинах пористость создается
вспениванием микрочастиu порошкового глета РЬО
при его электротермическом преобразовании в губча­
тый свинец в присутствии микрозернистого, например
rуматного, расширителя и сернокислого бария Ва504•
Сразу после изготовления электродных пластин
пористые ячейки в активных массах непроницаемы,
так как между пустотами остаются тонкие пленочные
24
перегородки. После первичной заливки аккумулято­
ра пленочные перегородки протравливаются серной
кислотой, что приводит к образованию микрокана­
лов для проникновения электролита в глубину актив­
ных масс. При этом в губчатом свинце образуются
микроканалы с проходным сечением в 20...25 мкм 2,
а в массе двуокис1о1 свинца, наполненной волокнис­
тым расширителем, каналы достигают сечений в
250 мкм 2. Микроканалы увеличивают рабочую по­
верхность электродных пластин в 50-80 раз по срав­
нению с их геометрическими размерами.
Технология изготовления ленточных электродов
для трубчатых аккумуляторов аналогична производст­
ву оксидных конденсаторов. однако состав свинцо­
вых сплавов для электродных лент и сосrав веществ
для активных реагентов разработчиком и фирмами­
изготовителями не публикуются .
8 Сепаратор, расположенный между электродны­
ми пластинами, - зто легко проницаемая для элект­
ролита и легко им смачиваемая сетчатая или крупно­
пористая пластина из КИСЛОТОСТОЙКОГО изоляционно­
го материала. В качестве сепараторов используются,
например, полихлорвиниловые пористые пластины
(мипласт), сетчатые пластины из тонкого листового
эбонита (мипор). Для монолитных аккумуляторов в
качестве сепараторов применяют натуральный шелк­
сырец на стекловолоконной подоснове или стекло­
войлок. такие сепараторы обладают высокой гигро­
скопичностью и легко сворачиваются в трубки .
2.3 . Электрохимические процессы
в аккумуляторе
Электрохt.-r.1ическую систему [-РЬ)[Н~4 + H20I~
свинцово-кислотного аккумулятора конструктивно
можно представить в виде двух электродных пластин
+РЬО 2 и -РЬ. опущенных в банку с сернокислотным
электролитом Н2504 (рис . 2 .2) .
8 Из химии хорошо известно . что если свинцовую
пластину опустить в раствор серной кислоты, то на ее
поверхности начнет протекать химическая реакция
растворения. Отходными продуктами этой реакции
станут сульфат свинца РЬSО4 и атомарный водород Н:
(2.2)
Аналогичная реакuия растворения будет иметь
место и на поверхности пластины. которая покрыта
двуокисью свинца:
Здесь отходные продукты - все тот же сульфат
свинца, вода и свободный кислород. Стрелки вверх
(f) указывают на наличие газовыделения.

Однако химические уравнения (2.2) и (2.3) не со­
дерЖат информации о промежуточных электрохи­
мических проuессах, которые приводят к появле­
нию электрических потенuиалов на электродных
пластинах аккумулятора.
ВоспО11Ним этот пробел следующими замечаниями.
Появление электрической разности потенциалов
в llЮбом химическом источнике тока связано с про­
теканием в нем окиС11ИТельно-восстановительной ре­
акции, при которой активное вещество отрицатель­
ного электрода отдает электроны, т.е. окисляется, а
активное вещество положительного электрода при­
нимает электроны и тем самым восстанавливается.
Вещество, отдающее электроны, называется восста­
новителем электрохимической системы, а вещество,
принимающее электроны - окислителем. При этом и
окислитель, и восстановитель предварительно рас­
творяются электролитом.
На положительной пластине (на окислителе) по­
следовательность процесса растворения и появле­
ния электрического потенциала связана с восстанов­
лением ионов свинца РЬ4" из двуокиси РЬО2 свинца.
Сначала серная кислота, взаимодействуя с дистими­
рованной водой, диссоциирует, т. е. распадается на
положительные ионы н+ водорода и на отрицатель­
ные ИОНЫ HS04- серной кислоты: (H2S04) Н2~
(HS04- + Н") Н20 . При этом электролитическая диссо­
циация кислоты приводит к пояВ11ению свободных но­
сителей зарядов в электролите :
H2S04+Н2О=HS04-+3н++2е+о.
Ионизированный раствор серной кислоты HS04-
является активным растворителем метамов и их
окислов. Поэтому на пластине [+РЬО2] частично
растворяется двуокись свинца с образованием
сульфата свинца и двух молекул химически актив­
ной воды:
,so.
ЭЛВКТJ>ОГ61Т
АК-баt«а
/сепаратор
Рис. 2.2 .
АвтомобмАьные аккумуАS1Торные батареи
РЬО2 + (HS04- + 3н+ + 2е) = РЬSО4 + 2Н2О.
Молеку/\Ы Н 20, только что вышедшие из химичес­
кой реакции, об/\адающие свойствами агрессивного
растворителя, интенсивно взаимодействуют с дву­
окисью свинца, в результате чего образуются четы­
рехвалентные ионы РЬ4+ свинца и одновалентные ио­
ны он- гидроксилов: РЬО2 + 2Н 20 = РЬ4+ + 40Н-. Тя­
желые ионы свинца не покидают пластину РЬО2 и за­
ряжают ее положительно, а ионы он-. оставаясь в
растворе, заряжают граничную зону электро11ИТа от­
рицательно.
Общее уравнение, описывающее электрохимиче­
ские процессы и равновесие электрических зарядов
на положительной nластине, имеет следующий вид:
2РЬ02 + H2S04 + Н2О = 2РЬО2 + [HS04- +3Н+ +
+о+2е]=[PbS04+РЬ4+]+[4он-+О], (2.4)
где [РЬSО4 + РЬ4"]- реагенты на пластине РЬО2;
[4он- +О]- реагенты электро11ИТНого раствора.
Из уравнения (2 .4) видно, что в процессе электро­
литического растворения пластина РЬО2 получает по­
ложительный заряд, а раствор электролита относи­
тельно пластины РЬО2 - отрицательный.
Возникающая таким образом разность nотенциа-
1\ОВ, достигая определенных значений, прекращает
растворение активной массы РЬО2, так как при этом
нас1)'Пает нейтрализация сил З11ектролитического рас­
творения силами электростатического поля. Энергия
химических реакций растворения двуокиси свинца
переходит в энергию 31\ектрического потенциала ер+0 •
Уравнение (2.4) наглядно проимюстрировано
рис. 2 .3 , который предстаВ/\Яет собой тоnограмму гра.
ничной зоны у положительной П11ЗСтины +РЬО2 и отоб­
ражает следующее:
-
Электролит (H 2S04 + Н20) смачивает поверх­
ность положительного электрода (блок а).
-
Происходит диссоциация кислоты, и ионизиро­
ванная серная кислота HS04- растворяет активную
массу 2РЬО2• Свободный кислород О пузырьками вы­
деляется в электролит (блок б).
-
При растворении активной массы образуются
молеку11Ы воды Н20 и сульфат свинца РЬSО4 . Суль­
фат оседает на поверхность пластины РЬО2 (б/\Ок в).
-
Молеку/\Ы воды, только что вышедшие из реак­
ции, активно растворяют двуокись свинца РЬ02 на
поверхности положительной пластины (блок г).
-
При растворении из двуокиси РЬО2 свинца вос­
станавливается чистый свинец в виде четырехва­
лентных ионов РЬ4+, которые остаются на поверхно­
сти пластины РЬО2 и заряжают ее положительно; ио­
ны он- гидроксильных групп образуют условную по­
верхность граничной зоны и тем самым заряжают
электролит отрицательно (блок д).
-
Возникшая разность потенциалов (блок е) на­
зывается равновесным потенциалом положительно-
25

rмва 2
ro электрода , или просто электродным потенциалом
(/)+ = (/)+o _(/)-R •
На отрицательной пластине (на восстановителе)
имеет место электролитическое растворение свинца ,
при котором rубчатый свинец окисляется до четырех·
валентноrо иона РЬ4+. В растворении участвует сер.
ная кислота. Свинец расщепляется на положитель­
ные ионы рь4•, которые выпадают в раствор элект­
ролита и заряжают ero положительно. Образовавши­
еся свободные электроны остаются на поверхности
свинцовых пластин, которые таким образом приоб­
ретают отрицательный заряд. Возникает разность
потенциалов <р_ = <р0- - (/)+R в rраничной зоне у отри­
цательных пластин аккумулятора, которая называет­
ся равновесным потенциалом отрицательноrо элект·
рода, И/1И электродным потенциалом <р_. Korда потен­
циал <р_ уравновешивает силы растворения, электро­
литический процесс прекращается. Энерrия химиче­
ской реакции растворения rубчатоrо свинца перехо­
дит в энерrию электрическоrо потенциала <р_.
Общее уравнение химической реакции и электриче­
скоrо равновеа.1Я у отрицательных 111\ВСТИН имеет ВИд:
Рмс . 2.Э.
Р11с. 2.4.
26
2РЬ+H2S04--+ РЬSО4+2е+2н· +рь4•+
+ 4е--+ [РЬSО4 + 4е] + [РЬ4+ + Н2],
(2.5)
rде [РЬSО4 + 4е] - реаrенты на отрицательно заря­
женной пластине РЬ; [РЬ4+ + Н2] - реаrенты в поло­
жительно заряженном электролитном растворе .
Уравнение (2.5) rрафически пояснено топоrрам­
мой rраничной зоны у отрицательной пластины -РЬ
(рис. 2.4).
Так происходит первичное накопление положи­
тельных электрических зарядов на пластинах РЬО2 и
отрицательных зарядов - на пластинах РЬ после
первичной заливки аккумулятора сернокислотным
электро/\ИТОМ.
Разность потенциалов между электродами - есть
электродвижущая сила (ЭДС) Еа аккумулятора. она
определяется как разность значений электродных по­
тенциалов Е,, = (/)+ - <р_ у противоположных пластин,
которая для свинцово-кислотных аккумуляторов в
обычных условиях в среднем равна 2,1 В. Так как чис­
ло аккумуляторов в АКБ равно шести, ЭДС залитой су­
хозаряженной автомобИllЬНой батареи равна 12.6 В.
Из сказанноrо ясно, что первично сформирован­
ная ЭДС аккумуляторной батареи не является следст­
вием ее заряда от внешнеrо источника электричес­
кой энерrии, а есть результат начальных электрохи­
мических превращений в сухозаряженной АКБ при
ее заливке электролитом . Спустя два-три часа после
заливки батарея набирает 80••• 90% номинальной ем­
кости и rотова к эксплуатации без подзарядки. Полу­
чается так: в аккумуляторе при ero заливке электро­
литом часть активных масс и серной кислоты расхо­
щется на первичное формирование разности потен­
циалов междУ электродами, тем самым аккумулятор
приводится в рабочее состояние. На это затрачива­
ется часть от номинальной емкости аккумулятора (не
более 5%), которая быстро восстанавливается в пер.
вом зарядном цикле. В необслуживаемых и монолит­
ных АКБ заправка электролитом производится в за­
водских условиях, rде после этого емкость батареи
доводится до номинальной.
2.4 . Первичнь~й разряд аккумулятора
В каждом аккумуляторе полностью заряженной
батареи еще до подключения ее к внешней нагруз­
ке на положительных электродах сосредоточено зна­
чительное количество четырехвалентных ионов РЬ4+
свинца (см. уравнение 2.4), а на отрицательных эле­
ктродах - значительное количество свободных эле­
ктронов (уравнение 2.5). В электролите в rран111чных
зонах Э/\еКтродов сосредотачиваются ионы гидро.
ксильных групп ОН (у пластин РЬО2) и ионы свинца
Рь4+ (У пластин РЬ). Такое состояние является состо­
янием устойчивого электрохимическоrо равновесия

и может сохраняться в аккумуляторе достаточно
домо. Но как только внешняя электрическая цепь
будет замкнута. под действием ЭДС аккумулятора
начнется движение свободных электронов через на­
rрузку от минусовой клеммы аккумулятора к плюсо­
вой, а также свободных ионов внутри аккумулятора
через Э/\еКТро/\ИТ.
Так возникает электрический ток lp разряда акку­
мулятора. на положительных электродах nод дейст·
вием излишка приходЯЩИХ электронов начинается
восстаноw.ек.tе четырехвалентных ионов свинца до
деухвалентноrо состояния: Рь4• + 2е = Рь2•. на от·
рицательных электродах под действием истечения
уходящих электронов будет иметь место окисление
rубчатого свинца: РЬ - 2е = рь2•.
Образовавшиеся под действием разрядноrо тока
двухвалентные ионы свинца и на поюжитеl\ЬНых, и на
оrриuатедЬНЫХ nластинах вступают в химическую ре­
акцию сульфатации с ионизированной серной кисло­
той электролита. На положительных Пl\аСТИНах су/\Ьфа­
тация протекает в присутствии ионов гидроксИllЬНых
rрупп с образованием сернокисюго свинца и воды:
РЬ2• + Н504- +он-__. Рь2• + н· + 5042- +он-=
РЬSО4 + Н2О.
На отрицательных пластинах аналогичная химиче­
ская реакция начинается llOCJ\e того, как на их по­
верхность поступят свободные ионы он- гидроксилов
от положительных Пl\аСТИН, т.е. после возникновения
разрядноrо ионноrо тока в электролите аккумулятора.
Таким образом, при разряде и на поюжительном, и
на отрицательном электродах предварительно скаП/\И­
ваются положительные двухвалентные ионы рь2•
свинца, которые затем леrко вступают в ковалентные
связи с отрицательными двухвалентными ионами кис·
ютноrо основания 5042- , что и прив одит к обр аз ов а­
нию сульфата свинца: РЬ2• + 5042- __. РЬ504•
Так как З11еКТрожый ток lp разряда протекает по
внеu.ней З11еКТриЧеСКой цвгм под действием установив­
wеrося на меммах АКБ напряжения ~ =6 u. то ба­
тарея за время tp разряда совершит работу, равную эле­
ктрической энергии, ОТданноЙ АКБ во внешною цепь:
t
w = I lp(t)Uбp(t)dt.
о
Отдавая энергию, батарея разряжается, и ее на­
пряжение Uбр постепенно падает. Если падающее
во времени значение напряжения Uбp(t) в подынте­
rральном выражении заменить средним значением
Uбр за время t,, разряда, то при постоянном токе lp
разряда (lp = coпst) можно определить энергию раз­
ряда батареи: Wt>p =Ut>p lp t., = Ut>p Ср• где
Ср = 1р t,,- разрядная емкость батареи. Интересно
отметить, что разрядная емкость батареи равна раз­
рядной емкости одноrо отдельно взятоrо аккумулято­
ра, т.е. Ср = Сра. Это имеет место потому, что ем­
tЮСТЬ батареи есть тока-временной, а не энергетиче-
Автомобим.ные аккумуАЯТорные батареи
ский показатель. и ток батареи не может быть боllЬ­
ше тока, протекающего через один аккумулятор.
Из сказанноrо ясно - во время разряда АКБ от­
дает электрическую энергию во внешнюю цепь, при
этом электроды всех ее аккумуляторов "обрастают"
сульфатом свинца, а мотность электро11ИТНого рас­
твора в аккумуляторных банках падает:
РЬ + РЬО2 + 2Н2504 (разряд) __ .
2РЬSО4 + 2Н2О.
2.5 . Заряд аккумулятора от внеwнеrо
источника тока
(2.6)
Совершенно очевидно, что электрическая энер­
rия электродных потенциалов. первоначально полу­
ченная в аккумуляторе за счет ero заливки электро­
литом , рано или поздно истощится. Это может про­
изойти как от работы аккумулятора на полезную на­
rруэку, так и от длительного его хранения за счет са­
моразряда. В этом смысле аккумуляторы ничем не
отличаются от одноразовых rальванических элемен­
тов, которые относят к химическим источникам тока
(ХИТ) первого рода.
Однако ,
электрохимическая
система
[-РЬ][Н2504 + Н2О][+РЬ02] аккумулятора обладает
свойствами восстановления химических реагентов под
воздействием обратного тока от внешнеrо источника
электрической энергии. При этом внешняя электричес­
кая энергия превращается в потенциальную химичес­
кую энергию восстановленных реаrентов. Химические
источники тока , обладающие свойетаом вновь заря­
жаться от внешнего зарядного устройства, относятся к
ХИТ второго рода. В таких источниках имеет место не
накопление электрической энергии в виде энергии за­
рядов в конденсаторе, а аккумуЛЯJия. т.е. обратное со­
бирание в элементах электрохимической системы хи­
мически актvеньJХ реаrентов, ранее растраченных на
токообраэование в прямом направлении.
На отриuательной пластине РЬ обратное электро­
химическое преобразование при заряде аккумулято­
ра протекает по следующей закономерности:
РЬSОс+Н2О__. Н~О4+РЬ+OJ.,
а на положительной мастине РЬО2:
РЬSО4+2Н2О __. H2S04 + РЬО2 +2HJ..
Стрелки вниз (J.) указывают на перемещение ре­
агентов в Э/\ектролите.
данные химические реакции протекают под воз­
действием внешнеrо электрического тока от заряд­
ного устройства, что вначале приводит к разложе­
нию сульфата свинца на ионы:
РЬSО4+Н20__. РЬ2•+ 5042-+ Н20- наотриuа­
тельной пластине:
РЬSО4+2Н2О __. Рь2•+ 5042- + 2Н2О - наполо­
жительной пластине.
27

rАаВа2
Далее на отрицательной пластине двухвалентный
Из выражения 2 .7 видно, что в проuессе заряда
свинеu нейтрализуется поступившими от зарядного аккуму11Ятора восстанавливаются не только реагенты,
усТрОйства элекТрОнами и происходит восстановле­
ние rубчатого свинuа: рь2+ + 2е = РЬ. Одновременно
образуется серная кислота и отриuательный ион 0 2-
кислорода: Н20 + 5042- = Н2504 + 02-.
На положительной пластине при избытке воды
двухва11ентный ион свинuа отдает два элекТрОна во
внешнюю uепь (зарядному усТрОйству) и доокисляет­
ся до четырехва11ентного иона РЬ4+. который вступа­
ет в реакuию с водой и соединяется с двумя ионами
атомарного кислорода 202- , за сч е т че го восстанав-
11ИВается активная масса положительной пластины:
РЬ4++2Н20=Р~ +4Н+.
Здесь так же образуется серная кислота в элект­
ролите и два иона водорода:
4н+ + 5042--+ Н25О4 + 2н+.
Ионизированные атомы кислорода, образовав­
шиеся у отриuательной пластины, и ионизирован­
ные атомы водорода, образовавшиеся у положи­
тельной пластины, в современных необслуживаемых
аккумуляторах перемещаются в электролите в про­
тивоположных направлениях: отриuательные ионы
0 2- кислорода к положительной пластине +РЬО2, а
положительные ионы н+ водорода - к отриuатель­
ной пластине -РЬ . На положительных пластинах от­
риuательные ионы кислорода отдают электроны и
переходят в атомарный кислород: 0 2- - 2е = О. На
отриuательных пластинах положительные ионы во­
дорода нейтрализуются свободными электронами
2н+ + 2е = Н2 , что приводит к •дефиuиту• электро­
нов на отрицательном электроде, и как следствие -
к постепенному уменьшению тока заряда . далее на
пластинах происходит накопление ионов до тех пор,
пока созданный ими дополнительный электродный
потенuиал не повысит напряжение на клеммах акку­
мулятора до запорного значения U3 = 2,5•••2,7 В.
При этом внутреннее сопротивление аккумулятора
резко возрастет, а ток заряда практически прекра­
тится. Наступает состояние полного заряда (полного
восстановления активных реагентов) аккумулятора.
После этого вся энергия электрического тока от за­
рядного устройства начнет затрачиваться только на
разложение воды на водород и кислород :
Н20 -+ 2Н + О. В прежних конструкциях аккумулято­
ров в конuе заряда имело место интенсивное газо­
выделение, что являлось признаком окончания про­
uесса заряда. В современных необслуживаемых и
монолитных аккумуляторах газовыделение не проис­
ходит, так как наступает эффект запирания заряд­
ного тока в начале газовыделения.
Общее токообразующее уравнение химических пре­
врацений в аккумуляторе при его заряде примет вид:
2РЬS04 + [ЗН 20 + Н2504] (заряд) -+
РЬО2 + РЬ+ [ЗН2504 + Н20].
(2.7)
28
но и увеличивается конuентраuия серНой кислоты : в
электролите свободных молекул воды становится
меньше, а молекул серной кислоты больше. Ясно, что
при этом увеличивается плотность элеКТрОлита, кото­
рая может служить мерой заряженности
аккуму11ЯТора.
2.6 . Обратимость процессов
в аккумуляторе
Токообразующее уравнение 2.7 показывает, что
свинuово-кислотный аккумулятор при заряде не на­
капливает электрическую энергию, а преобразует ее
в число молекул химически активных реагентов. При
разряде химическая энергия реагентов в проuессе
реакuии растворения переходит в электрическую
энергию электродных nотенuиалов , которая и созда­
ет ЭДС аккумулятора. В уравнении 2 .7 из правой и
левой части можно исключить по одной. молекуле во­
ды Н20 и по одной молекуле серной кислоты H2S04.
Тогда станет очевидным, что выражения 2 .6 и 2 .7
совершежо идентичны, но направления описывае­
мых ими электрохимических превращений противо­
положны . Это означает, что химические реакuии
разряда и заряда взаимообратимы. и для их обрати­
мости необходимо и достаточно поменять направле­
ние тока внутри аккумулятора .
Тогда разрядно-зарядному циклу химических пре­
вращений в аккуму11Яторе будет отвечать уравнение
общей токообразующей реакuии:
РЬ + 2Н2504 + ~ +-(заряд) +-+
(разряд) -+ 2РЬ 504 + 2Н 20.
(2.8)
Формула 2 .8 отображает обратимость химичес­
ких проuессов , происходящих в аккумуляторе, что
было впервые описано теорией двойной сульфата­
uии еще в 1883 г. д. Гладстоном и А. Трайбом . Эта
теория применительно к свинuово-кислотным аккуму­
ляторам говорит о том, что когда аккумулятор разря­
жается, часть активных химических реагентов пере­
ходит в сульфат сви1-t..1а и в воду. При заряде аккуму­
лятора химические реакuии протекают в обратном
направлении и активные реагенты восстанавливают­
ся. Однако аедует иметь в виду, что полного восста­
новления активных масс во время заряда не проис­
ходит даже в совершенно новом аккумуляторе и да­
же при идеальных условиях заряда. От uикла к uиклу
на электродах в АКБ накапливается сернокислый
свинеu (сульфат), и рано или поздно батарея оконча­
тельно выходит из строя. Этому же сnособствует и
так называемый саморазряд аккуму11Ятора, который
невозможно исключить полностью.

=Глава третья================
ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
Во второй главе поАробно рассмотрены теоретнческне аспекты принципа Аействня н конструк­
тивного нсполнення автомо6НJ1ЬНЫХ аккумуАЯТорных батарей. Настоящая гмва посвящена опн­
санню основных параметров н характеристик этого устройства.
3.1. Предварительные замечания
Уже отмечаюсь. что идентичность отде11ЬНых акку­
муляторов в исnравной аккумуляторной батарее (АКБ)
nозволяет рассматривать ее устройство и nринциn
действия на nримере одного аккумулятора. То же са­
мое можно допустить nри рассмотрении nараметров и
характеристик.
Под nараметрами электротехнического устройст­
ва nринято nонимать совокуnность эксnлуатационно­
технических nоказателей, каждый из которых отоб­
ражает то или иное его свойство. Характеристикой
устройства называют зависимость одного nараметра
от другого nри nостоянстве всех остальных.
к основным nараметрам СВИНЦОВО-КИС/\ОТНОГО
аккумулятора относятся:
-
электродвижущая сила ЭДС Ев (в вольтах):
-
плотность З11ектролита у в аккумуляторе
(в r/см3);
-
nо/\НОе внутреннее соnротиВ11еНие R8 (в омах):
-
наnряжение на клеммах аккумулятора u. (в
ВО/\ЬТах);
-
номинВllЬНая емкость аккумулятора С.. (в ам­
nер-часах);
-
nродолжительность хранения t•P и срок
службы t.:л (в месяцах) .
Основными характеристиками аккумулятора ЯВllЯ­
ются З11ектродная характеристика Е8 = f(y) и времен­
ные разрядно-зарядные характеристики (зависи­
мость основных nараметров от времени tp разряда
или времени t 3 заряда).
Рассмотрим указанные nараметры и характерис­
ТИЮ1 свинцово-кислотного аккумулятора.
3.2. Электродвижущая сиnа аккумуnятора
ЭАеКТрОдвижущая сила Е,, яВ11Яется основным па­
раметром сеинцово-кисютноrо аккумулятора. она оnре­
деляется а~mtеностъю химических реагентов (РЬ, ~.
1:1 2504, Н20), входящих в состав электрохимической си­
стемы аккумулятора, но nри этом Никах не зависит от
количества элеt<ТрОf\ита и активных масс на э.'1€ктрОд·
1;1ых п~гстv.нах, а также от их форм и размеров.
Величина ЭДС Еа оnределяется как разность рав­
новесных электрических nотенциалов 1Р меж,ду элект­
родами nри отсутствии nротекающего через аккуму­
лятор электрического тока: Еа = IP+ -1Р-· Так как IP+ >
ip_, то ЭДС всегда nоюжительна.
Таким образом, ЭДС яВ11Яется стационарным
физико-химическим nараметром, зависящим от
nрироды взаимодействующих реагентов и указыва­
ющим на nотенциальную сnособность аккумулятора
nоддерживать на электродах З11ектрическое наnря­
жение в токовой цеnи.
Электродвижущая сила заряженного аккумулято­
ра сохраняется достаточно nродолжительно.
Численное значение Е. может быть найдено из
теоретической закономерности:
Е. = 2,047 + KТlna.
(3.1)
где Т - абсо11Ютная температура; К- nостоянный
коэффициент, характеризующий физико-химические
свойства активных масс электродов; а - коэффици­
ент, характеризующий активность электролита.
Однако на nрактике nользуются эмnирической
формулой Аf1Я оnределения ЭДС:
Е,, = 0,84 + (0,00075 (Т - 25) + Ут].
(3.2)
где выражение в квадратных скобках соответствует
значению nютности у25 З11ектролита. nриведенному
к темnературе 25°С; Ут - nютность электролита при
темnературе Т"С измерения.
Химическая активность реагентов, собранных в
З11ектрохимическую систему аккумулятора. слабо за­
висит от температуры, что наrllЯднО может быть nо­
казано дифференцированием выражения (3.1) no
температуре; dE/dT =0,0004 (В/0С).
При изменении темnературы от -30 до +50°С (в
рабочем диаnазоне мя АКБ) электродвижущая си­
ла каждого аккумулятора в батарее изменяется
всего на 0,04 В. На nрактике таким незначитель­
ным изменением nренебрегают и считают. что
ЭДС Е", выраженная в вольтах. зависит только от
приведенной плотности электро11ита. выраженной
о г/см3:
29

ГАаВа З
Еа =0,84 + у25 (В).
(3.3) Таб,..ща 3.1
Так, если плотность Э11ектролита в банках nолно­
стью заряженной батареи nри Т = 25°С равна
1,28 г/еt~.3. электродвижущая сила в каждом аккуму­
ляторе Еа = 0,84 + 1,28 = 2,12 В, а ЭДС батареи рав­
на 12,72 В.
Практичеа<и электродвижущую силу аккумулятор­
ной батареи можно измерить вольтметром с высо­
ким внутренним сопротивлением.
3.3. П11отность э11ектро11ита
Э1111ктроАИТ в автомобильном свинuово-кислотном
аккумуляторе - это 30%-ный раствор серной кисло­
ты H;z50 4 в дИстиллироеанной воде Н20.
Аккумуляторная серная кислота, nостуnающая в
продажу, содержит 94% химически чистой кислоты
H;z504 • Она прозрачна, не имеет цвета и запаха, ки­
пит при температуре 33°С, имеет nлотность
у"= 1,83 г/см 3• Чаще в торговую сеть поставляется
Э11ектролитный раствор с плотностью у,.. = 1,4 г/см3
или с nлотностью, требуемой для данного климатиче­
ского региона.
Под плотностью электролитноrо раствора (или
кислоты) понимают отношение массы вещества (в
граммах) к занимаемому им объему (в см3). Таким
образом, nлотность - это параметр электролита, по­
добный его удельному весу. Плотности электролита
1,10••• 1,30 г/см3 соответствует массовая концен­
трация серной кислоты в 28••• 40%.
В исправной автомобильной аккумуляторной бата­
рее nлотность электролита может находиться в преде­
лах от 1,07••• 1,3 г/см 3• Разброс значений плотнос­
ти электролита в банках полностью заряженной
исправной АКБ не должен превышать 0,01 г/см 3•
Если батарея разряжена, значение nлотности в
банках АКБ может быть различным. Это зависит от
состояния разряженности данного аккумулятора, от
его техничеа<ого состояния, а также от nлотности
первоначально залитого в него электролита .
При выборе nютности электролита для первоначаль­
ной заливки приходится выбирать между продолжитель­
ностью срока службы АКБ, который с уменьшением
nютности увели"'1вается, и емкостью батареи, которая
с понижением плотности электролита уменьшается.
Кроме того, с увеличением плотности электроли­
та до 1,30 г/см 3 батарея может храниться при бо­
лее низкой температуре (Т ~..зо = -60°С) без причи­
нения ей ущерба (без размораживания активных
масс электродов).
В рабочем свинцово-кислотном аккумуляторе
плотность ниже 1,07 г/см3 недоnустима, и не только
из-за раннего замерзания электролита (Тi..01 = -5°С),
но и no причине падения емкости аккумулятора при
30
tq,' C 1ре1111
3ОН1
(llllL) 1'ОД11
- 50---30 зима
-15.--5
11О1О
t;c
(38Мllp3.)
1 -(&l._ _ 68)
::!50-.5 8 1
- 158--64)
--152.-IIOI
1и -мотносn.
"* Т=25"С, (r/см3}
"*
ПОС118
-·
аар11Д8 АК&
128
1.30
1.24 t
_
126
1.26
1.28
-
-
125
1.27
1.24 i
1.28
-
1.22
1.24
1-20
1.22
1.18
1-20
нормальных температурных условиях (Т > 10°С). Та­
ким образом, nлотность электролита во всех аккуму­
ляторных банках автомобильной стартерной батареи
должна поддерживаться одИнаковой и в определен­
ных границах в соответствии с заданными условиями
эксплуатации, которые значительно отличаются для
разных климатичеа<их регионов .
ГОСТ 16360-80 определяет климатичеа<ие регио­
ны no среднемесячной температуре t.:., 0С воздуха в
январе . с учетом требований госта составлена
таблица 3.1 .
Проводить сезонное изменение плотности элект­
ролита необходИмо только в широтах, где средняя
температура января ниже -3С°С.
Электролит nриготавливают вливанием кислоты в
воду, а не наоборот. Важно отметить, что в начале
составляют электролит в nроnорции 0,42 л 94%-ной
кислоты и 0,65 л дистиллированной воды. При этом
nолучается электролит с nлотностью 1,4 г/см 3 (при
Т = 25°С) . Далее электролит разбавляют до нужной
nлотности в дистиллированной воде. Для nолучения
одного литра электролита требуемой плотности при
эксnлуатаuии батареи в средних широтах России
0,6 л электролита с плотностью у25 = 1,40 г/см3 не­
обходИмо влить в 0,4 л дистиллированной воды. По­
лучится электролит с плотностью у25 = 1,24 г/см 3•
После nолной зарядКИ плотность во всех банках АКБ
достигает номинального значения 1,26 г/см3• Для
московского региона круглогодИчная плотность в
полностью заряженной батарее несколько выше -
1,27 г/см 3•
Если необходИмо повысить плотность электролита
непосредственно в аккумуляторе, то доливают нв
кислоту, а электролит с плотностью 1,4 г/см3•
При этом производят также выравнивание плот­
ности и уровня электролита в разных банках, что де­
лают в процессе заряда батареи.
Измеряют уровень с помощью стеклянной мерной
трубочки, а плотность электролита - с помощью ден­
симетра (аэрометра) или с помощью поплавкового
nлотномера. НеобходИмо также наличие гра.щсника.

Параметры и характеристики автомобМАЬных аикумумпорных батарей
1
""
Л 11 r/ol.s
012
-
-ЬПс
сt
-М:
-30
-20
-to_ о
10
20
40
.50
-
00
г-1- [оо;
1
1
'""'
-1
- •У rL" rlcм1
Рис. 3.1 ..
После измерения плотности и температуры элеtп­
ролита измеренную плотность приводяr к температу­
ре +25°С по формуле у25 = Ут + 0,0007 (Т-25) или с
помощью графика, показанного на рис. 3.1 , на кото­
ром слагаемое 0,0007 (Т-25) обозначено как вели­
чина температурной поправки ду (г/см3).
Из графика видно, что в интервале температур
(20•• •30°С) величина поправки ду незначительна и
ею можно пренебречь. Если же плотность электроли­
та измеряется за пределами указанного диапазона,
приведенная плотность определяется с учет.ом по­
правки: у25 = Ут + ду, где Ут - плотность электролита
при температуре измерения Т.
Например, если измеренная при температуре
Т =-5°С плотность Ут = 1,28 г/см 3, то согласно гра­
фику это означает, что при температуре +25°С плот­
ность электролита у25 = 1,28 - 0,02 = 1,26 (г/см3).
Возможно и обратное использование графика:
если известно, что при температуре +25°С плотность
электролита 1,26 г/см3, ю при температуре +40°С
она изменится и определится как:
У40 =Y2s -Ут = 1,26 - 0,01 = 1,25 (г/см3).
Разность межщ плотностью полностью заря­
женного аккумулятора Уэ и полностью разряженно­
го (ур) при температуре 25°С всегда равна
О,16г/см 3, а дСр=100 (у1 -у25)/(у1 -ур) . Тогда,
если известна начальная плотность Ун полностью
заряженной аккумуляторной батареи, по измерен­
ной плотности Ут электролита можно определить
степень разряженности дСр (%) каждого аккумуля­
тора в отдельности:
дер=625(Ун-Ут+ду)%
(3.4)
CAe.Q'ВJ' IIONHllJЬ, ЧТО CllPНllll «NCllOJ'a, ВХОАR­
ЩВll В COCJ'aB ЭJlмтpollllrS, llCICAIO'illr811ЬНO aкnlВ­
llOe """'""8С1Сое вещесnю. спосо6ное вызвать
опасиые l(HCl\01'JIЫ8 ОЖОl'И на Te.te 'IM088IOJ . na-
paNlf l(lfCAOJW NОЖ11О O'FfNJВllrЬCR. pafjo.,. . с ЭJteп­
poAllFON трв6ует oco6oR OCТOpoNUIOCTlf, спецнам...
ноR KlfNlf'lec«oR nОСУАЫ " lfНAllВlfAYaAЪHЫK
СреАСJ'В зaщlfJW.
3.4 . Эnектродная характерИСТltКI
аuумуяятора
Отличительным свойством свинцово-кислотного
аккумулятора является почти линейная зависимость
ЭДС Еа от плотности у. Эта зависимость называется
электродной характеристикой и отображает влияние
плотности электролита на равновесные потенциалы
электродов и на электродвижущую силу аккумулятора
при определенной температуре. Графики функций:
q>" = f(y); q>_ = f(y); Еа = f(y) приведены на рис. 3.2 .
В
диапазоне
изменения
плотности
(1,05 .. .1 ,35 г/см3) все три функции абсолютно ли­
нейны и не зависят от конструкции и степени заря­
женности аккумулятора.
Установлено, что ЭДС Еа любого исправного
свинцово-кислотного аккумулятора при плотности
электролита у= 1,30 г/см3 и температуре Т3 = 20°С
равна 2,1 В, а при у= 1,10 г/см3, ЭДС Е,,= 1,9 В
(рис. 3 .2). Однако плотность электролита незначи­
тельно уменьшается при увеличении температуры
(0,0007 г/см 3 на один гращс) и очень заметно уве­
личивается при повышении степени заряженности
аккумулятора. Получается так: в разряженном акку­
муляторе с плотностью Уэ = 1,30 г/см3 ЭДС Ее =
2,1 В. А в заряженном аккумуляторе с плотностью
Уз = 1,20 г/см3 - ЭДС Еа = 2,0 В (при одинаковой
температуре аккумуляторов т = 20°С) . Таким обра­
зом, электродная характеристика показывает, что
электродвижущая сила Ее не может служить метро­
логическим параметром для определения степени
заряженности (или разряженности) аккумуляюра.
Как было показано ранее, таким параметром явля­
ется плотность электролита.
.().4
.(),6 ....__.....__..___._
_, __
_, __
_, __
_,__....,.
1.()5 t.tO 1.15 t.20 1,25 1.ЗО
Рис. 3.2.
3.5. Внутреннее сопротивление
аккумулятора
у,r/см
Представим теперь электрохимическую систему
[-РЬ] [H 2S04 + Н20] [+РЬО2] аккумулятора в виде эле-
31.

ГАаВаЗ
Рис. З.3.
ментов ЭАектрической цепи. На рис. 3.3 показана
модель системы, составленная из реальных резис­
тивных масс, имеющих месю в аккумуляторе: РЬ" -
свинuовая масса внутренних электрических соедине­
ний с омическим сопротивлением R"1 и R1<2; РЬр -
масса свинцового сnлава Э11ектродных решеток с со­
противлением Rp1 и Rp2; РЬ" - активная масса от­
рицательного электрода (губчатый свинец) с сопро­
тивлением R" 1 ; ЭК - масса электролита с сопротив­
лением R81 и R82; С - электропроводная масса сепа­
ратора - параллельное соединение Rэ и Rc. где Rc -
сопротивление материала сепаратора ; РЬ02 - ак­
тивная масса положительного электрода (пористый
сульфат свинца) с сопротивлением Rм2 .
Если допустить, что в объеме перечисленных ре­
зистивных масс удельное сопротивление распределе­
но равномерно и по аккумулятору электрический ток
не протекает, то сумму внутренних резистивностей
аккумулятора (согласно рис. 3.3) можно представить
как последовательное соединение сосредоточенных
омических сопротивлений :
Ro=[(R"1 +R1<2)+(Rp1+Rp2)]+(Rз1+R32)+
[Ra Rcf(Rз + Rc)J + (R"1 + R"2).
где Ro - суммарное сопротивление реальных внут­
ренних резистивностей, которое называется внут­
ренннN ОNНЧВСl(НN сопротнвленн.,.. аккумулятора.
Если слагаемые для R0 объединить no приблизитель­
ному равенству удельных сопротивлен.М, то в сумме Ro
останется четь~ре слагаемых: Ro = R, + Rэ + Rc + R";
все они - омические сопротивления:
R,-
сопротивление внутренних тоководов (R" + Rp);
Rз - сопротивление электРQЛита (R 81 + R82);
Rc - сопротивление сепаратора [Ra Rcf(Ra + Rc>J:
R"-
сопротивление активных масс (R"1 + R"2).
Сопротивление Rэ электролита в свинцово-кислот­
ном аккумуляторе составляет примерно 50% от внут­
реннего омического сопротивления R0 •
При разряде аккумулятора активные массы +РЬ
и +РЬО 2 частично превращаются в сульфат свинца
PbS04 • а ЭJ\ектролит теряет часть своей кислоты.
Это приводит к увеличению внутреннего омическо­
го сопротивления R0 • Еще более заметное влияние
на величину R0 оказывает температура. При изме­
нении температуры в диапазоне (-40 ..• +30°С) ве­
личина удельного сопротивления электролита
32
10-
о
10 20
30
40
Рис. З.4.
Гэт = rэ0(1 + а3Т") изменяется более чем в 8 раз (а.
-
температурный коэффициент сопротивления).
При этом более чем в 3 раза изменяется внутрен­
нее омическое сопротивление R0 аккумулятора
(см. рис. 3.4).
При прохоЖдении тока через аккумулятор к его
внутреннему омическому сопротивлению R0 добавля­
ется сопротивление Rn токовой nоляризаuии, и тогда
nолное внутреннее ~ аеu<уМуl\ЯТОра оп­
ределяется как: R8 = Ro + Rn- Поляризационная со­
ставляющая Rn полного внутреннего соnротивлеl-ИI R8
аккумулятора в сильной степени зависит от тока через
аккумулятор, а также от температуры (рис. 3.5).
Rn: мОм
15~-"'с---r~-г~-.-~-..-~-.
о 100 200 300 400 500 lp,A
Рмс. 3.5.
3.6 . Напряжение аккумуnяторноА батареи
Наnряжение u6 аккумумrторной батареи - это
сумма напряжений U8 от шести последовательно со­
единенных аккумуляторов. Так как напряжения отдель­
ных аккумуляторов равны между собой, то U6 =б u".
При этом nод напряжением U6 понимается раз­
ность потенциалов на выводах батареи, когда no ней
протекает электрический ток 18 • То же самое отно­
сится и к отдельному аккумуляюру.
·
Напряжение, как и электродвижущая сила, из­
меряется в вольтах, но является более удобным

Параметры и характеристики автомобМАьных аккумуАяторных батарей
а) разряд
+
Ев
+
~
Rн
AJ<.
вн
б)эаряд
+
n!аз
вн
Рис. Э.6.
эксплуатационным параметром. Его принято рас­
сматривать д/1Я каждого аккумулятора в отдельнос­
ти и подразделять на напряжение разряда Uвр и
напряжение заряда U83• (Одним из недостатков не­
обслуживаемых АКБ является невозможность из­
мерения напряжения на каждом аккумуляторе в
отдельности.)
Значения Uap и U83 легко определяются по эквива-
лентным электрическим схемам замещения
(рис. 3.6).
Когда аккумулятор находится под установившим­
ся током lap разряда (рис. 3.6 , а), то уравнение ба­
ланса потенциалов. согласно второму закону Кирхго­
фа,имеетвид:Еа=lap(R"+R8) = lapRн+1apR8, где
R.. -
внешняя резистивная нагрузка; Ra - полное
ВНУJреНнее сопротивление аккумулятора. Тогда
(3.5)
При заряде аккумулятора (рис. 3.6 , б) постоянным
током 183 баланс потенциалов в замкнутом контуре
зарядной цепи определяется как равенство алгебра­
ической суммы ЭДС и суммы падений напряжений
(тот же второй закон Кирхгофа):
Еа- Еа = laэRa +183Rв. здесь Ев, Rв- ЭДС и внут­
режее сопротивление выпрямительного устройства.
ТаккакЕв- 183Ra= U83, то
(3.6)
В алгебраической сумме ЭДС (Еа - Еа) знак минус
означает. что Еа и Еа при заряде должны быть вклю­
чены встречно, и Еа должна быть больше Еа.
2 Ав1mроника
Таким образом, зарядное устройство подключа­
ется к АКБ по правилу мплюс с плюсом - минус с
минусом и т.д. ".
Из формул 3.5 и 3.6 слещет. что напряжение акку­
мулятора при разряде меньше ЭДС Еа. а при заряде
больше - на величину падения напряжения Ua = laRa
на полном внутреннем сопротивлении Ra аккумулятора_
Слещет заметить, что на формирование текуще­
го значения напряжения U8 (t) аккумулятора как при
разряде, так и при заряде большое влияние оказы·
вают переходные процессы токовой поляризации у
электродных пластин.
Эти процессы учитываются в формулах 3.5 и 3.6
полным внутренним сопротивлением Ra аккумулято­
ра: Ra = R0 + Rп. В состав Rв входят сопротивление
Rп поляризации и омическая составляющая внутрен­
него сопротивления - R0 •
Поляризация - это явление изменения потенциа­
лов электродов от их значения в обесточенном акку­
муляторе до значения потенциалов под током.
Скорость протекания процессов поляризации на
электрических эквивалентных схемах замещения учи­
тывается введением поляризационной емкости Сп.
Поляризация является основной причиной потерь
внутри аккумулятора при переходе его из режима
разряда в режим заряда или при обратном переходе
(подробно о поляризации см. (2) и (5)).
3.7. Емкость и разрядно-зарядные
характеристики аккумуnятора
Сухозаряженная свинцово-кислотная аккумуля­
торная батарея (АКБ) после первичной заливки
электролитом и пропитки электродов практически
полностью заряжена и готова к эксплуатации без
подзарядки.
•
Если теперь АКБ поставить под разряд, то в те­
чение некоторого времени батарея будет поддержи­
вать на нагрузке электрический ток разряда. При не­
изменном сопротивлении нагрузки ток разряда будет
постепенно уменьшаться, пока не станет равным ну­
лю. Тогда количество электричества, отданное бата­
реей в нагрузку, можно определить как:
Сп= J0 1 l(t) dt. где Сп - полная емкость аккумуля­
тора; l(t) - ток разряда на постоянную нагрузку; t -
продолжительность полного разряда.
За время t произойдет полный, т.е. предельно глу­
бокий, разряд батареи (до lp = О), что в реальных ус­
ловиях эксплуатации недопустимо из-за дальнейшей
непригодности батареи к работе. Поэтому на практи­
ке емкость аккумулятора определяют при его частич­
ном, например при 60%-ном разряде постоянным то­
ком lp. а время разряда tp ограничивают достижени­
ем наперед заданной величины напряжения U"" раз­
ряда на клеммах аккумулятора.
33

ГдаваЗ
8)
Pllc:. 3.7 .
• Величина нормированной емкости батареи, вы­
бранная в качестве паспортного параметра, называ­
ется НОМIНВАWЮЙ ВNКОСТWО 6атаре11.
Согласно российскому стандаР1У ГОСТ 959-91Е па­
раметрами, по которым определяется номинальная
емкость новой батареи, являются темпера'fУРа
Т = 25°С, конечное напряжение разряда Uрм =10,2 В,
время разряда t,, = 20 ч, теж разряда lp = 0,05 С20 (А).
где~- емкость батареи при 20-ти часовом разря­
де nри температуре измерения Т = 25°С до значения
Ср = О.4С,,. ПО11Ная емкость Cn определяется экспери­
ментально на этапе конструктивной разработки и ис­
пытаний новой модели аккумуляторной батареи. (В
обычных обслуживаемых АКБ полная емкость Сп в 3-
4 раза меньше теоретически возможной (конструк­
Тогда: с"= lp tp.
(3.7) тивной) емкости См. которая рассчитывается по коли­
честву активных масс реагентов. затрачиваемых на
где tp- время разряда (в часах} постоянным тсжом
разряда lp (в амперах) до заданного напряжения
разряда Uрн (в вольтах); с" - нормированная раз­
рядная емкость батареи (в ампер-часах).
так как нормированная емкость С.. определяется на­
перед задаНtЬIМИ величинами - разрядным током 1р и
KOl-le'tiblM напряжением разряда Uрм. ТО время разряда
t,, является метрологическим параметром. no которому
при :зэдажых lp и Uрм можно определить емкость.
В формуле 3.7 конечное напряжение разряда в
явном виде не присутствует. но именно по нему оп­
ределяется конечное время разряда . Таким обра­
зом. величины lp. tp. Uрм являются исходными пара­
метрами выбора для определения величины норми­
рованной емкости батареи, которая в разных стра­
нах выбирается по-разному. Общий подход такой:
нормированная емкость с" должна быть меньше
полной емкости Cn на столько, чтобы при разряде
новой полностью заряженной батареи на величину
с" она не теряла бы своей способности к полному
восстановлению при заряде. Кроме того, имеется
в виду, что конечное напряжение разряда не мо­
жет быть меньше 6 В, так как иначе нарушается
работоспособность бортовых электрических и элек­
тронных устройств автомобиля. Для определения
номинальной емкости батареи разряд проводят
при постоянном токе lp = О,05С 20 • В процессе экс­
плуатации значение нормированной емкости бата­
реи принимается за номинальное (рабочее) значе­
ние с". При этом переменной величиной является
напряжение разряда. Зависимость основных пара­
метров аккумулятора от продолжительности разря­
да называется временными разрядными характе­
ристиками (рис. 3.7).
Обычно считается (при Т = 25°С и lp = 0,05 С20),
что при достижении конечным напряжением разря­
да значения Uрм = 10.2 В (1,7 В на отдельном аккуму­
ляторе) батарея nолностыо разряжена, хотя до ПО/1·
ного истощения ее емкости еще далеко (С"= 0,4 Cn>·
34
получение одного ампер-часа количества электриче­
ства при разряде.) АКБ пасnортизуется по номиналь­
ной емкости, которую часто указывают как С20•
Однако для оценки пусковых качеств стартерной
батареи ее номинальная емкость С20 малоинформа­
тивна. При стартерных токах разряда 200..•500 А и
особенно nри темпера'fУРах ниже -18°С КО/lичество
электричества. которое может отдать батарея злект­
ростартеру, ограничивается из-за ускоренной суль­
фатации электродов nод действием больших токов, а
при понижении темпера1УJ>ы еще и за счет загусте­
ния электролита.
Для стартерных режимов разряда ГОСТ 959-91Е
рекомендУет определять пусковую способность бата­
реи при двух различных значениях температуры
(25°С и -18°С) и не по номинальной емкости С20, а
по току разряда lp = З С20 и по заданному конечному
напряжению разряда Uрм.
Так, для необслуживаемой батареи разряд током
З С20 при температуре +25°С до напряжения 9 В
должен длиться не менее 30 с. Это означает, что ба­
тарея номинальной емкостью С20 до стартерного
разряда была полностью заряжена при температуре
+25°С. Если батарея разряжается током З С20 при
температуре -18°С, то за время 30 с она должна
разрядиться до напряжения Uрм 2: 6 В.
• Немецкий стандарт DIN несколько ужесточает
требования к автомобильным АКБ, вводя нормиро­
вание по току холодной прокрутки. Это такой ток
(близкий к значению lp = ЗС 20), при котором в кон­
це 30-й секунды разряда при температуре-18°С ко­
нечное напряжение разряда становится равным за­
данной величине (для DIN Uрм = 7 ,2 В). Добавляется
также требование обеспечения напряжения
Uрм =6 В в конце 150-й секунды разряда при темпе­
ратуре +25°С.
Английский (ВSR) и амержанский (ASR) стандар­
ты no основным требованиям близки к немецкому
стандарту DIN.

Параметры и характерисntкм автомобмАьных аккумуАЯТорных батарей
Если на импортной батарее не указана номина11tr
ная емкость С20, ее можно ориентировочно опреде-
1\ИТЬ по току lxn холодной прокрутки: С20 = lxn/3 (А•Ч).
• fJ/IЯ оценки способности батареи к восприимчи­
восm заряда введено понятие заJ>SIАН()й емкости С3•
Эта емкость определяется как ко11Ичество электричест­
ва, которое необходИмо сообщиrь каждому аккумуля­
rору, чтобы в его электрохимической системе nрои:зо­
шю полное восстановJ\еНИе химических реагентов, ра.
нее израсходованных на nрямое токообразоваt11е.
Существуют два основных способа заряда Аt<Б :
при постояжом, токе заряда (13 = coпst) и при посто­
янном напряжении (U 3 = coпst).
При постоянном токе заряда емкость определяет­
ся как С3 = 1, t,, где t3 - время заряда до заданного
конечного напряжения заряда Ц"'.
В отличие от разрядной, зарядную емкость норми­
ровать невозможно. Ее можно то11Ько приблизите11tr
но оuенить по количеству З11ектричества, отданного
зарядным устройством аккумулятору.
/!J/1Я всех свинцово-кисютных аккумуляторов но­
минальным током заряда являются значения
13 = 0.1 С20 и lэ = 0,05 С:ю- КонечhОе напряжение
заряда для различных конструкций Аt<Б может не­
сколько отличаться. Для обслуживаемых батарей
ц" = 16,2 В. для необслуживаемых Uзк = 14,5 В.
Однако окончание заряда контролируют не только
по конечному напряжению Uэк• но и по интенсивно­
му газовыделению у обслуживаемых батарей или по
резкому падению тока заряда у необслуживаемых.
В стационарных условиях АКБ чаще заряжают в
режиме постоянного тока (13 = 0,05 С20). На автомо­
билях - в режиме постоянного напряжения
(Uэк = 14,5 В), при ограничении максимального тока
заряда значением 13 mВ>< = (0,2 ..• 0,3) С20•
Время заряда непосредственно зависит от степе­
ни разряженности батареи до начала заряда и изме­
ряеrся в процессе заряда в часах. Время заряда ПОh­
ностью разряженной батареи током 13 = 0,05~ рав­
но 20-ти часам, а током 13 = О,1С 20 - 10-ти часам.
•
зависимости всех основных параметров акку­
мулятора от продолжительности заряда (от времени
заряда tэ) при постоянном токе заряда называются
временными зарядными характеристиками. На
рис. 3.7 приведены такие характеристики для
13 =0.1 С20 с продолжите11Ьностью заряда 12••• 13 ч.
В момент включения зарядного устройства на­
пряжение U3 = Ево + l3 R0 устанавливается мгновен­
но. Далее начинается переходный процесс токовой
поляризации (нелинейный участок на зарядной ха­
рактеристике) и U3 = Еао + ЛЕ, где ЛЕ =l3R8 -
так
называемая электродвижущая сила поляризации.
После этого равновесная электродвижущая сила Еао
аккумулятора начинает линейно возрастать из-за ли­
нейного возрастания плотности электролита под
действием постоянного тока заряда. Этот процесс
будет длиться 8 ...9 ч (при 13 = 0.1 Сн) до тех пор, по­
ка активные массы на поверхности электродов пол­
ностью не восстановятся. Напряжение заряда на
аккумуляторе станет равным 2.4 В, и далее при рос­
те U3 ток заряда будет "работать" на газообразова­
ние и разложение воды. Достигнув значения 2,7 В в
обслуживаемой батарее, рост зарядного напряже­
ния прекратится, и U3 будет оставаться постоянным
на протяжении всего времени последУЮщего заря­
да. Участок зарядной характеристики Uз = t (t3 ), на
котоРОМ параметры U3 , у, 13 длmельно не изменяют­
ся. соответствует процессу перезаряда аIО<умуАJПо­
ра. Обычно перезаряд продолжают 2 •• •3 ч с uелью
более полного восстановления активных реагентов
в порах электродных масс: в этом случае перезаряд
выполняет функции ремонтно-восстановительного
заряда, выравнивающего в аккумуляторах батареи
значения величин у и Еоа- Во время перезаряда эле­
ктролит бурлит в аккумуляторах от газовых пузырь­
ков. Газы, выд8AJllOlllJl8C:я мз заА1818.1Х отверстий,
взрывоопасны.
•
Принципиа11Ьным отличием современных акку­
муляторных батарей является отсутствие в них актив­
ного газовыделения. а также участка перезаряда на
зарядной характеристике. Это позволяет делать Аt<Б
необслуживаемыми (без за11Ивных пробок) и даже мо­
нолитными (без аккумуляторных банок).
достигнутое реализовано исключением из актив­
ных масс электродов и конструктивных свинцовых
сплавов веществ, способствующих образованию га­
зовыделения.
Очень важную роль, как положительную, так и от­
рицательную, в прежних конструкциях аккумуляторов
играла сурьма. Она вводилась в состав свинцового
сплава решеток (до 6%) для придания им требуемой
жесткости. Но, попадая в электролит, сурьма пони­
жает напряжение начала газовыделения (до U3 =
2,3 В). которое наступает задолго до полного заряда
аккумулятора . В современных аккумуляторах про­
центное содержание сурьмы значите/\ЬНО снижено
(не более 1.2%). Это позволило приблизить напряже­
ние начала газовыделения (U 3 = 2,4 В) к напряже­
нию окончания заряда (U3 = 2.41 В). При достиже­
нии зарядным напряжением значения 14,5 В
(2,416 В на ОдИН аккумулятор) даже при попытке
удерживать Uз постоянным и равным 2.45 В ток за­
ряда начинает падать. Это приводИт к эффекtу запи­
рания процесса заряда; газообразования при этом
не происходит.
Разрушительный перезаряд необслуживаемой ба­
тареи может иметь место при длительном ее заряде
напряжением U3 более 14,6••• 15 В.
То, что касается жесткости пластин, которая при
уменьшении содержания сурьмы ослабевает, то она
компенсируется как внесеt111еМ в конструктивнь~е свин­
цовые сnлаеы новых добавок, так и новым консrрук-
35

ГмваЗ
ТИВl-lым иmолнением электродов. например помеще­
нием пластин электродов в сепараторные конверты, в
которых некоторое коробление пластин неопасно.
3.8. саморазряд еккуму11яторной бвтвреи
Саморазрядом называют разряд бездействую­
щей аккумуляторной батареи, от которой на борту
автомобиля отключены все потребители или которая
снята с автомобиля для хранения. Саморазряд мож­
но подразделить на случайный, ускоренный и естест­
венный. Случайный и ускоренный протекают непо­
средственно на автомобиле и являются следствием
нарушения правил эксплуатации АКБ.
САучайНЫй саморазряд - это неучтенный разряд
АКБ скрытым током утечки на корпус автомобиля, на­
пример слаботочной утечкой через неисправные
бортовые электронные схемы, которые постоянно
подключены к АКБ.
УскореlИ>IЙ саморазряд - это преждевремен­
ный разряд токами утечки через грязевые мостики
снаружи батареи между ее клеммами или внутри ак­
кумуляторов из-за наличия случайно попавших посто­
ронних примеоей, а также из-за замыкания между
пластинами при осыпании активных масс.
Естественный саморазряд - это неотвратимое,
присущее любому ХИТ падение его заряженности
при длительном пребывании в обесточенном состоя­
нии. Применительно к автомобильной АКБ, естест­
венный саморазряд имеет место главным образом
не на автомобиле, а при хранении на складе. Естест­
венный саморазряд есть проявление постоянного
взаимодействия химически активных реагентов ак­
кумулятора, как между собой, так и с окружающей
средой. В естественном саморазряде проявляется
физическая природа активных химических веществ
терять со временем свою активность.
Если АКБ не заправлена электролитом, она под­
вержена воздействию кислорода воздуха, его темпе­
ратуры и влажности. Как следствие, электроды сухо­
заряженных АКБ могут утратить свою активность, а
свинuовые решетки и внутренние электросоедине­
ния - окислиться. Такая батарея при ее заливке эле­
ктролитом не наберет номинальной емкости даже по­
сле тренировочного зарядного цикла.
Чтобы свести к минимуму вредное влияние атмо­
сферного воздуха на батареи, хранящиеся в сухоз&
ряженном состоянии. в последнее время заводы-из­
готовители стали поставлять свою продукцию потре­
бителю только в герметичной целлофановой упаков­
ке и в картонной коробке. В таком состоянии сухоз&
ряженная АКБ может храниться до 3-х лет на складе
при пониженной температуре.
Но особенно сложно защитить от саморазряда
уже залитую электролитом и полностью заряженную
36
АКБ. В такой батарее естественный саморазряд свя­
зан со следУЮщими причинами:
а) оседание серной кислоты в электролите (име­
ет место перераспределение плотности электролита
по высоте. и как следствие - возникновение внут­
ренних токов разряда);
б) проникновение электролита к свинцовым ре­
шеткам через трещины в активных массах (вспучи­
вание активных масс внутренней сульфатацией и
возникновение разрядных токов между решеткой и
активной массой);
в) появление поверхностной сульфатации на эле­
ктродах и на внутренних тоководах (возникновение
крупных кристамов сульфата свинuа и образование
поверхностных токов утечки);
r) наличие примесей в химически активных ве­
ществах на электродах и в свинцовых сплавах реше­
ток (образование мелких узлов сульфатации и микро­
токов разряда вокруг них).
Все эти причины приводят к медленному, но неот­
вратимому разряду запасенной в батарее емкости.
Они же являются причинами сокращения срока
службы АКБ.
Показателем случайного и ускоренного самораз­
ряда является самопроизвольный разряд батареи на
борту автомобиля за непродолжительное время, на­
пример за одну ночь, который проявляется по мед­
ленной прокрутке две стартером в обычных услови­
ях пуска .
• Естественный саморазряд неустраним. Он нор­
мируется ГОСТом 959-91Е по среднесуточному раз­
ряду в процентах от номинальной емкости полностью
заряженной батареи . Для обычной батареи средне­
суточный разряд, рассчитанный за 14 дней хране­
ния, не должен быть более 0,5% от С20 и не более
о. 7%, рассчитанный за один месяц.
Для новых необслуживаемых батарей самораз­
ряд в течение одного года не превышает 40% от но­
минальной емкости. Это в среднем около 0.1% само­
разряда в сутки от величины С20 и не менее четырех
лет надежной работы при правильной эксплуатации.
По рекламным данным фирм, выпускающих моно­
литные трубчатые АКБ, их саморазряд за один год
хранения не превышает 25•• . 30% от С20, а срок
службы, выраженный в пусковых циклах. равен
10".1 2 тыс. (7-8 лет ежедневной эксплуатации.)
На рис. 3.8 показано. как снижается скорость с&
моразряда и увеличивается срок службы по мере со­
вершенствования конструкций аккумуляторных бата­
рей. на рисунке цифрами 1, 2 . 3 , 4 соответственно
обозначены обслуживаемая. малообслуживаемая.
необслуживаемая и монолитная батареи.
Следует заметить. что при любой конструкции АКБ
суточный саморазряд протекает медленнее при
уменьшении плотности электролита и при понижении
его температуры.

Параметры и характеристики автомобиАЬНых аккумуАяторных батарей
4 6 6 10121416182112224
Рис. 3.8.
С уменьшением плотности электролита уменьша­
ется концентрация серной кислоты, что понижает ин­
~енсивность растворения свинца на отрицательных
nластинах. Саморазряд батареи замедляется. При из­
менении плотности в интервале от 1,3 до 1,15 г/см3
суточный саморазряд уменьшается на 10..• 15%. Срок
службы батареи при этом увеличивается .
При падении темпера'fУРЫ ниже 0°с саморазряд
резко ограничивается. Из эюго следует практичес·
кая рекомендация хранить залитые электролитом ба­
тареи при минусовой температуре и в полностью за­
ряженном состоянии.
При температуре хранения Т = -ЗО 0С естествен­
ный саморазряд практически прекращается. Бата­
рея может храниться достаточно долго (более
8 ••• 10 лет} и в сухозаряженном. и в залитом состоя­
нии.
Так же, как и при обычном разряде, плотность
электролита может служить досюверной мерой са­
моразряда батареи ЛС (%} = 625 (у3 -у25}. Именно
по плотности электролита в заряженной и залитой
батарее определяют состояние ее разряженности
при хранении в складских условиях.
Следует отметить, что по мере углубления само­
разряда скорость его возрастает. это приводит к не­
обходимости постоянного подзаряда АКБ во время
хранения. Скорость саморазряда возрастает и к кон­
UУ срока службы батареи. Батарея, потерявшая при
хранении более 30••• 40% своей номинальной емкоо­
ти. непригодна Дf\Я установки на автомобиль без про­
ведения полного цикла зарядно-разрядной трениров­
ки в стационарных условиях.
Если после такой процедуры АКБ не набирает
больше 60% от номинальной емкости, она подлежит
утилизации.
В заключение приведена сводная таблица 3.2 ос­
новных параметров необслуживаемых АКБ.
Таблица 3 .2 . Основные параметры аккумуляторных батарей
Г86армrw (ммl
Вec:(lcrl
Обwмlдм'I
СТlрТОIЫА Р8J1ММ Р13Р11д8
Т111 Сю(д.ч);
nptT"•-18"C
1'1рмм8М118МОm
бmрем 1,(А)
Д11мм8 Wмрж 111.юста беэ S1111МТ 8/11
ш lp(AJ
U,. (8) lj.(-) N
N
нав/м
•
8/11 111R
наЗО-llс llPU.r (ВТ-ч/и) ~<Ч/дм"I
т
г в:о
r
6СТ-44А Щ2.2
215
175
215
13,9
Э.8
220
7.2
ЗАЗ.""""""""
6СТ-55д:; . 55/2,З
250
175
215
10,7 15,9
4,1
8,9
255
9,0
2.5
5.6
10,2
ВА.1.~
1
6СТ-1iбд 1iбД3
300
175
210
13,6 19,5
4,7
11.2
300
9,0
2.5
5,6
9,6
00. УАЗ
---
6СТ-Т7А Т1~ 340
175
210
22.1
5.4
12,5
350
9,0
2.5
5.6
10.0
ГА:Зеrа.
6СТ-88д 8819.4
380
175
210
17,О 25,0
6,4
13.9
410
9,0
2.5
5.3
9,5
зил
\IRlA
56/2.9
245
172
199
17,7
850
7.2
2,0
11No1ор1ные
37

=
Глава четвертая
СЕРВИСНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
ПреАЫАУЩИе rАавьt по авrомо6НJ1Ьным аккуму11RТорам, вторая н третья, преАставляют собой
краткое учебное пособне ААЯ самостоsrтеJ1Ьноii поgотовкн спецналиста частноrо автосервнса,
нмеющеrо жеАаНне уrлубнть свон теоретнческие познання. Настоящая rАава завершает тему
практнческнмн рекоме11,4ацнямн по техннческому обслужнванню аккумуляторных батарей в
условнях частноrо автосервнса.
4.1 . Общие сведения
Современные автомобильные аккумуляторные ба­
тареи (АКБ) имеют малообслуживаемую И11И nожо­
стью необслуживаемую конструкuию и, в отличие от
прежних, ремонту с разборкой не подлежат.
Тогда зксnлуатаuионно-технические мероприятия
no сервисному обслуживанию АКБ нового поколения
сводятся к следУЮЩему:
-
Хранение новых батарей, сухозаряженных или
залитых.
-
Первичная заливка малообслуживаемых сухо­
заряженных АКБ.
-
Снятие АКБ с автомобиля на временное хра­
нение.
-
Профилактический подзаряд АКБ.
-
Восстановительно-ремонтный (уравнительный)
заряд АКБ.
-
Контрольно-тренировочный зарядно-разряд­
ный uикл.
-
Сезонное обслуживание АКБ.
Сервисное обслуживание предполагает проведе­
ние работ в условиях аккумуляторного участка на
станции технического обслуживания или на авто­
транспортном предприятии. Если имеются необходи·
мые технические средства, то перечисленные меро­
приятия могут проводиться и в условиях частного ав­
тосервиса. В этом случае необходимо иметь набор
следУЮЩих технических средств:
а) Специально отведенное место. поближе к вы·
тяжке или к свежему воздуху. где слещет оборудо­
вать небольшой аккумуляторный стенд. На стенде
в неприспособленном под аккумуляторный участок
помещении можно проводить техническое обслу­
живание только одной аккумуляторной батареи.
Приготовление электролита в таких условиях про­
водить не следУет.
б) 3арядно-разрядное устройство с сетевым
трансформатором те мощностью не менее
300.• . 400 ВА. с комплектом измерительных прибо­
ров V, А и реостатом R (рис. 4.1).
38
Сi)разр11ДНО8устроiiст8о
в) Набор аксессуаров, в который входят: часы t
со звуковым сигналом; аэрометр у (денсиметр), или
поплавковый плотномер; лабораторный термометр
Т (10... 50)0С; нагрузочная вилка НВ с удлиненным
гибким проводом; три аптечные бутыли с притерты­
ми пробками из толстого стекла разных оттенков
емкостью не более 2 ... 3 литров (д11я хранения дис·
тимированной воды. доливочного и готового к упо­
треблению электролита); мерная посуда М и лейки Л

Сервисное обсАужмванме автомобмАьных аккумумпорных батарей
t
т
т
Рмс. 4.2 .
из 1111астмассы; захватные щипцы Щ ААЯ переноса
АКБ (рис. 4.2).
г) Комплект индивидУальных средств защиты от
l<Исютных ожогов и отравления: фaPtyJ<, резиновые
перчаТl<И, защитные очки и респиратор, Mbll\O и ем­
кость (8••• 10 л) с питьевой водой (рис. 4.З).
Рмс. 4.3.
4.2 . Хранение батарей
Срок хранения до начала Э1<сплуатации и условия
хранения малообслуживаемых сухих и необслуживае­
мых залитых АКБ. как правило, указаны в сервисной
книжке или в прилагаемой инструкции.
Стандартные условия хранения следУЮщие:
а) Не слещет вскрывать заводскую целлофановую
упаковку батареи до начала Э1<сплуатаuии. Упаковка
предохраняет АКБ от прямого контакта с атмосфер­
ным воздухом, кислород и влага которого ускоряют
•старение• активных реагентов и токовых выводов
аккумуляторной батареи. Герметично упакованная су­
хозаряженная АКБ может храниться ю 3-х лет.
б) В летнее время хранить дКБ лучше в прохлад­
ном помещении, защищенном от прямых солнечных
лучей. Зимой температура в хранилище может быть
минусовой. При этом следует иметь ввиду, что АКБ с
плотностью электролита у < 1,15 может замерзнуть
уже при -14°С. Замерзший электролит несет в себе
угрозу растрескивания и последующего оползания
активных масс аккумуляторов.
в) Умеренно пониженные температуры благопри­
ятны для хранения АКБ. залитых электролитом (необ­
служиваемых и снятых с Э1<сплуатации). так как при
этом резко ограничивается саморазряд АКБ.
r) Общего тока саморазряда для всех аккумулято­
ров в АКБ быть не может, так как саморазряду под­
вергается каждый аккумулятор в отдельности. Если
при этом в один из них случайно попадает частица
грязи или металла, процесс саморазряда в этом ак·
кумуляторе заметно ускоряется. Как следствие, в
АКБ, снятой с эксплуатации после длительного ее
хранения без подзаряда, наблюдается неравномер­
ность плотности электролита, а значит, и степени
разряженности аккумуляторов в разных банках. Если
такую АКБ не подвергнуть уравнительному заряду,
она быстро выходит из строя.
А) Саморазряд проходит меД11еннее при пониже­
нии температуры. Так, если заряженная АКБ хранит·
ся при темnераtуре 0°С, то она разряжается на 0,5%
за 8-9 месяцев. При темпераtуре +15°С саморазряд
протекает в 4 раза быстрее. При хранении АКБ без
под:iаряда в жарких регионах она полностью разря­
дится за один год и прИдет в негодность.
Из сказанного ясно, что хранитЬ любую аккумуля­
торную батарею лучше при пониженной темпераtуре.
е) Хранение снятых с эксплуатации АКБ более
трех месяцев, а необслуживаемых более шести ме­
сяцев в обычных условиях без подзаряда может
стать причиной заметного снижения их емкости и ус­
коренного старения. Подзарядка новых необслужи­
ваемых АКБ при хранении не разрешена заводом.из­
готовителем. Поэтому срок хранения новых залитых
электролитом необслуживаемых батарей не может
быть более полугода. При покупке новой необслужи­
ваемой АКБ это надо иметь в ВидУ.
ж) Снятые с эксплуатации АКБ для хранения в
обычных условиях должны быть сразу полностью за­
ряжены и в дальнейшем регулярно подвергаться
профилактическому подзаряду не реже одного раза
в З месяца.
39

Гмва 4
4.3 . Первичная запивка аккумуляторной
батареи
При первичной заливке ак~<умуляторов стартер­
ной батареи в условиях частного автосервиса С/lеду­
ет придерживаться с1едующих правил:
а) Нельзя приготавливать элеюр011Ит из конuент­
рированной серной киС11Оты в неприспособленном
дЛЯ этого помещении. В ~<райнем случае можно при­
готёЭIЗJWSать элеl<fРО/\ИТ на оr~<рытом воздухе с со­
блюдением всех мер предосторожности.
6) ПриготОВ1tеНие электролита реа11Иэуется влива­
нием серной кислоты в дистимированную воду. Обрат­
ное вливание является грубейшим нарушением техни­
ческой безопасности, так ~<ак может иметь место ин­
тенсивное ВСl<ИПание и разбрызгивание кислоты.
в) Приготавливать и За/\Ивать электролит в АКБ
е1tед'jет при темпераtуре 15••• 25°С. Плотность э/lеl<Т­
ролита, измеренная при приготовлении и заливке,
приводится к темпераtуре 25°С по формуле
Y2s =Ут + 0,0007 (Т - 25), где Ут - плотность эле­
l<ТроЛИТа при темпераtуре измерения Т.
r) Сначала приготавливают электролит с nютно­
стыо у25 = 1,40 г/см3, дЛЯ чего в 650 обьем....х час­
тей дистиллированной воды влvвают 42З части кон­
центрированной 94%-ной ак~<умуляторной серной кис­
лоты. ИСПОl\ЬЗование технической серной кисюты
недопустимо. При растворении серной кисюты в воде
выделяется бО11ьшое КОl\Ичество теП/\Оты. За/\Ивать в
АКБ можно тО11ько остывший эле1<Тролит
(15 < т" < 25°С).
д) Нормы расхода компонентов дЛЯ приготоВJ1&.
ния 1 дм3 (л) электролита приведены в таб/1. 4.1 (5).
е) При за11Ивке электролита в АКБ приведенная
плотность у25 э11ектрО11Ита обязате11Ьно указывается
в сопроводительном документе на батарею - это не­
обходимо дЛЯ опреде11ения степени разряженности в
даllЬНейшем.
ж) Плотность эле1<Тро11ИТа при первичной заливке
дОl\ЖНа соответствовать К11Иматической зоне экСfl/\у­
атации АКБ, а дЛЯ влажных и холодных регионов так­
же и времени года.
м) Для предпО11Ярных и ПОl\Ярных широт необходи­
мо учитывать возможность замерзания электролита
в зимний период (см . табл. 4.2). Из табJ\ицы видно,
что увеличение пютности э/lеl<ТроЛИТа выше значе­
ния 1,З1 г/см3 приводит к повышению темпераtуры
замерзания .
к) Для точной подгонки nлотности элеКТро11ита при
его за11Ивке в батарею необходимо иметь дисТИ/11\Иро­
ванную воду и Э/lеКТJЮЛИТ с повышенной nютностыо
1,4 г/см 3• ЕсАм npмroт08A8Нt8>8i Эl\8К1))0АМТ .... -r
плотность tlМЖе тре6уемой, то в неrо дОАМ888ТСЯ ие
аккумумпорная КllСАОТ8, а Э/181П])ОАJП С l'IО8ЫW8И­
НОЙ плотностью. При необходимости понизить плот­
ность в элекТроllИт до/\Ивают дистимированную воду.
40
ТабJ\ица 4.1
11ncmюcny"
аnектро18Пе,
~·
температуре
"SC,r/oi'
1.20
D.859
1,21 =! 0 .849
1.22
О.839
1.23 J 0,829
н.sо.
1,ВЭr/оi'
0.200
0,211
0.221
0,231
1,24~ 0.819
0,242
1.25
0,809
0,252
1~
моо
о.263
1.21
0.100 -с 0,274
1~] 0,781
0,285
1,29
0,771
0,296
1,30
о.761
D,306
1.31
0.750 _L_ D .316
1,40
0,6!>0
0423
н.о
Э11КТрОпиr
~
1,40r/oi'
D,475
0,525
0,450
0.550
О.425
О.575
0,400
0,500
0,375
0,625
0,350
D.650
D.325 r о.675
0.300
0,700
D.275 r 0.725
D.250
0,750
0.225
0,775
1,000
ТабllИца 4.2
rr.r/a} 1,00
rrc 'о
1,15 1,20 1,25 1,29 1,30 1,31 1,32 1~ 1,40
-14
-27
-SO
-74
- 7'2
-U
--64
-49
-38
1
1
1
1
л) Для удобства составления электролита с требуе­
мой плотностью приведена табл. 4.З (5).
4.4 . Способы заряда батарей
Одной из главных процедур сервисного обе11ужи­
вания аккумуляюрной батареи ЯВ/\Яется ее заряд в
стационарных условиях.
Для заряда ак~<умуляторной батареи в условиях
частного автосервиса необходимо иметь источник
постоянного TOl<a с регулируемым выходным напря.
жением U8 • Обычно это мощный ПО11уnроводниковый
выпрямите/\Ь с сетевым трансформатором, которые
совместно образуют зарядное устройство ЗУ
(рис. 4.1, а).
Для заряда одной АКБ максимальное выходное
напряжение ЗУ без нагрузки дО11Жно быть не менее
25•••ЗО в. а под нагрузкой 10А- не менее 17В. с
помощью такого зарядного устройства можно эф­
фективно и быстро заряжать батареи с номинальной
емкостью до 100 д.ч, т.е. батарею 1\Юбого современ­
ного легкового автомобиля.
С/lедует иметь ввиду, что зарядное устройство и
аккуму/\ЯТорная батарея ВК/\ЮЧаются встречно-nара11-
ле/\ЬНО (•+•с•+•; .... с·--). и ток заряда будет иметь
место ТО/\ЬКО при соблюдении усювия U8 > U63• При
u.= ~ ток заряда 13=О,априu.<~3батарея
начнет разряжаться на зарядное устройство.
Существует несколько сnособов заряда ак~<умуМl­
торных батарей (2).

Сервисное обслуживание автомобильных аккумуляторных батарей
Табдица 4.З
До 1,25r/cti'
Добаuм, cti'
До1,'Лr/еfГ
Добаuм,rм'
До 1,29r/cti'
Добмкм, см"
До 1,31 r/cti'
Доl!аuи, cti'
Первые два из них основные и на их основе воз­
можны комбинации:
а) Заряд при номинальном постоянном токе
lэ=0.1с"илиlэ=0,05с.,(рис.4.4,а).
6) Заряд при постоянном напряжении
Uбэ = 14,5 :t 0.1 В (рис. 4.4, б).
в) Ступенчатый заряд при посюянном токе на
каждой ступеньке, обычно двухступенчатый заряд
при131 = 0,1 С., и 132 = 0,05 С.,(рис. 4.4, В).
r) Смешанный заряд, сначала при постоянном то­
ке 1, = 0.1 С", а затем при постоянном напряжении
U63 = 14,5 :t 0,1 В (рис. 4.4, г).
А) Ускоренный заряд (быстрый подзаряд в экстре-
мальных случаях) при увеличенном постоянном токе:
-
при 30-минуrном заряде 1, =О, 7 с.,, с, =О,З5 с";
-
при 4!>минуrном заряде 13 = 0,5 С.,, С, = О,З7 С.,;
-
при 90-минуrном заряде 1, = 0,З С", С, = 0.45 С.,.
Аля батарей, находящихся в длительной эксплуа­
тации, ускоренный заряд проводить не рекомендует·
ся. Это может стать причиной их выхода из строя.
1,,А a)npм1 3-con1t
б) nри Us"'CO" •t
0.IСн
····о
S=C3=l3l3
s
°'
1,ч
о
10
20
1,ч
о
10
20
u"в
1.,А
О.1Сн
S=C.
s
10
20
1,ч
10
20
1.ч
е) Уравнительный заряд при постоянном токе -
это длительный (не менее 10 часов) заряд током
13 =0.1 С" под обязательным контролем плотности,
температуры и напряжения в каждой аккумулято1>
ной банке. Он проводится как профилактический пе­
ред зимней эксnлуатацией, или как восстановитель­
но-ремонтный для сильно разряженной батареи в эа­
рядно-разрядном тренировочном цикле. Уравнитель­
ный заряд обязательно предусматривает 2 ..• 3-х ча­
совой перезаряд, в процессе которого плотность эле­
ктролита и напряжение заряда в каждом аккумуля­
торе исправной и полностью заряженной батареи
становятся одинаковыми .
ж) Перезаряд - это уравнительный заряд бата­
реи (при 1, =coпst; U3 = coпst; Уэ =const) в течение
2••. 3-х часов после того, как плотность электролита и
напряжение заряда перестают возрастать под дейст­
вием постоянного тока заряда.
м) В отличие от заряда в стационарных условиях,
заряд АКБ на борту автомобиля может быть реализо-
13,А в) с:туnенчатый
1,,А r~ смешанный
;
1
0.IСн
о.1ен
1
s-c.~1"1"+i,,i.,
S=C.
о
s
о
10
20
1,ч
о
u"в
u•••
u"
13.58
14,58 :
11
1
10.
1
1
1
t.ч
IЧ
о
10120
о
10
20
Рис. 4.4.
41.

rАава4
ван от генераторнОЙ устано111<и тОЛЫ<о при постоянном
напряжении (U3 = 14,5 В), но при ограничении ма~<си­
мального TOl<a заряда, который не дО/\Жен быть бО11ее
13 =О,З Сн. Это достигается подбором генератора и
его регулятора напряжения к данному типу батареи и
сезонной подстройкой регулятора. Из сказанного сле­
дует, что батарея, регулятор напряжения и автомо­
бильный эr.ектроrенератор дО/\ЖНЫ быть совместимы.
4.5. Контроль параметров при заряде
ПровоД!! заряд аккумуляторной батареи, надо по­
мнить следующее:
а) Перезаряд в течение более З-х часов небезо­
пасен для целостности активных масс на электрод­
ных пластинах аккумулятора. ·
б) Температура электролита при перезаряде не
должна превышать 45°С.
в) Нагрев элеt<тролита при заряде АКБ свыше
+45°С может стать причиной разрушения аккумуля­
торных эr.ектродов. Так, при температуре +бО°С ак­
тивные массы теряют адгезию с решетками и начи­
нают отслаиваться и осыпаться. Эю приводит к ко­
роткому замыканию в аккумуляторах. (Осыпание ак­
тивных масс может иметь место и после оттаивания
замерзшего в аккумуляторе электролита.)
r) Если температура электролита в одной из сред­
них банок станет выше +45°С, заряд АКБ необходи­
мо временно прекратить.
д) Заряд АКБ при отрицательных температурах
малоэффективен. Номинальным диапазоном темпе­
ратур для заряда АКБ является +15°С < т. < +З0°С.
е) После окончания заряда можно оценить теку­
щее состояние генераторной установки автомобиля ,
на котором работала данная АКБ.
Для этого необходимо контролировать и постоян­
но регистрировать напряжение U, заряда, ток 1, за­
ряда, температуру Т• электролита и время t 3 заряда.
По значениям этих параметров проводится расчет
степени разряженности батареи, а по степени раз­
ряженности судят о генераторной установке.
4.6 . Принудительный разряд батареи
При сервисном обслуживании АКБ помимо заряда
очень часто приходится проводить ее принудитель­
ный разряд. Это делается в процессе контрольно-тре­
нировочного цикла с uелью -раскачки• батареи, а
также с целью определения ее рабочей емкости (Cbl.
которой батарея обладает в данном техническом со­
стоянии (на данном этапе срока службы).
Процесс разряда следует проводить под контро­
лем тока lp разряда и времени tp разряда до конеч­
ного напряжения Uбр разряда.
42
Номинальными ТО1<ами разряда для всех типов
свинцово-кислотных
аккумуляторов
(при
Т = 15...25°С) являются значения номинальных то­
ков заряда 13 ,_ = 0,05 Сн и 132 = 0.1 Сн. В этих услови­
ях батарея разряжается бО11ее равномерно, т.е. с бо­
лее ПО/\НЫМ участием глубинных активных масс в об­
разовании тока разряда.
Время разряда определяется конечным напряже­
нием разряда (10,2 В при Т = 25°С).
Для определения разрядной емкости батареи
Сбр = lp tp ток разряда lp необходимо поддерживать
постоянным. что легко реализовать с помощью ни­
жеописанного зарядно-разрядного устройства (см.
далее рис. 4.6).
В тех случаях, когда такого устройства нет, раз­
ряд батареи с целью раскачки емкости проводит­
ся с применением неконтролируемого разряда.
Это когда к предварительно заряженной батарее
подключают лампу от автомобильной фары
(12 В х 55 Вт) на десять часов и в конце разряда
измеряют напряжение батареи, которое при
Т = 20... 25°С должно быть не менее 10,5 В (для
батареи со стандартной емкостью 45".5 5 А•Ч).
Разряжать батарею до напряжения менее 10 В не
следует.
Затем батарею снова заряжают и вновь разряжа­
ют на ту же лампу (\р = 10 ч). Если конечное напря­
жение разряда при втором разряде будет не менее
первого, то батарея исправна и ее следует снова
полностью зарядить. Если батарея не выдерживает
тренировки, ее можно попытаться восстановить
трехчасовым перезарядом или контрольно-трениро­
вочным зарядно-разрядным циклом.
4.7. Контрольно-тренировочный цим
Процедуры контрольно-тренировочного зарядно­
разрядного цикла (КТU) выполняются на снятой с ав­
томобиля батарее и сводятся к следующему:
-
снятию батареи с автомобиля и проверке ее
пригодности к дальнейшей эксплуатации;
-
приведению работоспособной батареи к но~;
мальному внешнему виду;
-
проведению полного цикла заряда номиналь­
ным постоянным током 1, = 0.1 Сн с целью оп­
ределения состояния разряженности батареи;
-
проведению полного цикла разряда с целью
тренировки батареи под нагрузкой в освети­
тельном режиме (lp = 0.1 Сн);
-
проведению повторного цикла заряда номи­
нальным TOl<OM 13 = 0,05 Сн с целью определе­
ния рабочей (остаточной) емкости батареи и
остаточного срока службы;
-
проведению выравнивания плотности элеt<тро­
лита и его уровня по всем банкам в батарее;

Сервисное обслуживание автомобильных аккумуляторных батарей
проведению трехчасового перезаряда батареи
с целью ПОJ\Ного восстаноВ1ения активности хи­
мических реагентов в порах электродных масс;
-
аттестации батареи и ее установки на авто­
мобиль.
•
КТЦ начинается с проверки пригодности 'бата­
реи к да/\Ьнейwей работе на автомобиле. Д/\Я этого
проводится измерение ЭДС и разрядного напряже­
ния на клеммах каждого аккуму11ЯТора или батареи в
целом с помощью аккумуляторноrо пробника, кото­
рый иногда называют нагрузочной ВИJ\Кой.
Если ЭДС батареи меньше 6 В (менее 1 В на ак­
кумуляторе), а напряжение разряда батареи на но­
минальную нагрузку аккумуляторного пробника не
более З В (0,5 В на аккуму11ЯТоре) в конце 5-ой сек
разряда, то, скорее всего, дКБ к да11ьнейwей эксму­
атации не пригодна.
•
Работоспособную АКБ промывают снаружи теn­
юй проючной водой со щеткой и удаляют затвердев­
шие пятна грязи (предварительно заклеив липкой
лентой, например скотчем, все вентиляционные от­
верстия). Во время мойки батарея не дОl\Жна пере­
ворачиваться И11И накюняться более чем на 45 угло­
вых градусов. После высыхания корпуса батареи его
необходимо внимательно осмотреть.
•
Если на корпусе маю проработавшей батареи
обнаружатся места протечек электролита (короткие
трещины, СКОllЫ, протертости), их можно уетранить, за­
лив повреждения эпоксидной смоюй, армированной
обрезками ниюк стеклоткани. 3а11ить электролит об­
ратно в аккумулятор необслуживаемой батареи можно
через просверденное сверху аккуму11ЯТора отверстие,
которое nосле заливки электролита надо заделать.
Работы по устранению протечек хотя и относятся
к мелкому ремонtу, но без соответствующего опыта
проводить их не следует, результат будет отрицатеl\Ь­
ный. Ремонт батареи с ее разборкой А11Я замены от­
дельных аккумуляторов в рамках сервисного обслу­
живания не практикуется.
•
Затем проводят зачистку клемм АКБ крупной
наждачной бумагой и проверку уровня, а также nют­
ности эrектролита во всех банках. Д/\Я эюго все
пробки выворачивают из аккумуляторов. Аккуму/\ЯТо­
ры, уровень Э11ектро11ита в которых ниже электродов,
обязательно доливают дистимированной водой.
Пютность электролита в банках на этом этапе вы­
равнивать не следует, но ее и температуру электро­
лита необходимо зафиксировать до начала заряда.
•
Далее аккумуляторную батарею надо поставить
под заряд ступенчатым током с контролем и регист­
рацией времени заряда и температуры. Начальный
ток заряда устанаВ11ивают равным 0,1 С20 А, и заря­
жают батарею до напряжения 14.4±0.1 В постоян­
ным током. Затем ток заряда уменьшают до
0,05 ~А и, поддерживая его постоянным. продоl\­
жают заряд до состояния пОJ1Ной заряженности.
Это состояние у обслуживаемой батареи прояВ11Яет­
ся началом интенсивного газовыделения, примерным
равенством и неизменностью пютности ЭJ\еКТJ)Оl\ИТа в
банках и достижением напряжения на аккумумпорах
величины 2,65 .•• 2.7 В или 15,9••• 16,2 В на батарее.
•
Далее необходимо зафиксировать время заря­
да и продОl\ЖаТЬ заряд АКБ еще два часа (при посто­
янных токе 13 заряда, напряжении U3 заряда и nлот­
ности у электролита). За эти два часа происходит вос­
становительный переразряд батареи, при котором
сульфат свинца растворяется в самых тонких и глубо­
ких канальuах активных масс. По истечении двуХ ча­
сов перезаряда. не прерывая тока заряда. необходи­
мо провести окончательную коррекцию пютности и
уровня электроl\Ита по банкам и продоNКать переза­
ряд еще в течение одного часа. После коррекции за
один час перезаряда аккумуляюры в исправной ба­
тарее становятся идентичными по всем параметрам.
•
На протяжении всего времени заряда надо сле­
дить за тем, чюбы температура электроflИТа в одной
из средних банок не стала выше 45°С. Если это про­
изойдет, заряд надо временно прекратить.
После окончания 3-х часового перезаряда бата­
рею необходимо обесточить и дать ей остыть до тем­
пературы в помещении 17••• 25°С.
•
Количество электричества С3, которое nмучит
батарея за время ступенчатого заряда. можно рас­
считать по формуле: С,= 13i.t3i. + 132 t,2 , где t 3i_,t 32 -
продОl\Жительности заряда током l3 i. = 0.1 Сн и током
132 = 0,05 С.. (в часах) . Время перезаряда в продОl\­
жительность t 32 не ВК11Ючается.
•
Теперь АКБ необходимо поставить на трениро­
вочный разряд юком 0,05 С.. А и зафиксировать
время начала разряда, а также начальную темпера­
туру разряда. Поддерживая ток разряда постоянным
и записывая через 2 ••• 3 часа температуру электроли­
та, надо не пропустить тот момент, когда напряже­
ние разряда на батарее станет равным 10,5±0.1 В
или 1,75 В на отдельном аккумуляторе. Это напряже­
ние яВ11Яется коне'Н>IМ напряжением разряда и ука­
зывает на то, что АКБ ПОl\НОСТЫО раэрядиl\аСЬ.
•
Емкость С6р, отданная батареей при разря­
де, определяется следующим образом:
Сбр=0,05Снtр/[1+0,01(Тер- 25)),
где Сн - паспортная (номина11Ьная) емкость бата­
реи в ампер-часах, указанная на заводской этикет­
ке; tp - продОl\Жительность разряда в часах;
Тер - (Т~. + Т2 + ...+ Тn)/п - средняя температура
электролита в 0С за время разряда; п - чисю и но­
мер измерений.
•
Величина ~- измеренная и рассчитанная опи­
санным способом. называется рабочей (остаточной)
емкостью батареи. Она дОNКНа быть не менее 50%
от С,., чтобы батарея могм еще некоторое время по­
работать на борту автомобиля. Батарею, еще пригод­
ную А11Я последующей экСП11уатаuии с Ч~> > 0,5 Сн.
43

rмва4
снова полностью заряжают постоянным током
1, = 0.05 ~о д в течение 20-ти часов.
• Если батарея имеет остаточную емкость менее
0,8 ~.ее заряд током 1, = 0,05 С20 до состояния ПОl\­
ной заряженности будет продолжаться менее 20-ти
часов, но трехчасовой перезаряд и в этом случае не­
обходимо выполнить.
Состояние полной заряженности аккумуляторной
батареи определяют так же, как и при первом трени­
ровочном заряде.
4.8 . Тренировка необслуживаемых
батарей
Что касается необслуживаемых и монолитных
АКБ, то их сервисное обслуживание отличается
только в части процедуры заряда. Их заряжают в
основном при постоянном напряжении U, =
14,5±1 В. Однако. если батарея сильно разряже­
на, ее заряжают смешанным способом. Началь­
ный ток заряда устанавливают не более 0.1 Сн А и
поддерживают его постоянным до тех пор, пока
зарядное напряжение на батарее не станет рав­
ным 13,5±0,1 В при температуре в зарядном по­
мещении 25±5°С. После этого батарею заряжают
не менее 20-ти часов при постоянном напряже­
нии. Далее напряжение заряда устанавливают
14,5 В и поддерживают его постоянным на протя­
жении десяти часов заряда. Полная заряженность
необслуживаемой и монолитной батарей проявля­
ется по резкому падению тока заряда почти до ну­
ля (при постоянном напряжении заряда 14,5 В).
Временные зарядные характеристики для случая
смешанного заряда необслуживаемой дКБ приве­
дены на рис . 4.4, г.
Если напряжение на АКБ не превысит значения
14,5 В (что иногда имеет место при заряде на борту
автомобиля от генератора с неисправным регулято­
ром напряжения), то перезаряда в необслуживае­
мых батареях не происходит. По этой причине даже
для батарей с малой остаточной емкостью увеличе­
ние продолжительности заряда до 30-ти часов не
представляет опасности. Остаточная емкость необ­
служиваемых и монолитных батарей определяется в
режиме тренировочного разряда так же, как и для
обычных АКБ. Но так как температура электролита в
аккумуляторах, не имеющих пробок, измерена быть
не может, в формулу для расчета С6Р вместо средней
температуры Тер электролита подставляют среднее
значение температуры в зарядном помещении и при­
бавляют к нему 10°С на самопрогрев АКБ при заря­
де. Тогда
Сбр=0,05~оtp/[1+0,001(Т- 25)),
где Т = Тк + 10"С; Т" - температура в помещении
(20••• ЗО0С).
44
4.9 . Определение остаточноrо срока
службы батареи
Степень разряженности батареи, определенная
сразу после ее снятия с автомобиля, служит важным
показателем технического состояния автомобильной
бортовой системы электроснабжения.
Так, если после проведения конурольно-трениро­
вочного цикла выясняется, что АКБ поступила на сер­
висное обслуживание со степенью разряженности
более 10% от остаточной емкости ~. то это говорит
о том. что батарея постоянно недоэаряжалась авто­
мобильным генератором. Недоэарядка, как и пере­
зарядка, понижает срок службы дКБ.
Причинами недоэаряда чаще всего являются:
-
слабое натяжение ремня генератора:
-
несоответствие климатической зоне эксплуата-
ции автомобиля рабочего диапазона регулиро­
вания напряжения генератора:
-
низкая плотность электролита в АКБ зимой;
-
скрытая неисправность в генераторе .
Основной причиной перезаряда АКБ на автомоби­
ле является повышенное напряжение генератора.
Перезаряд, полученный батареей от автомобильного
генератора, проконтролирован быть не может.
Экспериментально установлено, что по остаточ­
ной емкости ~ можно ориентировочно определить
ее остаточный срок службы Кос. (в месяцах):
Кост=~[(2Сбр/ С20)- 1),
где ~ - номинальный срок службы батареи
при соблюдении правил эксплуатации. Данная эм­
пирическая формула хорошо согласуется с практи­
кой. Из этой формулы слещет. что аккумуляторная
батарея с остаточной емкостью менее 50% от но­
минальной емкости Сн не имеет остаточного срока
службы. Однако такую батарею можно использо­
вать на автомобиле летом до полной выработки
ресурса .
4.10 . Зарядно-раэрядное устройство
Практика показала , что даже глубоко разря­
женную батарею иногда можно привести в рабо­
чее состояние специальными тренировками . Кро­
ме того, нормально работающую батарею на вто­
ром-третьем гощ работы перед зимней эксплуата­
цией, необходимо подвергать профилактической
тренировке.
Для ПРоВедения тренировок помимо зарядного ус­
тройства необходимо иметь устройство для разряда
батареи. Оно включает в себя волымеур постоянно­
го тока, амперметр постоянного тока и ламповый ре­
остат (рис. 4.1. б).
Схема для разряда батареи может быть собрана
совместно с зарядным выпрямителем, и тогда nолу-

Сервисное обсАуживание автомобиАьных аккумуАЯТОрных батарей
чается универсальное зарядно-разрядное устройст­
во - 3РУ.
Отечественная промышленность малоформатные
3РУ для обслуживания одного аккумулятора не выпу­
скает. А такие изделия зарубежного производства
имеют высокую стоимость. Поэтому для ВJ1аДельца
частного автосервиса целесообразно изготовить за­
рядно-разрядное устройство своими силами.
На рис. 4.1 приведена принципиальная электри­
ческая схема 3РУ.
Для сборки схемы потребуется силовой трансфор­
матор мощностью 300...400 В·А, например от старо­
го цветного лампового телевизора: мощный полупро­
водниковый выпрямительный мост, диоды которого
рассчитаны на прямой ток 30...50 А и на рабочее на­
пряжение не менее 50 В: четыре мощных радиатора
д/1Я выпрямительных диодов; амперметр постоянно­
го тока со шкалой 0 • .. 3 0 А; вольтметр постоянного
тока со шкалой 0 .• . 3 0 В; ламповый реостат R, изго­
товленный по приведенной на рис. 4.5 схеме.
Телевизионный силовой трансформатор надо ра­
зобрать и с его каtуШек смотать все обмотки. кро­
ме сетевых, которые, как правило, расположены
первыми к каркасу. На освободившееся место нуж­
но намотать новую вторичную обмотку с 4-мя отво­
дами, проводом (или плоской шиной) с двойной изо­
ляцией и с сечением не менее 4-х кв. мм. Число вит­
ков W8 новой обмотки следует определить экспери­
ментально по числу витков Wн смотанной накальной
обмотки: W8 = 4 Wн. Отводы нужно сделать от вит-
R= (0...36 Ом)
Рис. 4.5 .
ков, занимающих в новой обмотке места: 0,5 W8 ;
0,6W8;О,7W8;0,8W8•
После обратной сборки трансформатора необхо­
димо ПРоВерить полученные выходные напряжения
на отводах. Они должны быть близкими к рящ: 14,0;
16,5; 19,5; 22,5; 28,0 в.
Ламповый реостат можно собрать из девяти авто­
мобильных
одноконтактных
электроламп
12 В х 21 Вт, каждая из которых имеет сопротивле­
ние около 7 Ом, и девяти аналогичных ламп
12 В х 4 Вт (Rл = 36 Ом). Конструктивно ламповый
реостат собирается из 18-ти ламповых патронов, со­
единенных параллельно и установленных на общем
алюминиевом основании, которое одновременно бу­
дет являться радиатором охлаждения для ламп.
Управлять таким реостатом очень просто: надо
вынуть или вставить определенное количество элект­
роламп. При этом общее сопротивление лампового
реостата можно изменять в очень широком диапазо­
не от 0,65 до 36 Ом с большим числом промежуточ­
ных значений. Перемычкой всех ламп сопротивление
реостата делается равным нулю.
Переключатель П можно изготовить из штекер­
ных клемм К и гибкого провода с наконечником N,
рассчитанных на ток не менее 15 А. Все элементы
схемы, кроме лампового реостата и измерительных
приборов, можно собрать на общей горизонтальной
плате. Ламповый реостат лучше расположить сверху
над трансформатором и выпрямителем на отдельном
радиаторе (на приподнятом листе алюминия). Изме­
рительные приборы следует установить на отдельной
вертикальной плате.
Примером исполнения может служить конструк­
ция зарядно-разрядного устройства, показанная на
рис. 4.6 .
Самое большое неудобство при работе с таким ЗРУ
сосrоит в том, что приходится вынимать горячие лам­
пы из гнезд nри необходимости их отключения. Во из­
бежание ожогов лампы следует вынимать в кожаной
перчатке или с помощью деревянных щипцов с пено­
пластовыми губками. Такие щипцы надо изготовить.
Рис. 4.6.
45

ГАава4
На описанном стенде можно проводить все виды
зарядно-разрядных работ, в том числе и контро11Ьно­
тренировочный цикл.
4.11 . Выводы и рекомендации
Сnециалисl)' частного автосервиса, занятому тех·
ническим обслуживанием автомобw\ьных аккумуля­
торных батарей, следУеТ иметь в виду:
•
новая малообслуживаемая сухозаряженная ба­
тарея до начала эксплуатации должна храниться
в герметичной цемофановой упаковке;
• срок хранения новой сухоэаряженной АКБ до
продажи не должен превышать 12 месяцев со
времени выпуска;
•
не следует покупать новую необслуживаемую
залитую электролитом батарею, если вмонтиро­
ванный в нее указатель степени заряженности
указывает на разряженное состояние батареи;
•
при самостоятельной заливке батареи электро­
литом необходимо строго соблюдать правила
приготовления электролита и техники безопасно­
сти при работе с серной кислотой и ее раствора­
ми. Применение индивидуальных средств защи­
ты обязательно ;
•
после заливки и зарядки батареи необходимо
откорректировать приведенную плотность у25
46
электролита под условия эксплуатации батареи в
данном регионе и зафиксировать плотность Y2s
в сопроводительном документе на АКБ;
• хранить АКБ едедует только в заряженном состо­
янии и при пониженной темпераl)'ре, летом в
прохладном помещении, зимой - при темпера­
l)'ре не ниже -20°С;
• снятую с автомобиля АКБ для хранения следует
подзаряжать не реже одного раза в З месяца (в
теплых регионах) и не реже одного раза в 6 ме­
СRJев (в холодных регионах);
• после 2 •• •3-х лет эксплуатации батарею необходи­
мо подвергать ежегодному профила~<тическому
контролЬliо--rренировочному эарядно-разрядНому
циклу;
•
номинальная (паспортная) емкость С.. батареи
является ее рабочим параметром только для но­
миналЬliых условий эксплуатации (Т = 15.•• ЗО"С).
При отрицательных темпераl)'раХ рабочая ем­
кость полностью заряженной батареи значитель­
но ниже паспортной;
• отдача по емкости исправной и полностью заря.
женной АКБ прежде всего зависит от темпераl)'·
ры и тока разряда . В осветительном режиме
(когда IP = 0,05 С.. при Т > 15°С) отдача может
составить 95% от С,.. В режиме тока холодной
прокрутки (lp = З С.. при Т = -18°С) отдача не
превышает 8 ••• 10% от Сн .

=
Глава пятая
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
Генератор 11ВJUН1тс11 нсточннном элекrрнчесной энерrнн на автомо6НJ1е лрн работающем двнrа­
Т8J\е. Коrда АВНrаrем. не работает, элеюроэнерrня поступает в 6орrсеть от аннумуJUПОрнОй ба­
ТIJIНЖ. Танин образом, эмюроrенератор н аннунуJ111ТОрная батарея образуют автономную бо~
товую элентроэнерrетнчесную установну, ноторую лрннято называть снстеной элеюроснабжв­
ння автонобнJ1Я. Коrда в этой снстене лрннеЮ1J1ся генератор постоянного тона, то она обNtАВ­
м неАОСтаточно высоной ЭНСЛJ\уатацнонной Н8,48ЖНОСТЫО н ННЗННN начеством• вырабатывав­
моrо эмктрнчества. Кроне тоrо, техномrня нзrотоВJ1е111111 генераторов постоянного тона смж­
нu н дороrостоящаR. Все это лрнвмо н необХОАНNОСТН лрнненеН1111 на автонобнJ\Ях генерато­
ров лерененноrо тона, дооборудованных NОЩНЫN ло11улроводнннОВЬ1N выnряннтеJ\еN н элен­
ТJЮННЬIN реrу11RТорон налряжеННR. Основные cвeAeнtfR об автонобн11ьных ЭJ1ентроrенераторах
нового лоно11е111111 расснаrрнваюп:я в данной главе.
5.1 . Закон электромвrнитной индукции
Принцип действия любого электрогенераюра ос­
нован на первом законе электромагнитной индукции.
Для одновиn<овой токопроводной рамки, вращаю­
щейся в постоянном магнитном поле tюбразного
магнита, этот закон имеет вид Е =-В L V,
где Е- электродвижущая сила (ЭДС), наведен­
ная в рамке; В - магнитная индукция поля постоян­
ного магнита; L - длина той части рам1<и. 1<оторая
находится в магнитном поле; V - Bet<rop линейной
аrорости перемещения рамки относительно неrю­
движного магнитного поля.
Если рамка содержит нect<OJIЬl<o витков W. то ин­
дуuИрованная ЭДС Et< является суммой электродви­
жущих сил в этих виn<ах и определяется как:
Е,.=-WВLV.
(5.1)
Знак "минус". 1<оторый часто опуа<ается, но всегда
подразумевается, означает, что если под дейетвием
ЭДС Е.. по рамке начнет протекать электрический ток
(при подмючении нагру31<и), то созданное этим TOl<OM
магнитное поле будет nротиеодейетвовать механичес­
кой силе F. приводящей рамt<У во врацение.
Формула 5.1 , отображающая за1<он электромаг·
нитной индукции ДЛЯ МНОГОВИТl<ОВЫХ рамо1<, может
быть представлена в другом виде. если линейную
скорость V перемещения витков рам1<и L относи·
тельно магнитного поля В выразить через путь dx пе­
ремещения витков W по периметру 01<ружности вра­
щения с диаметром Х за время dt поворота рам1<и
на соответствующий угол. Тогда V = dx/dt, и форму.
ла для ЭДС Ек нес1<олЬ1<0 изменится: Е.. = -W В L V =
-W В L dx/dt.
• Сн. аюсну на стр. 12 rl\88bl J.
Выражение В L dx соответствует изменению маг­
нитного пото1<а dФ при повороте рам1<и на шаг dx за
время dt.
Изменение магнитного пото1<а реализуется вра­
щением ротора с диаметром Х в маПiитопроводе ста­
тора, когда nлощадЬ виn<а ротора (S = LX). пронизан­
ная маПiитным потоком Ф = BS, постоянно изменя­
ется во времени t, и тогда:
(5.2)
Эта формула является основным расчетным выра­
жением для определения 11f!ДУЦИрованной элеt<Тро.
движущей силы еФ• возникающей в фазных обмотках
эле8<Тричес1<их машин переменного юка под воздей­
ствием изменения магнитного потока через обмотки:
еФ =..>/о/Ф dФ/dt =
-WФdФmcosrot/dt=~siпrot, гдеФmи~ -
амплитудные значения величин Фи ЭДС еФ.
При этом под фазной обмоТt<ой подразумевают
элеt<Троnроводную катуwt<У. в которой наводится
ЭДС еФ и которая в генераторах переменного тока
всегда расположена на неподвижном стаюре.
5.2 . Модели автомобильных rенервторов
nеременноrо тока
Генераюр - это та1<ая элеt<Трическая машина,
1<оторая способна непрерывно вырабатывать элект­
ричесt<Ую энергию из механичесt<ой. Генераторы бы­
вают постоянного и переменного то1<а.
Наиболее просто непрерывность работы генерато­
ра переменного тока можно обеспечить вращением
постоянного маПiита в неподвижном магнитопрово­
де статора, на котором размещена фазная обмотка.
47

Гмва 5
в)
б)
NS
Рмс:. 5.1 .
6ес:контактныii rенератор переменноrо тока с: аозбужденмем от пос:тоянноrо маrкмта:
а - модель rенератора. б
-
ротор с коаксиальным (uилиндрическим) постоянным магнитом NS и с шестью когтеобразны­
ми полюсами; в - шестиполюсный статор с тремя фазными обмотками. соединенными ·звездой"; NS - кооксиальный (uи­
линдрический) постоянный магнит с полюсами N и S; М - магнитопровод статора; R - магнитопровод ротора в виде ког­
теобразных наконечников из твердой стали; Ф - магнитный поток ротора; d
-
воздушный зазор;
Wф - фазная обмотка статора; Еф
-
ЭДС, наведенная в фазной обмотке; ы - круговая частота вращения ротора; 1, 2 ,
З, общ . - выводы фазных обмоток, соединенных ·звездой" .
На рис. 5.1 . а представлена модель однофазно­
го синхронного генератора переменного тока с
возбуждением от постоянного магнита. в котором
вращающийся ротор - это двухполюсный постоян­
ный магнит NS, а неподвижный магнитопровод М с
одной фазной обмоткой WФ - это статор. Синхрон­
ным он назван потому, что электрическая частота
наведенной в фазной обмотке ЭДС еФ строго соот­
ветствует (синхронна) частоте вращения постоян­
ного магнита.
Так как в данном типе генераторов отсутствует
комекторно-щеточный механизм (КЩМ), то их то­
же относят к группе бесконтактных генераторов
переменного тока.
В реа11ьных генераторах переменного тока с по­
стоянными магнитами на роторе используются мно­
гоnОJ\ЮСНая система ротора (рис. 5 .1 . б) и многофаэ-
в)
ная (чаще всего трехфазная) система обмоток на
статоре (рис. 5.1 . в).
При определенной конфигурации ПОJ\ЮСНЫХ нако­
нечников (на роторе и статоре) можно получить из­
менение электродвижущей силы генератоРа по зако­
нусинусаеФ=~siпwt.гдеw=2рf- круговая.а
f - электрическая частота генератора.
Э11ектрическая частота f генератора измеряется в
герuах (1 Гц= 1/с =с-'-) и связана с чисюм оборотов
(n) ротора генератора выражением f = р п, где р -
чисю пар полюсов постоянного магнита ротора.
Ясно, что Д/\Я генератора, модель которого пока­
зана на рис. 5.1 , а, - число пар полюсов ротора
равно единице. В таком случае fr (Гц) = пR (об/с).
Если же постоянный магнит на роторе многопо­
люсный, электрическая частота генератора fr (Гц)
увеличивается в число пар полюсов. Так, для гене-
б)
Рмс:. 5.2 .
Смнхронныii rенератор переменноrо тока с: контактнымм коль11ам11
(с: внешним возбужденмем от пос:тояиноrо напряжения Uв) и с: иr.ювообразиым ротором:
а - модель генератора; б
-
расчлененный ротор с катушкой возбуждения Wв и с шестью северными N и
шестью южными S кr.ювообразными полюсами постоянного электромагнита; в - упрошенная конструкuия генератора; 1 -
магнитопровод М статора с фазными обмотками Wф; 2 - мювообразные полюсные наконечники ротора; З
-
обмотка воз·
буждения Wв; 4 - крыльчатка вентилятора; 5 - приводной шкив; 6 - магнитопровод R ротора; 7 - корпусные крышки; 8
-
встроенный выпрямитель. 9 - контактные кольuа К; 10 - щеткодержатель КЩМ со щетками .
48

Прмнцмnы построения автомобМАьных rеиераторов
8)+
-u.
в)
Рмс. 5.3.
И1tдуктор1tый rенератор nepeмe1t1toro тока с расnоложе1tмем обмоток Wв электромаr1tмт1tоrо возбужде1tмя на статоре:
а - модем, генератора; б
-
схема соединения обмоток на однофазном статоре; в - упрощенная конструкuия
генератора; 1 - паз ротора; 2 - подшипник : З
-
вал ротора; 4 - полюс ротора; 5 - корпус генератора;
Wв. Wф - обмотки возбуждения и фазные .
ратора с тремя парами полюсов на роторе
(рис . 5.1, б) электрическая частота в три раза вы­
ше частоты генератора, отвечающего модели
рис.5.1а(fr =р п =Зп).
следует заметить, что число N полюсов у ротора с
постоянными магнитами может быть только четным,
т.е. N всегда равно 2р, где р- любое uелое положи­
тельное число (1, 2, з...) .
• Вращающийся постоянный магнит на роторе
может быть и электромагнитом. Тогда на ротор поме­
щается обмотка Wв возбуждения.
Вращающаяся обмотка возбуждения соединяет­
ся с внешней электрической uепью при помощи
контактных колеu на роторе и неподвижных щеток
на крышке генератора, который в таком случае на­
зывается генератором переменного тока с контакт­
ными ко11ьuами. Модель такого генератора nоказа­
на на рис. 5.2. а.
Его принuиnиальным отличием от nредыдущего ге­
нератора с постоянными магнитами является воз­
можность изменения величины магнитодвижущей си­
лы ротора, что позволяет регулировать величину вы­
ходного напряжения генератора. Необходимость уп­
равления напряжением автомобильного генератора
связана с его работой в условиях непрерывно изме­
няющихся оборотов ротора. Так как в генераторе с
роторной обмоткой возбуждения электродвижущая
сила Е,. есть функuия двух переменных Е,. = f (В, n), то
увеличение электродвижущей силы при повышении
оборотов (n) двигателя внутреннего сгорания можно
комnенсировать соответствующим уменьшением то­
ка 10 возбуждения в роторной обмотке возбуждения.
Функuию управления В = f (10 ) выполняет peryllЯ­
тop напряжения генератора.
• Возможен и третий вариант конструктивного
исполнения автомобильного генератора переменно­
го тока, когда ротором является магнитомягкая пас­
сивная ферромасса (например, спрессованный на-
бор тонких пластин из трансформаторного железа),
а обмотка возбуждения постоянного магнита поме­
щена вместе с фазной обмоткой на статоре
(рис. 5.3, а).
Такие генераторы называются индукторными и в
последнее время находят применение на автомобилях.
5.3 . Получение синусоидальной ЭДС
в автомобильных rенераторах
Несмотря на простоту приведенных моделей, они
позволяют наглядно представить устройство и рабо­
ту электрогенераторов переменного тока (ГПТ). Вра­
щающая Часть во всех ГПТ называется ротором R.
неподвижный магнитопровод М с рабочими обмот­
ками WФ и Wв называется статором S; WФ - фазная
статорная обмотка: Wв - обмотка возбуждения (ли­
бо на роторе, либо на статоре). Если ротор выполнен
как вращающийся электромагнит, то обмотка Wв на­
зывается роторной обмоткой возбуждения .
Два магнитопровода (статорный и роторный) сов­
местно образуют главную магнитную uепь генерато­
ра, в замкнутый контур которой обязательно входит
воздушный зазор d между вращающимся ротором и
неподвижным статором.
Как в электрической, так и в магнитной замкну­
той uепи имеет место закон Ома: 1 = U/R. Только в
магнитных uenяx под током понимается магнитный
поток Ф, под разностью потенuиалов - магнитодви­
жущая сила (МДС) F, а резистивностью является маг­
нитное сопротивление R" замкнутой магнитной uепи.
Тогда Ф = F/R" = FG".
По· аналогии с электрической, магнитная проводи­
мость Gм опреде11Яется как обратная величина рези­
стивности: G" = 1/R" = 1/(R0 + Rd)-
Taк как в электрических машинах магнитное со­
протиВ11ение воздушного зазора Rd всегда значи-
49

fAUaS
тельно больше магнитного сопротивления R0 маг­
нитопровода, то вся магнитодвижущая сила глав­
ного магнитного поля машины приходится на воз­
дУWНЫй зазор.
Тогда очевидно, что изменение магнитного пото­
ка dФ = d(FG,. ,) может иметь место либо при измене­
нии мдс Fd воздушного зазора. либо при изменении
магнитной проводимости Gci самого воздушного за­
зора. Возможно также одновременное изменение
обоих параметров.
С учетом сказанноrо, электродвижущая сила, ин­
.дУЦИрОВаННая в фазной обмотке WФ генератора пе­
ременноrо тока . может быть определена так:
(5.3)
Из выражения (5.3) следует, что ЭДС еФ можно
навести в фазной обмотке WФ на статоре генерато­
ра тремя способами:
а - изменением МДС Fd в ВОЗдУWНом зазоре,
когда еФ =-WФGci(dFJdt);
б - изменением магнитной проводимости Gci воз­
дУШНОГО зазора, когда еФ = -WФFct!dGci/dt);
в - изменением обоих параметров одновремен­
но, коrда еФ = -Wф(dGci/dt)(dFJdt) .
И то, и другое, и третье можно реализовать вра­
wением ротора относительно неподвижного статора.
В этом суrь принципа действия любого генератора
переменного тока, в котором всегда ~ = WФ dФ/dt =
-WФdФmcosrot/dt=~siп2рft.
5.4. Конструктивное исnопнение
rенераторов nеременноrо тока
• S.СНонrантныii rенервтор с ео:J6уЖАениен or
nocroRнlIOl'o наrннтв. В генераторе, выполненном
по модели рис. 5.1а, враwающийся ротор - это по­
стояtМ>ай маrнит, а фазные обмотки WФ - это ка­
тушки на неподвижном статоре. Такой генератор на­
зывается бесконтактным генератором переменного
тока с возбуждением от постоянного магнита .
В
генераторе
реализуется
принцип
~ = -WФGci(df,,/dt), при неизменной индукции BR ро­
тора (BR = coпst). Он может быть однофазным или
многофазным . Генератор прост по конструкции, на­
дежен, не боится грязи, не требует электрического
возбуждения, не имеет трущихся электроконтактов ,
срок службы определяется высыханием изоляции
фазных обмоток. Но на современных легковых авто­
мобилях генератор с возбуждением от постоянного
магнита не применяется из-за невозможности стро­
го поддерживать в нем постоянное рабочее напря­
жение при изменении оборотов двигателя внутреН­
неrо сгорания (применяется на тракторах для пита­
ния ламп в фарах).
50
• Генератор переменного rонв с нмовоо6раз­
НЬIН роторон н с но11Т8JfТНЬ1Юf HO/IЫlSllfН, отвечаю­
щий модели рис. 5.2а, имеет многофазный статор,
аналогичный вышеописанному (рис. 5.1, в), но ротор
генератора имеет некоторые отличия: вместо посто­
янноrо цилиндрического магнита NS между клювооб­
разными полюсами установлена обмотка W" возбуж­
дения (рис. 5.2, б). Обмотка W" своими выводами
подключена к контактным кольцам К, которые в
свою очередь через щетки КЩМ соединяются с
внешней электрической цепью возбуждения. Таким
способом клювообразный ротор становится мноrопо­
люсным постоянным электромагнитом, магнитодви­
жущая сила которого (F = W" 1. , ) может легко peryлr.+
роваться путем изменения тока 18 возбуждения. что
очень важно для автомобильных электрогенерато­
ров. Здесь реализуется принцип ~ = -WФGci(df,,/dt),
с управлением индукцией BR ротора (BR = var).
Генератор с клювообразным ротором и с кон­
тактными кольцами имеет самое широкое примене­
ние на современных легковых автомобилях. Упро­
щенная конструкция такого генератора показана
на рис. 5.2, в.
• Индrкrорнын rвнерmор nеременноrо rонв. на
рис. 5.3, а изображена модель индукторноrо генера­
тора переменного тока. Основным отличием этого
генератора является то, что ero вращаюwийся ро­
тор - это пассивная магнитомягкая ферромасса, а
обмотка возбуждения w. установлена на неподвиж­
ном статоре вместе с фазными обмотками WФ. Для
уменьшения магнитных потерь ферромасса ротора ,
как и статора, выполнена набором тонких пластин из
электротехнической стали. Генератор является бес­
контактным.
Работа такого генератора основана на периоди­
ческом прерывании постоянного магнитного пото­
ка Ф 8 статора, что при вращении ротора достигает­
ся периодическим изменением величины воздУW­
ного зазора между статором и ротором . Ясно, что
при этом магнитный поток Фа периодически изме­
няется с частотой , кратной частоте вращения рото­
ра. Таким образом, индукrорный генератор являет­
ся синхронным и управляется по напряжению с по­
мощью изменения тока 18 возбуждения в статор­
ной обмотке w".
В индукторном генераторе реализуется принцип
получения ЭДС путем изменения магнитной провод~+
мости Gd в ВОЗдУШНОМ зазоре:
~ = -WФfd(dGci/dt), при управлении величиной
индукции в. магнитного поля статора.
Соответствующим подбором конфиrурации по­
верхности пассивного ротора и полюсных наконечни­
ков статора можно приблизить периодичность изме­
нения магнитного потока Ф,, к синусоидальному зако­
ну, что обеспечивает синусоидальную форму рабоче­
му напряжению генератора: еФ = ~ siп rot .

Принципы построения автомобиАЬных rенераторов
Индукторный генератор, как и вышеописанные
типы генераторов, может быть однофазным или
многофазным . Это зависит от числа фазных кату­
шек на статоре, от их расположения и от способа
их соедИнения.
На рис. 5.3, б приведена схема соединения обмо­
ток и их расположения на однофазном статоре ин­
дукторного генератора.
Многофазный индукторный генератор , упрощен­
ная констру~щия которого показана на рис . 5.3, в,
обладает всеми преимуществами бесконтактных ге­
нераторов, и в последнее время стал постепенно
внедряться в систему электроснабжения современ­
ного легкового автомобиля.
Так, Алтайский завод тракторного электрообору­
дования (АЗТЭ) освоил выпуск ряда бесщеточных ин­
дУКТорных генераторов для легковых автомобилей,
которые поставляются в запчасти и имеются в про­
даже. д/1я автомобилей ВАЗ этот завод выпускает ин­
дукторный генератор с пятифазным статором.
Однако еtедУеТ заметить. что гю таким параметрам,
как кпд, масса и габариты, индУКТорные генераторы
пока уступают генераторам с контактными кольцами.
5.5 . Выnрямитеnи автомобиnьных
rенераторов
Любой современный автомобильный генератор
переменного тока обязательно содержит мощное по­
луnРоводниковое выпрямительное устройство. вмон­
тиРованное непосредственно в корпус генератора.
Выпрямитель генератора выполняет функцию
преобразования синусоидального напряжения, вы­
рабатываемого генератором, в постоянное напря­
жение бортовой сети автомобиля.
Простейшее звено выпрямительного устройст­
ва- это мощный полупроводниковый диод, который
обладает односторонней проводимостью электричес­
кого тока. Через такой диод одна полуволна синусои­
дального напряжения проходит, а другая отсекается.
Получается одноnолуnериодное выпрямление одно­
фазного синусоИдаЛЬного напряжения.
При выпрямлении многофазной (например, 3-х
фазной) системы напряжений, которую вырабаты­
вает современный автомобильный генератор, для
двухполупериодной схемы на каждую фазу требует­
ся по два диода.
Комбинацией полупроводниковых диодов можно
создать различные схемы выпрямителей (рис. 5.4):
а - однополупериодную; б
-
двухполупериодную;
в - двухполупериодную мостовую; г
-
двухполупе­
риодную многофазную.
Наибольшее распространение в автомобильных
генераторах переменного тока nолучили двухполупе­
риодные 3-х фазные выпрямители, собранные по
\
"
. _. _._, ........ _
VD1 VD2 VD3
VDn
r)
Рис. 5.4.
Схемы выпрямителей автомобмл•ных rенераторов
схеме Ларионова (рис. 5.4, г). В этой схеме для каж­
дой фазы генератора имеет место четырехдиодная
мостовая сборка (см. красную часть схемы
рис. 5.4, г). Такая схема выпрямляет оба полуперио­
да в системе линейных синусоидальных напряжений :
UФ1=U1SiПwt
UФ2 =u2 siп (wt - 120°)
UФЗ =u3 siп (wt - 240°).
По постоянному току схема Ларионова работает
на одну общую нагрузку R" .
Обмотки статора генератора при этом могут быть
включены как ·звездой" (рис. 5.5), так и • треуголь­
ником" (рис . 5.6).
Следует заметить. что когда максимальный ток в
одной фазе генератора превышает допустимый ток
для одного диода, то каждое плечо выпрямительного
моста может содержать два параллельно включенных
диода. Тогда в силовой диодной сборке на три фазы в
выпрямителе ларионова устанавливаются 12 диодов .
WI jv& ·\/D5r Ic
~
г:. ~~:
•
•
•s
с
\/011
•
*
вw
Рмс. 5.5.
Схема трехфазноrо выпрямителя с соедмненмеи
обмоток мзвездоii" м с А_~~_!!!'тел•н~н -~~м___J
51

rмва &
6) ....._.,......,._......,_2-.._з.....,._4""-s""е"'""'"" L
u"
u"
u"
R.
Рис. 5.6 .
Схема З-х фазноrо выnрям11те11я с соединением статорных обмоток rемератора •треуrо11t.н11ком" (а)
11 временные дмаrраммы фазных наnряженмii с оrмбающеii nостоянноrо тока rенератора (б)
Все полупроводниковые диоды, которые выпуска­
ются спеuиально для автомобИ11Ьных генераторов,
имеют корпусную таблеточную конструкцию. Для удоб­
ства сборки на радиаторной nлате генератора диоды
прямой полярности имеют на корпусе положительный
электрод, а диоды отрицательной полярности - оrри­
цательный электрод.
В некоторых генераюрах для ПИТ8К1Я обмотки
воэбуждеtИ1 применяется отдельная ГPifll18 из 3-х ~
nолнительных диодов малой мощности прямого на­
правлек-~я (зеленые диоды на рис. 5.5). Это иаwочает
разряд аккуму11ЯТОрной батареи полным током обмот­
ки возбуждения при включенном зажигании, но при
неработающем двигателе внутреннего сгорания. К
дополнительной диодной сборке подключается и кон­
трольная лампа HL генератора (рис. 5.5).
В автомобИllЬНЫХ генераторах с обмотками стато­
ра. вмюченными по схеме ·звезда" . в лучах звезды
имеют место третьи гармоники синусоидальных фаз­
ных напряжений. Энергия этих гармоник может быть
добавлена к общей энергии генераюра. Для этой це­
ли междУ нулевой точкой ·звезды" и выводами (+) (-)
генератора устанавливаются два дополнительных си­
ловых диода (красные диоды на рис . 5.5). Мощность
генератора при этом увеличивается на 12...15%.
52
Автомобильные генераторы переменного тока со
встроенным выпрямителем часто называют вентиль­
ными генераторами. Многофазный выпрямитель вен­
тильного генератора дает высокую частоrу и малую
амплиrуду пульсаций выпрямленного напряжения .
на рис. 5 .6 , б приведены временные диаграммы
фазных напряжений Uвь. UЬс, Uce для 3-х фазного
статора и их совместное действие на общую нагруз­
ку Rн со стороны постоянного напряжения генерато­
ра (огибающая L) .
Следует также заметить, что в современных ав­
томобильных генераторах большой мощности
(Рг 2 0,9 кВт) чаще применяется схема включения
обмоток статора "треугольником". При этом линей­
ный ток в плече выпрямителя больше тока в фазной
обмотке на величину iЗ. что позволяет применять
более тонкий провод для фазных обмоток . Кроме то­
го, значительно упрощается схема контрольной лам­
пы генератора (рис . 5 .6 , а).
Подавляющее большинство современных авто­
мобИ11Ьных генераторов несут на своем корпусе ми­
кроэлектронный (интегральный) регулятор наnря.
жения . описанию этого устройства посвящена
глава 7.

=Глава шестая================
КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ
СОВРЕМЕННЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
Аанная rлава посвящена рассмотрению конструкций современных автомобильных
э11ектро1енераторов импортноrо [6] и отечественноrо произвоАства. ПривеАены тре­
бования к техническому обслуживанию автомобильных rенераторов и способы их
ремонта.
6.1 . Современные автомобипыtые
rенераторы фирмы BOSCH
Фирма BOSCH выпускает автомобильные генера­
торы с 1913 года. Ею освоены все стадии совершен­
с1Вования этого изде11Ия, и в настоящее время она
яв11Яется передовой фирмой на мировом рынке авто­
мобильных генераторов .
Генераторы фирмы BOSCH обладают исКNОчитель­
но высокой надежностью и техничеа<им совершенст­
вом . При правильной технической эксплуатации они
работают не менее 300 тыс. км пробега . По 11Ицензи-
23
45
367
Рис. 6.1 .
Автомоби11ьный rенератор компактной конструкции:
1 - шкнв; 2 , 6 - передняя н задняя крышки; З
-
венти-
1\Ятор; 4 - статор: 5 - ротор: 7
-
узе11 ·щеткодержате11ь­
реrу11Ятор напряжения"; 8 - контактные ко11ьца; 9 - вы­
прямите11ьный б11ок; 10 - крепежная 11апа.
ям и образцам ЭТОЙ фирмы ИЗГОТаВ/\ивается подавля­
ющее большинство автомобильных электрогенерато­
ров нового поколения во всех европейских странах.
• Генератор KC.14V45/BOA фирмы BOSCH, пока­
занный на рис. 6.1, является новой разработкой
фирмы и относится к компактным автомобильным ге­
нераторам (Compact Geпerator). Основные его отли­
чия от традиuионного генератора следУЮщие:
а - на валу ротора генератора установлены две
крыльчатки вентилятора, которые теперь расположе­
ны внутри корпуса генератора с обеих сторон от ро­
тора. Это значительно уве11Ичило возщшный поток
Рис. 6.2 .
~ч-+j----jR-f+-- 7
ПТ'Ql.L.L.._ 10
9
Автомобм11ьныii rенератор традмuмонной конструкuии
(K114V23/55A· Bosch):
1- шкив;2
-
вентиАЯтор; З - передняя и задняя
крышки; 4 - статор; 5- обмотка возбуждения; 6 -
КАювообразный ротор; 7 - контактные ко11ьца; В
-
кре­
пежная 11апа; 9 - узе11 •щеткодержате11ь-реrу11ятор
напряжения"; 10 - подшипник.
53

rАВВа е
охлаждения, и при сохранении габаритов генератора
его мощность увеличилась на 10...12%;
6 - контактные кольца ротора и щеткодерж8Те/\Ь
вместе с выпрямительным блоком вынесены за пе­
риферию тыльной крь~шки генератора, что позволи­
ло уменьшить габариты корпуса генератора, контакт-
1---8
Рмс. 8.З.
Комстру11тмвмые компоненты rенератора
K114V23/SSA фмрмы BOSCH:
1- эаднмй nодшиnник; 2 - обмотка возбуждения трехфаэно­
rо rенератора; 3 - кольцевой комектор; 4 - ротор (вращаю·
щаяся часть) генератора; 5 - креnежная nластина; 6 - nеред·
ний nодшиnник; 7 - крышка корnуса rенератора; 8 - дистан·
uионная шайба; 9 - крыльчатка вентилятора; 10 - nриводной
шкив rенератора; 11- rровершайба: 12 - стяжная rайка;
13 - интеrральный реrулятор KV наnряжения; 14 - корnус ге­
нератора; 15 - монтажная nАаСТИНа мя rюл)'llроводниковых
вЫ1ря14!Тельных диодов VD; 16 - трехфазная статорная об­
мотка S rенератора с маrнитоnроводом статора; В - маrнит­
ное rюле ме111ДУ ротором и статором; АКБ - аккумуляторная
батарея; d - доrюлнитеАЬная диодная сборка; HL - контроАЬ­
ная ламnа rенератора; S - статор; R - ротор; VD - силовые
диоды; КV - интегральный реrулятор наnряжения.
54
ные кольца уменьшить в диаметре, а подшипник -
перенести в воздУUJНЫй поток охлаждения. Это обес­
печило уменьшение износа контакт...~>< колеtJ и ще­
ток КЩМ и увеличило срок безотказной работы под­
шипников;
в - привод компактного генератора осуществля­
ется посредством эластичного клинового (или поли­
клинового) ремня через проточенный приводной
шкив уменьшенного диаметра. Передаточное отно­
шение привода увеличено до 3,5. Это позволяет по­
лучать ток заряда аккумуляторной батареи уже при
холостых оборотах двигателя внутреннего сгорания.
о Генератор К114V2З/55А фирмы BOSCH пока­
зан на рис. 6.2 . Он относится к генераторам тради­
ционной конструкции, которая включает в себя трех­
фазный статор, включенный "треугольником", КllЮ­
вообразный ротор с контактными кольцами и с 00.
моткой возбуждения в виде монолитной катушки,
шестидиодный силовой вентильный выпрямитель и
дополнительные диоды. На валу ротора со стороны
привода установлена крыльчатка вентилятора с при­
водным шкивом под зубчато-клиновый ремень.
Такая конструкция вентильного генератора пере­
менного тока уже давно стала классической, и по­
давляющее большинство современных легковых а&
томобилей, как зарубежных. так и отечественных,
оборудованы такими генератороми.
Комплектующие детали генератора и их взаимное
расположение в генераторе показаны на конструк­
тивном чертеже (рис. 6.3). Здесь же приведена эле­
ктрическая схема генератора.
6.2. Автомобмьный генератор
955.3701(АЗТЭ)
Общая харакrеристнна. Отечественный генера­
тор 955.3701 (рис. 6.4) Алтайского завода трактор­
ного оборудования выпускается как альтернативная
запасная часть к легковым автомобилям ВАЗ.
Этот генератор является бесщеточным (бескон­
тактным) индукторным генератором переменного то­
ка с неподвижной аксиально-продольной каl}'шкой
11 возбуждения в передней корпусной крышке гене·
ратора. Ранее такие генераторы на легковых автомо­
билях не применялись.
Генератор оборудован nятифазной обмоткой 5 на
статоре 6, шестилучевым ротором 8 и nятифазным
выпрямителем 4. собранным по схеме Ларионова
(применен выпрямительный блок БПВ62·100). Име­
ется также дополнительная диодная сборка. Сило­
вые диоды рассчитаны на ток 20 А, а дополнитель­
ные- на2А.
На задней корпусной крышке 19 генератора
(снаружи) расположен интегральный регулятор 21
напряжения Я112Б с подстроечным резистором

Конструктивное исnоАНение современных автомобильных rекераторов
22
. -l -'U---41-J-23
H~ilf---hf/. 24
б) 86•10195
11
Рмс. 6.4.
6ecщetoчнi..ii мндукtорныii reнepatop 955.3701:
1 - кожух; 2 - вал; З, 14 - подшипники; 4 - выпрями­
tельный блок reнepatopa; 5 - обмоtка ctatopa; 6 - маr·
нитопровод статора; 7 - посtоянный маrнит ; 8 - звездоч­
ка ротора; 9 - стяжной винт; 10 - маrнитопровод индук·
тора в передмей крышке ; 11 - 06NОТ11а возбуждения ;
12 - вту~ка индуl(тора; 13 - В'l)'Ака ротора; 15 - rайка ;
16 - wкив; 17 - кры~ьчатка вентилятора; 18 - передняя
крышка с крепежной лапой; 19 - задняя крышка; 20 -
выходная мемма (+) rенератора ; 21 - интеrральный реrу­
лятор напряжения (ИРН) ; 22, 23 - крепежные дета~и:
24 - подстроечный резистор; 25 - помехоподавительный
конденсатор; У - впадина звезды ротора; Z - зубец звез­
ды potopa; R- ротор ; S - статор.
24, ВМJОчение которого обеспечивается специаль­
ным переключателем посезонной регулировки.
Здесь же расположен помехоподавляющий конден­
сатор 25 емкостью 2.2 мкФ. который на современ­
ных генераторах переменного тока является обяза­
тельной деталью.
Ротор 8 генератора выполнен в виде шестилуче­
вой звезды. набранной из тонких 1\ИСТОВ электротех­
нической стали (из магнитомяn<ого материала). Во
впадинах звезды расположены постоянные магниты
7, которые способствуют началу самовозбуждения
генератора и несколько повышают его мощность.
На передней крышке 18 (изнутри) располагает­
ся индуктор с магнитопроводом 10 и с втулкой 12,
на которую намотана обмотка возбуждения 11. На­
значение индуктора - создавать на статоре глав­
ное магнитное поле генератора. Поскольку рассма­
триваемый генератор имеет смешанное возбужде­
ние (от постоянных магнитов и от индукторной об­
мотки возбуждения), то для расширения рабочего
диапазона регулирования тока возбуждения на ин­
дукторную втулку 12, кроме основной обмотки воз­
буждения 11, намотана встречно ей включенная
размагничивающая обмотка Wp, нейтрализующая
действие постоянных магнитов на высоких оборо­
тах ротора генератора.
Маrннтные цепн н ЭАС rенератора. Магнитные
цепи иНдукТорного генератора 955.3701 показаны
на рис. 6.4, б.
Обмотка статора расположена на десяти зубцах
статорного магнитопровода (зубцовый шаг 36°) и
разбита на пять фазных секций по две зубцовых ка­
тушки в каждой секции. Зубцовые катушки одной и
той же фазной секции разнесены друг от друга по
периметру внутренней окружности статора на 180 уг­
ловых градусов. Таким образом. 10-ти катушечная
статорная обмотка является пятифазной . Фазные
секции соединены между собой в пятиугольник.
Возможны и другие варианты исполнения статора.
Ротор генератора представляет собой шестилуче­
вую звезщ Z из магнитомяn<ого материала.
Таким образом. в магнитные цепи генератора
входят: 10-ти зубцовый магнитопровод статора 6,
магнитопроводная шестилучевая звезда ротора 8 и
индукторная втулка 12.
При вращении звезды Z под каждым зубцом ста­
тора перемещается то зубец, то впадина звезды z. и
процесс повторяется через 60° поворота ротора.
При этом меняется воздушный зазор между стато­
ром и ротором, а, следовательно, и магнитное сопро­
тивление Rd зазора (см. рис. 5.3 в главе 5). В резуль·
тате магнитный поток в возщшном зазоре инщктор­
ного генератора изменяется от максима11Ьной вели­
чины Фmвх до минимальной Фm1n без изменения на­
правления (рис. 6.5). Пульсирующий магнитный по­
ток имее1 постоянную Ф0 и переменную Ф_ состав­
ляющиеФ=Фо+Ф_=Фо+Фmcoswt.
Постоянная составляющая магнитного потока
Ф0 =(Фmвх + Фm!n)/2 в наведении ЭДС в с1аторной
обмотке не участвует и бесполезно намагничивает
магнитопровод статора rенератора. Как следствие,
магнитопровод статора в инщкторном генераторе
более массивный, чем в синхронных генераторах с
контактными кольцами. ЭJим объясняется более ши­
рокое применение индукторных генераторов на гру­
зовых автомобилях.
Переменная составляющая Ф_ магнитного пото­
ка с амплитудой Фm = (Фmах - Фm1n)/2 наводит ЭДС в
катушках статорной обмотки:
ек =-W dФ/dt = -W dФm cos (l)t/dt = Е,,, siп 21tft,
где W - число витков в катушке;
Е,,, - амплитудное значение ЭДС ек.
Как видно из рис. 6.4, б, в индукторном генерато­
ре зубец и впадина ротора образуют пару полюсов.
поэтому число пар полюсов ротора равно числу зуб­
цов ротора р = Z. Тогда час1ота переменного тока в
55

rА1Не
ф
,.....
-
------ ~
1
1
Фо
Рмс. 6.5 .
1
1
,.....
1 ~-----!
----
----т-- ~
о
Пульсмрующмii маrнмтныii поток мндукторноrо rенератора: j
1- злектромаrнитное возбуждение; 2 - смешанное (с по­
стоянными маrнитами) возбуждение.
статорной обмотке, выраженная в Гц, равна
f = Z х n/60 (п - число оборотов ротора в об/мин) .
Таким образом, при вращении ротора инщктор­
ного генератора в ВИП<ах катушек обмотки статора
индуцируется переменная (пульсирующая) ЭДС . по
форме близкая к синусоиде, с частотой, синхронной
(пропорциональной) частоте вращения ротора.
Инщкторные генераторы характеризуются коэф­
фициентом ~ использования маrнитного потока, ко­
торый опредемется как:
~ = Ф..,/Фсr = 0 ,5 (1 - Фm1n/Фrn..,.) ,
где Ф,.. = Ф"""' cos rot дЛЯ традиционного генера­
тора с контактными кольцами ,
Ф..,. = 0,5 (Фrn..,. - Фrn;n) cos rot для индукторного
генератора.
В идеальном случае, когда Фrn1n =О, коэффициент
~ = 0,5. В реальных индукторных генераторах
Фrnin/Фrnвx" 0 ,3 .. .0 ,4 и ~ = 0,3. Таким образом,
при одИнаковой мощности индукторные генераторы
имеют большие габариты и массу, чем синхронные
генераторы с контактными кольцами .
На расширение дИаПазона изменения магнитного
потока работают постоянные маrниты, которые уста­
новлены во впадинах звезды ротора (полярность их
по/\ЮСов, обращенных к статору, противоположна по­
лярности зубцов ротора, см. рис. 6.4, б). При этом ми­
нимальная величина Фrn1n магнитного потока в воз­
дУШном зазоре может быть значительно понижена
(см. рис. 6.5). а отдаваемая генератором мощность
увеличена, что приближает индукторный генератор к
генератору с клювообразным ротором (в последнем
имеет место знакопеременный магнитный поток).
Эмкrриwскu схема rенератора. В от11Ичие от
традиционных автомобильных генераторов, индук­
торные генераторы могут иметь как трехфазный, так
и мноrофазный статор. Генераторы мощностью бо­
/'ее 700 Вт выполняются с nятифазной или семифаз­
ной обмоткой статора, причем фазные секции стато­
ра соединены в многоугольник.
56
Электрическая схема генератора 955.3701 при­
ведена на рис. 6.6.
Пять фазных секций статора соедИнены в пяти­
угольник с последовательностью включения 1-4 -2 -5 -
3-1. Эта последовательность подчиняется опреде­
ленной логике . Дело в том, что при кольцевом со­
единении фаз статорной обмотt<И в ней. помимо пя­
ти Фазных напряжений. наводится пять междуфаз­
ных: Uac, Uce. uеь. UЬd, Uda (см. рис. 6.6). А так
как пространственный угол сдвига межщ пятью
фазными секциями по периметру статора меньше
120°. то фазные напряжения становятся меньше
междуфазных и выпрямитель начинает выпряммть
междуфазные напряжения. При этом энергетика
генератора нарушается, т. е. падает мощность и ко­
эффициент полезного действия (КПД). Чтобы этого
не происходило, выбирают такой порядок соедине­
ния катушек , чтобы электрический угол ер сдвига
фаз межщ пульсирующими напряжениями, кото­
рые поочередно подаются на выпрямитель, был бы
близким к 120°.
В общем случае дЛЯ этой цели конец nервой фаз­
ной секции соедИняется с началом той фазной сек­
uии , номер которой на число К больше , и так далее
по круrу статора.
Число К называется шагом включения фаз и оп­
ределяется как :
К=[m/п]+1. где m- число фазных секцИй в
статоре, п - число катушек в одной фазе (из дроб11
m/3 берется только целая часть).
Тогда АЛЯ nятифазного статора с двумя катушками
в фазной секции К= з, ер= 108°, и последователь­
ность включения катушек получается такой: 1-4-2-5-3-
1. Порядок включения трехкатушечной секции дЛЯ 5-ти
фазного статора будет другим: 1-3-5-2-4-1 (К = 2;
ер= 144°).
Выпрямление системы пятифазных пульсирующих
напряжений , по форме близких к синусоиде:
Рмс. 6.6.
1
Эt.ектрмческая схема rенератора 955.3701:
1.4.2.5.З - нумераuияфазныхсекций;а,Ь,с,d,е -
lточки соединения фаз; V01•. • V0 10 - сиt.овые диоды
(20 А); VD11 .•• V0 1 5 - ДОПОАНительные диоды (2 А);
Rн - омическая нагрузка rенератора.

Конструктивное мсnоJ\Н8нне современных автомобмьных rенератороs
U1 = Uea siп 111t
}
U3 = uаь siп (111t - 108°)
U5 = UЬс siп ((l)t - 216°)
U2=Ucdsiп(М-324°)
U4 = Ude siп ((l)t - 432°)
ремизуется с помощью пятифазной выпрямите11ЬНой
схемы Ларионова. в которой силовые вентильные ди­
оды работают попарно с чередованием порядка про-
1'1)'С1<СН'!Я тока по фаз1-Ь1М плечам выпрямите11Я:
U1- VD1.VD9;U3- VD3.VDб;U5- VD5.VD8;
U2 - VD2. VD10; U4 - VD4. VD7.
Таа<Им образом. в любой момент времек-t на на­
ГРf.Зку генератора R" работают только два диода:
один - прямой. другой
-
обратной полярности. В
1\Юбой многофазной системе статора. собранной по
схеме многоугольника, фазные токи всегда меньше
r.инейных (выпрямляемых) на величину корня из m,
что позволяет выполнять катушки фазных обмоток
более тонким проводом. Именно поэтому в инщктор­
ных генераторах большой мощности (Рг <!: 1.0 кВт)
число фаз на статоре делают увеличенным (5. 7, 9),
и тогда общий ток в нагрузке генератора формирует­
ся поочередной отдачей энергии от нескольких ли­
нейных токов 1,., каждый из которых равен l./m.
При этом частота nу11ЬСаций fn выпрямленного на­
....,ЯЖек1Я будет несколько выше, чем в трехфазном
генераторе.
6.3 . Техническое обсnуживание
rенераторов
Современный генератор является надежным из­
делием автомобильного электрооборудования . Его
техническое обслуживание в эксплуатации сведено к
МИНИМуМу.
• Работы по проверке текушего технического со­
стояния и обслуживанию генератора проводятся че­
рез 50•••80 тыс. км пробега, но не реже одного ра­
за в два года. Прежде всего проверяется надеж­
ность крепления генератора к двигателю и натяже-
ние приводного ремня. На рис. 6. 7 показаны основ­
ные детали стандартного крепления генератора к
двигателю. Натяжная рейка 4 крепления генератора
имеет продолговатую прорезь под фиксирующий
болт 3. что позволяет натягивать приводной ремень
генератора до требуемой нормы (8 ...15 мм). Крон­
штейн 1 должен быть надежно привернут к двигате­
лю, а болт 5, проходящий через кронштейн 1 и пово­
ротную втулку генератора. после регулировки натя­
жения ремня крепко затянут. Недостаточно жесткое
крепление генератора к двигателю приводит к изло­
му натяжной рейки 4 и других деталей крепления.
Слабо натянутый ремень 2 проскальзывает по шкиву
6, что способствует ускоренному износу ремня и
шкива, а также снижению частоты вращения ротора
генератора под нагрузкой и уменьшению напряже­
ния на его выводах. Аккумуляторная батарея при
этом не дозаряжается. Превышение усилия натяже­
ния ремня приводиr к перегрузке подшипников, их
перегреву и выходУ из строя. Правильность натяже­
ния проверяется по прогибу ремня в средней части
нажатием на него торцом динамометра (или паль­
цем) с усилием 3 ••. 10 кГс (в зависимости от типа ав­
томобиля). Прогиб А ремня (см. рис. 6.7) должен со­
ответствовать требованиям инструкции по эксплуата­
ции конкретного автомобиля (как r.~равило, величина
прогиба лежит в пределах 8 ••• 15 мм).
• Периодически целесообразно проверять нор­
мальную работоспособность генераторной установки.
Контрольная лампа на щитке приборов не фиксирует
неисправность в системе электроснабжения в случае
повышения выходного напряжения генератора. По­
этому бортовым вольтметром, а при его отсутствии
вольтметром, подключенным к клеммам аккумулятор­
ной батареи, необходимо замерить величину борто­
вого напряжения, установив среднюю частоту враще­
ния коленчатого вала двигателя (2600..• 3000 мин-1)
и вмючив даl\ЬНий свет фар. V исправно работаю­
щей генераторной установки напряжек-tе должно на­
ходиться в пределах 13,5••• 14,8 В. оно не должно по­
вышаться при увеличении частоты вращения или сни-
Рис. 6.9.
Рис. 6.8 .
Potopныii y:se11:
Рис. 6.7.
Мнтеrра11ьныii реrу11ятор наnряжения
К n11еи11е rене ato а к две
~М~1..1:&.~.=:1~~~~-1
1 - подшипник; 2, З - контактные
ко11ьца роторной обмотки возбуждения
57

rA8888
жаться при вмючении других потребителей, напри­
мер стеклоочистителя , более чем на ±0.1 В .
• При сезонном техническом обслуживании rене­
раторной установки, содержащей переК11Ючатель по­
сезонной регулировки на регуляторе напряжения
(см . рис . i.4 поз . 21 и 24), весной этот nереК11Юча­
тель переводится в поюжение "Лето", осенью - в
положение ·зима·. Посезонная корректировка регу­
лируемоrо напряжения обеспечивает оптимальный
заряд аккумуляторной батареи, что блаrоприятно
сказывается на ее сроке службы.
о При каждом очередном снятии генератора с
автомобиля (через 100•. •150 тыс. км пробеrа) д1\Я
профилактики необходимо провести осмотр щеток
(рис. 6 .8) и контактных колец (рис. 6.9). Минимально
допустимое выстуnание щеток из щеткодержателя
указано в инструкции по эксплуатации автомобиля.
Если выстуnание К щеток (см . рис. 6.8) менее
4 ... 5 мм, их следует заменить. Контактные кольuа
можно зачистить мелкозернистой наждачной бума­
rой. Если износ колец ротора более 0.5 мм по диаме­
тру, необходимо разобрать rенератор и на роторе в
сборе проточить кольца.
• Подшипники ротора (см. рис . 6.9) закрытоrо
типа и не требуют смазки в течение rарантийноrо
срока службы rенератора . Но при ремонте rенерато­
ра подшипники необходимо набить густой смазкой
(защитные крышки легко снимаются шилом и леrко
устанавливаются обратно).
6.4. Ремонт rенератора
Автомобильный rенератор может иметь как меха­
нические, так и электрические повреждения.
• К мехак1ческим повреждениям относятся: пе­
ретирание шкива rенератора приводным ремнем,
разрушение подшипников ротора и износ деталей
крепления . При значительном износе подшипников
может иметь место соударение ротора со статором.
Все эти неисправности, как правило, являются след­
ствием нарушения технических условий эксплуата­
ции rенератора. Их устранение связано с заменой
вышедших деталей из строя .
• Электрические неисправности связаны с нару·
шек-tем целостности электрических цепей в rенера­
торе или с их коротким замыканием.
Информаuию об электрических неисправностях
rенератора можно получить по осuимоrраммам вы­
прямленноrо напряжения (рис. 6.10), не прибеrая к
ero снятию с автомобиля . Аля этого используется мо­
тор-тестер с осцимоскопом, фирменный сканер или
обычный осuимоrраф. Аля rенератора. снятоrо с ав­
томобиля , данная проверка осуществляется на кон­
трольно-диагностическом стенде или с помощью ци­
фровоrо мультиметра.
58
• К часто встречающимся электрическим неис­
правностям генератора относятся: nереrорание с об­
рывом или короткое замыкание диодов выпрямитель­
ного бюка; нарушение контакта в месте nаЙКИ выво­
дов обмотки возбуждения к контактным кольuам: об­
рыв, межвитковое замыкание или замыкание на
•массу" обмоток статора и обмотки возбуждения.
• неисправный rенератор после мойки кероси­
ном или соляркой и просушки ПОАllеЖИТ разборке на
составные уэлы и проверке их работоспособности.
Аля выявления электрических неисправностей необ­
ходимо иметь мультиметр (тестер) .
Фирмы-иэrотовители поставляют в запчасти та­
кие узлы, как ротор в сборе , статор в сборе, выпря­
мительный блок, щеткодержатель с регулятором на­
пряжения в сборе. Однако в некоторых случаях при­
ходится самостоятельно восстанавливать отказав­
шие узлы. Аля этоrо rенератор необходимо полно­
стыо разобрать на отдельные составные части.
ВьmрRМНТем.нwii бмж. При стандартном испол­
нении выпрямительноrо бюка (рис. 6.11) в нем ис­
пользуются серийно выпускаемые полупроводнико­
вые диоды таблеточной конструкции. Выпрессовку
поврежденного таблеточного диода следует прово­
дить с помощыо ручноrо пресса , а не молотком, что­
бы не повредить посадочное отверстие в радиатор­
ной плате. В крайнем случае диод можно выдавить
из rнезда с помощью тисков через оправку. У сило­
вых диодов отечественноrо производства, которые
поставляются в запчасти, диаметр корпуса увеличен
на 0,5 мм no сравнению со стандартным, поэтому от­
верстие под запрессовку необходимо несколько раз-
...
u,,
11)~
~
-
-
4г!У1
IS)~
"""""'-
-"""""'41
__,, .
•)~ fТlJ
обр"'8-
-обротмоа
,.,,__,. ..
Рмс. 6.10 .
Осuммоrраммы выпрям11еммоrо маnряжеммя rемераторв:
U8-
напряжение на выходе си11овоrо выпрямитеАЯ;
U0 - напряжение ма выходе дополните111.ноrо выпрямителя.
1

Конструктивное исполнение современных автомобильных rенераторов
вернуть (до диаметра 13,12 мм) . следует обратить
l!НWо!аНие на полярность нового диода. которая
должна соответствовать полярности заменяемого.
llоl\ярность диода обозначается на его корпусе /\Ибо
!<раСкой, либо знаком("+" - красный uвет;
·-· -
черный uвет).
У~ие при запрессовке диода должно приклады­
ваться вертикально , возрастать плавно и не превы­
wать 50 кГс . При соблюдении осторожности запрес·
совку можно выполнить через оправку и с помощью
обычных тисков. После запрессовки диод припаива­
ют к соединительной шине . Продолжительность пай­
ки не должна превышать 15 сек паяльником мощно­
стью 60...100 Вт.
Фазнwе о6ноrки статора. Если устранить неис·
nравность в обмотке статора (рис. 6.12) без пере­
мотки не представляется возможным, то проводится
3ао1еНа статора или перемотка обмотки. Прежде чем
удалять из пазов статора поврежденную обмотку, не­
обходимо определить ее тип (•звезда" или •треуголь­
tИ<"), схему соединения секuий, диаметр провода,
число витков в катушках и их распределение по сло­
ям. А/19. того чтобы легко снять обмотку, статор поме­
щают в электропечь, где при температуре
500."600°С в течение 5 ч происходит тепловое раз..
руwение изоляuии обмотки. После охлаждения об­
мотка без труда извлекается из пазов статора. Очи­
стив статор от следов старой изоляuии, в его пазы
укдадывают nленкоэлектрокартон ПЭК толщиной
o;l.7 ... 0 ,32 мм И11И nолиэтилентерефталатную пленку
ПЭТФ толщиной 0,2 мм . В крайнем случае можно
пр'1о1еНИТЬ тонкую стеклоткань. Новая обмотка мо­
жет быть намотана проводом ПЭТ-200, ПЭТД-180,
ПЭВ-2, ПЭСВ-3 или ПЭТВМ . Витки катушек обмотки
укладываются плотно друг к другу, их число и распре­
деление в ряду должно соответствовать удаленной
обмотке. После окончания намотки в пазы забивают
КNoIНЬЯ и проводят пропитку обмотки любым жидким
э.-.ектротехническим лаком. Применяются пропиточ­
ные лаки МЛ-92 или ГФ-95 с добавлением 15% смолы
К-421-02, а также компаунды КП50. ЭД-20. Режим
сушки указывается на этикетке тары используемого
Pllc. 6.11.
llwnpRMllТ8AЬllWii 6АОК
фирмw BOSCH
таторнwii маrнмтоnровод с
фа311wм11 обмоткамм
электролака . Применять случайные лаки (например,
мебельный нитролак) не следует.
О6моткв возбуж.дення. Проверку uелостности об­
мотки возбуждения выполняют с помощью тестера
без разборки роторного узла, внешний вид которого
показан на рис. 6 .9 . Чаше всего обрыв обмотки воз­
буждения связан с некачественной пайкой ее выво­
дов к контактным кольuам. При проверке необходимо
с помощью иглы пошевелить выводы обмотки в мес­
тах пайки. Если электрический контакт то появляется.
то исчезает - выводы обмотки следует пропаять.
Если соединения выводов с контактными кольuа­
ми надежны, а проверка тестером показывает обрыв
обмотки, то необходимо определить место обрыва.
При обрыве обмотки возбуждения в верхних вит­
ках катушки ее иногда можно восстановить без раз­
борки ротора. При наличии внутреннего обрыва, вы­
званного проворотом каркаса обмотки возбуждения.
при коротком замыкании обмотки на массу генерато­
ра (проверяется тестером меж,ду корпусом и КОl\Ы.Jа­
ми), а также в случае почернения и осыпания изоля­
uии с проводов обмотки. требуется ее перемотка. д/1я
перемотки разбирают ротор с помощью съемника или
пресса. предварительно отпаяв выводы обмотки от
контактных колеu. затем удаляют с каркаса дефект­
ную обмотку и наматывают новую. Рекомендуются об­
моточные провода: ПЭТД-180, ПЭТ-200, ПЭТ-155,
ПЭТВ-1. ПЭТВ-2. При намотке каркас должен быть на­
дет на втулку. Число витков наматываемой обмотки и
диаметр провода дОllЖНЫ соответствовать прежним
данным. После окончания намотки и сборки ротор
пропитывают электротехническим лаком и просуши­
вают так же, как и обмотку статора.
Для некоторых конструкuий современных генер&
торов напрессовка полюсных половин на вал выпол­
нена таким образом . что их снятие с вала становит­
ся невозможным. В этом случае при выходе из строя
обмотки возбуждения заменяют ротор в сборе.
Ннтеrрам.ный perylUfТOP нвпрRЖенЮJ. Современ­
ные автомобильные генераторы переменного тока
содержат в своем конструктивном составе интег·
ральный регулятор напряжения (ИРН) . Такой регуля­
тор имеет малые габариты, не перегревается, доста­
точно надежен в работе и, как правило, монтируется
совместно с щеткодержателем КЩМ в едином блоке
(см. рис. 6.8).
Электрическая схема ИРН в проuессе эксnлуата­
uии крайне редко выходит из строя . Однако, так
как она составляет единую деталь со щеткодержа­
телем и со щетками, а щетки КЩМ требуют замены
в среднем через 200••. 250 тыс. км пробега, то
весь узел вместе с пригодной ИРН приходится ути­
лизировать из.за выхода щеток и щеткодержателя
из строя .
Однако следует заметить, что в ряде случаев истер­
тые щетки кщм можно заменить на новые, если в уз-
59

rмва8
Рмс. 6.13.
ле прещсмотрен дос"J)'П к
местам пайки (ИllИ свар­
ки) медных жrуrиков от
щеток. В таком случае
щетки слещет извлечь
из гнезд, зачистить мес­
та пайки (ИllИ сварки) от
остатков старых жrуrи­
ков и запаять с примене­
нием теплоотвода новые
щетки. Сама злектран­
ная схема ИРН ремонту
не подлежит. Но в неко-
торых конструкциях гене­
раторав ИРН монтирует-
Вмитовоii симимк фмрмw
воsсн
ся на щеткодержателе
(см. рис. 6.8) или непо­
средственно на корпусе генератора (см. рис_ 6-4 , б)
как самостоятельная конструктивная деталь. В таком
случае ее замена не вызывает проблем.
ПОАШНIJННЮI ротора. Уже отмечалось. что под­
шипники ратора - закрытого типа. Они набиты гус­
той смазкой при изготовлении и специального ухода
не требуют. Однако при случайном попадании в под­
шипник жидкого растворителя (например, бензина)
консистенция смазки нарушается, тогда подшипник
быстра выходит из страя. Учитывая сказанное, опус­
кать снятые с генератора подшипники в любую мою­
щую жидкость не слещет.
Другой причиной разрушения подшипников может
стать перетяжка приводного ремня генератора.
Достоверным признаком выхода подшипника из
строя ЯВllЯется характерный шум (свисТ) в генерато­
ре, который исчезает при снятии приводного ремня.
Но в двигателях с наружной водяной помпой анало­
гичный шум мoryr издавать и неисправные подшип­
ники помпы. В таком случае шум можно юкализовать
праслушиванием с помощью медицинского стетоско­
па ИllИ с помощью А11Инной пластмассовой трубки.
Для замены раторных ПОДШИПНИКОВ, Пришедщ.1Х В не­
Год/iОСТЬ, генератор требуется снять с дswаrеля и ГIОllНО­
стыо разобрать. ПередJ-IИЙ nодUМИIК с вала генератора
еле~ С1-1'М81Ь вместе с КОJJП>ОiОЙ f<PЬllJ(OЙ винтовым
Съемl-WDМ (рис. 6.13). При сбивании ПОдl.J.ИКf(ОВ МОЖНО
ЗНСНПеl'ЫiО nовредmь торuы вала генератора Заменять
ПOAUJllfИIКИ МОЖНО ТО/\ЬКО на а6ооtюrно atia'IOl"WН>le. Ино­
гда ПОдllИll-И( с ОДVКIКОВЫМ номером отличается на/\ИЧИ­
ем И11И отсуrствием защитной крьUJ<И IWI смазки.. Г\од11JИ11-
1И<И открьггоrо типа в автомоби/lьн>lх генераторах )сrана&
/\ИВ81Ь не слещет.
В заК11Ючение отметим, что генератор импортно­
го автомобиля, не под11ежащий ремонту, можно за­
менить на отечественный, если ПОС/\едний подходит
по Э/\ектрическим параметрам.
Детали крепления генератора к двигате/\Ю в та­
ком случае приходится изготавливать самостоятель-
60
но с их подгонкой по месту. что А11Я квалифицирован­
ного ремонтника не представляет трудностей.
6.5 . Маркировка rенераторов
•
Обозначение (марt1ировка) отечественных ае­
томобИllьных генераторов производится по схеме
хххх.3701 И/\И хххх.3771. Согласно ГОСТу 3701 и
3771- зто типовые подгруппы "Генератор". На ме­
сте знаков ·х· в обозначении ставятся цифры от О
до 9. Первые две цифры, начиная с 11, обозначают
порядковый номер модели. третья цифра - модифи­
кацию изделия, четвертая цифра - исполнение.
Предусмотрены следующие виды исполнения генера­
торав: 1 - д11я холодного климата, 2 - общеклима­
тическое исполнение. 3 - д11я умеренного и трапиче­
ского климата, 6- экспортное исполнение, 7 - экс­
портное исполнение д/\Я траnического климата. 8 -
экспортное исполнение Д11Я стран с холодным клима­
том, 9 - общеклиматическое экспортное исполне­
ние. Uифры до точки, кроме первых двух, мoryr опу­
скаться . Если изделие имеет нескО11ько вариантов
исполнения одной и той же модификации, то такой
вариант также обозначается цифрами . проставлен­
ными справа от основного обозначения через тире.
Например, вариант генератора 583.3701 со встро­
енным реrулятором наnрЯжения Я112В1, поставляе­
мый в запчасти д11Я автомобилей ВАЗ-2108, -2109
имеет условное обозначение 583.3701 -20 , что сле­
щет читать так: 58-я модель третьей модификации
генератора 3701 в 20-м варианте конструктивного
исполнения (т.е. с Я112В1).
Кроме того, отечественной промышленностью по­
прежнему выпускается ряд изделий с буквенно-циф­
ровым обозначением, например Г221-А, где Г - ге­
нератор, 221 - номер модели, А - модификация.
•
Иной подход к маркировке генераторов принят
у иностранных фирм-изготовителей. Как правило, в
обозначении отражен базовый размер генератора
(наружный диаметр статора) и его основные электри­
ческие параметры.
Рассмотрим усювные обозначения генераторов
фирмы BOSCH (Германия). которые устанаВ11Иваются
на легковых автомобилях.
Генераторы традиционной конструкции (см.
рис. 6.2) имеют фирменную маркировку, которая со­
держит буквенное обозначение предельных разме­
ров Д/\Я наружного диаметра статора: G-
100...109 мм. К-120 ...129 ММ, N-130.. .139 мм. UИФ­
ра после буквы обозначает тиn системы возбужде­
ния: 1 - клювообразные по11ЮСа, 2 - явно выра­
женные полюса, 3 - неподвижная обмотка возбуж­
дения (бесконтактное исполнение). далее указыва­
ются номинальное напряжение и два значения тока,
разделенных косой чертой (при частотах вращения

Конструктивное исnоАНение современных автомобмАЬJtЫХ rенераторов
Таблица 6.1 .
Основные параметры отечественных электрогенераторов для современных легковых автомобилей
Nt
Тмn
~ ЧастотавращОИМR ~ НомИJt.-11 ДonolНIТ811Wibli1 Иите~
n/n
на отечествеtн.IХ без иаrрухм
lllnpU-,
теж,
perymrrop
rенератора
1ВТ1>МОбмт1х менее, 11'и!
В
А
~·i. нanpu-
.... ...-- -, ВАЗ-2101, -2102.
±-
Г22IА
-21 011, -2103, -2106
1150
42
2 - = r Г222----i ВАЗ-2105. ВАЗ-2104.L 1250
14,3±0.S I
50---+------
ecn.
ВАЗ-1111, ЗдЗ-1102
_____ .
з
37-3701
ВАЗ-2106.-2109
1100
14.1,оО,5
55
_ _ _,!_ 16-З701-=1_ гАЗ-2~~~102. ~00 -----1.-------+---65----.-----r-------1
5
581.3701
"Мсх:uич-2141" -+ -1400
IЗ.9±0.5 52
ecn.
6 -4. 583.3701 -20
ВАЗ-2106, -2109 -+==. 1150 =с 14,2±0,5 ~ 60 . __, ___ вm___ ,_ _ _ ВСТL
7
~3701
ВАЗ-2110
1050
14,2±0.5
65
8СJЬ
8СJЬ
ротора 1500 и 6000 мин-1). Частота вращения
1500 мин-1 примерно соответствует частоте враще­
ния коленчатого вала автомобильного двигателя в
режиме холостого хода, а частота 6000 мин-1 - ре­
жиму максимального тока отдачи генератора.
Маркировка вентильного генератора фирмы
ВОSСН с клювообразными полюсами, с наружным
диаметром статора 125 мм, с номинальным напря­
жением 14 В и с токами отдачи 23 и 55 А при часто­
тах вращения ротора 1500 и 6000 мин-1 (соответст­
венно) имеет следующий вид: K114V23/55A.
о Ранее фирма BOSCH указывала после номи­
нального напряжения максимальный ток отдачи ге­
нератора и число, в 100 раз меньшее частоты вра­
щения ротора, при которой генератор отдает ток,
равный 2/3 максимального. Например, маркировку
К114V55А20 следует читать так: 55 А - максималь­
ный ток 1"..., генератора при п = 6000 мин-1, 20 -
число, соответствующее частоте вращения ротора
2000 мин- 1 , при которой генератор отдает ток, рав­
ный0,671"8.,. Я55Х0,67=37А.
о Генераторы компактной конструкции обознача­
ются по несколько иной схеме, когда обозначение
типа системы возбуждения (цифра после первой бук­
вы) З::iменена буквой С - Compact-Generator (ком­
пактное исполнение).
Буквенное обозначение наружного диаметра ста­
тора также изменено G-116 мм, К-125 мм, flf-138 или
142 мм.
В отличие от генераторов традиционной конструк­
ции, компактные генераторы рассчитаны на более
высокое передаточное отношение привода, поэтому
в режиме холостого хода двигателя внутреннего сго­
рания частота вращения ротора генератора выше и
составляет 1800 вместо 1500 мин-1•
Например, маркировка KC14V45/80A обознача­
ет: вентильный генератор компактной конструкции с
клювообраэным ротором, наружным диаметром ста­
тора 125 мм, номинальным напряжением 14 В, мак­
симальным током отдачи 80 А и током отдачи 45 А
при п = 1800 мин-1•
Кроме того, фирма BOSCH после обозначения ти­
па генератора указывает десятизначное число, так
называемый каталожный номер, который отобража­
ет специальную информацию об особенностях той
или иной модификации (присоединительные разме­
ры, расположение выводов, способы защить1 от по­
падания воды, пыли, грязи; уровень регулируемого
напряжения, наличие силовых стабилитронов и др.).
Такая информация является достоянием фирменных
каталогов.
61.

= Глава седьмая
РЕГУЛЯТОРЫНАПРЯ>КЕНИЯ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
Современный автомо6нм.ный АВиrатем. внутреннеrо сrорання (АВС} работает в широком инте~
вале нзменення оборотов 600••• 7000 миlГ'-). Соответственно изменяется и частота вращення
ротора автомо6Н11ЬНОrо генератора, а значит, и его ВЬ11'ОАНое напряжение. Зависимость ВЫ1'ОА­
ноrо напряження генератора от оборотов АВС 1ЮАоnустнма, так как напряжение в 6ортсетн ав­
томобнля АОАЖНО 6wть постоянным не только прн изменении оборотов АSНГатем, но и прн изме­
нении тока наrрузкн. Функцню автоматнческоrо реrу11Ировання напряжения в автомобнм.ном
генераторе выпо1111яет спецнам.ное устройство - реrуАЯТор напряжения. Аанная гмва посвя­
щена рассмотрению регуляторов напряжения современны1' автомобнм.ных rенераторов пере­
менного тока.
7.1 . Реrулирование напряжения
в генераторах с электромагнитным
возбуждением
Спосо6ы реrуМфОааЮ111. Если г11авное магнитное
ПО/\е генератора наводится З11ектромагнитным воз­
буждением, то З11ектродвижущая cw.a Е,- генератора
может быть функцией двух переменных: частоты п
вращения ротора и тока 18 в обмотке возбужде­
ния - Е,- =f (п, 1.,).
Именно такой тип возбуждения имеет место во
всех современных автомоби11ьных генераторах пере­
менного тока, которые работают с параме11Ьной об­
моткой возбуждения (1).
•
При работе генератора без нагрузки его напрЯ­
жение Ur равно его электродвижущей силе ЭДС Е,.:
u. = Е,.=СФп.
(7.1)
НапрЯЖение Ur генератора под током 1" нагрузки
меньше ЭДС Е,- на ве11ичину падения наnрЯЖения на
внутреннем сопротивлении r. генератора, т.е. можно
записать, что
Е,-=Ur+lнfr=Ur(1+~).
(7.2)
Ве11Ичина ~ = 1" r./Ur называется коэффициентом
нагрузки.
Из сравнения форму11 7 .1 и 7.2 следует, что на­
пряжение генератора
Ur=пСФ/(1+(3),
(7.З)
где С- оостоянный конструктивный коаффИJИент.
Уравнение (7.З) показывает, что как при разных
частотах (п) вращения ротора генератора (п = Var),
так и при изменяющейся нагрузке (~ = Vаг), неиз­
менность напряжения Ur генератора может быть по-
62
11учена то11ько соответствующим изменением маг­
нитного потока Ф.
магнитный поток Ф в генераторе с з11ектромагнит­
ным возбуждением формируется магнитодвижущей
сИ/\Ой f 8 = W 18 обмотки W8 возбуждения f# - чис110
витков обмотки W.J и может легко управляться с по­
мощью тока 18 в обмотке возбуждения. т.е. Ф = f (18 ).
Тогда u. = f (п, ~. f (l,J], что позволяет удерживать на­
прЯЖение u. генератора в заданных пределах реrули­
рования при 11юбых изменениях его оборотов и на­
грузки соответствующим выбором функции f (18 ) реrу-
11Ирования.
•
Автоматическая функция f (18 ) реrу11ирования
в реrу11яторах напряжения сводится к уменьшению
максимального значения тока 18 в обмотке возбуж­
дения. которое имеет место при 18 = U./R.. (R, .
-
активное сопротиВ11ение обмотки возбуждения) и
может уменьшаться несколькими способами
(рис. 6.1): поДК11ючением к обмотке W8 параме11ьно
(а) или пОС11едовате11Ьно (б) дополнительного сопро­
ТИВ/\ения Rд; закорачиванием обмотки возбужде­
ния (в); разрывом токовой цепи возбуждения (г).
Ток через обмотку возбуждения можно и увеличи­
вать, закорачивая пое11едовательное дополнитель­
ное сопроТИВ/\ение (б).
Все эти способы изменяют ток возбуждения скач­
кообразно, т. е. имеет место прерывистое (дискрет·
ное) реrу11ирование тока. В принципе возможно и
аНа/\Оrовое реrу11ирование, при котором ве11ичина
пое11едовате11ьного допо11ните11ьного сопроТИВ/\еНИЯ
в цепи возбуждения изменяется n11авно (д) . Но во
всех случаях напряжение U, генератора удерЖивает·
ся в заданных преде11ах реrу11ирования соответст­
вующей автоматической корректировкой величины
тока возбvжления .
ДИснреrн1н1мпуАЫ:ное реrулнрование. 8 совре-
менных автомоби11ьных генераторах маrнитодвижу.
щую CИllY F8 обмотки возбуждения. а значит, и маг·

РеrуАЯТоры напряжения автомобмАЬных rенераторов
а)
б)
В)
r)
д)
+
+
+
+
+
к
Rд
к
к
Рмс. 7.1.
Способы управ11еммв током во3бу111денмв:
Г - генератор с nараме11ьным возбуждением; Wв
-
обмотка возбуждения; Rд - доnо11ните11ьное соnротив11ение; R - б811-
1\8СТНое соnротив11ение; К - коммутатор тока (реrу11ирующий орrан) в цепи возбуждения; а, б, в, г, д
-
указаны в тексте.
юпный поток Ф изменяют периодическим прерыва­
нием или скачкообразным уменьшением тока 18 воз­
буждения с управляемой частотой прерывания, т.е.
nрw.~еняют дискретно-импульсное реrулирование ра.
бочего напряжения U, генератора (ранее применя­
лось аналоговое реrулирование, например, в уголь­
t*"Х реrуляторах напряжения (2)).
Суть дискретно-импульсного реrулирования станет
понятной из рассмотрения принципа действия гене­
раторной установки, состоящей из простейшего кон­
тактно~ибрационного реrулятора напряжения. и ге­
нератора переменного тока (ГПТ).
о Функциональная схема генераторной установки,
работающей совместно с бортовой аккумуляторной
ЧЗ(Ws)
ЗУ(П)
СУ
+Ь
(МN):z
1
1
1
кэ
(К)
батареей (АКБ), показана на рис. 7 .2 . а, а электриче­
ская схема- на рис. 7.2. б.
В состав генератора входят: фазные обмотки Wф
на статоре СТ, вращающийеЯ ротор R, силовой выпря­
митель ВП на полупроводниковых диодах VD, обмотка
возбуждения W8 (с активным сопротивлением Rv,). Ме­
ханическую энергию вращения А,,, = f (п) ротор rенера.
тора получает от две. Вибрационный реrулятор напря­
жения РН выполнен на электромагнитном реле и вклю­
чает в себя коммутирующий элемент КЭ и измериrель­
ный элемент ИЗ.
Коммутирующий элемент КЭ - это вибрационный
электрический контакт К. замыкающий или размыкаю­
щий дополнительное сопротивление Rд• которое вклю-
1
1
1
1
1
1
l'tRд
г;
Wв
R
Wф
ст
цос
@
Батарея
VD
АКБ
Urp
uc
вn
1
ИЭ-юм. аnеменr : КЭ-llОМ. ~
1
____________________ ..... _____________
1
Ам==fn
РН - регулятор наq:~я>Кв+iИЯ
1
--------------~-----------------------·
;-------------------------------т-----------------------------------;---------: ~
'Rд
n
+
,
Е§~ •
Wф
!
к fFn
Ur' u1_
'
VDЗ:
uc
1
,__
-- -.
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Ws
s
_
Ur,
Генератор VD4 VDS VD6
:
РН - pervnamn наnnRжения
:
АКБ
--------------------------------------~----------~C~~~r---C-~~------J----------
Рмс. 7.2 .
Функцмона11ьнав (а) и а11ектрическав (б) схемы rенераторноii установим с вмбрацмонным реrу11втором напрвженив
(расwифровкв обозначений в тексте)
63

rA8881
чено с обмоткой возбуждения W0 генератора rюсt>едо­
вательно. При срабатывании коммутирующего элемен­
та (размыкание контакта К) на его выходе формирует­
ся сиn-~ал 't Rд (рис. 7 _2, а).
Измерительный элемент (ИЗ, на рис. 7 .2 . а) - это
та часть электромагнитного реле, которая реализует
три функции:
1) функцию сравнения (СУ) механической упругой
силы Fn возвратной пружины П с магнитодвижущей
СИЛОЙ f 5 = W5 15 релейной обмотки S (W5 -число вит­
ков обмотки S, 15 -
ток в релейной обмотке), при этом
резу11Ьтатом сравнения является сформированный в
зазоре u период Т (Т = tp + t3) колебаний якоря N:
2) функцию чувствительного элемента (ЧЭ) в це­
пи обратной связи (UOC) реrулятора напряжения.
чувствительным элементом в вибрационных реrуля­
торах является обмотка S электромапнитного реле,
подключенная непосредственно к напряжению U,
генератора и к аккумуляторной батарее (к послед­
ней через ключ зажигания ВЗ);
З) функцию задающего устройства (ЗУ), которое
реализуется с помощью возвратной пружины П с си­
лой упругости Fn и опорной силой F0 •
о Работа реrулятора напряжения с электромагнит­
ным реле наглядно может быть пояснена с помощью
скоростных характеристик генератора (рис. 7 .З и 7 .4).
Пока напряжение U, генератора ниже напряже­
ния U6 аккумуляторной батареи (U, < U6 ), электромаг­
нитное реле не срабатывает и возвратная пружина П
удерживает контакт К в замкнутом состоянии. При
этом ток lвб в обмотке W8 возбуждения не изменяет­
ся, так как определяется постоянным напрЯЖением
U6 батареи (ключ зажигания ВЗ - включен) и сопро­
тивлением Rw обмотки возбуждения: lвб = Uб/Rw. Ре­
rулирования напряжения не происходит (на рис. 7 .З
участок О••• nm1пl·
При увеличении оборотов две напряжение гене­
ратора возрастает и при достижении некоторого
значения u" •• > U6 магнитодвижущая сила Fs релей­
ной обмотки становится больше силы Fn возвратной
пружины П, т.е. F8 = 1. w . > Fn. Электромагнитное
реле срабатывает, и контакт К размыкается, при
этом в цепь обмотки возбуждения включается до­
полнительное сопротивление Rд.
Еще до размыкания контакта К ток 18 в обмотке
возбуждения достигает своего максимального значе­
ния18 " ... = U,Rw > 186, от которого сразу после размы­
кания контакта К начинает падать, стремясь к свое­
му минимальному значению 18 min = U,/(Rw + Rд)­
Вслед за падением тока возбуждения напряжение ге­
нератора начинает соответственно уменьшаться
U, = f (18 ), что приводит к падению тока 15 = U,/R5 в
релейной обмотке S, и контакт К вновь размыкается
усилием возвратной пружины П (Fп > F5 ). К моменту
размыкания контакта К напряжение генератора U,
становится равным своему минимальному значению
64
Рмс. 7.3.
Изменение Ur, lв, Rв во временм t:
Rpf(n)
в)
_,,
б)
а - зависимость текущеrо значения выходного наnряжения
rенератора от времени t - U, = f (t); б - зависимость текуще­
rо значения в обмотке возбуждения от времени - 18 =f (t);
в - зависимость средне~етическоrо значения соnротив­
ления в цеnи возбуждения от времени t - Re =f (t) ; t - вре­
мя . отвечающее частоте (n) вращения ротора генератора .
Um•n• но остается несколько больше напряжения акку­
муляторной батареи (U, mln > Uб).
Начиная с момента размыкания контакта
К (п = Пmin• рис. 7 .З), даже при неизменной частоте
п вращения ротора генератора, якорь N электромаг­
нитного реле входит в режим механических автоко­
лебаний. и контакт К, вибрируя, начинает периодиче­
ски. с определенной частотой коммутации fк = 1/Т =
1/(tp + t 3 ) то замыкать. то размыкать дополнитель­
ное сопротивление Rд в цепи возбуждения генерато-
Ur
Ra
-~
Rw
.
.
.
.
.
--:
---- -:-
.
'
.
'
:~ш>:
.
'
'
:
1
~---
'
'
Рмс. 7.4-
Скоростнwе характермстмкм rенератора

РеrуАЯТоры напряжения автомобИАЬНых rенераторов
ра (зеленая линия на участке п = Пер = coпst,
рис. 7 .3). При этом сопротивление Rв в токовой цепи
возбуждения изменяется скачкообразно от значе­
ния Rw до величины Rw + R••
Так как при работе регулятора напрЯжения кон­
mкт К вибрирует с достаrочно высокой частотой fк
коммутации, то R8 =Rw + tp Rд• где величина tp- это
относительное время разомкнутого состояния кон­
mкта К, которое определяется по формуле:
'tp = 1p/(t3 + tp). где 1/(t3 + 1р) =fк - частота ком­
мутации. Теперь среднее. установившееся д/1Я дан­
ной частоты fк коммутации значение тока возбужде­
ния может быть найдено из выражения:
1,,ер=u,. cp/R. =u. cp/(Rw +ТрRJ= u. cp/(Rw + RдVf.J,
гдеR8 -
среднеарифметическое (эффективное)
значение пульсирующего сопротивления в цепи воз­
буждения, которое при увеличении относительного
времени tp разомкнутого состояния контакта К так·
же увеличивается (красная линия на рис. 7.4. в).
• Рассмотрим более подробно. что происходит
при коммутациях с током возбуждения. Когда контакт
К длительно замкнут, по обмотке W8 возбуждения
протекает максимальный ток возбуждения 18 = U,/Rw.
Однако обмотка возбуждения Wв генератора
представляет собой электропроводную катушку с
большой индуктивностью и с массивным ферромаг·
нитным сердечником. Как следствие, ток через об­
мотку возбуждения после замыкания контакта К на­
растает с замедлением. Это происходит потому, что
скорости нарастания тока препятствует гистерезис в
сердечнже и противодействующая нарастающему
1оку - ЭДС самоиндУJ<Ции катушки.
При размыкании контакта К ток возбуждения
СJремится к минимальной величине, значение кото­
рой при длительно разомкнутом контакте определя­
ется как 18 = U,f(Rw + RJ. Теперь ЭДС самоиндукции
совпадает по направлению с убывающим током и не­
сколько продлевает процесс его убывания.
Из сказанного следует, что ток в обмотке возбужде­
li1Я не может изменяться мгновенно (скачкообразно,
ica< дополнительное сопротивление RJ ни при замыка­
нии, ни при размыкании цепи возбуждения. Более то­
rо, при высокой часrоте вибрации контакта К ток воз­
буждения может не достигать своей максимальной или
~величины, приближаясь к своему средне­
му значению (красная лиtи~ на рис. 7.4, б), так как ве­
ЛИЧl'На fp = Тр/fк увеличивается с увеличением часто­
ты fк коммутации, а абсолютное время t 3 замкнутого
состояния контакта К уменьшается.
Из совместного рассмотрения диаграмм, пока­
занных на рис. 7 .3 и рис. 7 .4 . вытекает, что среднее
значение тока возбуждения (красные линии б на
рис. 7.3 и рис. 7.4) при повышении оборотов п
уменьшается, так как при этом увеличивается сред­
неарифметическая величина (зеленая линия в на
рис. 7.3, в и красная линия на рис. 7.4, в) суммарно-
З Аеrоrрони1<а
го, пульсирующего во времени сопротивления R8 це­
пи возбуждения (закон Ома). При этом среднее зна­
чение напряжения генератора (Ucp на рис. 7 .3 и
рис. 7 .4) остается неизменным. а выходное напря­
жение U, генератора пульсирует в интервале от Umax
до Umln•
Если же увеличивается нагрузка генератора, то
регулируемое напряжение U, первоначально падает,
при этом регулятор напрЯжения увеличивает ток в
обмотке возбуждения настолько, что напряжение ге­
нератора обратно повышается до первоначального
значения.
Таким образом. при изменении тока нагрузки ге­
нератора (/3 = Var) процессы регулирования в регуля­
торе наnрЯжения протекают так же, как и при изме­
нении частоты Вращения ротора.
Пу/\ЬСSЦНН petylt!4pyeмoro НВЩUIЖеNНR. При ПО·
стоянной частоте п аращения ротора генератора и
при постоянной его нагрузке рабочие пульсации тока
возбуждения (дl8 на рис. 7.4 . б) наводят соответству­
ющие (по времени) пульсации регулируемого напря­
жения генератора.
Амплитуда пульсаций ЛUr = 0,5 (Umвx - Um1n)* регу­
лятора наnрЯжения U, от амплитуды токовых пульса­
ций дl8 в обмотке возбуждения не зависит, так как
определяется заданным с помощью измерительного
элемента регулятора интервалом регулирования . По­
этому пульсации напрЯжения u. на всех частотах вра­
щения ротора генератора практически одинаковы.
Однако скорость нарастания и спада напрЯжения u.
в интервале регулирования определяется скоростью
нарастания и спада тока возбуждения и, в конечном
счете, частотой вращения (п) ротора генератора.
Когда нагрузка генератора и частота вращения
его ротора не изменяются, частота вибрации контак­
та К также неизменна (fк = 1/(\з + tp) = coпst). При
этом напрЯжение Ur генератора пульсирует с ампли­
тудой ЛUр = 0,5 (Uma, - Uminl около своего среднего
значения Ucp (красная линия на рис. 7.4. а).
При изменении частоты вращения ротора, напри­
мер. в сrорону увеличения или при уменьшении на­
грузки генератора, время t 3 замкнутого состояния ста­
новится меньше времени 1р разомкнутого состояния
(t3 < tp), а значит, среднее значение тока 18 возбужде­
ния 1,, ер= U, cp/(Rw + Rд fp/f.J падает. ПрИ ЭТОМ рабо­
чие ny~ Л1,, тока возбуждения также падают, а
наnрЯЖение Ur генератора остается в заданных пре­
делах регулирования с прежней амплитудой ЛUr пуль­
саций (см. 7 .4 при п = Пmах = const).
При уменьшении частоты ротора генератора (пJ.)
или при увеличении нагрузки (/3i) среднее значение
• САе.д)'еТ занетнть. что IJYl\ЬC<IЦИH 2ЛU, ЯSЛЯЮFСЯ t1ензбежным н
ВреАНЬIМ побочным nроявАеНнем работы реrуАЯтора напряжеt1ня.
В совраменных rенераторах они замыкаются на массу шунтнрую­
щнм l<OtlAet/CBTopoм С~ который )сrанавливается между ПNОСО­
вой меммой ret1eparopa н корпусом (oбы'ltlo Сш : 2,2 No<Ф).
65

rАаВа7
тока возбуждения и его пу11ЬСации будут расти. Но на­
пряжение генератора будет по-прежнему колебаться
с амплитудой дUr вокруг неизмежой величины u. ер•
Постоянство среднего значения напряжения u.
генератора объясняется тем. что оно определяется
не режимом работы генератора, а конструктивными
параметрами электромагнитного реле: числом вит­
ков w. релейной обмотки S, ее сопротивлением R••
величиной воэщwного зазора а меж,ду якорем N и
ярмом М, а также силой Fn возвратной пружины П,
т.е . величина Uc:p есть функция четырех переменных:
Uep=f(W5, R", а,Fn).
Электромагнитное реле с помощью подгиба опо­
ры возвратной пружины П настраивается на величи­
ну Uep таким образом. чтобы на нижней частоте вра­
щения ротора (п = Пm;n - рис. 7 .3 и рис. 7 .4) контакт
К начинал бы размыкаться . а ток возбуждения успе­
вал бы достигать своего максимального значения
18 = Ur/Rw. Тогда пульсации д18 и время t 3 замкнутого
состояния - максимальны. Этим устанавливается
нижний предел рабочего диапазона реrулятора (п =
Пmin). На средних частотах вращения ротора время t 3
примерно равно времени t"' и пульсации тока воз­
буждения становятся почти в два раза меньше. На
частоте вращения п, близкой к максимальной (п =
Пm"" - рис. 7.3 и рис. 7.4), среднее значение тока 18
и его пульсации дl8 - минимальны. При п > Пmвх про­
исходит срыв автоколебаний реrулятора и напряже­
ние u. генератора начинает возрастать пропорцио­
нально оборотам ротора. Верхний предел рабочего
диапазона реrулятора задается величиной дополни­
тельного сопротивления Rд (при определенной вели­
чине сопротивления Rw)·
BllltlD.4111. Вышесказанное о дискретно-импульсном
реrулировании можно обобщить слещющим обра­
зом: гюсле пуска две . с повышением его оборотов,
наступает такой момент, когда напряжение генерато­
ра достигает верхнего предела реrулирования
(Ur = Um...! · В этот момент (п = Пm1n) в реrуляторе на­
пряжения размыкается коммутирующий элемент КЭ
и сопротивление в цепи возбуждения скачкообразно
увеличивается. Это приводит к уменьшению тока воз­
буждения и, как следствие, к соответствующему па­
дению напряжения u. генератора. Падение напряже­
ния Ur ниже минимального предела реrулирования (Ur
= Um1n) приводит к обратному замыканию коммутиру­
ющего элемента КЭ, и ток возбуждения начинает сно­
ва возрастать . С этого момента реrулятор напряже­
ния входит в режим автоколебаний и процесс комму­
тации тока в обмотке возбуждения генератора пери­
одически повторяется, даже при постоянной частоте
вращения ротора генератора (п = coпst).
При дальнейшем увеличении частоты враще­
ния п. пропорционально ей начинает уменьшаться
время t.. замкнутого состояния коммутирующего эле­
мента КЭ, что приводит к плавному уменьшению (в
66
соответствии с ростом частоты п) среднего значения
тока возбуждения (красные линии б на рис. 7 .3 и
рис. 7 .4) и амплитуды дl8 его nу11ЬСации. Благодаря
этому напряжение u. генератора начинает тоже
пульсировать, но с постоянной амплитудой дu. около
своего среднего значения (U. = Uep) с достаточно вы­
сокой частотой колебаний.
Те же процессы коммутации тока 18 и пульсации
напряжения u. будут иметь место и при изменении
тока нагрузки генератора (см. формулу 7 .3).
В обоих случаях среднее значение напряжения u.
генератора остается неизменным во всем диапазо­
не работы реrулятора напряжения по частоте п (U. ер
=coпst, от Пmin до Пmа.) и при изменении тока нагруз­
кигенератораотr. =Одоr.=max.
В сказанном заключается основной принцип регу­
лирования напряжения генератора с помощью преры­
вистого изменения тока в его обмотке возбуждения.
7.2. Электронные реrуnяторы напряжения
Рассмотренный выше вибрационный реrулятор
напряжения (ВРН) с электромагнитным реле (ЭМ-ре­
ле) имеет ряд существенных недостатков:
1) как механический вибратор, ВРН ненадежен;
2) контакт К в ЭМ-реле подгорает. что делает ре­
rулятор недолговечным;
3) параметры ВРН зависят от температуры (сред­
нее значение Uep рабочего напряжения u. генерато­
ра плавает);
4) ВРН не может работать в режиме полного
обесточивания обмотки возбуждения. что делает его
низкочувствительным к изменению выходного напря­
жения генератора (высокие пульсации напряжения
U.) и ограничивает верхний предел работы реrулято­
ра напряжения;
5) электромеханический контакт К электромагнит­
ного реле ограничивает величину максимального то­
ка возбуждения до значений 2 .•• 3 А, что не позволя­
ет применять вибрационные реrуляторы на совре­
менных мощных генераторах переменного тока.
о С появлением полупроводниковых приборов
контакт К ЭМ-реле стало возможным заменить эмит­
терно-комекторным переходом мощного транзисто­
ра с его управлением по базе тем же контактом К
ЭМ-реле.
Так появились первые контактно-транзисторные
реrуляторы напряжения (2). В дальнейшем функции
электромагнитного реле (СУ. КЭ, УЭ) были полностью
реализованы с помощью низкоуровневых (малоточ­
ных) электронных схем на полупроводниковых прибо­
рах . Это позволило изготавливать чисто электронные
(полупроводниковые) реrуляторы напряжения (3).
Особенностью работы электронного реrулятора
(ЭРН) является то, что в нем отсутствует дополнитель-

РеrуАЯТоры напряжения автомобильных rенераторов
i~
i•
ii
ii
+---iD1--ll --f - --4"-IDH i!i•
i!
L---. -+---c::J--.. . .. ---C2~-+·!
.
!
1
!__ !
1
!
··-·-·-·-·-
~!
le!
1
!
!
1
!
·-·-·-·-·-·- ·-·- ·- ·-·-
..
Рис. 7.5 .
Пp1D111мnмaAWta• схема реrуА•тора маnр•111•м.• Я.112А:
R1 . " R6 - ТО11СrоnАено'4ные реэмсrоры; С1, С2 - навесные
Ю1м11аnор1Ые комденсаrоры; V1 ". V6 - бес11орnусные n0Ау­
nроеодни11овые диоды и Уранэисrоры .
1-1>1й резистор Rд. т.е. в цепи возбуждения реализует­
ся практически по11ное выК11Ючение тока в обмотке
возбуждения генератора, так как коммутирующий
З11емент (транзистор) в закрытом (разомкнутом) со­
стоянии имеет достаточно бо11Ьшое сопротиВ11ение.
При этом становится возможным уnраВ11ение бо11ее
эначите11ьным током возбуждения и с бо11ее высокой
скоростью коммутации. При таком дискретно-им­
nу/\ЬСНОМ уnраВ11ении ток возбуждения имеет им­
nу11ЬСНЫй характер, что поэво11Яет уnраВ/\ЯТЬ как час­
тотой имnу/\ЬСОВ тока, так и их Д/\ИТе/\ЬНОСТЬЮ. Одна­
ко основная функция ЭРН (поддерЖание постоянст­
ва напряжения U, при п = Vаг и при f3 = Vаг) остает­
ся такой же, как и в ВРН.
• С освоением микроЭ11ектронной техно/\ОГИИ ре­
lу11ЯЮры напряжения сначала выпускались в гибрид­
ном исnо11Нении, при котором бескорпусные по11уnро­
водниковые приборы и навесные миниатюрные ра­
диоЗ/\ементы ВКllЮЧа/\ИСЬ в э11ектронную схему pery-
llЯТopa вместе с то11СТоп11еночными микроЭ11ектрон­
МЬIМИ резистивными Эllементами. Это позво11И11О зна­
чмтельно уменьшить массу и габариты регу11ЯТора на­
пряжения.
Примером такого Э11ектронного регу11ЯТора напря­
жения может с11ужить гибридно-интегральный регуllЯ­
.ТС1р
Я-112А, который устанаВ11ивается на современ­
+~Ьlх отечественных генераторах.
Реrу11Ятор Я-112А (см. схему на рис. 7.5) ЯВ/\Яется
типичным представите11ем схемотехнического реше­
ния задачи дискретн(Н>!мпу11ьсного регу11ирования на­
пряжения U, генератора по току 18 возбуждения. Но
в конструктивном и техно11оrическом испо11Нении вы­
пускаемые в настоящее время Э11ектронные регуllЯ­
торы напряжения имеют значитеllЬные ра311Ичия.
Что касается испо11нения регулятора Я-112А, все
его nо11уnроводниковые диоды и триоды бескорпус­
ные и смонтированы по гибридной технО11огии на об­
щей керамической поД11ожке совместно с пассивны­
ми то11етоn11еночными Э11ементами. Весь бюк peryllЯ­
тopa герметичен.
Реrу11Ятор Я-112А, как и описанный выше вибра­
ционный регу11Ятор напряжения, работает в преры­
вистом (К11Ючевом) режиме, когда уnрав11ение током
возбуждения не аналоговое, а дискретно-имnу11ьс­
ное. Принцип работы регу/\ЯТора Я-112А эаК/\ючает­
ся в С/\едУЮЩем.
Пока напряжение U, генератора не превышает
наперед заданного значения, выходной каскад V4-V5
находится в постоянно открытом состоянии и ток 18
обмотки возбуждения напрямую зависит от напря­
жения U, генератора (участок 0-n на рис. 7 .З и
рис. 7 .4). По мере уве11Ичения оборотов генератора
И11И уменьшения его нагрузки U, становится выше
порога срабатывания чувствите11ЬНой входной схемы
(V1, R1 -R2), стабИllитрон пробивается, и через усИ11И­
те11ьный Транзистор V2 выходной каскад V4-V5 за­
крывается. При этом ток 18 в катушке возбуждения
выК11ючается до тех пор, пока U, снова станет мень­
ше заданного значения Umin· Таким образом, при ра­
боте регу11Ятора ток возбуждения протекает по об­
мотке возбуждения прерывисто, изменяясь от 18 = О
до 18 = lma.· При отсечке тока возбуждения напряже­
ние генератора сразу не падает, так как имеет мес­
то инерционность размагничивания ротора. Оно мо­
жет даже неско11Ько уве11Ичиться при мгновенном
уменьшении тока нагрузки генератора. Инерцион­
ность магнитных процессов в роторе и ЭДС самоин­
дУКЦИИ в обмотке возбуждения исК11ючают скачкооб­
разное изменение напряжение генератора как при
ВК11ючении тока возбуждения, так и при его выК/\lо­
чении. Таким образом, ПИ/\ообразная nу11ЬСация на­
пряжения U, генератора остается и при Э11ектронном
регу11ировании.
Логика построения принципиаАЬной схемы элек­
тронного peryllЯТopa С11едУЮЩая: V1 - стабИ11итрон с
де11ИТе11ем R1, R2 образуют входную цепь отсечки то­
ка 18 при U, > 14,5 В; транзистор V2 уnрав/\Яет выход­
ным каскадом; VЗ - запирающий диод на входе вы­
ходного каскада; V4, V5 - мощные транзисторы вы­
ходного каскада (составной транзистор), ВК/\ЮЧенные
последовате11ьно с обмоткой возбуждения (коммути­
рующий з11емент КЭ А11Я тока 1,,); V6 - шунтирующий
диод А11Я ограничения ЭДС сам0Инду1ЩИИ обмотки
67

rмва 7
Таблица 7.1
Перечень автомобильных электрогенераторов переменного тока зарубежных фирм (то11Ько для легковых
автомобилей с номина/\Ьным напряжением в бортсети 12...14 В), которые оборудованы интегРа11Ьными
регуляторами напряжения
---
~ ВОSСН (АНU): К114V20/45д; Kl1IOOJ45A; KI IUЩ55k. К114V23}65A; К11~ К11~11~~11~ N114V34JX1A;-N114V40iJ i§Д­
N! 14V25/140A; OCШ'El/f/Jk. CGIМlJW;. CG14VЗOJ6QA; l<C14V~ l<Cl4V40jl!QA; l<C14й45JS-A; l<C1~ NCl~/100; NС14Вб0/120А; NCIМC/140A
2 kО!Щ8РН VAl.fO- ~): At3Ntzvso.I; A13N14'/50A; А13N1.4УБОо\; А1ЗN14'.'7М; A1ЗN1Щ°A1CN14V75A; A14N14\IO\; A14N14'v 'OO\; A14Nl4V1115A; А1 IV121-14V35/7()-
A11Vl22· 14VЗ0160; A13'1140-14V40f,IO
З 1Форма WCAS ~1: A1'Zl-14V45д; A1'Zl-14\55A; A1'Zl-141'65д; А127-14'.'7М; A1'Zl-14V72A
4 ~ ~ЕТl-МАЯЕШ ~: AA125R14V45д; AA125R14\55A; AA125R14'155A
S Фмра.1 DШO-IEМI и МOTORCRAFТ (ClllAj: 105/100-14VЩ63д; 12Sl100-14v.I0/66N711'/94д; 1551100-14'1Э5/71>1; 1551100-14V40/85; 17Sl100/14V45/108A; 27S1100/14\Щ/ВОА;
27Sl100-14VЗ0/100A
б Фмпмаn фмрuw DEl.CO-REМI (Фромцjоо): CS121-14'12Q/61A; CS121-14V4Э,t74A; CS130-14V2!ij85A; CSIЗ0-14\'j()/100A; CS130-14VБ2/ID(IA; CS144-14V48/108A; СS144-
14'1БЭ/120А; CS144-14V83/140A
68
Р11с. 7.6 .
Констру11ц11• 11нтеrрадь11оrо
реrудатора ф11рмw BOSCH
возбуждения; R4,
С1, RЗ - цепочка
обратной связи, ус­
коряющая процесс
отсечки тока 18 воз­
буждения.
Еще более со­
вершенным регуля­
тором напряжения
является электрон­
ный регулятор в ин­
тегральном испол­
нении. Это такое
исполнение, при
котором все его
компоненты, кроме мощного выходного каскада
(обычно это составной транзистор), реализованы с
помощью тонкопленочной микроэлектронной техно­
логии. Эти регуляторы настО11Ько миниатюрны. что
практически не занимают никакого объема и могут
устанавливаться непосредственно на корпусе гене­
ратора в щеткодерЖателе.
Примером конструктивного исполнения ИРН мо­
жет служить регулятор фирмы BOSCH-EL14V4C. ко­
торый устанавливается на генераторах переменного
тока мощностью до 1 кВт (рис. 7 .6).
В заключение следует отметить, что интеrра/\Ьные
регуляторы напряжения. в принципе. ремонту не
подлежат. Кроме некоторых отдельных случаев, ко­
торые подробно описаны ранее в главе 6.

=Глава восьмая================
ЭЛЕКТРОСТАРТЕР СОВРЕМЕННОГО
ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ
В автомобильном электростартере нового поколения элекrроАвнrатель не имеет статорных об­
ноюк воз6уЖАения, которые заменены на постоянные магниты, а механический прнвоА Аоо6о­
ру.дован понижающим планетарным реАУктором, который установлен непосредственно в корпу­
се стартера. Это позвоNМо САвАаТЬ стартер высокоо6оротнстым, легким, малых размеров ибо­
лее эффективным в работе.
8.1 . СтартерныА апектродвмrатепь
Классический* электростартер - это устройство.
состоящее из электродвигателя (ЭДВ) постоянного то­
ка с последовательной обмотиой возбуждения, кото­
рый на время пуска двигателя внутреннего сгорания
(ДВС) подключается к аккумуляторной батарее (АКБ)
с nомощью пускового тягового реле (ПТР) . Это же ре­
м посредством рычаrа с вилкой перемещает no оси
сrартера муфJУ свободного хода (МеХ) и тем самым
механически со~ет шестерню на валу стартерно­
го ЗllеКТродвиrателя непосредственно с венечной ше­
стерней маховика две (см. далее рис. 8 .8).
Конст~кция стартера, при которой вал электро­
д11Иrателя соединяется прямо с маховиком две, име­
ет ряд недостатиов. Так, передаточное число главно­
го редуктора, состоящего из венечной Шестерни ма­
ховика и шестерни мех. не может быть достаточно
высоким . Ограничения накладываются расчетным
размером диаметра маховика, а также числом, раз­
мером и прочностью зубцое шестерни мех. В такой
редукторной паре соотношение зубцое не может
быть более 16-18.
Это приводит к необходимости использовать в
стартере такой электродвигатель, у которого оборо­
ты якоря •МЯГКО• сочетаются с механической нагруз­
кой на валу. К таким относятся электродвигатели с
последовательной обмоткой возбуждения, обладаю­
щие мягкой механической характеристикой
(рис. 8.1, а). Именно такие ЭДВ широко применяют­
ся в классических электростартерах.
~~вным недостатком ЭДВ с nоследоеатель­
lt>IМ возбуждением является то, что в нем ток воэбуж­
деwя, равный току якоря, делает обмотку возбужде­
tиl гроМоэдкой, сильно нагревающейся. а магнитную
систему статора недостаточно эффективной и с низ­
ким КПД. да>t<е nри зада1+1ом оrраниченК1 на время
работы стартер получается тяжелым и больших разме­
ров. Кроме того, ЭДВ с последовательным возбуждени­
ем в режиме холостого хода может пойти •вразнос" .
• См. сноску на crp. б rмвы 1.
От указанных недостатиов свободны ЗАВ с неза­
висимым (от тока якоря) возбуждением .
Независимое возбуждение магнитного поля на
статоре ЭДВ можно получить тремя способами :
-
обмотиой возбуждения, которая подключена к
отдельному от якоря источнику электрической энер­
гии (управляемое независимое возбуждение -
рис. 8.1 , б);
-
обмоткой возбуждения, подключенной парал­
лельно якорю ЭДВ (параллельное возбуждение -
рис. 8.1 , в);
-
постоянными магнитами на статоре (возбуж­
дение от постоянных магнитов относится к неуправ­
ляемому независимому возбуждению - рис . 8 .1 , д).
Электродвигатель с питанием обмотки возбуждения
от независимого источника (рис. 8.1 , б) в автомобиль­
ной системе электростартерного пуска не используется,
так как на борJУ автомобиля один пусковой источник
электрической энерrии - аккумуляторная батарея.
Электродвигатели с чисто параллельным возбуж­
дением (рИС. 8.1 , в) в автомобильных электростарте­
рах неэффективны, так как напрЯжение АКБ при пу­
ске две в зимнее время (при темnераJУре ниже
-20°е) резко падает f!JJ 8-9 В. При этом намагничи­
вающая сила параллельной обмотки возбуждения, а
следовательно, и крутящий момент стартера значи­
тельно ослабевают, пуск две становится невозмож­
ным. Кроме того, характеристика ЭДВ с параллель­
ным возбуждением жесткая, что недопустимо при
низком передаточном соотношении между оборота­
ми стартерного ЭДВ и оборотами коленвала две, так
как это может привести к ударным перегрузкам и nо­
ломквм в зубuах механического привода.
Однако жесткость характеристики ЭДВ обеспечи­
вает плавность хода стартера, а также ограничен­
ность оборотов холостого хода, и поэтому парамель­
ное возбуждение иногда вводится в ЭДВ классичес­
кого электростартера дополнительно к последователь­
ному (рис. 8.1 , г). Такое возбуждение обеспечивает
ЭДВ усредненную (уМеренно жесткую) механическую
характеристику и называется смешанным. Использу­
ется, например, в стартерах для автомобилей ВАЗ.
69

rАаВа8
Исключительно удачным техническим решени­
ем для автомобильного электростартера является
наличие в его конструкции электродвигателя с не­
зависимым возбуждением от постоянных мвгни­
тов (рис. 8.1, д) и дополнительного понижающего
планетарного редуктора, уста1-1овленного непо­
средственно внутри корпуса стартера между ва­
лом электродвигвтеля и осью, по которой переме­
щается муфта свободного хода (о планетарных ре­
щкторах см. ниже).
Такие стартеры имеют следующие преимущества.
Во-первых. главное магнитное поле электродвига­
теля с постоянными магнитами на статоре не зави­
сит ни от тока якоря, ни от падения напряжения АКб
при пуске две .
70
-
.
~-
Рмс. 8.1.
Р•:анов11Д11Ости aAeктpoAJIW•T•A•il,
р83АИ'181О111118СR no способу во:абужде1111R,
и их мех•ММ'i8ские х•р•ктеристмкм
w
Во-вторых. система постоянных магнитов нв ста­
торе электродвигателя делвется многополюсной (не
менее шести полюсов), что позволяет заметно
уменьшить габариты магнитной системы (постоян­
ные магниты значительно меньше электромагнитов),
а следовательно, и всего стартера в целом. КПД и
обороты стартерного электродвигателя с мноrопо­
люсным статором также выше.
В-третьих, сами постоянные магниты выполняют­
ся не из сплавов дорогостоящих металлов, а из спе­
квемых ферритовых порошков с большой коэрцитив­
ной силой, что деr.ает магниты легкими, прочными,
технолоrичtiЫми и, как следствие, дешевыми.
В-четвертых, наличие дополнительного понижаю­
щего редуКТора в электростартерной системе пуска
позволяет оптимально согласовать жесткую механи­
ческую характеристику электродвигателя независи­
мого возбуждения с минимальной пусковой частотой
вращения коленвала две при максимальной мехвни­
ческой нагрузке стартера.
И наконец, в-пятых, стартерный ЭДВ с независи­
мым возбуждением от постоянных магнитов и с до­
полнительным редУ!mJроМ может работать в режиме
повышенных оборотов при пуске холодного двигате­
ля, потребляя при этом от АК6 меньший ток по срав­
нению с классическим стартером. кпд стартерного
режима АК6 и надежность пуска две увеличиваются.
Как и любая новая техника, электростартеры с пла­
нетарным рещктором и с возбуждением от постоян­
ных магнитов на начальном этапе внедрения обладали
некоторыми недостаТ1<Зми: они были значительно до­
роже классических за счет высокой стоимости посто­
янных магнитов и планетарного редУКfОра; в них быст­
рее изнашивались щеn<и из-за более высоких оборо­
тов; их работа сопровождалась повышенньr.1 шумом.
Современная технология изготовления старте­
ров нового поколения исключает эти недостатки.
так, постоянные магниты, как уже отмечалось, ста­
ли ферритовыми. Главная шестерня планетарного
рещктора изготавливается литьем под давлением
из термореактивной пластмассы. Пластмассу арми­
руют бронзой, что делает планетарную шестерню
прочной, износостойкой, технологичной и дешевой.
Остальные детали дополнительного редуктора обыч­
ного исполнения. Планетарный редуктор с пласт­
массовой шестерней не шумит. Быстрый износ кол­
лекторных щеток устранен применением в них бо­
лее жесткого графита и удалением из него порош­
ковой меди. Последнее стало возможным за счет
понижения величины якорного тока. Уменьшена си­
ла прижатия щетОt< к комектору.
Однако следует заметить, что стоимость стартера
новоrо поколения ПОt<а еще несколько выше стоимо­
сти классического. Но если 15 rет назад разница в
цене была около 150%, то в последнее время она не
превышает 50%.

Змкrроствртер современноrо Аеrковоrо автомо&tАА
8.2. Устройство стартера
На рис. 8.2 , а приведена конструкция стартера с по­
стоянными магниrами на статоре ЭДВ и с дополните111т
ным планетарным редУКfором. Аналогичную конструк­
uию имеет стартер фирмы ВОSСН типа DW:12/1.1 се­
рии 0.001.108.009 (рис. 8.2 , б), на примере котороrо
27
212524
23 222120
1е 1в
о-
о-- о­
о~...::.
~~
Рис. 8.2 .
Стартер с во:s6уждеиием от nостояиных маrиитов
и с маиетврным редуктором:
а - внешний вид стартера BOSCH-DW :12/1.1 (статор снят);
6 - конструкция стартера; 1- задняя (ТЫllьная) кры.uка;
2 - ламельный комектор; 3 - токовый nровод; 4, 26 - по­
стоянные ферритовые магниты; 5 - токовый контактор тяго­
вого ~е; 6 - пусковое тяговое реле (ПТР); 7 - в~wочатель
ПТР; 8 - соленоид ПТР; 9 - возвратная nружина; 10 - т
катель включателя; 11- тяговый керн ПТР; 12 - резиновая
заглушка; 13 - втулка с осью для вилки МСХ; 14 - вилка
муфты МСХ; 15 - nередняя (лобная) крышка
-
станина
стартера; 16 - шток nоводковой муфТЪI; 17 - вторичный
(выходной) вал; 18 - шестерня МСХ; 19 - муфта свободно­
rо хода (МСХ); 20 - большая неnодвижная шестерня nлане­
·тарноrо редуктора; 21 - водило на торце вторичного вала;
22 - сатемитная шестерня; 23 - nервичный вал (вал ЭДВ)
~ ведущей шестерней nланетарного редуктора; 24 - якорь
ЗАВ; 25 - ярмо (маrнитопроводяwее кольцо) статора; 26 -
rюстоянный магнит; 27 - wетка КЩМ.
рассмотрим особенности устройства злектростартеров
современных леrковых автомобилей.
Любой автомобильный злектростартер, как клас­
сический, так и современный. состоит из пяти основ­
ных функциональных узлов: якоря 24 - зто вращаю­
щая часть ЭДВ стартера; статора 4. 25 , 26 - непо­
движная часть ЭДВ; комекторно-щеточного меха­
низма (КЩМ) 2, 27; пускового тягового злектрореле
(ПТР), 5 ...11 и передаточного механизма внутри
стартера 14••• 22. с помощью двух стартерных кры­
шек 1 и 15 и статорного ярма 26, являющегося так­
же корпусом стартера. функциональные узлы сочле­
няются в единую конструкцию пускового устройства
-
злектростартер, который по отношению к две яв­
ляется навесным агрегатом.
Назначение всех nеречис11енных функциональных
узлов в классическом стартере общеизвестно и не
требует пояснений. Современный злектростартер по
сравнению с классическим имеет два основных конст­
руктивных отличия: статор не имеет обмоток возбуж­
дения, так как оснащен постоянными магнитами 4,
25. а передаточный механизм, находящийся внутри
стартера, дополнен планетарным рещктором 20••• 22.
Рассмотрим детально указанные отличия.
8.3. Статор
Замена статорных обмоток возбуждения постоян­
ными магнитами, помимо изменений электромагнит­
ных параметров ЭДВ, повлекла за собой принципи­
альные конструктивные изменения в устройстве ста­
тора и роторного узла.
На рис. 8 .3 приведено схематическое изображе­
ние электрических и магнитных цепей статора с по­
стоянными магнитами .
На рисунке обозначено: NS - северный (синий) и
южный (красный) полюсы постоянных магнитов ста-
N2
Рнс. 8.3 .
Схемв эАектрическнх н мвrннтных 11eneil ствртерв
BOSCH·DW:12/1.1
71

rl\88a а
тора; а, Ь, с, d - щетки КЩМ (желтый цвет), соеди­
ненные попарно (сн-d- проводом Б+, Ь+с- прово­
дом Б-); В - сИ11Овые 1\ИНИИ (зеленый цвет) главного
магнитного ПОl\Я ЭДВ; (1-6), (14--19), (15-20),
(28-5) - номера токопроводных стержней якорной
обмотки (оранжевый цвет), подключенные к щеткам
и находящиеся в магнитном пО11е; w - вал якоря.
Массивная llИТаЯ станина ярМа статора заменена
легким статорным ЦИ11Индром К. который свернут из м­
стового железа (1,6 мм). Соединительный шов на по­
верхности ЦИ11Индра •зашит• фиrурными замками, ко­
торь1е для надежности проварены точечной электро­
сваркой. Заще11Ки фиrурных замков и все прочие кре­
пежные элементы вырубаются И11И продавливаются
штамповкой еще до свертки листа в цилиндр. ОтдеМ:r
ным штампом на обечайку наносится маркироВКа.
После свертки и сварки во внутрь магнитного яр­
ма статора устанав11Иваются постоянные магниты.
Постоянные магниты из ферритов твердые, но хруп­
кие. Их креПllение к ярМу не может быть механичес·
ки жестким (под болт), так как , находясь под затяж­
кой, ферриты даже при незначите11Ьных ударах могут
растрескаться .
Проблема крепления и фиксации ферритовых
магнитов решена с помощью шести пружинных фик­
саторов Ф , вдвинутых между магнитами. Каждый
фиксатор - зто продо11Ьная упругая СТ81\Ьная пласти­
на с П-образным профИ11ем и с упорами с одной сто­
роны. В собранном виде ферритовые магниты рас­
перты упругими усИ11Иями этих фиксаторов, за счет
чего надежно прижаты к внутренней поверхности
статорного ЦИ11Индра. Точная установка и фиксация
собранной магнитной системы ·по Mecl)'" обеспечи­
вается защелками фиксаторов, которые представля­
ют собой окна в упругих пластинах , надвинутые при
сборке на зубцовые вырубы в статорном цилиндре.
Ферритовые магниты установлены на статорном
ярМе с чередованием ПОl\Ярности, что образует шес­
типолюсный (N-S -N-s-N-S) статор современного стар­
терного злектродвигатеllЯ (см. рис. 8.3).
Указанные конструктивные отличия обеспечивают
статору малые габариrы и вес, компактность, просто­
ту в сборке и высокую эксплуатационную надежность .
8.4.Якорь
Якорь электродвигате11Я стартера BOSCH-DW:
12/1.1 яв11Яется составной частью роторного узла
(рис. 8.4). Якорь состоит из магнитопровода 4, рабо­
чей якорной обмотки 3. ламе11Ьного комектора 2 и
вала вращения 1.
Магнитопровод собран из 64 магнитомягких плас­
тин толщиной 0,46 мм, изолированных друг от друга
лаком, спрессованных и склеенных в едИное uе11Ьное
те11О. В магнитопровод запрессован вал 1 вращения,
72
12
4567в9
101112IЗ1415
Рис. 8.4 .
Роториыil )'38А стартера BOSCH-DW:12/1.1:
1 - первичный ВаА (ВаА ЗАВ); 2 - 11аме11ьный комектор;
3 - якорная обмотка; 4 - магнитопровод якоря; 5 - про­
до11ьная баАансировочная выборка; 6 - паз якорного маг­
нитопровода; 7 - фиксатор планетарной шестерни; 8 -
ведущая шестерня манетарного редуктора (на валу ЭДВ);
9 - неподвижная манетарная шестерня; 10 - поводко­
вая муфта; 11 - муфта свободного хода (МСХ); 12 - шес­
терня МСХ; 13 - проточка под запорное пружинное коль­
цо ; 14 - крышка запорного пружинного ко11ьца; 15 - за­
порное пружинное ко11ьцо ; 16 - вторичный (выходной)
ВаА стартера.
на одном конце которого нарезано 11 зубцов вещ·
щей шестерни 8 , а на другом установлен 28-ламеl\Ь­
ный коллектор 2 . Магнитопровод якоря имеет 28 па­
зов 6 , распо11ОЖенных точно напротив ламелей .
В каждЬ1й паз магнитопровода вложено по два то­
копроводящих стержня рабочей обмотки , которые та­
ким образом образуют двухстержневую (парную) по­
лурамку. Каждый стержень - зто по11Овина U-образ­
ного витка, изогнутого по шаб11Ону и вложенного в па­
зы якорного магнитопровода с 11Обной стороны в сто­
рону комектора. На ламелях концы U-образных вит­
ков попарно свариваются контактной электросвар­
кой, при этом на якоре образуется 28 якорных рамок ,
соединенных последовате11Ьно и замкнутых в ко11Ьцо .
U-образные витки уложены в пазы за пять обхо­
дов по окружности якорЯ. На рис . 8.5 схематически
показана последовательность подсоединения U-об­
разных витков к комекторным ламелям при первом
(сnлошные 1\ИНИИ) и втором (штриховые) обходах ок­
ружности якоря. Из рисунка очевиден порЯдок сбор­
ки якорной обмотки: первая во11На - задействова­
ны ламеl\И 1-6-11-16-21-26 -3; вторая во11На - ламе-
1\И 3-8-13-18-23-28-5; rретья во11На - ламеl\И 5-10-15-
20-25-2-7: четвертая волна - ламели 7-12-17-22 -27-
4-9; пятая во11На - задействованы ламе11И 9-14-19-
24-1 . Ясно. что начало первого витка и конец послед­
него 28-го короткозамкнуты на одну (ус11Овно пер­
вую) ламе11Ь комектора, так как они у11Ожены в один
(условно первый) паз якорного магнитопровода.
Таким образом из 28 U-образных токопроводя­
щих круговых рамок складывается последовате11Ьная
ВО11Новая коротко замкнутая пятиобходная якорная
обмотка на якоре барабанного типа.

Электростартер современноrо леrковоrо автомобМАЯ
1-t"! обход: 1~11-16-21-26-3(ВЫ1QАЫна1 м З)
2-й обход: З-г-13-111-23-28-5 (Выводы на 3 м 5)
5-t"! обход: 9-14-19-24-1(Во.81сщына9 м 1)
Рис. 8.5.
Посмдоват1111•носr• nодсоедмнення ВНJков ккopt!Oll
обмсrrки к uм1111км kОМ11Ктора (стартер ВOSCH-DW:12/L1):
1...28
-
номера 11аме11ей (комектор развернут); же11тый
цвет - щеnи КЩМ в nоАожении якоря на рис. 8.3; 11рас­
ный и синий цвет - зоны действия южного и северного ncr
Аюсов статорных магнитов; • •• -
стержни якорных витков .
След'jет заметить. что в данном случае чис/\О
Я<ОрНых рамок. равное 28. не кратно числу статор­
ных пОl\IОСов. которых шесть. Здесь важно другое:
при lllOбoй конструкции барабанного якоря ширина
каждой его токопроводящей рамки должна быть рав­
на ширине по11ЮСНого деления на статоре (по11ЮСное
деление п -расстояние между центрами соседних
разноименных магнитных полюсов, см. рис. 8.3).
Этим обеспечивается наибольшее потокосцепление
между магнитным полем статора и витками якорной
обмотки. чем в свою очередь достигается макси­
мальн,~й КПД электродвигателя.
В конструкuии стартера ВOSCН-DW:12/1 . 1 сказа~+
ное достигается охватом ОДНОЙ токопроводящеЙ рам­
кой сразу четырех якорных полюсов. Так как четыре
якорных ПOllIOCa по ширине совпадают с шириной од­
ного полюса на статоре, то потокосцепление полное.
Еще одной особенностью конструкции якоря явля­
ется то, что четыре несимметрично распО11Оженных
щеrки КЩМ делят обмотку якоря на четыре ветви.
не равных по числу витков. При этом электрическая
схема включения ветвей получается такой. как пока­
зано на рис. 8.3 .
Из рисунка видно, что рабочий ток якоря протека­
етповетвямаЬисd, вкаждойизкоторыхпоче­
тыре витка. Таким образом, во время работы ЭДВ
под рабочим током якоря находятся только 8 стерж­
ней из 56 или 4 рамки из 28- Остальные рамки в
формировании крутящеrо момента ЭДВ участия не
принимают до тех пор, пока при повороте якоря их
ПО11ОЖение не станет рабочим.
Д11я каждого рабочего положения рамок создает­
ся момент вращения ЭДВ стартера: Мет= 8FR, где
В - чис11О стерЖНей, включенных в рабоl)'; F - сила
электромагнитного взаимодействия электрического
тока якоря и магнитного поля статора; R - средний
радиус якорной рамки.
Во время работы ЭДВ происходит переключение
витков якорной обмотки с помощью кщм.
Щетки относительно магнитной системы статора
и внешней электрической цепи всегда неnодвижны.
Это обеспечивает постоянство крутящего момента
ЭДВ как по направлению, так и по величине. Маt<еи­
мальный крутящий момент ЗАВ в заторможенном
стартере ВOSCН-DW:12/1.1 около 15 Нм .
Еще одной интересной особенностью описывае­
мого стартерного ЭДВ является наличие на его ста­
торе •неработающих• постоянных магнитов. Дейст­
вительно, как слеД'jет из положения якоря, показа~+
ного на рис. 8.3 под полюсами N1 и 53, витки якор­
ной обмотки в секциях (28."20) и (14".6) коротко
замкнуты соединительными проводами Б+ и Б- меж­
ду щетками а d и с Ь. Ясно, что закороченные секции
якорной обмотки нерабочие. Казалось бы. можно до­
пустить, что и полюса N1 и 53 нерабочие. Однако
магнитная система статора рассчитана и сконструи­
рована таким образом, что эти полюса выполняют
три рабочие функuии: обеспечивают равномерное
распределение главного магнитного поля по всему
круговому периметру воздушного зазора между ста­
торными магнитами и магнитопроводом якоря; опти­
мизируют положение физической нейтрали магнит­
ного поля якоря относительно щеток кщм и. таким
образом, являются компенсационными (дополнитель­
ными) по11ЮСами; уменьшают противозлектродвижу­
щую силу на щетках, улучшая коммутаuию. В этой
связи сами щетки несколько развернуты (на угол
12°) относительно геометрической нейтрали статор­
ных полюсов в сторону против вращения якоря.
И последнее . Якорь современного злектростарте­
ра обязательно точно балансируется. Эта технологи­
ческая операция стала необходимой, так как элект­
родвигатель стартеров нового поколения высокообо­
ротистый. Балансировку реализуют проточкой якоря
после того, как он окончательно собран и залит
эпоксидным компаундом. Точная доводка баланси­
ровки осуществляется с помощью продольных выбо­
рок на полюсах якорного магнитопровода (см. рис.
8.4). Выборки прорезаются алмазным кругом.
8.5. ПnанетарныА редуктор
Уже отмечалось, что основной отличительной чер.
той передаточного механизма стартеров нового по­
коления является наличие в нем понижающего пла­
нетарного редуктора (рис. 8.6).
Планетарный - зто такой редуктор, у которого
большая шестерня 1 имеет зубцы с внутренним за­
цеnлением и сочленена с малой ведущей шестер­
ней 4 наружного зацепления через несколько сател­
литных шестерен 5. При этом и ведущая, и ведомая
шестерни соосны. а сателлиты находятся междУ ни­
ми и внутри большой (планетарной) шестерни. Оси
сатемитных шестерен могут быть установлены как
73

Гмва8
Рис. 8.6.
. J 4-;f----t-4
=-~--t-3
ler-+1f-Т---r- 5
ПА81етариыll редуктор:
а - с неподвижной 1111анеrарной шестерней и с сатемитами
на вращающемся води11е; б - с вращающейся 1111анетарной
шестерней и с саrемитами на корп)'Се; 1- ПАанеrарная ше·
сrерня; 2 - водиАо; З - ось якоря ЗАВ; 4 - шесrерня на
ВВАУ ЗАВ; 5 - сатемиТt!ая шестерня: 6 - корпус редУктора;
7 - подшипник; 8 - муфта свободного хода .
на корпусе первичного приводного устройства (рис.
8.6 , а), так и непосредственно на торцевом водиле
вторичного (выходного) вала реА}'Ктора (рис. 8.6 , б).
В первом случае большая планетарная шестерня
вращается и сама является водилом выходного вала;
во втором - она неподвижна, так как жестко за­
креnле~а в корпусе 6 редУКтора . Во втором случае
сателлиты, установленные на водиле 2 и сочленен­
ные с шестерней 4 первичного вала, обегают внут­
ренние зубья неподвижной планетарной шестерни 1
и тем самым приводят водило 2 во вращение.
В автомобильных злектростартерах более шира.
кое распространение получил планетарный реА}'Ктор
второго типа.
На рис. 8.7 показан внешний вид передаточного
механизма стартера BOSCH-DW:12/1.1 , в состав ко­
торого входит планетарный редУКтор. д1.я удобства
восприятия передаточный механизм, показанный на
фото , частично разобран : планетарная шестерня
снята с сатемитов 2, а муфта свободного хода 8 -
сдвинута с направляющих пазов 6 выходного вала
10 стартера.
Каt< и любой другой, планетарный редуктор состо­
ит из двух. основных шестерен (рис. 8.4): ведУЩей
11-зубцовой шестерни 8 на валу 1 эдв и большой
планетарной шестерни 9, изготовленной из пласт­
массы . Последняя, имеющая 37 зубцов внутреннего
зацепления, неподвижно установлена в корпусе
стартера с помощью фиксирующих шпилек 7 . Внут­
ренние детали планетарного редУКJора показаны на
рис. 8.7: водило 3 установлено на торце выходного
вала 10, оно одновременно является установочной
площадкой для осей 1 вращения трех сателлитов. Са­
темитные 13-зубцовые шестерни 2 (сателлиты) пл&
74
нетарного редуктора , их три, упираясь в неподвиж­
ную планетарную шестерню, передают вращение ва­
ла ЭДВ на водило. Оси 1 после установки на них са­
темитных шестерен 2 запрессованы в тело води­
ла З, поэтому сателлиты с осей - несъемные.
При сборке, когда узел (7, 8, 9) муфты свободного хо­
да снят с вала 10, пластмассовая rwзнетарная шестер­
ня надвигается на посадочное место 4 выходного вала
стартера (до упора в торец водила). В пластмассу плане­
тарной шестерни залита бронзовая Вl}'лка, которая мя
вrоричного вала mляется опорным подшипником. Вrо­
рым опорным подшипником мя вала с водилом являет­
ся бронзовая Вl}'лка, запрессованная в лобную крышку
стартера. Планетарная шестерня фиксируется на валу
мя nредотеращения обратного npoдOJ\ЬtiOГo смещения
с nомощыо плоской nружижой защелки, под которую
1lС>ДКА<\ДЬ18аеТСЯ дис1аtU10ЖСIЯ шайба. Планетарная
шестерня накр,взет сатемиты , которые nри этом вхо­
дят в зацепление с ее внутренними зубцами.
При окончательной сборке стартера шестерня ва­
ла ЭДВ вдвигается своими зубцами между тремя са­
теллитами, а подшипниковый торец вала ЭДВ входит в
бронзовую втуNoJ, запресоованную в водило . Эта втул·
ка является передним подшипником скольжения мя
якоря ЭДВ. Задним подшипником служит бронзовая
втулка, запрессованная в тыльную крышку стартера.
Все три подшипника скольжения (медно-графито­
вые втулки) являются съемными и при ремонте стар­
тера могут быть заменены на новые.
В некоторых автомобильных электростартерах
встроенный понижающий редуктор может быть не
планетарным, а простым рядным, имеющим обычное
внешнее или внутреннее зацепление двух шестерен.
Из отечественных автомобилей таким стартером
впервые был оснащен правительственный автомо­
биль ЗИС-110.
'
з4567
8
9
i.o
Рис. 8.7.
Приводиоll мехаииж стартера ВOSCH·DW:
12/1.1: 1 - ось саrемиrа; 2 - сатемит манеrарного ре­
дукrора: З - водиАо на торце вrоричного ваАа; 4
-
поса­
дочное месrо дм~. манетарной шестерни (шесrерня сняrа);
5 - проточка под пружинную защеАку; 6
-
наnравАЯющие
спираАьные пазы дм~. мех; 7 - поводковая муфrа; 8 -
муфrа свободного хода 1мех1: 9 - шесrерня мех: 10 -
вторичный (выходной) ВВА стартера.

Эмктростартер современноrо мrковоrо автомобиля
Одна~<о планетарный редуктор, который иногда
называют редуктором Джемса, имеет преимущества
перед всеми известными конструкциями: он малога­
баритен; компактен; обладает равномерн:.1м распре­
делением нагрузки по зубцам, а значит, более наде­
жен в работе: имеет одно направление вращения
входного и выходного валов; обеспечивает повы­
шенное передаточное число п при относительно ма-
1\ЫХ размерах (п = 1 + W2'Wj_); планетарный редУК­
тор с пластмассовой шестерней не требует обильной
смазки, что особенно важно при работе в привод­
ном механизме автомобильного электростартера.
Благодаря применению стартера с планетарным
редуктором передаточное число межщ оборотами
1\Q\еНвала две и якорем стартерного электродвига­
теля может быть увеличено до 80 (вместо 16 при
классическом исполнении стартера).
8.6. ДИаrиостмка неисправностей
Из общеизвестных неисправностей к стартеру с
постоянными магнитами и планетарным редУКТором
относятся: износ коллекторных ламелей и щеток, из­
нос бронзовых подшипников скольжения, выход из
строя муфты свободного хода. окисление силовых
nроводов стартера, эрозия токовых контактов пуско­
вого тягового реле и ослабление крепления стартера
к двигателю. Проявление этих неисправностей та~<ое
же. ка~< и на обычном стартере.
специфическими неисправностями данного стар­
тера являются нарушение целостности nластмассо­
всй шестерни планетарного редУКfора и очень редко
раскол ферритовых магнитов, расположенных внут­
ри статорного цилиндра.
За исключением якоря, тягового реле и муфты
свободного хода, все узлы электростартеров фирмы
ВОSСН разборны. Это позволяет проводить качест­
венный ремонт электростартеров, если нет проблем
с запчастями.
Uелостность пластмассовой шестерни чаще всего
нарушается зимой. С понижением температуры со­
противление прокручиванию вала две резко возрас­
тает. При этом возрастает нагрузка на зубцы nлане-
1арной шестерни, а также на всю шестерню в це­
юм. Как следствие, пластмассовое тело планетарной
wестерни может быть расперто изнутри метамичес­
кими сателлитами, что приводит к появлению трещин
в теле шестерни и к сколу зубьев.
В таком состоянии стартер может продолжать ра­
ботать некоторое время за счет упругости пластмас­
сы или за счет попадания сателлитов на уцелевшие
зубцы планетарной шестерни. При очередной попыт­
ке запустить две эта неисправность проявляется в
виде прокручивания электродвигателя стартера "вхо­
лосrую", аналогично тому, как это бывает при выхо-
де из строя муфты свободного хода. Включая и вы­
ключая электростартер ключом зажигания, можно
случайно запустить две, но разрушение планетарной
шестерни при этом только прогрессирует, и стартер
окончательно выходит из строя.
Итак, если стартер при запуске две начинает ра­
ботать с прокручиванием - зто достоверный при­
знак того, что либо мех, либо ее привод, либо плане­
тарная шестерня пришли в негодность. Признаком
раскола и высыпания статорных ферритовых магни­
тов является прекращение вращения стартера или
вращение рывками. Однако надо помнить, что якорь
стартера не будет вращаться и при выходе из строя
контактора в пусковом тяговом реле.
Ясно, что для устранения перечисленных неис­
правностей стартер необходимо снять с автомобиля
и разобрать.
8.7. Ремонт
Рассмотрим особенности ремонта стартера
BOSCH-DW:12/1.1, который устанавливался на авто­
мобилях АVДИ-100.5 (модели до 1991 г.).
Перед снятием стартера надо повторно убедиться
в том. что он надежно закреплен. Пос11е недавно
проводившегося ремонта стартера бывает так, что
исправный стартер прокручивается вхолостую, так
как он не дотянут до посадочного места. В таком слу­
чае необходимо затянуть крепежные болты и вновь
проверить стартер.
Стартер крепится к две двумя болтами с головка­
ми под ключ 19. Верхний болт со стороны коробки
переключения передач завернут в резьбу в крепеж­
ной проушине стартера, а нижний через нижнюю
проушину без резьбы затягивается гайкой на 19 со
стороны моторного отсека.
•
Перед снятием стартера с его токовой клеммы
необходимо отсоединить силовые провода, привер.
нутые к клемме гайкой на 13, а также отсоединить
провода управления. Снятый стартер перед разбор­
кой необходимо промыть соляркой или керосином,
просушить воЗдУХом или протереть ветошью.
•
Разбирать стартер с11едует в следУЮЩем поряд­
ке (см. рис. 8.2):
-
Снимите пусковое тяговое реле (ПТР) 6, для чего
отверните три крепежных болта •Строгой• отверт­
кой (болты крепко посажены. и можно легко по­
вредить шлицы). Затем выньте тяговой керн 11 с
возвратной пружиной 9 из соленоида 8, освобо­
див керн от зацепления с рычагом вилки 14.
-
отверните два длинных болта, стягивающих кор­
пус стартера, выньте их и расчлените стартер на
две части: лобную (переднюю) с механизмом при­
вода и заднюю (тыльную) с якорем и КЩМ стар­
терного электродвигателя.
75

Гмва8
-
С помощью затупленной отверП<И извлеките ре­
зиновую заглушку 12, которая удерживает в
крышке пластмассовую втулку 13 с рычагом вил­
ки 14, строньте втулку с места и выньте переда­
точный механизм из лобной крышки 15 вместе с
муфтой свободного хода 19 и с ее вилкой.
-
Снимите вилку 14 со штока 16 поводковой м)ф­
ты, для чего слегка разведите один конеu вилки
(вилка изготовлена из эластичной пластмассы).
-
Разберите и снимите запорное устройство 14, 15
(см. рис. 8.4) с вала. Разобрать запорное устрой­
ство можно без спеuиального инструмента. д/1я
этого прочную отвертку с тонким и узким (1,5 мм)
жалом надо вставить в проточку 13 на валу в том
месте, где запорная пружина 15 разомкнута. За­
тем, упершись жалом отвертки в проточку, сдВинь­
те крышку 14 с пружины до гюложения, при кото­
ром хотя бы один ее конеu выйдет ИЗ-flОд крышки.
(Сразу всю крышку сдвинуть с пружины невозмож­
но.) Резко, но несильно ударьте молотком через
металлическую прокладку (лучше через трубку, на­
детую на вал) по выступающему вверх торцу за­
щитной крышки, при этом она сойдет с запорной
пружины. Снимите запорную пружину, а также
крышку с вала и стащите с него муфту свободного
хода. Снимите пластмассовую планетарную шес­
терню, для чего вытолкните из проточки 5 (см.
рис. 8.7) плоскую фиrурную защелку. Планетарную
шесtерню тщательно осмотрите и убедитесь в ее
целостности и целостности ее зубцов . Если на ше­
стерне имеются даже незначительные трещины
или зубцы частично истерты, шестерню необходи­
мо заменить.
Теперь разберите электродвигатель стартера.
-
Снимите защитную планшайбу с приводной шес­
терни электродвигателя.
-
Вытолкните якорный узел из корпуса статора, на­
жимая большим пальuем одной руки на ось ЭДВ и
удерЖИвая другой рукой корпус. При этом постоян­
ные магниты статора будут препятствовать вытал­
киванию, втягивая якорный узел обратно. Не допу­
скайте обратного удара якорем по магнитам стато­
ра. Может иметь место раскол ферритов.
-
внимательно осмотрите статорный цилиндр, внут­
ри которого с помощью распорных плоских и Д/\ИН­
ных пружинных защелок Ф (см. рис. 8.3) установ­
лены и жестко зафиксированы шесть постоянных
магнитов. Вынимать ферритовые магниты из ста­
торного цилиндра без надобности не следует, так
как их обратная установка - достаточно сложная
процедура. Если при осмотре статора обнаружит­
ся, что один или два ферритовых магнита имеют
трещины, но при этом жестко СИАЯТ на своих мес­
тах, заменять их не следует, так как магниты со­
храняют свою работоспособность и в таком состо­
янии. В этом случае ферритовые магниты следует
76
пропитать клеем БФ. Если ферриты расколоты на­
столько, что высыпаются из креплений, то все
шесть ферритовых магнитов необходимо вынуть
из статорного цилиндра , предварительно гюметив
их расположение и гюлярность краской. Рассыпав­
шиеся ферриты необходимо заменить целыми,
взятыми от другого такого же стартера. Если такой
возможности нет, можно попытаться склеить рас­
колотый феррит эпоксидным Кl\Е!еМ.
Обратная установка ферритовых магнитов в ста­
торный uилиндр требует особой осторожности. Нель­
зя допускать путаницы с полярностью и расположе­
нием магнитов. Если один или несколько магнитов
заменены новыми, то их полярность при установке
должна соответствовать полярности системы. Магни­
ты устанавливают в статорный цилиндр с чередова­
нием полюсов, при этом образуется круговой шести­
гюлюсный гюстоянный магнит N-5 -N -s -N -S. Некоторые
фирмы, изготовляющие ферритовые магниты для
электростартеров, помечают полярность краской или
знаками(+),(-), обычно синий цвет и (+)-это север­
ный полюс. Если меток на ферритовом магните нет,
то его полярность можно определить по притягива­
нию разноименных полюсов N-5 .
• Установка ферритов - достаточно сложная
процедура. В заводских условиях ферритовые магни­
ты предварительно подсобираются в спеuиальной
разборной оправке, которая затем вместе с магни­
тами вставляется в статорный uилиндр. При ремонт­
ной сборке •Вручную. последовательность действий
может быть следующей: междУ магнитами поочеред­
но вдвигаются распорные пружины. При этом каж­
дая пружина защелкивается на фиксирующем высту­
пе внутренней поверхности статорного uилиндра.
Если среди шести устанавливаемых ферритов
есть склеенные, их должно быть не более двух. Уста­
навливать склеенные магниты лучше в позиuиях до­
полнительных полюсов (N1 и 53 на рис. 8.3).
Последний пружинный фиксатор С/!едует вставлять
на место с особой осторожностью, т.к. при большом
усилии его можно согнуть, а деформироеанный фик­
сатор к дальнейшему исгюльзованию не пригоден .
После фиксации ПОС/!едней пружины качество
сборки проверяется осмотром.
• Теперь о ремонте якорного узла.
Ремонтные оnераuии на якоре традиционные. Ес­
ли имеется заметный износ комекторных ламелей.
то комектор необходимо проточить на токарном
станке. Здесь надо иметь в виду, что толщина новой
медной ламельной пластины 1,2 мм. Обтачивать кол­
лектор можно на глубину не более 0,3 мм . После про­
точки комектор необходимо отполировать тонкой
шкуркой, промыть и тщательно продуть воздухом.
При выработке подшипниковых торцов якорного
вала их можно обработать на токарном станке, но не
резцом, а вращающимся шлифОвальным камнем. В

Электростартер современноrо леrковоrо автомобМАЯ
таком случае втулки подшипников скольжения необ­
ходимо изготовить из бронзы И/\И латуни под новые
размеры торцов вала. Отверстия втулок после свер.
11ения необходимо пройти разверткой.
Однако чаще достаточно заменить втулки без об­
работки вала. Втулки поставляются в продажу как
запчасти. (:Jf3e подшипниковые втулки в крышках
стартера легко выпрессовываются из своих посадоч­
ных мест оправкой . Втулка, запрессованная в торец
водила, может быть расколота тонким зубильцем И/\И
извлечена резьбовой вверткой. После установки но­
вых втумж необходимо убедиться. что они не прово­
рачиваются, в противном случае их необходимо по­
садИТЬ на эпоксидный клей. Подкернивать втулки не
рекомендуется, т . к. медно-графитовый материал (из
которого изготавливаются втулки) легко колется.
Щетки кщм, как правило, требуют замены. Ще­
точный узел лучше приобрести новый, так как его ка­
чественный ремонт связан с необходимостью прове­
дения точечных электросварочных работ. Однако в
крайнем случае провода щеток можно припаять к то­
ководам с помощью мощного электропаяльника.
Щетки можно взять от отечественных злектростар.
теров, подогнав их по форме надфилем, а по разме­
ру -наждачной бумагой на притирочной плите.
Муфта свободного хода (МСХ) - деталь, которая
r-.:iи выходе из строя ремонту не подлежит. Если она
неисправна, ее необходимо заменить. Проверить ра­
ботоспособность мех можно так: зажмите мех в ти­
сках через медные или алюминиевые прокладки за
зубuы шестерни и попытайтесь вручную через наж­
дачНУЮ бумагу, покачивая, провернуть муфту в об­
ратном направлении. Если муфта исправна, то про­
вернуть ее не удастся.
• Токовый медный жгут З (рис. 8.2) стартера из­
готовлен из очень тонких проволочек . Окисляясь,
они рвутся внутри жгута, и весь электропровод мо­
жет выйти из строя. Новый жгут можно изготовить
из оголенных медных проводов и пропаять по месту
вместо старого .
Рис. 8.8 .
&t.оJ(-с:Хемв системы nycu две:
АКБ - аJ(J(JМуt.яторная батарея; ВЗ
-
кАЮч зажигания;
РС - pet.e стартера; ТР - тяговое pet.e; ЗАВ - зt.ектро­
двигатеt.ь стартера; Р1 - nt.анетарный редуктор; Р2
-
ос­
новной понижающий редуктор; МСХ - муфта свободного
хода; две - двиrатеt.ь внутреннего сгорания.
•
Уже отмечалось, что пусковое тяговое реле
(ПТР) неразборное. Однако, еС/\И обмотки соленои­
да 8 не нарушены, а при срабатывании тягового ре­
ле 6 злектрическое соединение в токовом контакто­
ре 5 отсутствует, такую неисправность можно устра­
нить, развернув на 180° токовые клеммы контакто­
ра. Для этого с клемм отворачивают гайки и фикси­
рующие шайбы, тогда клеммы можно будет протолк­
нуть во внутрь и развернуть.
•
После завершения ремонтных работ на отдель­
ных узлах стартер надо собрать в обратной последо­
вательности по отношению к разборке.
стартер, отремонтированный с соблюдением опи­
санной технологии, может надежно работать не ме­
нее 80...100 тыс. км пробега .
•
В заключение приведены основные параметры
стартера BOSCН-DW:12/1.1 в сравнении с парамет­
рами классического стартера BOSCH-EF:12/0.95 (см.
табл. 8 .1).
таблица 8.1
Н1
~
ВОSСН·
ВОSСН-
"'"
DW:121.1
EF:12'0.95
Дonjc1.- -pelic>tero
6 .15
8.. 15
...,.,,.,.....,в
1 Мощжх:n. Ре..........,.... d1т
1,1
0.95
3
ТОll10~No'""1ОСТОМ'Щ11/,
70
50
.,.6олее,А
!
• ~"'·--"""""""'°""°"
2800
1200
1!!J, c6,,_
5 Тос ~ rpt ""'°""""'
"50 . 550
500- . 600
_"
~"........,..,_енноrо
3,2
7.5
cщirepa, В
1
~-"- 12 13,2
-(тормозной.._., М,.J, Н·м
~--сробатьеанмо
8
" '" 80f'Open&.8
9 ~J(f1Д
0.72
0,58
10 11epeдirrO<НOe'OtCllOЭJJ1J/~дntl
69; 74; 78
16; 17; 16
-моделеil~
11 Вес стартере 8 dXlpe ....
3.5
З.9
12 1 в.с-·~.,,.....
1.6
2.2
13 "'*-""" еес: ст,.:~rерв rr/lfJт
3,18
•.1
1•
11~R еес: J:111/>Терноl'О
1,45
?,О
....,_,.,,., .../J!JТ
И последнее. Электростартер входит составной
частью в систему пуска автомобильного двигателя
внутреннего сгорания, которая включает в себя так­
же аккумуляторную батарею и стартерные электро­
цепи (рис . 8.8).
Надежность работы системы пуска во многом оп­
ределяет эксплуатационную надежность автомобиля
в uелом. Система пуска, оборудованная вышеопи­
санным злектростартером нового поколения и совре­
менной необслуживаемой аккумуляторной батареей,
делает современный легковой автомобиль комфор.
табельным и безотказным при запуске две.
77

=Глава девятая===============
СОВРЕМЕННЫЕ АВТОМОБИЛЬНЫЕ
СИСТЕМЫЗА>КИГАНИЯ
На легковых автомобнлях. оборуАованных бензиновым АВИгателем внутреннего сгорания, при­
меняются различные системы электронскрового зажигания: контактые, контаНJ'Но-транзнс­
торные, бесконтаКJ'НD-транзисторные, электронно-цифровые, микропроцессорные. Общие
свеАения о системах зажигания рассмотрены в главе 1.. В Аанной главе описываются систе­
мы зажигания, которые наиболее широко используются на АВИгателях современных легковых
автомобилей.
9.1. Транзисторные системы 3UСИrания
Транзисторные системы зажигания принято под­
разделять на две группы: контактно-транзисторные
(КТСЗ) и бесконтактно-транзисторные (БТСЗ).
В контактно-транзисторной системе зажигания
контактная пара прерывателя в первичной цеnи ка­
тушки зажигания отсутствует и заменена транзис­
торным ключом. Но сам транзисторный ключ управ­
ляется по базе контактной парой механического пре­
рывателя прежней конструкции (см. рис. 1.8, а). Это
позволило уменьшить ток разрыва в контактной па­
ре и за счет усиления в транзисторе увеличить ток
разрыва в индуктивном накопителе (в первичной об­
мотке катушки зажигания). При этом коэффициент
запаса по вторичному (выходному) напряжению уве­
личился. Эксплуатационная надежность системы за­
жигания стала несколько выше. Наряду с контактно­
транзисторными системами зажигания были разра­
ботаны также и контактно-тиристорные системы с
емкостным накопителем (см. рис. 1.8, в), которые не
нашли широкого практичесt<ого применения.
Бесконтактно-транзисторная система зажига­
ния (БТСЗ) - это первая система с чисто электрон­
ным устройством управления первичным током ка­
rушки зажигания и с бесконтактным электроим­
пульсным датчиком момента зажигания, который,
как и контактная пара в классическом прерывате­
ле-распределителе, расположен на подвижной пло­
щадке приводного валика механического высоко­
вольтного распределителя (см. рис. 1.8, б). Поло­
жение подsижной площадки относительно оси при­
водного валика (угол разворота) может регулиро­
ваться аппаратами опережения зажигания (цент­
робежным и вакуумным). Подвижная площадка и
установленный на ней активатор бесконтактного
датчика представляют собой . электромеханическое
устройство управления моментом зажигания. Та­
кое устройство управления в совокупности с высо­
ковольтным распределителем образуют так назы­
ваемый датчик-распределитель.
78
Электронное устройство управления первичным
током в БТСЗ конструктивно выполнено в виде от­
дельного блока, который называется коммутатором.
По выхощ коммутатор соединен с катушкой зажига­
ния, а по вхощ - управляется электроимnульсным
входным датчиком на распределителе.
таким образом, бесконтактно-транзисторная сис­
тема зажигания (рис. 9.1) - это совокупность элек­
тронного коммутатора К, датчика-распределителя
РР. катушки зажигания КЗ и традиционной выходной
исполнительной периферии: высоковольтных прово­
дов ВВП и свечей зажигания 1 •.• 4.
• Бесконтактно-транзисторные системы зажига­
ния (БТСЗ) стали устанавливаться на легковых авто­
мобилях в конце rox годов и с тех пор постоянно со­
вершенствовались .
В качестве бесконтактных входных датчиков с ме­
ханическим приводом от распредsала две были ис­
пытаны маrнитоэлектричесt<ие, индукционные. элект­
ромагнитные генераторные, параметричесt<ие, опто­
электронные и прочие преобразователи механичес­
кого вращения в электрический сигнал (рис. 9.2).
Бесt<онтактный датчик выполняет в системе зажига­
ния следующие функции: задает установочный угол•
опережения зажигания; управляет моментом зажи-
Рис. 9.1 .
Компоновка &ТСЗ на современном
(поперечном) двнrатеАе
•Установочным называется )'ТОЛ опережения зажнrання на пре­
А.еl\ЬНО НJ<ЗКНХ (колосrыхJ оборотак NoНГВТеля, коrда центробеж­
ный н ваl(}УМНЫЙ реrуляторы еще не работают. называется'
также начальным утлом зажнгвння.

Современные авrомобИА1tНые системы эажиrания
гания при изменении частоты вращения и нагруз1<И
двигателя; определяет твкrность работы две. По со­
вокупности перечисленных функций бесконтактный
дспчик выдает на вход коммутатора сигнал S, фикси-
а)
•t==,-. -==..-
д)
Jf©
atШША,1
''" '"
е)~
•6..г-;,
ж)~©
·~.
и)
·tш
''"
рующий оптимальную величину текущего значения
угла опережения зажигания д/1Я различных режимов
работы двигателя.
Вначале, как более простой и достаточно надеж­
ный, широкое практическое применение получил
маniитоэлектрический датчик. Но с разработкой ак­
тиватора на эффекте Холла последний стал основ­
ным элементом д/1Я всех последУЮщих бесконтакт­
ных датчиков электронных систем зажигания.
•
Не менее значительной модернизации подвер­
гались электронные коммутаторЫ БТС3. От тиристор­
ных коммутаторов быстро отказались, так как систе­
ма зажигания с емкостным накопителем выдает на
свечи очень короткий импульс высокого напрЯЖения
(не более 250••• 300 мкс), что неприемлемо д/1Я боль­
шинства современных бензиновых автомобильных
двигателей.
Первые простейшие транзисторные коммутаторы
работали без ограничения амnлиl}'ды первичного то­
ка, т.е. в режиме постоянной скважности импульсов
зарядного тока д/1Я индуктивного накопителя (отече­
ственный коммутатор 13.3734).
В системах зажигания с такими коммутаторами
аМПЛИ'l}'да высоковольтного импульса на вторичной
обмотке каl}'ШКИ зажигания, как и в контактной сис­
теме, зависит от частоты вращения двигателя, а так­
же от наnрЯЖения в бортсети автомобиля.
На смену коммутаторам с постоянной скважно­
стью (КПС) пришли коммутаторы с нормируемой
скважностью (КНС), в которых ток зарЯда индуктив­
ного накопителя поддерживается в заданных преде­
лах ограничения путем управляемого насыщения вы­
ходного транзистора. Это защищает выходной тран­
зистор коммутатора от перегрузки по току, а также
стабилизирует амПЛИl}'дУ тока заряда при изменении
Р11с. 9.2.
Ра3НОВ11Д1Юст11 бескоитакпв.1х входа.~х даТ1111ков AAJI &ТСЗ:
а - контактный датчик (контактная пара) прерывателя-распреде11J1Теля батарейной, контактно-транзисторной и контактно­
тиристорной систем зажигания. Формирует момент зажигания размыканием контактов (кулачком К). Недостатки - неста­
бильность сигнала, малая наработка на отказ;
б - мвrнитоэлектрический датчик частоты вращения две. Работает по принuиnу генерирования одиночного импульса в мо­
мент замыкания магнитного потока Ф ферромагнитным ротором R через магнитопровод обмотки W датчика . Недостатки -
невозможность получения стабильного сигнала на низких оборотах ротора;
в - феррорезист11вный датчик. Работает по принuиnу изменения электрического сопротивления в феррорезисторе В при
изменении магнитного потока Ф от постоянного магнита. Недостатки - зависимость сигнала от температуры;
г - даNик Хома. Наиболее распространенный датчик частоты вращения две в современных эез. Работает по принuиnу
прерывания магнитного потока Ф от постоянного магнита NS ферромагнитным аттенюатором А. Недостатки - сложная тех·
нология изготоВ11ения. Преимущества - стабильность параметров сигнала при любоА частоте вращения две ;
д - электрогенераторный датчик частоты вращения две. Работает по принuиnу прерывания электромагнитного высокочастот­
ного поля металлическим экраном З. Недостатки - сюжность схемы. Преимущества - uифровой счет скорости вращения две;
е - фотоэлектрический датчик частоты вращения две . Работает по принuиnу прерывания световоrо потока е оптическим атте­
нюатором В. Недостатки - возможность загрязнения и перегорания лампы L (низкая надежность). Преимущество - простота;
ж - оптоЭ11ектронныi1 датчик. Работает по принuипу прерывания светового потока е между Э11ементами оптопары (свето­
вой диод и фототранзистор). Недостатки - загрязнение оптического канала . Преимуществе - возможность применения ча­
стотной модуляuии светового потока ;
м - генераторныА датчик с частотной модуляuией. Работает по принuиnу срыва автоколебаний генератора. Недостатки -
сложность. Преимущества - независимость амп11Итуды сигнала от частоты вращения ротора 4 .
79

rA8889
напрЯжения в бортсети. Выходное напрЯжение U2
при этом также стабИl\ИЗируется.
Но оrраничение тока мощного транзистора насы­
щением приводит к значительному выделению тепло­
вой энергии на комекторно-эмиттерном переходе и,
как С/\едствие, к низкой функциональной надежно­
сти системы зажигания в целом.
ИСК/\ючить этот недостаток в коммутаторах с нор­
мируемой скважностъю можно введением в схему
Эllектронноrо реrу11Ятора времени накоnления энер­
гии (времени протекания тока заряда через ИндУКТИВ­
ный накопиrель). Так ПОЯВИ/\ИСЬ коммутаторы с про­
граммным реrу11ЯТором времени накоП11ения (комму­
татор 36.3734), а ВС/\ед за ними и бOllee совершен·
ные коммутаторы с адаптивным реrу11Ированием
(коммутатор 3620.3734). ПОС11едние, помимо основ­
ной функции реrу11Ирования времени, обеспечивают
бО/\ее высокую точность поддержания параметров то­
ка заряда при воздействии на систему зажигания
раЗ11Ичных дестабИ11Изирующих факторов (неустойчи­
вая работа двигаrе/\Я , окружающая среда, старение
и уход номиналов радиоЭ11ементов и пр.).
• Э11ектронные коммутаторы БТСЗ иСК11Ючительно
разнообразны не только по схемотехническому, но и
по технО11оrическому ИСПО/\нению. Электронные схе­
мы коммутаторов , первоначально аналоговые и на
дискретных радиоэлементах, бы/\И вытеснены инrег­
ральными микросхемами с ЦИфровым принципом дей­
ствия. Ста/\И пояВ/\ЯТЬСЯ коммутаторы на так называ­
емых заказных (специально разработанных д11я АСЗ)
бо11ЬШих инrегральных и монокристальных схемах.
Известно более 30-ти разнов111дностей бескон­
тактных систем зажигания с Э/\ектронными коммута­
торами, серийно выпускаемых за рубежом . Из отече­
ственных транзисторных коммутаторов наиболее
распространены одноканальные 36.3734 и
3620.3734, а также двухканальный 6420.3734 (2).
•
В качестве примера схемной реализации бес­
контактно-транзисторной системы зажигания рас­
смотрим один из вариантов ее принципиальной Э11ек·
трической схемы (рис . 9.3).
--
уу
J"
"iЦБР
.
•
• ..._._-+<,__......._
......~..,...-,i,!
t
05Wg от ПВ РР
!Коммутатор к :ТJ)8Н'JИС1'. JUW01.t ТК пз: СВ
'---------------- -- "... ·--:--------=------ -______ ......оТЛSt
1
Рис. 9.3 .
Пр11н11ипиальная электрическая схема 6есконтактно­
rранэисторной системы эажигания
80
Выходной каскад ВК, помимо традиционной ка­
l)'ШКИ зажигания и транзисюрноrо ключа VТЗ, содер­
жит ряд доnО11Нительных Э/\ементов. VD1 - диод А11Я
защиты транзисторного ключа VТЗ от обратного про­
хождения тока (от инверсного включения) во время
емкостной фазы разряда, когда имеет место обрат­
ная полуволна напряжения в первичной обмотке ка­
l)'ШКИ зажигания (инверсное включение VТ3 образу­
ется и при случайном обратном включении аккуму/\Я­
торной батареи). VD2 - стабИ11ИЗирующий диод д11я
ограничения величины падения напрЯЖения на участ­
ке эмиттер-комектор закрыюго (разомкнутого) тран­
зистора VТЗ (защита от перенапряжения). Коl-iденса­
тор С1 с первичной обмоткой каlушки зажигания об­
разует последовательный кО/\ебаrельный контур удар­
ного возбуждения, что увеличивает скорость нараста­
ния выходного напрЯжения системы зажигания . Ре­
зистор RЗ ограничивает ток разряда коl-iденсатора
С1 через открытый (замкнутый) ключ VТЗ. Для того
чтобы ключ VТЗ работ811 стабильно, т.е. при включе­
нии и выключении обеспечиВС111 крутые фронты и по­
стоянство амП11Итуды импу11ЬСа первичного тока в ко­
l)'Шке зажигания , управ11Яющий (базовый) импу/\ЬС
тока транзистора VТЗ должен быть с крутыми фронта­
ми и достаточно бО/\ьшим по амП11итуде д11я глубокого
насыщения транзистора . На формирование уnрав-
1\Яющего импульса тока работает предварительный
усИ11ИТель-ограничиrель на транзисторе VТ1 и стаби-
1\ИЗирующий транзистор обратной связи VТ2 .
Перечисленные элементы состаВ/\Яют электричес­
кую схему коммутатора тез.
• Датчик-распределитель содержит механическое
устройство управления моментом зажигания. в кото­
рое входят магнитная система М датчика Хома с ИН·
дукцией ПО/\Я В, активатор ЭХ датчика Хома , )'СИllИТеЛЬ­
ограничитель УО , триггер Шмитта ТШ, разделиrельный
транзистор VТ и стабИ11ИЗатор напряжения СТ.
В датчик-распределитель входят также центробеж­
ный (UБР) и вакуумный (ВР) реrу11ЯТОры , магнитный
аттенюатор А датчика Хома и собственно сам ротаци­
онный ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ распределиrель РР. С/VаЩеТ
отметить, что Э/\еКТронный коммутатор в БТСЗ ЯВ/\Я­
ется /\ИШЬ формирователем формы импульса тока в
первичной обмотке каl)'Шки зажигания, а значит, и
скорости нарастания вторичного напрЯЖения U2 , но к
формированию момента зажигания коммутатор пря­
мого отношения не имеет. Момент зажигания в БСЗ,
как и в контактных системах, формируется электро­
механическим устройством упраВ11ения - бескон­
тактным датчиком на распреде/\ИТеле. Это обстоя­
тельство ЯВ/\ЯеТСЯ принципиа11Ьным недостатком всех
бесконтактно-Э/\ектронных систем зажигания. Второй
недостаток - На/\Ичие в системе ротационного вы­
соковольтного распределитем . Дальнейшее совер­
шенствование автомобильных сисrем зажигания Ш11О
по пути устранения этих недостатков.

Современные автомобю\ьные системы эажиrания
9.2. Электронные и микропроцессорные
системы зажиrания
Рассмотренные 1ЗЫШе системы зажигания (КТСЗ,
БТСЗ) в настоящее время имеют ограниченное при­
менение, а на имnортных легковых автомобилях вы­
сокого потребительскоrо класса, начиная с середины
90-х rодов, вообще не используются . Им на смену
пришли системы зажигания четвертого поколения -
это системы с электронно-вычислительными устрой­
ствами управления и без высоковольтноrо распреде-
11ителя энерrии по свечам в выходном каскаде. Та­
кие системы принято подразделять на электронно­
ВЫЧИС11ИТельные или просто на электронные (ЭСЗ) и
микропроцессорные (МСЗ) . Электронные и микро-
11JОЦеССОрНые системы зажигания имеют три прин­
l.IИП<lальных отличия от предшеспзующих систем:
1. Их устройства управления (УУ) являются элек­
тронно-вЬNислительными блоками дискретноrо прин-
1.JИПа действия, выполнены с применением микроэле­
ктронной технолоrии (на универсальных или на боль­
ших интеrральных микросхемах) и предназначены
для автоматическоrо управления моментом зажиrа­
ния . Эти устройства называются контроллерами.
2. Применение микроэлектронной технологии,
помимо получения преимуществ по надежности,
позволяет значительно расширить функции элек­
тронного управления. Стало возможным внедрение
в автомобильную систему зажигания бортовой са­
модиагностики и принципов схемотехническоrо ре­
зервирования.
з. Выходные каскады этих систем в подавляю­
щем большинстве случаев многоканальные и, как
следствие, не содержат высоковольтноrо распреде­
лителя зажиrания.
• Электронные и микропроuессорные системы
зажигания отличаются друг от друга способами фор­
мирования основноrо сигнала зажигания, т.е. того
сигнала, который от ЭБУ подается на спусковое уст­
ройство накопителя .
В ЭСЗ основной сигнал зажиrания формируется с
применением время-импульсного способа преобразо­
вания информаuии от входных датчиков . Это когда
контролируемый проuесс задается временем его про­
текания. с ПОС/\едУЮЩИМ преобразованием времени в
ДllИJ'еЛЬНОСТЬ электрического импульса. Таким обра­
зом. в ЭСЗ контроллер содержит электронный хроно­
метр и управляется анаюговыми сигналами. Компо­
нентный состав современной ЭСЗ показан на рис. 9 .4 .
В МСЗ, С"fРУКТУРНая схема которой показана на
рис. 9.5, для формирования сигнала зажигания приме­
няется число-импуl\Ьаiое преобразование, при котором
параметр процесса задается не временем протекания,
а непосреи:твенно числом Э11еКтрических импульсов.
Функuии эt.ектронноrо вычислителя эдесь выполня­
ет число-импуl\Ьаiый микроnроuессор, который работа-
ет от Электричес1<ИХ импульсов, стабилизированных по
амплитуде и длительности (от uифровых сиrнаюв). По­
этому меж.ь,у~ и входными датчиками
в ЭБУ МСЗ устанавливаются ЧИСМН1М/lулы:tiЬlе прео&­
раэователи аналоговых сиrналов в цифровые ~ИПы).
В отличие от электронной. микропроцессорная си­
стема зажигания работает по заранее заданной для
данноrо двигателя анутреннего сгорания программе
управления . Поэтому в вычислителе микропроцессор­
ной системы зажигания имеется электронная память
(постоянная и оперативная).
• Проrрамма управления для конкретной конструк­
ции двигателя определяется экспериментмьно. в про­
uессе его разработки. На испытательном стенде ими­
тируются все возможные режимы двиrателя при всех
®
ВЫХо.ц..... элеt<тржвасие схемы сист- 3аЖ11Га>И1
~1~w - ~1
Катуwка .., ... ..., _
'
:§)
~ыебn<жмс:мст-.~-....
К"""'УП'тор
()
~
1
•
Конrроплер
~+-•
р
....
.. ...
),.
Dт
ID л.е
'!'
'!'
'!'
'!'
'!'
'!'
'!'
'!'
111
11
1
1
~111
1
1
1
.§: 9~·:®=:Jf ~2F
ДаТ'ИС детон8Ч""
Р--.
со,
м...""1"*""".
2
BK-i!nyC«. •ОЛЛОt<Юj)
Лямбда - 300\А
Датчик Холла
Вх-устроМства lдат-ки}~ заж.....-
Рис. 9.4 .
Компоненты современной ЗСЗ:
а - выходные 31'.ектрические схемы; 6 - э11ектронные 6110 -
ки; в - входные устройства (датчики); Р. м·. м· - сигна11ы
от датчиков дроссе11Ьной засюнки; Л, D. Т
-
сигналы от
датчиков кис11орода, детонаuии и температуры двигате11я
(соответственно); w, Р в - сигналы от датчика Хома .
81.

rA8889
возможных условиях его работы. Дf\Я каждой экспери­
ментальной точки подбирается и регистрируется оmм­
мальный угол опережения зажигания. Получается на­
бор многочисленных значений yr/18 Аf1Я момента зажи­
гания, кa>tW>e из которых отвечает crporo оnреде11ен­
ной совокуnносrи сигнаюв от BXOAt*"X датчиков. Гра­
фическое изображение такого множества представля­
еr собой трехмерную характеристику зажигания, коrо­
рая в виде матрицы показана на рис. 9.6. Координаты
трехмерной характеристики •зашиваютсяw в постоян­
ную память микропроцессора и в даllЬНейшем служат
опорной информацией Аf1Я определения yr/18 опереже­
ния зажигания в реальных условиях эксnлуатаJИи дви­
гателя на автомобиле. Изменение опорного (взятого
из памяти) yr/18 0 опережения зажигания осуществля­
ется автоматически. УвеJ1ИЧение yr/18 0 происходит при
повышении оборотов, при уменьшении нагрузки и при
понижении температуры две. Уменьшение yr/18 0 име­
ет место при увеличении нагрузки, при падении оборо­
тов и при повышении температуры две.
Если В МСЗ ПОМИМО ОСНОВНЫХ датчиков ИСПОl\Ь3уlОТ­
СЯ доnоllt*1ТеАЬНЫе (например, да'NИК деТОНЗl.ll'И в ци­
ЛИl-lдРаХ ДВС), то в микропроцессоре осуществляется
коррекция опорного значения yr/18 опережения эажига-
1=1
ния по сигналам этих даТЧИ<ОВ.. При ЭТОМ корректмров­
ка ПроИ380ДИТСЯ по ка/1W1МУ ЦИ11ИНАР)' в ОТде&НОСТИ.
•
Электронные блоки уnра8/1еНМЯ А/1Я ЗСЗ м МСЗ,
помимо функциональных и схемоrехническмх, имеют
и принципиальные конструктивные Р11311М'*!Я.
В ЭСЗ блок управдения явмется самосrоятель­
ным конструктивным узлом и называется конrроме­
ром (рис. 9.7). На входы контромера 11ОД111ОТСЯ сиг­
налы от входных датчиков системы зажигания, а no
выходУ - контромер работает на эмктронныА ком­
мутатор выходного каскада (см. рис. 9.4). Все эмк­
тронные схемы контромера ниэюуровневые (потен­
циальные), чrо позволяет ВКЛ1ОЧ8ТЬ мх в состае дру­
гих бортовых электроНных блоков ynpa&l\e...Я (напри­
мер, в ЭБУ системы впрыска топлива).
В МСЗ все функции управления ИtПеrрированы в
цектральный борювой компьютер автомобиля и пер­
сональный блок упрааления Аf1Я ак:темы зажиrания
может отсуrствовать. Функции входных датчиков
МСЗ выполняют универсальные датчики комnлексной
системы автоматическоrо управмния двигателем.
Основной сигнал зажигвния подается на Э11ектронныА
коммутатор выходного каскада МСЗ неnосредствеt+­
но от центрального бортового компьютера.
14
18
~• ..,, . llf:811
----
Рис. 9.&.
Сtруктурнu схема м1111роnроцессорн0ii смаемw 311J1111rвммя:
1-4 - вхоАные Ааtчики неЗ11ек1р11ческих воздеiiствмii (акцеmоры); 5-8 - nреобразоваtеJ\И неэ11е111рмческмх ве1111чмн а ан•
11оговые э11ектрическме сигн1111ы; 9 - да1ч11к абсо/\Юtноrо даВJ\енмя (МАР); 10 - АЦП; 11 - инtе1'р8АЫ1811 схема ммкроnро­
цессора; 12 - оnератмвная N nамяtь ЗУ; 1З - nосtоянная Р память ЗУ; 14, 15
-
коммуtаtоры;
16, 17 - АВУJ(ВЫВОАНЫе катушки зажигания; 18 - свечи зажигания.
82

8400
5800
!12ОО
-
4еоо
1 4000
i 3'00
12800
1 2800
1
2400
2200
2000
1 1800
с
11!()()
1400
1200
1000
1!ОО
8-rтм-(l»lфpwl
32323538454048484850515656565656
323235384540484848505156565656"
3232353845404848485051"5656
"56
32323538454048484850515656565656
313135384548484848505156"
"
56"
30303538454848485050505050505048
287731354138383838З6З6З638404545
242877• 372424242424242•24244040
23242831352323232323232323234035
22232530352222222222222222224030
21222328332121212121212121213221
18202128312020202020202020202018
18181923771717171717171717171818
18181720231414141414141414141818
14141517201412101010101010141415
12121314181310101010121515151515
12121212121212121212151515151515
о51015202530354045so5580657075
р--(""81
Рис. 9.6.
атрнчиа11 дмаrрамма трехмерной характеристики зажмrа
н1111: no сиrн1111ам n и р оnреде1111&Тс11 соответствующее
эначение 1е11ичмны ri-111 8 оnережен1111 эажиrан1111
(Например, ЧИС/10 33° НЗ дмаrрамме)
• Несмотря на значительные различия электронных
и микроnроцессорных систем зажигания, rю устройст­
вам управления выходные касКЗАЫ этих систем имеют
иденти....юе схемоrехническое и конструктивное исnо11-
нение, при котором каждая свеча зажигания на много­
ЦИЛИl-\дРОВОМ две пО11учает знерrию для иа<рообразо­
вания по отдельному каналу. Такое распределение на­
зывается статическим или многоканальным.
Что это дает автомобИ11Ьной системе зажигания?
Надо вспомнить, что кроме обычных недостатков
механического переключателя (низкая надежность и
малая наработка на отказ вращающихся и трущихся
частей) классический распределитель зажигания
имеет и тот. что в нем реализуется коммутация высо­
ковольтной энергии через электрическую искру. Это,
помимо дополнительных потерь энерrии , приводит к
неравномерному выгоранию контактов в иэоляцион-
Рис. 9.7.
Внеwниii вмд контромера э11ектронноii
системы uжиrан1111
ной крышке распределителя и, как следствие, к явле­
нию разброса искр по цилиндрам и к низкой функцк.
ональной надежности системы зажигания. Разброс
искр между выводами даже исправного механичес­
кого распределителя может достигать 2 •••3 угловых
градусов по повороту коленвала две.
Ясно, что в электронных и особенно в микропро­
цессорных системах зажигания, высоконадежных и
высокоточных в функциональном опюшении, форм111-
рование момента зажигания в которых реализуется с
точностью 0,3 ...0,5° для каждого цилиндра в отдель­
ности, применение высоковольпюго механического
распределителя совершенно недопустимо . Здесь ПРl/l­
емлемы электронные способы переключения каналов
на ниэкопотенциальном уровне непосредственно в
электронном блоке уnраВ11ения с дальнейшим стаТlll­
ческим разделением каналов по высокому напряже­
нию на многовыводных или индив11ДУальных катушках
зажигания. Это неизбежно приводит к многоканаль­
ности выходного каскада системы зажигания.
Реализация многоканального распределения
энергии может быть осущестВ11ена в системах зажи­
гания несколькими способами. Наиболее простой из
них - применение двухвыводного высоковольтного
выходного трансформатора или двухвыводной ка­
тушки зажигания в выходном каскаде. Такой способ
разделения каналов приемлем для реализации в сис­
теме зажигания с любым типом накопителя.
Откуда пришла такая идея? Известно, что в систе­
ме зажигания . на выходе которой установлен аысоко­
вольтный распределитель. во время разрЯДа накоп111-
теля имеют место две искры : одна основная (рабочая)
в свече зажигания и другая вспомогательная - меж­
ду беrунком распределителя и контактом одного из
его свечных выводов. Вторичная обмотка выходного
трансформатора (катушки зажигания) высокоВО11Ьт-
Рис. 9.8 .
СоеАИИени11 свечей эажиrан1111 с двухвыводноii катушкой
83

rмва9
ным выводом соединена с центра11Ьным бегунком рас­
пределителя, а другой вывод обмоП<И является нуле­
вым, так как во время разряда накопителя соединяет­
ся с "массой" автомобиля (см. рис. 9.3). ЭНерrия всrю­
моrательной искры в распределителе тратится бесnо­
леэно, и эrу искру стремятся всячески подавиn.. Отсю­
м ясно, чю вспомогательную искру из-под крышки
распределителя можно перенести во вюрую свечу за­
жигания, соединив ее с первой через •массу" ГО/\ОIЗКи
бюка цилиндров последовательно. Для этого достаюч­
но ИСКllЮЧИТЬ распределитель из выходного каскада,
отсоедмнить от ·массы" автомобиля заземляемый вы­
вод каl)'Шки зажигания и подключить к нему вюрую
ЭАектроискровую свечу (рис. 9 .8).
При одноеременном искрообраэоаании в двух све­
чах зажиrания одна искра ЯВJ\Яется высокоео11Ьтной
(12...20 кВ) и воспламеняет томиаовоздУШНУЮ смесь
в конце такта сжатия (рабочая искра). При эюм другая
искра НИЗКОВОJ\Ьтная (5•••7 кВ), хоюстая. Явление пе­
рераспределения высокоrо напряжения от общей вто­
ричной обмоП<И между искровыми промежутками в
двух свечах зажигания есть следствие глубоких разли­
чий усювий , при которых происходит искрооборазова­
ние. В конце такта сжатия незадолго до пояВ11ения ра­
бочей искры темnераrура ТОПl\ИВОВОЗдУШНОГО зарЯДа
еще недосrаючно высокая (200••• ЗОО°С), а давление,
наоборот - значительное (10.. •12 атм). В таких YCN>
виях пробивное напряжение между ЭJ\ектродами све­
чи - максимаl\ЬНО, В конце такта выпуска, когда име­
ет место искрообразование в среде отработавших га­
зов, пробивное напряжение минимально, так как тем­
nераrура ВЫХJ\ОПНЬ1Х газов высокая (800••• 1000"С), а
давление низкое (2 •••3 атм). Таким образом, 1'1>И стап+
ческом распределении высокого напряжения с помо-
Р11с. 9.9 .
С11стема эаж11rан11я Д/\R 4-х тактноrо
двух11111111ндровоrо АВС:
1- АКБ; 2 - 1\NОЧ зажигания: 3 - двухвыводная катушка;
4 - механический nрерывате11Ь; 5 - свечи; R - доnо11ни­
те11Ьныi1 резистор; S - з11ектромеханические контакты nре­
рывате11я; С - конденсатор.
84
r- ---~---~~----- ·i
1*
*1
L---------------------------1
1 ц.r..,др 21.jиlи\Щ> 3 Цмлиt\ор 4ЦиlИ\дР
1 такт
--
Xonocrat1 слКЗt
2Tlll<Т
Xonocratl
--
слК32
Эпоrт Хооост8'1
~ спКЭt
4Т11КТ
-...
Xono<t8A
слКЗ.
1'8боч8я иаq>а 12. ..20 .В. Холосrао ИС1ф8 5.. •7 .В .
Рис. 9.10.
Аиаrрамма 11ос11едовате11ьности искрообразования
щыо двухВЫВОдной каl)'ШКИ зажигания (на двух nосле­
довательно соединежых свечах -одновремежо) поч­
ти вся энерrия ВЫСОКОВОJ\ЬТНОГО ЭllеКТроискрового раз­
рЯДа приходится на рабочую искру.
•
Впервые двухвыводная каl)'Шка 6ЫJ1а примене­
на в контактной батарейной системе зажигания д/1Я
двухUИl\ИндроеоrО 4-х тактного двиrателя. Примером
может служить система зажигания д/1Я двигателя
ПОl\ЬСКОГО авюмобиля ФИАТ-126Р (рис. 9 .9). Анало­
гичная по принципу действия система зажигания ус­
тановлена на отечественном автомобиле ОКА (с
электронным уnраВJ1ением) .
Если в две четыре uилиндра , потребуются две
двухвыводные каl)'Шки зажигания и два раздельных
энергетических канала коммутаuии в выходном кас­
каде (см. рис. 9 .5). На рис. 9.10 приведена диаграм­
ма последовательности искрообразования в uилинд­
рах 4-х цилиндрового четырехтактного двигателя, ос­
нащенного системой зажигания с двумя двухвывод­
ными каl)'Шками зажигания. дАя шестицилиндрового
двигателя потребуются три двухаыводные каl)'Шки
зажигания и три энергетических канала.
• В настоящее время разработан ряд автомо­
бильных систем зажигания, в которых две двухвы­
водные каl)'Шки зажигания собираются на общем
Ш-образном магнитопроводе и тем самым образует­
ся одна 4-выводная каrушка зажигания (например,
мя авюмобиля ВАЗ-2110) . такая каl)'Шка имеет две
первичные и две вюричные обмотки и уnраВl\Яется
от двухканального коммутатора. Четырехвыводная
каl)'Шка зажигания может иметь и оr.ну вюричную
двухвыводную обмотку при двух первичных. Вторич­
ная обмотка такой каl)'ШКИ дооборудована четырьмя
ВЫСОКОВОl\ЬТНЫМИ диодами - ПО два на каждый вы­
соковольтный вывод (см. далее главу 11).
•
Недостатком 11Юбой системы зажигания с двух·
выводными каl)'Шками ЯВl\ЯеТСЯ то, что в одной азе­
че искра развивается от центрального электрода к

Современные автомобмАьмые системы эажмrания
массовому (боковому), а во второй свече - в обрат­
ном наnрав11ении (см. рис. 9.8). так как uентральный
электрод заострен и всеrда значительно горячее бо­
кового, то истечение носителей заряда с его острия
при искрообразовании требует затраты меньшего
КО11Ичества энергии, чем при истечении с бокового
электрода (на uентральном Э11ектроде начинает про­
являться термоэлектронная эмиссия). Это приводит к
тому. что пробивное напряжение на свече, работаю­
щей в прямом направлении. становится несколько
ниже (на 1,5...2 кВ), чем на свече с обратным вК/\ю­
чением ПО/\Ярности. Для современных электронных и
микропроuессорных систем зажигания с бо/\ЬШИМ
коэффиuиентом запаса по вторичному наnряжению
и с уnрав11Яемым временем накОП/\ения энергии зто
не имеет принuиnиального значения.
9.4 . Выходные каскадь1 с индивидуаnьным
статическим расnредеnением
В современных электронных и микропроцессор­
ных системах зажигания широко используются вы­
ходные каскады с индиsидуаllЬными катушками за­
жигания для каждой свечи в отдельности . Примером
может С11ужить система зажигания фирмы BOSCH,
интегрированная в электронную систему автоматиче­
ского управления (ЭСАУ) двигателем. которая извест­
на под названием Motroпic.
На рис. 9.11 показана функuиональная схема
'ЭСАУ Motroпic М-3,2, которая устанавлиаается на че­
тырехUИ/\Индровых двигателях автомобИllей AUDl-A4
(выпуск ПОС/\е 1995 года).
В контромере J220 имеется микропроuессор с
блоком памяти, в котором хранится трехмерная ха­
рактеристика зажигания (см. рис. 9.6). По этой ха­
рактеристике. а также по сигналам датчика до G-28
(датчик частоты вращения двигате11Я) и датчика ДН
~9 (датчик нагрузки двигате/\Я) устанаВ11ивается
начальный угол е = f(п) опережения зажигания. Да-
1\ее по сигналам датчиков АХ G-40, АТ G-62 и Ад G-66
в uифровом микропроuессоре производится вычис-
1\еНие текущего (необходимого для данного режима
работы ДВС) значения угла опережения зажигания.
который с помощью электронной схемы переКllюче­
ния каналов подается в виде основного имnу/\ЬСа s
зажигания в соответствующий канал электронного
КОММУJВТОра К-122. К зrому времени в этом канале
индуктивный накопитель N находится в заряженном
(от бортсети +12 В) состоянии и по сигналу s разря­
жается на соответствующую свечу зажигания. Через
180° поворота коленвала описанные проuессы f:tудут
иметь место в Сllедующем (по порядку работы двига­
те/\Я) КВНВ/\е КОММ)'Татора.
Основные преимущества системы зажигания, ин­
тегрированной в ЭСАУ Motronic. состоят в Сllедующем:
-
ИНдИВИдУальное статическое распределение
высокого наnряжения по свечам зажигания;
-
катушки зажигания с ЗаземllеНной вторичной
обмоткой;
-
все входные датчики (датчик Хома, датчик ча­
стоты вращения две. датчик темnераl)'РЫ две, дат­
чики дроссельной заслонки, датчик детонаuии) - зrо
фОрмирователи электрических сиrнаюв из незлект­
рических воздействий бесконтактного принuиnа дей­
ствия. Аналоговые сигналы от этих датчиков преоб­
разуются в контромере в uифровые сигналы;
-
сеt.ективная коррекuия угла опережения зажи­
гания по детонаuии (в каждом uw.индре в отдельности);
-
0ТК11ючение UИllИндров две при перебоях в ис­
крообразовании (защита дорогостоящих комnонен-
КОНТРОПЛЕР J220
Molronlct.13 .2
Рис. 9.11 .
Функционаr.ыtая схема ЭСАУ Motronlc М-3.2:
АН - даNик нагрузки две (дроссеl\ЬНЫЙ rютенциометр): АХ­
датчик yrr.a опережения эажиrания (датчик Хома); АО - дат­
чик частоты вращения (маrнитоЭJ1ектрический датчик на кo­
r.eнllal\y); АТ - датчик температуры двигатеl\Я (термистор);
Ад - датчик детонаuии (пьезоэr.ектри'Н!ский); S - сиrнi!/\ за­
жигания . поочередно подаваемый на входы коммутато­
ра; А, В - контакты соединитеr.ьноrо разьема; VТ - СИl\овые
транзисторы коммутатора; N - индуктивные накопите11И;
ТЗ - трансформаторы зажигания; СВ
-
свечи зажиrания .
85

rАаВа 9
тов - кислородного д81'4ика и каталитического
газонейтрвлизатора экО11оrической сис-rемы автомо­
биля от повреждений);
-
наличие в контромере ф)'НКUИЙ самодиаrнос­
тики и резервирования.
9.5. ВыхоА,НОА каскад с управnяемым
транссрорматором зажиrания
Известны rюпытки применить в многоканальном
выходном каскаде автомобильной системы зажигания
высоковольтный трансформатор с насыщающимися
сердечниками.
Если магнитопровод трансформатора ввести в ре­
жим насыщения, то его коэффициент трансформа­
uии резко падает и энерrия из первичной обмотки во
вторичную не трансформируется.
Электрическая схема выходного каскада с транс­
форматором насыщения п0t<азана на рис. 9.12. Вы­
ходной трансформатор имеет два магнитопрово­
да - М1 и М2, охваченных общей первичной обмот­
кой W1 • Каждый магнитопровод оснаЩеti отдельной
обмоткой уnраВllенИЯ (W8 ' и W8 "' ) и отдельной двухвы­
водной вторичной обмоткой (W2 ' и W2 "') .
Когда по уnрав11Яющей обмотке Wв' протекает
ток, достаточный А11Я насыщения сердечника М 1, а
обмотка Wв" обесточена, то высокое напряжение бу­
дет наводиться ТО/\ЬКО во вюричной обмотке W2" . Ес­
ли обесточить уnра811Яющую обмотку Wв' и пропус­
тить ток насыЩеtiИЯ по обмотке W8 '" , то насытится
сердечник М 2 и высокое напряжение будет транс­
формировано то11Ько в обмотку W2 '.
Система зажигания с трансформатором насы­
щения обладает высокой надежностью , малыми га­
баритами и весом, но ее промышленный выпуск
пока не реализован из-за значите11Ьных техничес­
ких трудностей изготовления (AllЯ транеформатора
насыщения требуются тороидальные сердечники
из высококачественного пермалоя . Намотка мно­
говитковых обмоток на такие сердечники крайне
затруднена) .
We +128
W8"
w;
м.
тv
s
Рис. 9.12.
Вwходной касКВА СЗ с трансформатором насыщения
86
9.6. Высоковопыные провода
В смстемах зажиганию: с 8ЫСОКОВО/\ЬТНЫМ механич&­
ским распределителем д11ИНа ~тных проводов
всегда значите/\ЬНа (20•..60 см). И так как rю проводаМ
в момент ЗАеКТрОИСКрОвого разряда в свечах 11ЮfекаеУ
вькхжочастотный ток высокого напряжения, то д.\И++­
ные nроводв излучают радl'IОПОМеХИ. Источниками ра­
диопомех ЯВ/\ЯЮТСЯ также с:ве-.1 зажигания и распреде­
литель. Есть три способа rюдав.\еНИЯ радиопомех от
и:;з: экранизация выеоководЬniЫХ проводов, с:sечей,
ка1}'ШКИ зажигания и ВЫСОКОВОдЬ1Ж)ГО расnредеl\КТеЛЯ;
введение в ~ ТОКОВQА ВЫСОКОВОАЬПЮГО про­
вода распределенной~ и расnредележого
COПpoмlllet*IЯ; установка помехоnодавитеАЬНОГО резио­
Тора непосредственно в ИЗОJ1ЯТОР свечи зажигания.
ЭКранизаuия требует уве11ИЧеНМЯ запаса по вто­
ричному напряжению и де11вет выходной каащд АСЗ
rроМОЗдКИМ. ВЫсоковольтный Провод с расnредеАеН­
ными параметрами имеет недостатО'liО высокую
конструктивную надежность, САОЖН)'IО Texttof\Of'ИIO
ИЗГОТОВJ\еНИЯ И высокую СТОИМОСТЬ.
В современных системах зажиганмя применяют све­
чи с помехоподавите/\ЬНЬl\ll резистором 4 . •.10 кОм, а
~ ВЫСОКОВО/\ЬТНЫХ проводов стремятся свести к ми­
нимуму. r1ос11еднее становится воэможным благодаря
применению~ кa'l)UleК эажмгания, уста.
новдеННЫХ неnосредствежо на сsечах (см.. рис. 9 .11).
Высоковольтные провода подраэделяlОТ на низко­
омные (до 0,5 Ом/м - в устаревwих конструкциях
проводов) и высокоомные (1.•• 10 кОм/м) . nровода
марКируются двумя сnособвми: цветом и текстовой
надписью вдоАЬ провода.
ОТечествеlh>lе провода светl\СНIОj)ИЧНеВОi ИNt пест­
рой расuветки- низкоомные. nровода красного ИNt ро­
зового цвета nввn-s обладают расnреNoJt8ННЫМ сопрс>­
ТИ81.еН1еМ 2000±200 ОМ/м: синего цвеrа nвnnв.40-
2550±250 ОМ/м. на высокоесw.тных проводах импорт­
ного производства Э1\еКТрИчеСКМе параметры чаще обо­
значаюrся текстом вдоль провода. Содержание текста
можно расш1фровать rю фирмежому катаюу.
Любой из трех указанных способов подавления
радиопомех приводит к некоторому падению аысоко­
ВО/\Ьтного выходною' напряжения системы зажига­
ния, что иногда сказывается nрМ пуске холодного
двиrате11Я в С/\ЯКОТН)'Ю зимнюю noroдY, когда прово­
да покрываются тонким инеем . Чтобы устранить этот
недостаток, в современных микроnроцес:сорн сис­
темах зажигания стали применять rряэевлагозащиту
ВЫСОКОВО/\ЬТНЫХ Проводов и свещtА зажигания (ук­
рытие проводов в изоляционную трубку или rюд
пластмассовую КрЫшку вместе со е&е'lаМИ).
•
В зак/\Ючение С/\едует отметить, что принципы
построения электронных схем д1tЯ ЭАектроискровых
систем зажигания надолго останутся такими же, ~<ак
и в современных микропроцессорных аtетемах .

=Глава десятая
АВТОМОБИЛЬНЫЕ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ
3Аектронскроsая свеча является важнейшим компонентом Аю6ой современной автомобиАыюй
системы зажигания. От совершенства ее конструкции и праВlfАьноrо поАбора в значитеАьной
степени зависит нВА,ежность работы АВИrателя внутреннего сгорания (АВСJ с прину.дитеАьным
воспАаменением топАивовоЗАУШНой рабочей смеси. по принципу работы разАичают свечи с ис­
кровым ВОЗАУUJНЫМ зазором, со СКОАЬЗЯЩей искрой, поАуnроВОАНИКОВЫе, эрозийные и комбини­
рованные. При Аюбом испоАНении свеча зажигания явмrется быстроАействующим искровым за­
паАом топАивовоЗА}'Шной смеси в ЦИJIИНАJJВХ АВС. НаибОАьшее распространение на автомобиль­
ных АВиrателях поА)"IИАИ искровые свечи с ВОЗАУUJНЫМ зазором, что объясняется их высокой
наАежностью, простотой конструкции и техноАоrичностью изrотовАения. Такие свечи
рассматриваются в мнной rАаве.
10.1 . Особенносnt апектроискровоrо разряда
Для образования искры в свече зажиrания с воз­
дУШНЫМ зазором на ее электроды подается высокое
наnрЯжение, источником которого на современных
АеГКОВЫХ автомобИllЯх ЯВ/\Яется индуктивный нако­
питель энергии - катушка зажиrания. Как то11Ько
разность потенuиалов на э11ектродах свечи достиrа­
ет значения пробивного напрЯжения, междУ З11ект­
родами происходит э11ектроискроеой разряд.
Пробивное напряжение зависит от параметров
самой свечи (материал и форма З11ектродов, вели­
чина воздушного зазора между З11ектродами, по­
АЯрность центра11ЬНОГ0 З11ектрода), от параметров,
характеризующих условия воспламенения рабочей
смеси в камере сгорания (давление в момент про­
боя искрового промежутка, температура рабочей
смеси и З11ектродов, состав и скорость движения
смеси в зоне искрового промежутка); пробивное
напряжение зависит также от скорости нараста­
ния напряжения на электродах свечи, т.е. от пара­
метров выходного каскада системы зажигания.
Величина пробивного напряжения воздушного
промежутка в свече зажигания 11ежит в пределах
8 кВ s; Unp s; 12 кВ. Максимальное значение пробив­
ного напряжения характерно д/1Я режИМС?В пуска и
разгона двиrате11Я, минимВ11Ьное - д/1Я работы на
установившихся режимах. Для надежной и беспере­
бойной работы системы зажигания максимальное
напрЯЖение U2,,., ..., развиваемое катушкой
зажиrа­
ния, должно превышать необходимое пробк~ное на­
пряжение Unp на всех режимах работы двигателя с
достаточным запасом: U2max = 1,5 Unp. Энерrия, за­
пасенная в индуктивном накоnиrеле (в катушке за­
жигания), выде11ЯетсЯ между электродами свечи в
вмде электрической искры. Электроискровой раэрЯД
яВl!.яется источником теnла, а также СИllЬНОЙ иониэа­
uии и протекает практически мгновенно. Темnерату­
ра•канала разрЯДа (ионизированного ИСКрОВОГо жгу-
10) радиусом 0,2 . ..0,б мм превышает 10000°К. Эле-
ктроискровой разряд энергии, накопленной в катуш­
ке зажигания. всегда распадается на две фазы: ем­
костную и индуктивную (рис. 10.1).
После того как ток 1:1. в первичной (накоnите/\Ь­
ной) обмотке катушки зажигания прерывается, на­
чинает быстро исчезать магнитное поле, накОП11ен­
ное вокруг первичной обмотки за время протекания
по ней первичного тока. При этом напрЯЖение U2 на
вторичной обмотке, а значит, и на Зllектродах свечи
зажигания, возрастает. Когда напряжение U2 стано­
виrся равным пробивному (Uпр). между З/\ектродами
свечи происходит электроискровой разряд. В начВ/\е
разрЯДа будет иметь место емкостная фаза (участок
а••• б), а затем индуктивная (участок б ••• в).
Емкостная фаза представляет собой разряд энер­
гии, накоnленной к моменту пробоя в электрических
t.c
аб
в
Рис.10.1.
Изменение напряжения между эАектродами свечи зажи-
гания во время эАектроискровоrо разряда:
1 - максима11Ьное значение напряжения на вторичной об­
мотке катушки зажигания - U2 rnax = 1.5 Unp; 2 - пробив­
ное напряжение U"", при котором возникает эАектри'ЧВская
искра (масштаб U:an" и Unp - уменьшен); З - напряжение
Uд э11ектрической дуги т11еющеrо разряда при индуктивной
фазе разряда; а.• • б - емкостная фаза разряда; б . •. в - ин­
дуктивная фаза разряда.
87

rАаВа10
полях системы зажигания. Эm поля образуются в со­
средоточеннай емJ<ОСТИ nервичнай и распределенной
емкости вторичной цепи выходноrо каскада системы
зажигания. Поскольку искровой промежуток с.w,но
ионизирован и его сопротиВ11ение маю, ток емкост­
ной фазы может достигать нескольких десятков и да­
же сотен ампер, однако длительность этой фазы не­
значительна - 1 • • •З мкс.
ИНЩ1<1Мвная фаза разряда слещет сразу вслед
за емкостной и представляет собой тлеющий разряд
в догорающих газах той части энергии магнитного
поля катушки зажигания, которая осталась в ней по­
сле завершения емкостной фазы разряда. Продол­
жительность индуктивной фазы значительно больше
емJ<ОСТНой и достиrает нескольких миллисекунд, но
ток тлеющеrо разряда не превышает десятков мил­
лиампер. Для систем зажигания с ИНдУКТИВНЫМ на­
копителем энергия емJ<ОСТНОЙ фазы находится в
пределах 5 .. • 1 5 мДж, а индуктивной фазы -
50••• 100мДж.
В нормально работающем двигателе рабочая
смесь в камере сгорания воспламеняется во время
емкостной фазы разряда, когда темпера1)'ра в ис­
кровом промежутке свечи зажигания достигает мак­
симальных значений (10000°К и более). Однако ин·
дуктивная фаза играет более значительную роль при
догорании топливовоздушной смеси и особенно на
низких оборотах и на переходных режимах работы
двигателя. В таких условиях индуктивная фаза раз­
ряда (длительность, энергия) оказывает более суще­
ственное влияние, чем емкостная фаза, на выход­
ные характеристики двигателя (мощность, эконо­
мичность, токсичность). Однако емкостная фаза, яв­
ляясь первичным ~поджигателем" топливовоЭдУШ­
ной смеси, определяет устойчивость и эффектив­
ность работы две, а также является основным сред­
ством стаби11Ьности и высокоточного управления мо­
ментом зажигания в цилиндрах две.
елещет отметить, что емкостная фаза сопровож­
дается высокочастотными колебаниями, которые яв­
ляются источником радиопомех.
10.2. Устройство авто!50бюrысоА свечи
3UUU'3НWI
На рис. 10.2 предстаВ11ена наиболее распрост­
раненная конструкция автомобильной свечи зажи­
гания, основными частями которой являются: кор­
пус 7, изолятор З и электроды 10, 11 .
Корпус свечи имеет внешнюю резьбовую часть 9
и шестигранную головку 6 под свечной ключ . Опор­
ная поверхность корпуса может быть плоской или
конусной. В первом случае между головкой блока ци­
линдров и свечой устанавливается уплотнительное
кольцо 8, которое может быть как съемным, так и
88
несъемным. ИсnО11ЬЗОвание свечей зажигания с ко­
нуснай опорнай поверхностью дает возможность по-
2 ____
3
6
7
9
, _____1 _2
soo...100°c
Рмс.10.2 .
Электромскровая свеча зажиrан1111 :
1 - контактный ко1111ачок; 2 - резьба под ко1111ачок ; 3 -
керамический иэо11Ятор центра11Ьного электрода ; 4 - фир­
менная метка ; 5 - ребро иэо11ятора; 6 - гайка оод све
ной 1111юч ; 1 - корnус свечи : 8 - )'111\Отнительное ко11Ьuо;
9 - резьба на корпусе и ее А11Ина; 10 - центр811ьный эле­
ктрод; 11 - боковой (массовый) Э11ектрод; 12 - воэдуw.
ный зазор между uентра11Ьным электродом и керамическим
изо11Ятором; 13 - теп11овой конус (юбочка) керамического
изо11Ятора; 14 - полость для запо11Нения горючей смесью;
15, 16 - теплоотводящие и фиксирующие ко/\Ьца; 17 -
теплоотводящий и токопроводящий сте1111огерметик; 18 -
тело корпуса ; 19 - центрирующее теплоnроводное ко11Ьuо;
20 - ребристая часть центра11Ьного Э11ектрода (фиксатор);
21 - токоnроводящая ИllИ резистивная часть 11онтактной
rоювки; 22 - воздушный зазор; 23 - контактная го11овка;
24 - тело гоювки блока (крышка ци/\Индра); красные ли­
нии - напраВ11ения nотоков, отводящих теnло от конуса
иэо11Ятора; 25 - зона nервонача11Ьного воспламенения.

лучить надежную герметизацию при меньшем уси­
лии затяжки свечи и позволяет отказаться от уnлот­
нительного кольца. Такие свечи широко применяют­
ся на американских автомобилях.
Внутри корпуса располагается изо/\Ятор 3 - важ­
нейший элемент свечи. Материал изо11Ятора свечи
ДОl\Жен обладать высокой механической и электриче­
ской прочностью, высокой коррозийной стойкостью,
большим объемным и поверхностным сопротивлени­
ем, быть термостой~<им, не поглощать воду и иметь
высокую удельную теплопроводность. Во многом от
свойств материала изолятора зависят качество и ха­
рактеристики свечи зажигания. В настоящее время
изоляторы искровых свечей изготовляются в основ­
ном из корундовой керамики с содержанием около
95% оксида алюминия А1203• В состав керамики так­
же входят МИНераllЬНЫе добавки в виде ОКСИДОВ
~<ремния, кальция, магния, кобальта и ниобия. кото­
рые улучшают основные характеристики изолятора и
придают керамике голубой цвет.
Герметичность между изолятором и корпусом
свечи осуществляется кольцевыми уплотнителями
15, 16, 19. Уплотнительные кольца 15 и 16 улучша­
ют отвод тепла от изолятора через корпус к голо­
вке блока цилиндров.
Нижняя часть изолятора 3 является тепловым ко­
нусом 13 (иногда называется юбочкой теплового ко­
нуса). В некоторых типах свечей теГlll()вой конус изо­
лятора высrупает за торец корпуса, что обеа~ечива­
ет хороший доступ топливовоздУШной смеси в искро­
вой промежуток между электродами 10, 11 и лучшее
охлаждение нижней части изолятора во время вса­
wвания холодной смеси. Внутри верхней части изо­
лятора расположена контактная головка 23, а в ниж·
ней части - центральный электрод. Герметизация
центрального электрода и контактной головки в изо­
ляторе осущесП1ЛЯется теплопроводящим стеклогер­
метиком 17.
Искровой разряд между электродами свечи за­
жигания является источником радиопомех. Для по­
давления этих помех между центральным электро­
дом и контактной головкой может быть установлен
помехоподавительный резистор, выполненный в
виде угольного стержня или специального резис­
тивного герметика. Такие свечи устанавливаются
на двигатель с проводами высокого напряжения
без помехоподавительных средств. Кроме того,
встроенный помехоподавительный резистор спо­
собствует уменьшению эрозии электродов.
Материал электродов должен обладать высокой
коррозионной и эрозионной стойкостью, жаропроч­
ностью, хорошо проводить тепло. Удовлетворитель­
ными свойствами обладают сплавы с большим со­
держанием никеля и хрома. Кроме того, никель при
высоких температурах способствует ионизации ис­
крового промежутка, что несколько снижает про-
АвтомобиАьные све1111 эажмrания
бивное напряжение между электродами свечи. Од­
нако при использовании в топливе антидетонацион­
ных добавок (например, тетраэтилсвинца) коррозия
электродов из сплава на основе никеля ускорЯется.
В этом случае лучше себя зарекомендовал сплав на
основе хрома. Для большинства свечей зажигания
отечественного производства в качестве материа­
ла центрального электрода применяются хромотита­
новая сталь 13Х25Т или нихром Х20Н80. Аналогич­
ные сплавы применяются за рубежом.
Для современных форсированных двигателей
применяются свечи. центральный электрод кото­
рых выполнен из меди и покрыт никель-хромовой
оболочкой. Медный сердечник обеспечивает луч­
ший теплоотвод при больших нагрузках двигателя,
а жаропрочная оболочка повышает износоустойчи­
вость электрода.
Для форсированных двигателей спортивных авто­
мобилей свечи зажигания изготовляются с серебря­
ным центральным электродом. Среди метамов сере­
бро обладвет самой высокой теплопроводностью,
это дает возможность изготовить центральный элек­
трод более тонким, что облегчает доступ горючей
смеси к искровому промежутку и тем самым снижа­
ется вероятность пропусков воспламенения. Однако
свечи с серебряным электродом имеют меньший
срок службы.
В современной свече зажигания между ее цен­
тральным электродом и изолятором предусмотрен
продолговатый воздушный канал 12, наличие кото­
рого предотвращает разрушение изолятора из-за
расширения центрального электрода. Расширение
электрода происхо~т не только под действием вы­
соких температур в камере сгорания, но и за счет
химической реакции между никелем, содержа­
щимся в сплаве электродов, с серой, образующей­
ся при сгорании топлива. В результате высокотем­
пературной химической реакции образуется сер­
нистый никель, который увеличивает диаметр цен­
трального электрода. Это может привести к по­
вреждению изолятора, если посадка электрода в
изоляторе была бы плотной (без зазора). Однако
следует заметить, что указанный воздушный канал
ухудшает теплоотвод от самой горячей части цент­
рального электрода и это сказывается на тепловой
характеристике свечи.
Высокими эксплуатационными свойствами обла­
дают свечи зажигания с платиновым электродом,
который спекается непосредственно с керамичес­
ким изолятором. В таких свечах воздушный канал
12 не требуется. Благодаря высокой коррозийной и
эрозионной стойкости платины центральный элект­
род делается очень тонким, что обеспечивает хоро­
ший доступ горючей смеси в искровой промежуток
и гарантирует ее надежное воспламенение. Малые
размеры центрального электрода из платины в соче-
89

fA888 :10
тании с заостренной формой бокового электрода, а
также каталитическое действие платины. сгюсобст­
вуют понижению пробивного напряжения МеждУ
электродами. Для свечей с платиновым центральным
электродом характерны надежное искрообразова­
ние в течение всего срока службы и хорошие пуско­
вые свойства. Однако высокая надежность и долго­
вечность таких свечей сочетаются с повышением их
стоимости (в 4 .. .5 раз по сравнению с обычными
свечами).
Массовый электрод 11 приваривается контакт­
ной микросваркой к ободку корпуса свечи. Как у
отечественных, так и у зарубежных свечей, массо­
вый электрод изготовляется из никель-марганцевого
сплава. Этот сплав надежно сваривается с корпус­
ной сталью свечи.
Эксплутационные характеристики свечи зажига­
ния улучшаются. если массовый электрод имеет
медную вставку по типу центрального электрода .
Свечи. у которых медь используется как в цент­
ральном, так и в массовом электродах , впервые
были выпущены в 1988 г. фирмой "Champion" под
маркой "DouЫe Copper".
Для надежного искрообразоваНl!я в течение всего
срока службы и /;/\Я обеспечения долговечности в све­
чах устанавливают несколько боковых электродов . Су­
щественное влияние на эксплуатаuионные параметры
свечи и теплопроводность электродов, дос'fУ1'1"1ОСТЬ го­
рючей смеси в искровой промежуток, на износостой­
кость электродов, пробивное напряжение оказывает
форма массовых (боковых) электродов (рис. 10.3).
Наибольшее распространение получил одиночный
ТОРLtОВЫй массовый электрод 1"однако есть свечи, в
которых применяются массовые электроды различной
формы: крючкообразный 2, парные сплющенные 3,
углубленные боковые 4, кольLJевой 5, тангенсаль­
ный 6, подковообразный 7. одиночный боковой 8.
От формы электродов зависит вид искрового про­
межутка и. как следствие, траектория искрового
разряда. Форма поперечного сечения электродов
может быть различной (круглой, прямоугольной, тре­
угольной и др. ) . На поверхности массовых электро­
дов могут быть нанесены канавки или они могут
иметь осевые отверстия. что способствует самоочи­
щению электродов.
2
з
4
5
6
7
8
Рмс.10.З.
Раз11ов11Д1tост11 боковых эАектродов свечм зажиrаиия
90
МеждУ электродами искровой свечи зажигания
устанавливается определенный для данного типа
двигателя зазор. Для двигателя современного лег­
кового автомобиля с электронной системой зажи­
гания величина зазора воздУШного промежутка
междУ электродами находится в пределах
0,7 ..• 1,2 мм. Для двигателей прежних конструкuий
с классической системой зажигания
0,5.. .0,8 мм. При неправильно установленной ве­
личине зазора ухудшаются показатели работы ав­
томобильного двигателя, в частности, увеличива­
ется расход топлива и ухудшается экология вы­
хлопных газов. Для современных двигателей, рабо­
тающих на бедных смесях, требуется увеличенный
зазор междУ электродами свечи. Но с увеличени­
ем зазора возрастает пробивное напрЯжение ис­
крового промежутка, поэтому современная систе­
ма зажигания имеет более высокий запас по вто­
ричному напряжению. чем исключается вероят­
ность пропусков искрообразования. Если воздУШ­
ный промежуток междУ электродами слишком мал,
то увеличивается вероятность его •зарастания"
нагаром и становятся возможными пропуски за­
жигания . Это крайне отрицательно сказывается
на экономичности двигателя. Так, при одной нера­
ботающей свече зажигания в шестицилиндровом
двигателе расход топлива увеличивается на 25% .
В тех случаях. когда пропуски зажигания недопу­
стимы (например, на вертолетных две или на двига­
телях спортивных автомобилей), в каждЫй LIИЛИНдр
устанавливают по две свечи зажигания.
10.3. Теnnовая характеристика
Электроискровая свеча зажигания на автомо­
бильном двигателе работает в крайне тяжелых усло­
виях. так как подвергается комплексному цикличес­
кому воздействию механических. термических и эле­
кrрических нагрузок . изменяющихся в широких пре­
делах. Кроме того, детали свечи зажигания подвер­
гаются химическим воздействиям со сюроны тоnли­
вовоздУШной смеси, а также со стороны продУКтов
сгорания топлива и моюрного масла.
Во время работы двигателя в тепловом отноше­
нии свеча подвергается воздействию колебаний
температуры газовой среды в камере сгорания от
60 до 3000°С. В результате тепловой конус изолято­
ра и электроды нагреваются до некоторой средней
температуры. При неполном сгорании тоnливово'а­
дУШной смеси, а также из-за попадания моторнОl'о
масла в камеру сгорания на поверхности тепловоfо
конуса изоляюра образуется токопроводящий на­
гар, шунтирующий искровой промежуток свечи. Из­
за шунтирующего действия нагара, сопротивление
коюрого при работе двигателя может изменятьсп<>т

0,5 до 1,0 МОм (в хоюдном состоянии чиствя свечв
зажигания имеет сопротиВ11ение изолятора
500...10000 МОм), во вторичной цепи системы за­
жwания поямяется ток утечки. Ток утечки еще до
пробоя исмровоrо nромежуn<а в свече вызывает па­
/111!НИ8 напряжения во вторичной uвпи. В резуJ1Ьтате
напряжение, подводимое к э11вктродам свечи,
уменьшается и может окаэвться равным И11И даже
меньwе пробивного напряжения искрового проме­
жутка. Зто приводит к пропускам искрообразования
И11И искра междУ 81\еКТродвми вообще не возниквет.
Утечка тока может иметь место и по наружной по­
верхносп~ И3ОllЯТора, ес1\И она загрязнена И11И nо­
~<рЫТа В118Гой. Вредное ВllИЯНие нагара, В/\8ГИ и за­
грязнений может быть уменьшено внутри свечи пу­
тем уве11Ичения пути А11Я протекания токв утечки, что
досn4Гается уД/\ИНеНИ8м теnювого конуса, а снару­
жи - ребренмем поверхности иЭО11ЯТОрв и ее укры­
tмем под rряэез81ЦИП4Ый КО/\Пачок. При нагреве теn­
/\ОЕIОГО конуса изолятора до температуры
400••• SOO°C нагар на его поверхности отслаивает­
а1. Эта тeмnepinypa наэываетей темnера'fУРОй само­
очищения свечи. Для быстрого нагрева теП11овоrо
конуса до темnер81У\)Ы самоочищения он должен
быть достаточно длинным. С другой стороны, при ра­
боте двмrат81\Я под по/\НОЙ нагрузкой температура
ТеnАОВОГО l<ОН)'Са и 81\еКТродов не дО/\ЖНа превы­
шать 850••• 900°С. Иначе может возникнуть само­
произво/\ЬНОе восn11аменение тоПllИВОВОЗдУШной
смеем (К811М11ЬНО8 зажигание) от сИ/\ЬНО рвзоrретых
частеА свечи зажиrания (причиной К811Ийноrо эажи­
rания часто ЯВАЯеТСЯ наrар не ТО/\ЬКО на свечах, но
и на друrих час'l'ЯХ камеры сгорания). КЕЗ11И11Ьное за­
жиrание ВОЗНИ1<88Т во время сжатия еще до момвн­
та ПОА8А8НИf1 искры в свече и хврактеризуется рез­
ким ростом температуры и дВВ/\ения гвэов в камере
сгорания. Процесс сrорания тоn/\ИВОВОЭдУWНой сме­
си становится неуправляемым, мощность двигате11Я
падает, а его перегрев может привести к серьезным
nоюмкам поршней, клапанов, кО11еНчатоrо ва11а,
раэруwению ИЭОАЯТора свечвй и выгоранию Э11ект­
родов. Таким образом, чтобы свечв нв покры88118СЬ
наrаром и не ВЫЭЫВ81\8 К811И/\Ьноrо зажигания, тем­
персnура ее теw.овоrо конуса должна быть в преде-
118Х 400••. 900°С. Teмnepal)'P1 400•.. 900°С теплово­
го конуса ИЗОllЯТора называют теП/\ОВЫМ преде/\ОМ
работосnособности свечи, коrорый д11Я всех свечей
nраt(ТМЧ8СКИ одинаков. Однако двигате/\И сущест­
венно ра311Ичаются no мощности, по Пlny ИСПОJIЬЗУе­
моrо бензина, по степени сжатия, в, с11едовате11ьно,
и по Т8П1\ОВОЙ напряженности. Чвм боllьше форси
рован двиrат811Ь, тем боllьшев ко11Ичество mП/18 вы­
де/\ЯеТСЯ в камере сгорания, тем 11учше дОllЖНО от­
водиться Т8П1\О от свечи, чтобы она не neperpeвa-
1\SCЬ. Основная часn. ТеП/18 (80%) отводится чврез
центр81\ЬНЫЙ ЭJ\еКТРОд по тепювому конусу ИЭО/\ЯТо-
Автомобимные С881fИ эажиrания
ра. Далее одна часть данного теП11ового потока про­
ходит по теП11ООтводящей шайбе и резьбовой части
корпуса, а другая - через опорную поверхность
корпуса и прокладку. Таким образом, чтобы выдер­
жать теП11овой преде11 рабоrосnособности свечи,
размеры ее конструктивных Э11ементов и их формы
(Г/\8вным образом. теП11овоrо конуса изолятора)
должны быть СОГ/\8СОВ8НЫ с теП11ОВОй напряженно­
стью двигвтеля. Отсюдв с11едует, что д11Я раз11ИЧных
двигате11ей требуются свечи зажигания с разl\ИЧНОЙ
ТеП/\ОВОЙ характеристикой.
Для оnреде11ения ~теП11овая характерИстика све­
чи зажигания" однозначного термино11огического
соr/\8шения пока нв существует. Чаще всего темо­
вая характеристика свечи зажигания выражается
Ка/\ИJ\ЬНЫМ ЧИС/\ОМ. К811ИJ\ЬНое ЧИС/10 свечи зажига­
ния предстаВ11Яет собой некоторое условное ЧИС/\О,
которое хврактериЗУет способность свечи рабо­
тать в ус11овиях сnеци81\Ьного ЭТ81\онного двигатеllЯ
без к811И/\ЬНого зажигания.
Соr/\8СНО российскому ГОСТу 2043-74, под K8/\Иlllr
ным ЧИСl\ОМ понимается )'СllОВное чисю из ряда 8,
11, 14, 17, 22, 23, 26, коrорое проnорцион81\ЬНО
среднему индикаторному дВВ11ению, при котором во
время испытания свечи зажигания на тарировочном
оДНОЦИ11ИНДровом двигате11е в ЦИ/\Индре двигате11Я на­
чинавт появляться К811И/\ЬНОе зажигание.
Ряд зарубежных фирм под К811ИJ\ЬНЫМ ЧИС/\ОМ ПрИ­
нимает ве11Ичину, пропорциональную вреМени, no ис­
течении которого свеча, установ11енная на сnеци811Ь­
ный исnытате11Ьный двигате11Ь, работвющий при оnре­
де11енном режиме, начинает даввть К81\И11ЬНое зажи­
гвние. В некоторых с11учаях д11Я оценки свечей раЭ11Ич­
ных типов используется nоказате/\Ь - относиffi/\ЬНОе
К811И11ЬНОе ЧИС/\О свечи зажигания. Эrот nоквзате11ь
ЯВ/\ЯеТСЯ произведением дl\ИНЫ ТеП/\ОВОГО конуса изо­
лятора свечи (в мм) на ее К811И/\ЬНОе чИС/\О.
Реже в качестве теП/\ОВОЙ характеристики ИСПО/\Ь­
эуется теП/\ОВОе ЧИС/\О, которое предст881\ЯеТ собой от­
ношение 11ИТJЮВОЙ мощности (в 11.с.) двиг8ТВ/\Я к ПllО­
щади поверхности нижнвй части изО/\ЯТОра (см2), вос­
принимающей тепло. Такая характеристика яВ11Яется
мерой теП/\ОВОй напряженности свечи зажигания.
В общем случае, теП11Овая характеристика ко~+
кретной свечи зажигания зависит от теП11опровод­
ности ве цеmра11Ьноrо электрода и центраJ1Ьного
изолятора; от Пllощади и кривизны поверхности теn-
1\ОВОГо конуса изО11Ятора; от формы запа11Ьной по11о­
сти, доступной А11Я рабочвй смеси и других факто­
ров. Изменяют mП11овую характеристику свечей, в
основном, изменением дl\ИНЫ теП11ового конусв изо-
11Ятора и Пllощадыо вго соприкосновения с корпу­
сом свечи (рис. 10.4).
Свеча, преднвзначенная Д11Я низкооборотисто­
го двигате/\Я с умеренным твп11овым рвжимом,
имеет д/\ИННЫЙ ТВПllОВОЙ конус (рис. 10.4, а). Изо-
91

rмва 2.0
лятор такой свечи получает во время работы дви­
гателя большое количество тепла и нагревается до
температуры 600•.. 700°С. Такая свеча называет­
ся и горячей". Свеча д/IЯ быстроходного двигателя
с высокой степенью сжатия и напряженным тепло­
вым режимом имеет короткий тепловой конус
(рис. 10.4, в), утопленный в корпусе и близко к не­
му прилегающий. Благодаря этому доступ горючей
смеси к запальной полости несколько затруднен,
но путь отвода тепла при этом значительно укоро­
чен. Как следствие, изолятор получает меньшее
количество тепла и лучше охлаждается (средняя
Таблица 10.1
• Ряды калильнЬ'~хЧисёд-свечей зажигания
l'oca4tl
11
14
17 20
"&ru", "Вosr:l1".
r"""""""
"Cllan1'on". -
25
---+-
1з 12 11 10._з
2109овrлОб
24 23.••••••• ::.:.·····
.:.::.··з 2 ~
·~ Delco", США
76543210
температура нагревания изолятора не превышает <yquem·. ~
:юЗ242525862728296
500•.. 600°С). Такую свечу называют "холодной", и
"IOC".sm....
6
.12
1314
она работает без калильного зажигания при на- '--~~~~~~~-'-~~~~~~~~~~~~
а)
б)
в)
r)
Рмс.10.4.
РаэАмчме свечеii no l<аАМАЬНОМУ ЧМСАу:
а - горячая свеча ; б - свеча с умеренным калильным чис·
лом ; в - холодная свеча ; r - разновидности электродов .
92
пряженном тепловом режиме двигателя. Однако в
колодной свече зажигания короткий тепловой ко­
нус изолятора становится более восприимчивым к
шунтирующему действию нагара.
Современные двигатели легковых автомобилей
характеризуются высокими значениями литровой
мощности, что требует расширения rеплового пре­
дела диапазона работоспособности свечей зажига­
ния. Одним из способов решения этой задачи явля­
ется увеличение теплопроводности центрального
электрода путем использования медного сердечни­
ка, покрытого жаропрочной оболочкой, т.е. состав­
ного электрода из двух различных металлов. Благо­
даря хорошему теплоотводУ от составного электрода
может быть увеличена длина теплового конуса изо­
лятора для холодной свечи зажигания (рис. 10.4 . б).
Это обеспечивает надежное самоочищение свечи
на режимах малых нагрузок и холостого хода и дела­
ет конструкцию свечи зажигания менее чувствитель­
ной к образованию шунтирующего нагара. Хорошая
теплопроводность составного электрода снижает ве­
роятность перегрева деталей свечи и возникнове­
ния калильного зажигания.
В зависимости от принятого способа определе­
ния тепловой характеристики для свечей зажига­
ния установлены ряды калильных чисел
(табл. 10.1). Эти ряды составляются фирмами-изго­
товителями и отличаются друг от друга по инфор­
мационной значимости условных единиц. Калиль·
ное число обязательно указывается в маркировке
любой свечи зажигания.
10.4. Обслуживание
В течение первых 2000..•3000 км пробега про­
бивное напряжение новой свечи зажигания повы­
шается на 15...20% за счет округления кромок
электродов. При дальнейшей работе под действием
горючих газов, высокой температуры и искрового
разряда электроды вырабатываются (выгорают) и

зазор в свече увеличивается в среднем на
0,015 мм на каждые 1000 км пробега автомобиля.
В результате пробивное напряжение искрового
промежутка постепенно возрастает, и рано или по­
здно система зажигания начинает работать с пере­
боями. В связи с этим через каждые 10 тыс. км
nробега рекомендуется проводить регулировку ис­
крового промежутка подгибкой бокового электро­
м. а через 30•••40 тыс. км пробега - заменять
свечи на новые . Использовать свечи с пробегом бо­
лее 50 тыс. км не следует.
Перед вывертыванием свечей необходимо уда­
лиrь вокруг них грязь и обдуть посадочные места
сжатым воЗдуХом, чтобы предупредить засорение
камеры сгорания через свечное отверстие в голо­
вке блока цилиндров.
Вывертывать и завертывать свечу С11едует то11Ько
nри помощи свечного ключа со стандартным ворот­
ком длиной не более 20 см . Использовать вороток
большей длины не рекомендуется, так как при за­
тяжке или отворачивании чрезмерно затянутой све­
чи ее можно сломать . В случае использования свечи
с конусной опорной поверхносТью корпуса можно
повредить не тоЛЬt<о саму свечу, но и посадочное
гнездо в rоловке блока цилиндров .
Для затяжки свечей лучше использовать динамо­
метрический ключ. соблюдая рекомендуемый мо­
мент затяжки (табл. 10.2), который зависит от раз­
мера резьбы, вида опорной поверхности корпуса
свечи и материала головки блока цилиндров.
Если во время установки резьба свечи смазыва­
ется графитовой смазкой, то момент затяжки следу­
ет уменьшить от рекомендуемых в табл. 10.2 значе­
ний на 20.. .25%. Новые фирменные свечи в смазке
резьбы не НУЖдаются.
При отсутствии динамометрического ключа посту­
nают С/\едуЮЩИМ образом. Завертывают свечу с чис­
той резьбой рукой до упора . Далее, используя штат­
l*>IЙ свечной ключ, продолжают ввертывать свечу до
задержки врацения. После этого следует довернуть
свечу. Для новых свечей с плоской опорной поверх-
Таблица 10.2
~Рекомендуемые моменты затяжки (Н•м)
вечей зарубежного производства
Оnорни
Ч)fун
-OVlll!
М10-1
10.. 15
10..15~
М1Т1 ,25
15..25
15...25
м 14"1,25
20.•40
20 _:ю
м 18'1 ,5
:Ю.-45
20...35
М14"125
15..25
10. 20
м1в·1.s
20..:Ю
15 .23
__. __
Автомо&w.ные све11м •жиrания
ностью корпуса и уnлотните11Ьным кольцом доворот
составляет · ОО0• Если свеча с уплотнительным коль­
цом уже нахоДИ11асЬ в эксплуатации - доворот не бо­
лее 30°. Свечу зажигания с конусной опорной по­
верхностью корпуса и без уплотнительного кольца
"доворачивают" всего на 15°.
Более блаrоприятные уС/\ОВИЯ воспламенения тоn­
ливовоздушной смеси достигаются в камере сгора­
ния двигателя, если ввернутая в головку блока ЦИЛИt+
дров свеча располагается таким образом, чтобы бо­
ковые 31\ектроды не препятствовали доступу rорючей
смеси в искровой промежуток при открытии впускно­
го клапана. Такое положение свечи можно обеспе­
чить в пределах допустимого угла затяжки. предва­
рительно сделав метки на корпусе свечи и на поса­
дочном месте головки блока. Метки должны соответ­
ствовать оптимальному расположению свечи в каме­
ре сгорания относите/\Ьно впускного клапана . Наибо­
лее просто это выполнить АЛЯ свечи с одним боко­
вым электродом. Было замечено, что при таком рас­
положении свечи стенки камеры сгорания меньше
покрываются нагаром. двигатель более устойчиво
работает на холостом ходу, меньше потребляет топ­
лива и ero мощность несколько возрастает.
Величина воздушного зазора свечи с нечетным
числом боковых электродов проверяется круглым щу­
пом, который вставляется продольно относительно
бокового электрода и должен проходить МеждУ элек­
тродами с едва ощутимым сопротиВ/\ением. Ясно ,
что плоским щупом точно измерить зазор невозмож­
но, так как в резу11Ьтате электроэрозии на боковых
массовых электродах образуются выемки, которые
вносят погрешность в измерение искрового проме­
жутка. Эта погрешность может состаВ/\ЯТЬ 40••• 60%,
что необходимо иметь в виду при установке зазора в
свече с нечетным числом боковых электродов.
Осноень1111И неисправностя111И искровых свечей
зажигания ЯВ/\ЯЮТСЯ недостаточная герметичность
по корпусу и центральному электроду, износ (выгора­
ние) электродов, разрушение теплового конуса изо­
лятора, образование нагара на внешней поверхнос­
ти теплового конуса, что приводит к шунтироввнию
воздушного зазора междУ электродами.
БО/\Ьшинство неисправностей свечи зажигания
можно определить внешним осмотром. Так, о нару­
шении герметичности свечи говорит появление тем­
ного налета в виде ободочка на наружной поверхно­
сти изолятора вокруг корпуса.
Вывернув свечу из головки блока цилиндров, по
херактеру износа электродов и состоянию теплового
конуса изолятора можно судить о техническом состо­
янии не только свечи, но и двигателя.
У неработающей свечи все внутренние ее части
покрыты В11ажным нагаром, а сама свеча при рабо­
те две не нагревается выше средней температуры
головки блока.
93

rАаВа.10
Ниже представлены типичные примеры внешнего
вида внутренней торцовой части свечи зажигания.
вывернутой из головки блока (рис . 10.5)• .
• Нормелысое сосюянме. Тепловой конус изо­
лятора слегка покрыт нагаром от серо-желтого,
светло-коричневого до серо-белого цвета. Электро­
ды не обгоревшие, торцовый ободок корпуса чис­
тый. Можно утверждать, что приготовление горю­
чей смеси в системе питания и установка момента
воспламенения в системе зажигания безупречны.
отсутствуют пропуски искрообразования и воспла­
менения. Калильное число свечи подобрано пра­
вильно. Двигатель и его системы работают устойчи­
во (поз. ).
P11c.10 .s .
Внеwнмii вид внутренней торцовой части свечи эажмrаню•
nрм раэлмчнwх ее состояниях (расшифровка в тексте)
• Фотоrрафни нз ремамноrо журнала фнр- 'Champion•.
94
• Оrложеюся на юоляторе м электродах. зна­
чительные отложения на электродах. тепловом ко­
нусе изолятора и на ободке корпуса свечи могут
быть в вмде шлака или в виде рыхлого, легко отле­
тающего осадка. Основной причиной является на­
личие непредусмотренных инструкцией по эксплуа­
тации двигатеf\Я присадок в моторном масле или
топливе. По калильному числу свеча подобрана
правильно. Если очистка свечи не дает результата,
ее следует заменить (поз. б ).
• Свеча flOtCPblТ8 черным нarapot11;. Тепловой ко­
нус изолятора, электродь1 и ободок корпуса покрыты
бархатистым матово-черным нагаром. Причинами
могут бьггь неисправности в системе питания двига­
теля (карбюраторе или системе впрыска топлива),
слишком богатая смесь, засорение возщшного
фильтра; неисправность пускового устройства кар­
бюратора или слишком дllИТельный процесс пуска
двигателя, преобладание перевозок на короткие рас­
СТОS!ния, слишком ·холодная" свеча. Вследствие об­
разования такого нагара возможны пропуски искро­
образования и затруднение пуска холодного двигате­
ля. Увеличивается расход топлива. Если свеча подоб­
рана правильно, то после ее очистки и регулировки
зазора, а также после устранения неисправностей в
системах двигателя она может быть вновь установле­
на на место (поз. &).
• Замасленная свеча. Тепловой конус изолято­
ра, электроды и корпус свечи покрыты глянцево­
маслянистыми отложениями или плотным маслянис­
тым нагаром. Причины: сломано маслосъемное
кольцо, большой износ цилиндро-nоршневой группы
двигателя. высокий уровень масла в картере, мас­
лосъемные сальники клапанов пришли в негод­
ность, у двухтактного двигателя переизбыток масла
в топливовоэщшной смеси. Свечи, покрытые мас­
лом, вызывают пропуски искрообразования, пуск
двигателя затруднен или вообще невозможен. Пе­
ред очисткой свечу необходимо промыть струей
бензина под напором (поз. r ).
•
Переrрев сеечм. внешний вид сильно пере­
гретой свечи схож со свечой в нормальном состоя­
нии . Отличие состоит в отсутствии нагара на элект­
родах и тепловом конусе. Наиболее достоверно эту
неисправность можно определить по сильному пе­
регреву наружной части изолятора. Белый цвет
изолятора и отсутствие на нем следов нагара сви­
детельствуют о перегреве свечи. вызванного ран­
ним моментом зажигания, бедной смесью, подсо­
сом дополнительного воздуха в LtИЛИндр двигателя,
использованием топлива с низким октановым чис·
лом, отсутствием уплотнительного кольца на свече
с плоской опорной поверхностью корпуса, неис·

nравностыо системы охлаждения двигателя, нали­
чием нагара на днище поршня и в гОАОВКе цилинд­
ра или приме1~е1~ием •горячей• свечи. Свечу с при-
3Н81<аМИ neperpeвa C/!eflYВT заменить. иначе в
А8/\ЬНеЙUJ8М начнет развиввтъся ВЬ1"орание элект·
родов (поз. ~-
•
8wr«JpalOl8 •А8КУРОдОВ. Оплавление элеt<Тро­
АО8 (особенно цвнтральноrо), следы расплава метал­
Аа на Т8ПJ\080М корпусе иЗО11ЯТорв. застывшие ша­
рими метама на ободке корпуса говорят о чрезмер­
ном переrреве с:аечи и 1<8АИЛЬНОМ зажигании. При.
'И1Ы такие же, каt< и в предыдУЩем случав. Во из­
бежание ПОNoМСЖ двигателя Эt<сnлуатацию ввтомо­
биАя смдует f1)8Кр8ППЬ до выяснения необнару­
женных f1Pl4'Иt !UW4ЛЬНОГО зажигания (поз. ).
• Разруwенке теnАОВОrо конуса иэомrrора.
Разрушенме теnюеоrо конуса изолятора в виде
скоюв И11И трещин. Эта неисправность чаще всего
появляется на длительно и нормально работвющих
саечах. что может быть результатом постоянной
Аетонации двигвтеля, перегрева свечи, расшире.
ния центрального мектродв под действием высо­
ких температур или ero коррозии, •зарастание·
воздУWного канала (см . поз. 12, рис. 10.1) междУ
центраАЬНЫМ ЭА8Ктродом и ИЗОJ\Ятором нагарными
отюжениями, механического воздействия при не­
аккураrном обращении со свечой. С/!едует заме­
тить. что ПОЯВА8НИе детонационных СtуКОВ в двига­
тме может бытъ вызвано ранним зажиганием, ка­
АМАЬНЫМ зажиганием при перегреве двигателя или
ИС11ОJ1ЬЭО118НИ топлива с несоответствующим оt<­
тановым ЧМСАОМ. Работа двигателя с детонацией
недопустима, Tat< каt< приводит к ero преждевре­
межому выходу из строя (поз . >19.
АвтомобИАЪНые с118'1и эажиrания
• М8'1'8МИ311111а1 8JlеК1РОДОВ. При постоянном
ИСПОАЬЗОВ8Нии бензина с антидетонационными при­
садками на основе соМй свинца срок службы све­
чей звжигвния резко сокращается (с 50 тыс. до
10" . 15 тыс. км пробега). Обьясняется это тем. что
и цекtральный, и боковой электроды нормально ра­
ботвющей свечи зажигания покрываются неустра­
нимым налетом свинцовых соединений в виде тон­
кой зеленоватой пленки . При появлении перебоев в
системе зажигания такие свечи поддежат замене
(поз. t.
10.5 . Маркировка свечей зажигания
Мар~<ировка любой свечи зажигания несет в себе
првктически полную информацию, необходимую для
прввильного выбора типа свечи к конкретному дви­
гателю. К такой ИНФ<>РмаJИИ относятся данные о
размере резьбы на корпусе, fеП11ОВОЙ характеристи­
ке, особенностях конструкции свечи и т.п.
К сожалению. в мировой практике пока нет еди­
ного nодХода к маркировке свечей зажигания. Каж­
дая фирма по-своему обозначает свою продУКцию .
Квк правило, зарубежные фирмы обозначают свои
свечи зажигания раЗАИчного назначения (автомо­
бильные, мотоциклетные , авиационные и т.п.) по
единой схеме.
В России действует отраслевой стандарт ОСТ
37.003.081-87, который распространяется на
обозначения неразборных, неэкранироважых ИС·
кровых свечей зажигания всех типов двигателей вну­
ТренНеrо сгорания, кроме авиационных (рис. 10.6).
На рис.10.7-10.12 в виде таблиц представлены
расшифровки обозначений наиболее распростра­
ненных марок свечей зарубежного производства.
-
1111411J011J6 *
17
в
10
а..-
-
-
r_,._"
а--
-
,..... _
--
--
-
..,.,...
Q.O
---
._,.....~
1:1.7
-
1[
-
JI
""
т
-
r
-
-
-
'-")
•
--
PllC. 10.6 . М8РКJ1ровu СВВ'IЙ - •1 11 11 1 OTB'IВCТВBHlllOrO nромзводс1118
95

rАаВа 1.0
слещет отметить, что в отечественном стандарте
для обозначеtiия свечи исrюльзуется десять информа-
тивных разрядов. Информация каждого разряда рас­
шифрована в табr.ичном блоке. В маркировке отече-
РабаН81'DfЮУСС
-..--
.....,.......,.,,,..,....""""""'
А
12.7
10
м10•1
в
12.1111 .1
u
......,.......,.,.,..,.,,.,,
ll
м12•1.zs
_. . . .. .,..,._
с
19.tJ
nлm....
14
Mt4•1,.25
D
19.tJ/17,S
18
м1в•1.s
s·
Сер<6ро (99.9 % AsJ
Е
•.>
F
•.>
к..,_..-~
-
111411п
11
-
7
D
u 1111
11
1
1
Тнn IСDнструхшtН
Каm<п>иоечжло
--
°"""""""'""""""""
о у~-
-
R
п-..... ~
.....,,,~-~
----
в &WCOtD8QIU,tнc:llV ЩМ*Jд8 1211 ..... с~
-pnиcropooo
с ToцчтoB-Д11.18WCOIC080.lllo11IOl"OIJp<8Qlll f215NW
.......... ......,.,,..
-Торсчь" QC 'l 8
""""""'..,,..,,. ....
1)
А
т.,.,...,....
D
J
х ~-......,.
~1.lмм
F
[1ocuo<iнoe 1Ш:ТО болwuс пJlior
о C8C'lllCP08CpltJIOC'JНIAI~
т
Jибwo.wo
4
... .. ,..,.. .. _... .. ,,, .
сн Тоц что<l-с)'КJIИЧСНИоll nокрх.tКК1'WО
'·-~... .,, ...,.,, ...
к к..,.........,.........,,....... .....,,..
R Встроен....t~НWЙрt»fс:тор
s...10 .0. .
s СкчtА!UДВС wanoA ..ощностм
т To are. что s - с a:itl)'CНOR ono;iмoll l'N*PIUICICТWO
'-·
1
"08
01
-t.-
..,.,,,.,,......_.
z Cvчa1111•д.l)'XТUТ'НOl'OIVl•rt"l'UI
Рис. 10.7 . Маркировка свечеii эажиrания фирмы BERU (rермания)
Тмn""""""""
в
А.,,.,...,,_.
с
D
1
р n.m."
Е
т
R
1w 11
11117111D111
с111
11
1
1
1
-"-
1 Ра:t.ме:р 004 мюч, мм
-.....- ...
.._..............
0..00 .. .. . . ..... ..,.....
f1JIOCIW Спорма.8 11О1ерхносn. trqlflytl
F
м1•••.2S
16
OilO)ЖU l'ЮaqwtOCТ'lo~
IО>иу<а.....,..,,."
""""""
....,,.....
....... ...,.,,,..
R
3o&цмmw11,._.,..JVU
. .. . _. _" . .. . .. . "oб.........,u•"•:t;w......,..,.._
м м11·1~
26
А
12.7
11.1
жт
З&юрмс::uу~NN
w м1••1.zs
11
в
12.7
11,1
ccn.
v
l.J
u
м10•1
16
с
19,tJ
17,,
...,
w
0,9
у
м11•1.2S
16
D
19,(J
17,,
ccn.
х
1,1
Кottyotu ооорнu noacplUIOCn ~
Е
•.>
жт
у
1.>
D
м11·1~
11
F
•.>
ecn.
z
2.О
н м14•1,.2S
16
н
19,tJ
ccn.
1
х м11•1,.25
17.>
L
19,tJ
"-'
ccn.
УД!tЮlеКНWА uempaлw!WI~
о Оnпоиа<и<О>-
.....,.,....
1
м-.....,,,_,,,.,,......,....
JD сллам иаосuоае НXUJU
•
"""""'"-~
IDZ-11.~
Рис. 10.8. Маркировка свечей эажиrания фирмы BOSCH (rермания)
96

АвтомобиАьные све11и эажмrания
ственной свечи наиболее важная часть табличных другая часть - "пустотами" (см. табл. на рис. 10.6). В
блоков обозначена соответствующими симВО11ами, а марt<Ировке импортных свечей зажwания указывают-
в
с
D
Е
о
о
~
т
u
)(
BL•V
8N-S
CJ-T
Dl•X
с
~.......,..,_
А
Об~ 11ОНС1р)'КWU :uanpoдoa
се ~м6сжоd~.~с~~
в
К.О. ...c .coawx Э.'XlnpQд08
с
l.tnnpanыcwA 3.lektp(ЩC ~~
ВУС Ucmpuwudi.~ClltCAКWМ~M'lpМШQC:08WJI.~
G
Це:нтрмw-.~Jt :uQ'1'pall ЮЛр&ПЩеКМDrО мn'U.U
вмс Ц~»caтpoaClltCМWМ~KAN...a:oDUi.~
М.ССО.wе~"lеП]ЮдW nep9pwa&IOТ t'OЯWIOIIO/КIUU9' ~
J
....,,, ...
рр
Ц~111C5oNollOA~c~ЛOilpWt1tQI
R
c.e..в.ul'OtlCI06IXN&l18QI
v
~Cl10Np~p&39ЦON
РУС J..iemp&aмw8I ~c~noqiwncw.~e'RlW080l'O
~NJOAПcpl·-· .llIOprl)'C8
х
Cnauw>w<u~
~M~3JX'ctpQAWC~IIOllJlimCМ,
у
Вwt'J)'ТWUlt'l'C:Jt!К*OroJIDНyalКJO.'\.п<lpll:JlтopcцlCCpn)'a
rYP
......,..... ."""""""'
" ...... ~-
hc:croaюtc от торuа 11DрП)'(;8 .-0 аас.со8ОП) 3rrМ:X1])Qil&. мм
~ д.мк.ре,щ ....
__ ....
н1
0,75
с..... ... ..........,.
у1
1.5
см1
1•
1
12.0
м1
J,O
С.С..в.u~
L
s.o
LМ1
1•
1
",
1
1
11Nп19
1УС
1
'
1
1
1
1
1
1
Oco6cнttomt ti:DЖ1p)'XJ.INМ
---
__ ....
к..................
"--
Э&>ор-
~onopнunoiw:pl'.НOC'1'\.~
А
ll
19.0
..,,.,,.,.....
.,._....
~..,..,.."Ban&an"
с
14
""
.......
-
. ... ,__
~~~"~onopмoft
D
"
12,7
............
f
11
11.7
1-9
.. 2>
......
~po~tle'U
G
10
19,О
-~-
16.
.so
...... ....
н
14
11,1
~ ........,,......,.,..
s1 ... 7S
Cn~eJrШ1.tNМW
J
14
9.5
п-..._...... ..... _. .. .. . •.5.9.0. .
76 •• 379
Сt1ЩН11ЛWW1'1'еХ....
к
11
............
Clk"Uткn.a'"'Вa.atN1:" AIUl~etuU·
L
14
11.1 .. . 1i.o
"'"~~
C'"8t AOOQ."l:l:WТ'Cll.wtWМ~
N
14
19,0
,.,,,.. .,., .._
,
11
11.5
llowexo~i.WJlptJНCТOp
R
11
19,0
J,6S • •JJ,%S.OW
s
14
18.0
1
v
14
11,1
....,.,.....,.....,,.,.... ........,,,,...
w
18
,,.,.,..,....
~pnii.бwlJ,1 ...
у
10
6) ...... 1.9
~~....~~
z
10
11.5
.~~rtOllCpмocn.IDp'CJ)'U
~nu.""Вaz1Wi"c~pn"6w9,.Sю.
Pll.)*,pDCl41U00'113 . . ..
°"""'.,_........,,-.~-
ммооА~l,3ш.
Рмс. 10.9 . Маркировка свечеii 3ажмrания фирмы CHAMPION (АнrАиЯ)
:э....,.оа ••"""" . . .
JOl«.U•noapwт
.....,...,.,.._..
__ ..,_
c.-uc~
............................
~
о1
R
4
2
••
°"""""-
-
L
,_...
т
..,,.,.,,..
-J .I
-
2._
"""""'
)(L
т
~"
... ... .... .
...........
16
21
1
1XL1
s
х
Рис. 10.10. Мар11ировка свечей зажигания фирмы АС DELCO (CWA)
.....,,..._ ..
•
1
1.0
s1
1,)
61
1.5
•1
2.0
-
--
19,0
11,1
17.5
9.5
12.7
19,О
10.9
s
'
4 Авт01роника
97

Гмва :1.О
ся не все перечисленные в табl\ице сведе~.1я, а толь­
ко самые пржциnиальные отли"ИI. Пустоты /J/1Я обо­
значения инфОJ)Мативных табличных блоков в марки­
ровке ИМlОрТНЫХ свечей ИСПОNoЗУJОТСR не всеrда.
Данные по взаимозаменяемости отечествен­
ных и зарубежных свечей приведены в
табл. 10.З. Таблица позволяет подобрать подходя­
щую замену любой свече зажиrания как на отече-
98
- ·""""""""
.....,,.,..." ..........
R 4,S. 9k°"8
Х J.7S..ll.2S kON
11
1
... ..,. ..,,,,,. .,,, ... ..
тнn_...
....,,,.,......
Ni
""
Обwчнu
с
Cu+NI
Ni
Cynq>
N
Cu+Ni
Cu+Ni
NJ-cnлu Иl.ОСНО8еНХUЦ
Cu + NI- *д1WЯ ирдечwп:поqwт
llfllZ.mo -apowod обо8ооаd
1с
62
д.-рро».бw, р....., ...
т......... JС.ммwюо .. .. ..
··~ .... ...........
14
ZI
- roptNU"" ......
JO
14
16
,,
о
12
18
F
14
16
42
,2
"
"
11
21
Cynq>
62
т
10
16
12
12
0--"°"'Р.....,,._
96
..
-
lбo>ooo/i
,..,..,.....
L
s
2
Дпмu~-
~~toRIN)'QI
о.,,,,...,,...,,..._....,.,...
М1ОМТОр413'1'0ре&l.8DрО)'Ц
....,,.....
12.1
11.2
.....
"
11,1
z cc:n+~yнu
с
9)
1.а
,.,._,..
L
19
17)
н
2S
_,._.
*
~
-ХМОА*А"'~
~ClpnU"Qcчa
200
....)'<><"
о&..кu
п
1200
Е
l.11
. ),8
-х..-.- ......
о
),llt16oJrc.
Рмс. 10.11. Маркмровка свечей и11111rан11я фмрмы EYQUEM (Францмя)
д.-...,е...- P~nQAcr.oч.NN
Ooo6e>atoon< ""'°""'"""
"
18
2'.•
с ......................
vc; ....._..~......._ .........
в
14
20,6м,,.20,1
F IConyatu оnо,р8Ц1 noкp!Ueocn. 8IOpff)'C4
w M""'JЖ"'I..,..._.~
с
10
c .... An•l'OМOЧ.Н.WlмtJ.WtН(цeanptJt~•~ю
16,0
о
о
12
IВ.0
c.tu'llUМIOC..otioIOf.eml)
х v.er.r.eнмwA s.uop NС*д)' 'М«fрt"11.НМ
Е
8
IJ,0
J Д..~.i.u;-мek't})QtPCPfЦl&li11wюJtфopN"
у
V-oбpntUl~~~WltpOCllW
с-1'1' 112"
:u.a
"
Д..~)ntnpQ,IL'
........
АВ
11
20,6ннм10,8
т 1"/* ..........,.,,....,_
А.В.
с--
вс
"
16.0
о Чe:rwpc:~SМ:n)ICWI
o.z
ос
12
16.0
м Дпм...'fQtJIC*Ot'O ..:.нуц "10ltn0pll ll.S .,., .
L IJollo,uooюe ..........,. ... ....
ВМ-1'
1•.О
р ~)ntnpQA.t•rwmtк-
1.М Дlt11J111'CМOIIOtO llCON)'Ц ~ •• ',,. , . .
11-J'
16,0
R T~~~~.,..cc.otoro
N с- ..... -.-.....,, .. .
.........
A'f
20 .1
s 06w"lllU~:М~
V·d!puиwll-_,,..., __
1
v M.rl't]:IMU~Of'0~-"°1IO'JO·NЛ.~
........
1в11р11611Е
1s1-1
1
1
1
1
..... ..,.....,,,.,.....
JС.ммwюо_..,
Дrlмиapdiw.NN
._... _
u
С.ечас l10МpUIOC118oal pupuoм 1111И с
.,..opnu"acчa
Е
19.0 1н
12.1
....._....
JIOCIQJIНllТeЛlollWМ иarpo8WW npoмnry1'llDI
z
12.7npмcl&цeilAllКtte19.(J
"
."
4
ЕН
м ~pa1NepnoдlClllOЧl9 ...
(рnб1. U8ЮJllleJl8 не JIO liDJWI)
09
0.11
L
с- П1Ла Вantan"'
•
..
1О
1.0
8wctynaJtнc ТСМО8О1'О J:ott)'C8 IПOll8ТOJl8"
ВМ'f.
11.2
о
щ
р
в.вм
11
1.1
---
IJ
1.]
R
lkrpoaoudп~pe')ИC'l'Op
14
В-ЕF.
12.0
"~
10.11
"
••
1.•
..................
в.вм
."
с
",
"
1.>
20
2.0
Рмс. 10.12. Маркмровка свечеii зажмrанмя фмрмы NGK (Яnонмн)

ственном, так и на импортном двигателе. В каче­
стве примера в табл. 10.3 в красной строке -при­
ведены все возможные замены для отечествен­
ной свечи зажигания А17ДВ .
10.6. Взаимозаменяемость свечей
зажиrания
На практике часто приходится заменять свечи од­
ного завода-изготовителя на свечи другого. Такая за­
мена возможна, если новые свечи соответствуют по
тепловой характеристике, а также по размеру, шагу
и длине резьбы на корпусе.
• Длина резьбы на корпусе свечи зажигания
должна соответствовать длине резьбы в головке бло­
ка цилиндров. Если резьбовая часть корпуса слиш­
ком Д11инная, то свеча выступает в камеру сгорания.
При этом возможны повреждения поршней ; высту­
nающие в камеру сгорания витки резьбы закоксовы­
ваются, что может привести к невозможности вы­
вертывания свечи; свеча перегревается.
Если длина резьбы свечи слишком короткая, то ее
искровой промежуток находится внутри свечного от­
верстия головки блока цилиндров. В результате ухуд­
шаются условия воспламенения горючей смеси ; све­
ча не достигает температуры самоочищения и по­
крывается нагаром, что приводит к пропускам искра-
Таблица 10.3
Автомобимные свечи зажиrания
образования; нижние витки резьбы головки блока
цилиндров закоксовываются. Короткую резьбу нель­
зя компенсировать снятием уплотнительного кольца,
так как нарушается герметичность посадки свечи в
головке блока цилиндров и свеча перегревается.
Также не допускается установка дВ'JХ уплотнитель­
ных колец. Категорически запрещается установка
под свечи зажигания удлиняющих трубок (футорок) .
•
При установке свечи зажигания другой моди­
фикации следует обратить внимание на величину ис­
крового промежутка, наличие или отсутствие смеще­
ния теплового конуса изолятора по отношению к тор­
цу корпуса, на вид опорной поверхности корпуса. Ес­
ли свеча подобрана правильно по перечисленным
признакам, а двигатель эксплуатируется в техничес­
ки исправном состоянии, то обслуживание свечи
сводится лишь к периодической проверке и регули­
ровке искрового промежутка между электродами по
мере их естественного износа.
Размер искрового промежутка свечи зажигания в
первую очередь определяется величиной номинального
вторичного напряжения на высоковольтном выводе ка­
тушки зажигания. В современных 311ектронных систе­
мах зажигания с цифровым программным управлением
вторичное напряжение поддерживается постоянным
на всех возможных режимах работы две и в
1,5...1,6 раза выше среднего пробивного напряжения
для выбранной под данный двигатель свечи зажигания .
ВзаимозамеНJ1емость свечей зажиrа11И11 отечественного и зарубежноrо nронзводства
-
BERU
воsсн СНАМРЮN LODGI!
КLО ~тoRCRAПj At1ТOl.IТ2 АС DELCO EYQUEМ МААЕШ
NGK
NIPl'ON
DЕЖ:О
Po<au
г_....
Aнnnu
США
~ Итапмt
11no....
мп
18-IOAU
М\ОАС
016
ВТIО
С16
CW2N
А6
All
14-IOA
WIOAC
U6C
CN
f20
АЕ6
416
4SF
CW4N
84Н
W\4F.\J
Al)H
14-7AU
W9AC0
L90C
FASO
А47С
4)F
CW)N
вsнs
А\48
14-88
W8ВС
L92YC
FS.11'
АЕ42
27S
4)FS
СЗ2S
F7NC
ВРЯ!S
Wl4FP
А14Д
14-8С
WICC
NSC
НВLN
FE70
AG)
)94
44Х
60L
CWSL
BSES
Wl6ES
А14Д8
14-ID\J
W8DC
NllYC
AGS2
ss
4)Xl.S
C52LS
CW6LP
BPSES
Wl6EP
А17В
14-7ВU
W7ВС
Ll2Y
CNY
МТ6SР
АЕ32
274
42FS
C42S
F6NC
ВР6НS
W20FP
А17Д
14-7С
W7CC
N4C
111.N
FE1S
AG2
C44Xl
cwu.
В6ЕS
А17ДВ
14-?DU .
W7DC
N9YC
НLNY
FE6SI',
АОШ
53
42Xl.S
C62LS
F7LC
В1'6ЕS
W20EP
А17ДВ.10
14-7D
msF
А17ДВР 14R-7DU
WR7DC
RN9YC
A<JIU2C
CR42Xl.S
RC62LS
F7LCR
BPR6ES
W20EPR
А17В
14S-7F
WS7F
RCJ8Y
CS42S
ВРМ6А
АЮД
14-6CU
WSCC
N7Y
2НLN
FE8SP
AG4
4ЖL
CW7L
B7ES
W20ES
А2]
14-SAU
WSAC
1.В2С
FE80
АЕ2
42J"
С62
CW7N
ввнs
А238
14-SВ
WЯIC
L82YC
41XL
CW8NP
ВР7НS
W22EP
А26ДВ
W)DC
NS!IO
SНLNY
AG901RAC
CW9L
B9EV
99

Глава 10
•
Уже отмечаюсь, что строгого соответствия
междУ калильными числами для свечей зажигания
разных фи~готовителей не существует.
Из табл. 10.1 видно, что ряды калильных чисел
совершенно произвольны. В рядах разнятся сами
числа, их количество, их размерный шаг. Немецкие
фирмы используют даже дробные числа. Направле­
ние возрастания калильного числа у разных фирм
принято обозначать также по-разному. Россия,
Франция, Япония используют возрастающий рЯД, от
горячего до холодного состояния свечи. Германия,
США и Англия - убывающий. Как следствие неодно­
значности калильных чисел, все таблицы взаимоза­
меняемости. в том числе и приведенная эдесь
табл. 10.З, имеют рекомендательный характер.
•
Пос11е подбора свечей зажигания по табл. 10.З
взаимозаменяемости их необходимо испытать на ра­
ботающем двигателе. Каllильное зажигание не долж­
но возникать пос11е пятичасовой езды на автомоб111-
ле по автотрассе с примерно одинаковой скоростью
(при нагрузке две. близкой к максимальной), а так­
же пос11е одного часа работы прогретого двигателя
на холостых оборотах при постоянно включенном
вентиляторе о~ения радиатора.
В обычном случае калильное зажигание прояв­
ляется по детонации выключенного двигателя. Ее·
ли двигатель не имеет отсекающего клапана в ка­
нале холостого хода или системы принудительного
холостого хода, то после выключения двигателя
i.oo
ключом зажигания зажигание следует снова вк11ю­
чить через 2 ...3 с и удостовериться. что двигате11Ь
вновь не запустился. В противном случае имеет
место кали11ьное зажигание.
Марка бензина при таких испытаниях должна со­
ответствовать рекомендациям эавода-иэготовитеllЯ
автомобиля, а двигатель и его системы - не иметь
явных дефектов. ПОС11е каждого такого испытания
свечи необходимо вывернуть из гнезд и тщательно
осмоrреть. Правильно подобранные и нормально
работающие свечи по внешнему виду внутренне~~
части должны сооmетствовать рис. 10.5 , а.
• При работе современного двигателя от систе­
мы впрыска с турбонаддувом. когда степень сжа­
тия не менее 10, свечи зажигания имеют увеllИ­
ченный зазор (1,1..• 1.З мм) и обладают хорошим
теплоотводом (холодные свечи). При этом свечи
работают совместно с электронной системой зажи­
гания. которая имеет повышенный запас по вто­
ричному напряжению (1,5••• 1,7). В таком случае
свечи зажигания должны быть более устойчивы к
высокому напряжению пробоя и к высокой темпе­
ратуре. Электроды таких свечей, как правило, би­
металлические, т.е. медные с хромоникелевым по­
крытием или платиновые. а наружная часть изоля­
тора - обязательно гофрирована ребрами. Заме­
нять такие свечи можно только на абсолютно ана­
логичные (той же модели).

=Глава одиннадцатая=============
АВТОМОБИЛЬНЫЕ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ
Катушка зажиrання - о6язатеJ1ЬНый компонент lll06oй автомо6н11Ьной э11ектронскровой снств­
мы зажиrання. по конструктивному нспоl\НеНню катушкн зажиrання НСКl\Ю'IНТеJIЬНО разнооб­
разны. Помнмо катушек стаl\Н часто прнменяться н трансформаторы зажиrання. Опнсанню paз­
llJIЧНЬIX современных катушек н трансформаторов зажиrання посвящена настоящая rмва.
11.1 . Общие сведения
В наиболее распросrраненных системах зажига­
ния с накоплением энергии в индУКТивности катушка
зажигания представляет собой не только повышаю­
щий импульсный Трансформатор (или автотрансфор­
матор). но и накопитель энергии.
•
Как инщктивный накопитель энергии. катушка
зажигания должна обладать определенной вмести­
мостью магнитного поля, которую называют ИНдУК·
тивностью катушки. д/1я уееличения индуктивности
первичной обмотки катушки зажигания применяют
ферромагнитный сердечник. Чтобы сердечник не на­
сыщался первичным током, что неизбежно приводит
к уменьшению накапливаемой в магнитном поле
энергии. магнитопровод делают разомкнутым. Это
позволяет создавать катушки зажигания с ИНдУКТИВ·
ностью nерВичной обмотки 5".10 мrн. при макси­
мальной величине первичного тока 3" .4 А. Такие па­
раметры катушки приемлемы для контактной бата­
рейной системы зажигания. так как в такой системе
первичный ток не может быть выше 3" .4 А из-за бы­
стро прогрессирующей эрозии и обгорания контакт­
ной пары прерывателя (максимально допустимый ток
разрыва на контактах - 5 А).
В катушке с индуктивностью 4 =10 мГн при мак­
симальном токе 11 = 4 А и КЛД = 50% можно запасти
электромагнитной энергии w. не более 40 МА/К
(W. = 0.54 12).
В первом приближении этого достаточно для ус­
юйчивого функционирования системы зажигания на
всех режимах работы двигателя внутреннего сгора­
ния (ДВС). Но с повышением "оборотистости" двига­
теля и числа его цилиндров ток разрыва на контакт­
ной паре из-за большой инщктивности катушки не
успевает достичь своего максимального значения
11 = Ui;/R1 = 4 А (UБ - напрЯжение в бортсети авто­
мобиля, R1 - сопротивление первичной обмотки ка­
тушки зажигания), и запасаемая в индуктивности
энергия начинает быстро (по квадратичному закону)
падать. При этом накопитель не дозарЯжается до
расчетной величины и электродвижущая сила (ЭДС)
самоинщкции во вторичной обмотке катушки зажи­
гания. а следовательно. и вторичное (выходное) на­
прЯЖение системы зажигания становятся меньше.
Как следствие, коэффициент запаса по вторичному
напряжению в контактной системе зажигания очень
низкий (не более 1,2).
Следует заметить, что увеличением инщктивности
первичной обмотки катушки зажигания выше
10" . 11 мГн добиться повышения запасаемой энер­
гии в контактной системе зажигания не удается, так
как при этом уееличивается время нарастания пер.
вичного тока и на высоких оборотах две ток не успе­
вает достичь требуемого значения. При уменьшении
инщктивности накопителя скорость нарастания пер­
вичного тока пропорционально растет. а активное со­
противление первичной обмотки падает. Таким обра­
зом. с уменьшением индуктивности первичной обмот­
ки можно увеличивать ток разрыва до 9". 1 0 А и уп­
равлять этим током, изменяя время накопления энер­
гии. При этом запасаемая энерrия возрастает до
80".100 МА/К. Все это становится возможным. если
заменить контактную пару в первичной обмотке ка­
тушки зажигания на транзисторный ключ (электрон­
ный коммутатор). Теперь при достаточной избыточно­
сти энергии. накопленной в катушке зажигания. воз­
можно нормировать время накопления с целью под­
держания тока разрыва в строго заданных пределах.
это обеспечивает стабилизацию параметров систе­
мы зажигания на всех режимах работы две. в том
числе и облегченный пуск холодного двигателя при
падении напряжения в бортсети автомобиля.
•
Рассмотрим катушку зажигания как повышаю­
щий импульсный Трансформатор. Катушка содержит
две обмотки - первичную и вторичную, намотанные
на общий сердечник разомкнутого магниюпровода,
выполненного из магнитомягкой электротехнической
стали. Первичная обмотка состоит из небольшого чис­
ла витков. а вторичная - из очень большого числа
витков более тонкого провода. В системах зажигания
с накоплением энергии в индуктивности первичная об­
мотка катушки зажигания подключается непосредст­
венно к бортсети автомобиля. При этом по ней проте­
кает ток, который наводит вокруг витков катушки маг­
нитное поле. Силовые линии этого поля. замыкаясь во­
круг катушки, пронизывают витки обеих обмоток. К
моменту разрыва токовой цепи в магнитном поле ка­
тушки накапливается электромагнитная энергия Wk.
Прерывание первичного тока 11 приводит к исчезнове-
101

rлава 2.1
нию магнитного поля и индуиированию в витках обеих
обмоток ЭДС самоиндукции. Величина наведенной та­
ким способом ЭДС пропорциональна индукции запа­
сенного магнитного поля и скорости его исчезнове­
ния, а также числу витков в обмотках. Так как вторИч­
ная обмотка состоит из очень большого числа витков,
то ЭДС, наведенная во вторИчной обмотке. достигает
значительной величины (в современных катушках -
до 35000 В), с избытком достаточной для пробоя ис­
крового промежутка в свечах зажигания . Наведенная
ЭДС в первичной обмотке не превышает 500 В.
Устройство и параметры конкретной катушки за­
жигания зависят от типа системы зажигания. в кото­
рой данная катушка работает. Рассмотрим особенно­
сти катушек различных систем зажигания.
11.2. Конструкция и параметры
кnассической катуwки эажиrения
катушка зажигания классической батарейной си­
стемы зажигания (рис. 11.1) представляет собой
элекrрический автотрансформатор с разомкнутой
магнитной цепью и с большой инщктивностью пер­
вичной обмотки.
8 Сердечник 2 катушки набран из пластин элек­
тротехнической стали толщиной 0,35•.• 0,5 мм,
изолированных друг от друга окалиной или лаком.
Иногда сердечник изготавливают в ВИде пакета
из отрезков отожженной стальной проволоки. На
сердечник надета изолирующая трубка 16, по­
верх которой намотана вторичная обмотка 4.
Каждый слой вторичной обмотки изолирован ка­
бельной бумагой 5, а высоковольтные слои намо­
таны с зазором в 2 ••• 3 мм, чтобы уменьшить опас­
ность междувиткового пробоя. Первичная обмот­
ка 15 намотана на вторичную. Корпус 1 катушки
штамnуется из листовой стали или вытягивается
из алюминия. Внутри корпуса по его стенке уло­
жен наружный по отношению к обмоткам магни­
топровод 14, выполненный в виде свертка широ­
кой ленты из отожженной электротехнической
стали. В электрическом отношении этот сверток
представляет собой широкий ленточный виток во­
круг катушки. разомкнутый бумажной изоляцией
и заземленный одной точкой на корпус. В магнит·
ном отношении такой виток из отожженной сталь­
ной ленты является ограничивающим экраном для
магнитного поля катушки.
Соединение обмоток катушки следУЮщее: начало
вторичной обмотки соединяется с выводом ВВ высо­
кого напряжения. Конец вторичной обмотки и нача­
ло первичной обмотки соединены междУ собой и под­
ведены к зажиму 10 (клемма "Бh) . Конец первичной
обмотки соединен с зажимом 7 (клемма"-"), кото­
рый соединяется с прерывателем.
102
®
Рис.11.1.
Катушка зажмrанмя КА&ссической конструкции:
а - внеш1:1нй вид; б
-
катушка в разрезе; 1 - защитный
кожух (корпус) 11атушки; 2 - центр&ьный стержень (сер­
дечник магнитопровода М); З - крепежная скоба; 4 - вто­
ричная обмот11а W2; 5 - междуслойная изоляция вторич­
ной обмотки (11абельная бумага); 6 - верхняя пластмассо­
вая крыш11а 11атуш11н; 7 - вывод 11онца первичной обмот11и
(иемма • - " ); 8 - изоляционное гнездо центрального высо­
ковольтного вывода ВВ; 9 - фи11сирующий контакт высо110-
волыного вывода; 10 - вывод нач&а первичной и 11онца
вторичной обмото11 (мемма "Б"); 11 - электричес11ое со­
единение стержня с 11онта11том 9 (пружина и 11онта11тная
П11астина); 12 - изолирующий теплопроводящий наполни­
тель (трансформаторное масло); 13 - один из вариантов
соединения начала вторичной обмот11и со стержнем магни­
топровода; 14 - наружный магнитопровод (сверто11 магни­
томяr11ой стаАЬной Аl!нты); 15 - первичная обмот11а W1;
16 - изолирующая трубка; 17 - 11ерамическая изолирую­
щая опора; 18 - один из вариантов соединения нач&а
вторичной обмот11и со стержнем магнитопровода.

Указанная последовательность соединений имеет
место в катушках зажигания, которые работают без
добавочного резистора.
Вывод высокого напрЯжения из катушки зажи­
гания имеет оригинальное исполнение. Начало
вторичной обмотки находится под высоким потен­
циалом и соединено с центральным стержнем 2
магнитопровода (точка 13 или 18 на рис. 11.1).
Далее через стержень 2 и электрическое соедине­
ние 11 высокое напряжение вторичной обмотки
посуУПает на контакт 9 центрального высоковолы·
ного вывода 8 каrушки зажигания. Таким образом
центральный стержень магнитопровода и намо­
танная на него вторичная обмотка являются высо·
коволыной сердцевиной катушки зажигания и на·
ходятся на достаточном, с точки зрения электри·
'4еской прочности, удалении от корпуса. Чтобы
сердцевина была жестко зафиксирована в корпу­
се, но не имела с ним электрического контакта,
снизу установлена керамическая изолирующая
опора 17, а сверху корпус завальцован пластмас­
совой изоляционной крышкой 6. Первичная обмот­
ка, как низкопотенциальная, но более нагреваю­
щаяся под действием первичного тока. намотана
поверх вторичной и находитс'я ближе к защитному
кожуху (корпусу катушки). Так как пустоты между
корпусом и обмотками внутри катушки заполнены
трансформаторным маслом (или другим теплопро­
водящим наполнителем) 12, то такая конструкция
обладает не только достаточно высокой электриче­
ской и механической прочностью, но и хорошим
теплообменом с •массой" автомобиля через за­
щитный кожух.
Реализованные таким способом внутренняя элек­
трическая изоляция и естественное охлаждение ка­
тушки повышают срок ее службы и эксплуатацион­
ную надежность.
Катушка зажигания крепится к кузову автомоби­
ля с помощью скобы 3. Надежное крепление способ­
ствует лучшему охлаждению катушки_
• Некоторые катушки зажигания работают с до­
бавочным резистором, который обычно устанавлива­
ют под крепежную скобу в керамическом изоляторе
(рис. 11.2).
Схема соединений обмоток в таких катушках
изменена. так, общая точка соединения первич­
ной W1 и вторичной W2 обмоток соединена не с
клеммой Б ("+" напрЯжения бортсети), а через
клемму 1 с прерывателем("-" напрЯжения бортсе­
ТИ). При этом конец первичной обмотки выводится
на дополнительную клемму ВК и далее через до­
полнительный резистор Ra - на клемму Б. Таким
образом, добавочный резистор подключается к
первичной обмотке каrушки зажигания последо­
вательно и обмотка рассчитывается на понижен­
ное напряжение 7 ..• 8 В. На рабочих режимах дви-
АвтомобиАЬные катуwкм аажмrания
гателя напрЯжение питания в бортсети автомоби­
ля составляет 12...14 В. Часть этого напряжения
гасится на добавочном резисторе. На пус1ювых
режимах двигателя, когда напрЯжение на аккуму­
ляторной батарее падает, добавочный резистор
закорачивается вспомогательными контактами тя­
гового реле стартера или контактами дополнитель­
ного реле включения стартера (в зависимости от
марки автомобиля), что обеспечивает первичной
обмотке каrушки зажигания необходимое рабочее
напрЯжение 7 ..• 8 В.
Добавочный резистор обычно наматывается из
константановой или никелевой проволоки. В по­
следнем случае он выполняет роль так называемо­
го вариатора. Сопротивление вариатора изменяет­
ся в зависимости от величины протекающего по не­
му тока: чем больше ток, тем выше температура на­
грева вариатора и тем больше его сопротивление.
Величина первичного тока, потребляемого квтуш­
кой зажигания, зависит от частоты вращения ко­
ленчатого вала двигателя. При низкой частоте вра­
щения, когда сила первичного тока к моменrу его
прерывания успевает достигнуть максимального
значения, сопротивление вариатора также макси-
Рмс. 1.1.2.
Катушка 3ажмrанмя 5-115 с до6авочным ре3мстором:
а - внешний вид; б - э11ектрическая схема катушки: Rд -
добавочный резистор 1 Ом в керамическом изо11яторе; Б -
клемма мя подачи напряжения бортсети; ВК - К11емма мя
подКllючения замыкатеАЯ; ВВ - высоково11ьтный вывод;
1 - К/\емма мя соединения с прерывате11ем; 2 - корпус
катушки; З - крепежная скоба ; 4 - магнитный экран вну·
три корпуса.
103

мально . При повышении частоты вращения сила
первичного тока падает, нагt>ев вариатора ослабе­
вает и его сопротивление уменьшается . Так как
вторичное напрЯжение, развиваемое катушкой за­
жигания. зависит от тока разрыва в первичной це­
пи, то применение вариатора дает возможность
снизить вторичное напрЯжение при малой и повы­
сить при большой частоте вращения вала двигате­
ля, что несколько уменьшает основной недостаток
контактной системы зажигания - снижение вто­
ричного напрЯжения с увеличением частоты враще­
ния. Если добавочный резистор выполнен из кон­
стантана, вариационные свойства в нем не прояв·
ляются . Добавочный резистор может также уста·
навливаться отдельно от катушки зажигания . На 1-1е­
которых автомобилях, например, на автомобилях
фирмы АвтоВАЗ, добавочный резистор в системе
зажигания отсутствует, что обусловлено применен~+
ем аккумуляторной батареи с повышенными пуско­
выми свойствами, напряжение которой при пуске
двигателя снижается незначительно.
•
катушка зажигания как повышающий транс­
форматор характери:~уется числом витков в обмотках .
В зависимости от типа и назначения катушки число
витков лежит в пределах 180••• 330 - для первичной
и 18 000. . .26 ООО- для вторичной обмоток. Соответ­
ственно диаметр провода первичной обмотки -
0,53...0,86 мм, а вторичной - 0,07•. .0,095 мм. Ко­
эффициент трансформации - 55•..100 . Для катушек
зажигания без добавочного резистора сопротивление
R1 первичной обмотки - 2,9••. 3 .4 Ом. Если катушка
зажигания включается в цепь питания через добавоч­
ный резистор, то сопротивление первичной обмотки
уменьшают до 1,5.. .2 .1 Ом. При этом сопротивление
добавочного резистора в зависимости от типа катуш­
ки - 0,9.. .1,9 Ом . Сопротивление R2 вторичной об­
мотки может составлять несколько десятков килоом .
Значения ИНдУКТИВНОСТИ L1 первичной обмотки катуш.
ки зажигания для систем зажигания с индУКТИВНЫМ
накопителем энерrии находится в пределах
6 . . .11 мГн . В системах зажигания с емкостным нако­
пителем индуктивность первичной обмотки катушки
зажигания не является накопителем энерrии, поэтому
ее значение может быть значительно меньше (до
0.1 мГн). ИНдУКТИВНОСТЬ L2 вторичной обмотки состав­
ляет несколько десятков генри.
•
Катушки, работающие в контактных системах
зажигания, обеспечивают следУЮщие выходные ха­
рактеристики :
максимальное вторичное напряжение
18. ..20кВ;
-
скорость нарастания вторичного напряжения
200...250 В/мкс;
-
суммарная длительность фаз искрового разря­
да 1,1...1 ,5 мс;
-
энергия искрового разрЯда 15. ..20 мДж.
104
11.3. Катушки эажиrания электронных
систем эажиrания
В контактно-Транзисторных и Транзисторных 01С·
темах зажигания прерывание первичного тока ка­
тушки осуществляется не контактами механического
прерывателя, а силовым транзистором. При этом пер­
вичный ток 11 может быть увеличен до 10.. .11 А. Это
привело к необходимости создания специальных ка'l}'­
шек зажигания с низкими значениями сопротивле­
ния и ИНдУКТИвности первичной обмотки и большим
коэффициентом трансформации (см. табл . 11.1).
• Длительное время катушки для электронных си­
стем зажигания изготовлялись с элекrрически разде­
ленными обмотками, т. е. с Трансформаторной свя­
зью. При такой схеме соединения одИн из выводов
вторичной обмотки соединен с корпусом катушки,
т.е . с ·массой" автомобиля. Считалось, что примене­
нием трансформаторной схемы включения обмоток
можно избежать перегрузки выходного транзистора
коммутатора дополнительным всплеском напряже­
ния , возникающим в первичной обмотке во время
раэрЯДНых процессов во вторичной цепи системы за­
жигания. Это утверждение справедливо только тоr·
да, когда корпус катушки имеет надежный контакт с
"массой" автомобиля. Однако окисление этого кон­
такта, что довольно часто случается в эксплуатации,
приводит к его нарушению. что становится причиной
выхода из строя силового транзистора коммутатора .
Поэтому в настоящее время катушки контактно-тран­
зисторных и транзисторных систем зажигания выпу­
скаются с автотрансформаторной схемой соедине­
ния обмоток.
Первичная обмотка катушки в таких системах за­
жигания низкоомная и подключается к источнику пи­
тания, как правило, через выносной добавочный ре­
зистор. Иногда применяется блок из двух добавоч­
ных резисторов . Тогда один из резисторов включен
постоянно и ограничивает ток в низкоомной первич­
ной цепи, а второй резистор выполняет роль доба­
вочного резистора, как и в классической контактной
системе зажигания.
• Катушки зажигания, рассчитанные для работы
с транзисторным ключом, являются мощными поrре­
бителями элекrрической энергии . Следует помнить,
что если на автомобиле . оборудованном электронной
системой зажигания, выйдет из строя генераторная
установка, то на аккумуляторной батарее можно про­
ехать всего несколько десятков километров, тогда
как на автомобиле с контакТt1ой системой зажигания
в аналогичном случае - сотни километров.
• Катушки КонтакТtlо-транэисторных и транзис­
торных систем зажигания имеют классическую ко1+
струкцию и выполнены по традиционной технологии:
они маслонаполненные, с разомкнутым магнитопро­
водом и в металлическом корпусе. От катушек кott

тактной системы зажигания они отличаются то11Ько
обмоточными данными. Расход обмоточной меди у
них по сравнению с катушками обычной контактной
системы больше в 1,2••. 1 ,3 раза за счет увеличения
диаметра провода первичной обмотки и увеличения
числа витков вторичной. Выходные характеристики
ка1}'1.Uек контактно-транзисторных и транзисторных
а.1Стем зажигания близки к характеристикам кату­
шек контактных систем. Однако поС11едним они усту­
пают по скорости нарастания вторичного напрЯЖе­
ния (100•• •200 В/мкс) и, как Сl\едствие, более чувст­
ВИТеllЬНЫ к ВllИЯнию нагара на свечах.
•
В электронных системах зажигания высокой
знерrии с нормированным временем накоП11ения
(временем протекания первичного тока) применяют­
ся катушки зажигания, аналогичные по конструкции
вышерассмотренным: они имеют автотрансформа­
торную схему соединения обмоток и разомкнутый
магнитопровод. Но поскольку эти катушки развивают
повышенное вторичное напрЯЖение при работе на
открытую цепь (до 35 кВ), их высоково11Ьтная изоля­
ция усилена . Кроме того, при выборе параметров ка­
тушек д11Я современных элеКТронных систем зажига­
ния учитываются следУЮщие особенности работы
этих систем:
-
д11Ительность импульсов первичного тока фор­
мируется таким образом, чтобы имел место минимум
рассеиваемой мощности в катушке и на сИ11Овом
транзисторе коммутатора;
-
время протекания первичного тока зависит от
частоты вращения коленчатого вала двигатеl\Я и на­
пряжения питания ;
-
амп11Итуда импульсов первичного тока оrрани­
чивается на уровне 6,5••• 10 А в зависимости от типа
:электронного коммутатора ;
-
при неработающем двигателе, но ВК11Юченном
зажигании, ток в первичной обмотке катушки зажи­
гания не протекает.
•
Конструктивная особенность катушек зажига­
ния, применяемых в Э11ектронных системах с норми­
руемым временем накопления энергии , - наличие
специального защитного Кllапана в высоковольтной
крышке ИllИ в линии завальцовки крышки с корпу­
сом. Этот клапан открывается в С11учае увеличения
давления масла, что имеет место при повышении его
температуры. Срабатывание клапана - это аварий­
ная ситуация, возникающая тогда, когда выходит из
строя система уnраВ11ения временем накоПllения
знерrии в Э11ектронном коммутаторе. При этом ми­
тельность протекания первичного тока увеличивает­
ся, катушка СИllЬНО нагревается и даВllение масла
внутри ее корпуса повышается. Срабатывание за­
щитного клапана предотвращает взрыв катушки . Но
после этого катушка восстановлению не подl\ежит.
Представите11Ьницей таких катушек ЯВllЯется катуш­
ка 27.3705, которая широко применяется в составе
АвтомобмАЬНые катушки зажмrания
электронной системы зажигания, например, на авто­
мобИllЯХ ВАЗ-2108, ВАЗ-2109. Эта катушка и подо&
ные ей работают без добавочного резистора, а ста­
бИ11Ьные выходные характеристики системы зажига­
ния при пуске дВигателя (при снижении наnрЯжения
питания до 6 .• .7 В) обеспечиваются за счет низкого
сопротивления первичной обмотки (0,4...0,5 Ом).
11.4. Катушки зажиrания
микропроцессорных систем эажиrания
В современных микропроцессорных системах за­
жигания с накоплением энергии в индУктивности
распределение высоковольтных импуl\ЬСОВ по све­
чам в ЦИ11Индрах дВигатеllЯ осущестВ11Яется без высо­
ково11Ьтного распределитеllЯ и чаще всего с приме­
нением дВухвыводных катушек зажигания. Такой
способ иногда называют статическим распределени­
ем. Система зажигания с двухвыводными катушками
пригодна д11Я работы на четырехтактном двигателе с
любым четным ЧИСllОМ цИ11индров (2, 4 , 6 , 8 ••• ).
На рис. 11.3 показана схема выходного каскада
системы зажигания д11Я 4-х ЦИ11Индрового две. Чтобы
чередование восnламенений тоП11ивовоэдушной сме­
си в ЦИ11индрах соответствоВЗ110 порЯдку работы дви­
гатеllЯ (1243 И11И 1342), первая свеча сгруппирована
с четвертой, а вторая - с третьей . При таком соеди­
нении свечей •рабочие" искры возникают в ЦИllИнд·
рах в конце такта сжатия, а ·хоюстые" искры - в
конце такта выпуска. Ясно, что рабочие искры вое·
nламеняют тоП11ивовоздУШную смесь , а хо11ОСтые -
разрЯжаются в среде отработавших газов.
•
Первые двухвыводные катушки зажигания бы­
ли изготовлены на базе традиционных одновыводных
катушек с разомкнутым магнитопроводом в маслона­
полненном метВ1111Ическом корпусе. Они имели увели­
ченные габариты и массу и значительно от11Ичались
~---------------А
fV1
FV4
с='
Р11с.11.з.
Схема и11зковоАЬn~оrо расnредеАения имnуАьсов
высокого наnр11Жен11я с двумя двухвыводным11 катуwкам11:
А - выходной каскад двухкана11ьноrо эtо.ектронноrо комму·
татора; VТ1, VТ2 - транзисторы коммутатора; ТV1, ТV2
-
катушки зажигания; FV1-FV4 - искровые свечи.
105

от прототипа по конструкции . Такие катушки не на­
шли широкого применения.
Разработка новых полимерных материалов, обла­
дающих высокими дИЭ11ектрическими свойствами,
позволила соЗдавать так называемые ·сухие" двух.­
выводные катушки зажигания .
• Двух.выводная катушка зажигания (рис. 11.4)
имеет разомкнутый мапнитопровод и двухсекцион­
ную вторичную обмотку. Вторичная обмотка располо­
жена сверХу первичной, что обеспечивает надежную
изоляцию выводов высокого напряжения . Охлажде­
ние первичной обмотки - через центральный стер­
жень мапнитопровода, который высrупает наружу и
имеет крепежное отверстие. Обмотки катушки про­
питаны компаундом и опрессованы полипропиленом,
из пропилена выполнены также корпус, гнеЗда высо­
ковольТНЫХ И НИЗКОВО/\ЬТНЫХ ВЫВОДОВ.
•
В настоящее время все большее распростране­
ние получают трансформаторы зажигания, т.е . двух·
®
7
Рис.11.4.
Авухвывод!tая каrуwкв 3аж11rа1111я с р83омк11уrым
маr1111тоnроводом:
а - внешний вид; б - ка1у1ш1а в разрезе; 1-маrниrопровод М
с крепежным отверсtИеМ А; 2 - первичная обмоtка W1; 3-кор­
пус; 4 - вторичная обмоtка W2; 5 - высоково11Ьтные выводы;
6- заливка полипропиленом; 7 - НЦ10В011Ьтt1>1е выводы.
106
выводные катушки зажигания с замкнутым магнито­
проводом 1 (рис. 11.5). В таких катушках вторичная
обмотка 3 имеет каркасную секционную намоn<у,
позволяющую уменьшить вторичную емкость и уси­
лить изоляцию вторичной обмотки. Катушка имеет
пластмассовый каркас 9, в который вмонтированы
обмотки. При сборке обмотки заливаются эпоксид­
ным компаундом 8. Катушка в сборе с обмотками и
выводами представляет собой монолитную конструк­
цию с высокой стойкостью к механическим, электри­
ческим и климатическим воЗдействиям. Сердечник
катушки 1, набранный из тонких листов электротех­
нической стали, состоит из двух симметричных поl\0-
вин, при стягивании которых в центральном стержне
образуется зазор 0,3 . . .0,5 мм для некоторого увели­
чения индуктивности первичной обмотки повышаю­
щего трансформатора (см . поз. 7, рис. 11.5).
Наличие замкнутого магнитопровода позволяет
уменьшить габариты и вес катушки, повысить КПД
®
4з2
Рмс.11.5.
Авухвывод!tая каrуwка 3ажмrа1111я с 3амк11утым
маrнмrоnроводом:
а - внешний вид; б - катушка в разрезе; 1 - замкнутый
маrнитопровод М с воздушным зазором : 2 - первичная об­
мотка W1 ; З - вторичная обмотка W2; 4 - корпус (стяж­
ные элементы магнитопровода); 5 - высоковольтные выво­
ды; 6 - низковольтные выводы; 7 - воздушный зазор в
uентральном керне магнитопровода; 8 - заливка катуш11и
по11ипропМ11еном; 9 - пластмассовый каркас .

~бразования энергии, уменьшить расход обмо­
точного nровода и электротехнической стали, улуч.
шить nарамеТрЫ искрового разрЯда, снизить Трудо­
емкость изготовления.
•
В некоторых модИфикациях микропроцессорных
систем зажигания nрименяются четырехвыводные ка­
тушки зажигания, состоящие из двухвыводных кату­
шек, собранных на общем ~разном магнитоnрово­
де (рис. 11.6). В такой конструкции общим элементом
является средний стержень магнитоnровода, а взаи~
ное влияние двух катушек друг на друга исключается с
помощью двух возщшных зазоров б. Величина этих
зазоров может достигать 1 ••• 2 мм, чем увеличивается
магнитное соnротивление в магнитопроводе и дости­
rается развязка каналов.
•
Более распространенной является схема четы­
рехвыводной катушки с высоковольтными диодами
(рис. 11.7), которая содержит дВе встречно намотан­
t-Ые первичные обмотки и одну вторичную. Поляр­
ность вторичного наnряжения определяется направ­
юнием укладки витков в первичных обмотках. Если в
точке S (см. рис_ 11.7) напряжение имеет полож~+
тельную полярность, то открЫваются высоковольтные
дИОАЫ VD1, VD4 и в соответствующих цилиндрах дв~+
гателя появляются искровые разрядЫ (рабочая и хо­
лостая искрЫ). Вторая первичная обмотка намотана в
м
+
w;
Рис.11.6.
ЧетырехвывоД1tая катушка зажиrания с двумя
возАуwнымн зазорами в маrииrоnровоАе:
а - схема ВК/\Ючения катушки; б - э11ектрическая схема ка­
тушки; VТ1, VТ2 - транзисторы двухкана/\ьного коммутато­
ра; W1, W2 - первичная и вторичная обмотки; li - воздуш­
ный зазор; FV1-FV4
-
свечи зажигания ; М - Ш-образный
магнитопровод; N - соедините11ьное ярмо магнитопровода.
Автомобимные катуwки зажиrания
Рис. 11.7 .
Электрическая схема ВК/\Ючения четырехвыводной
катушки с ВЫСОКОВО/\ЬТНЫМИ диодами:
VD1-VD4 - ВЫСОКОВОl\ЬТНые диоАЬI; А - ВЫХОДНОЙ каскад; 1V -
трансформатор зажигания; остаl\ЬН>lе обозначения no рис. 11.6.
обратном направлении, и nри nрерЫВании в ней тока
полярность вторичного напрЯжения в точке S изме­
нится на отрицательную. При этом искровые разрЯДЫ
возникнут в двух цилиндрах деигателя со свечами FV2
и FVЗ. Для исключения взаимного влияния первичных
обмоток в период образования импульсов высокого
напрЯжения к их выводам низкого напряжения nод­
ключены разделительные дИодЫ VD5, VD6 .
•
К общим недоСтаткам систем зажигания с двух­
и четырехвыводными катушками относится разнопо­
лярность высоковольтных имnульсов относительно
•массы" автомобиля на спаренных свечах зажига­
ния. За счет этого nробивное наnрЯжение в свечах
может отличаться на 1,5.. .2 кВ.
•
В системах зажигаt1-1я с накоплением энергии
в емкости катушка зажигания выnолняет функцию
только повышающего имnульсного трансформатора,
ее габариты при этом могут бьгrь значительно умень­
шены. Это позволяет изготовлять индивидуальные
катушки зажигания дЛЯ каждой свечи в отдельности
и монтировать их непосредственно на свечах. Для та­
кой системы не нужны высоковольтные провода, ко­
торЫе являются источником радиопомех. Кроме то­
го, исключается холостая искра. Вторичное напряже­
ние несколько уееличивается и имеет только отрица­
тельную nолярность. что nродЛевает срок службы
свечи зажигания.
Для микропроцессорных систем зажигания с на­
коплением энергии в инщктивности выnускаются ин­
дИвидуальные одновыводные катушки зажигания с
замкнутым магнитопроводом - так называемые
трансформаторЫ зажигания (см. рис. 11.8).
•
Катушки, работающие в составе современных
электронных и микропроцессорных систем зажига­
ния с накоплением энергии в инщктивности, обеспе­
чивают высокие выходные характеристики:
максимальное вторичное напряжение до 35 кВ;
-
скорость его нарастания ~700 В/мкс;
:107

rAaВaU
-
суммарная д11Ительность фаз искрового разря­
да 2,0.•• 2,5 мс;
-
энергия искрового разрЯДа 80...100 МДж.
Высокий уровень вторичного наnрЯЖения и пара-
метров искрового разрЯДа способствует выпо11Нению
жестких требований, предъявляемых к современному
автомобильному двигателю по экономичности и ток­
сичности. Повышение скорости нарастания вторично­
го напряжения делает систему зажигания менее чув­
ствительной к нагарообразованию на тепловом кону­
се искровой свечи. ОдНако при этом на 20.•• 30% воз-
1
6
Рмс.11.8.
ОдJtовыводJtав .катушка (трансформатор) зажмrанмв:
а - отечественноrо производства для систем зажигания с
накоплением энергии в индуктивности; б - производства
фирмы BOSCH для систем зажигания с индуктивным накопи­
телем; 1 - свеча зажигания ; 2
-
высоковоАыный вывод;
3 - многосекuионная вторичная обмотка W2; 4 - первич­
ная обмотка W1; 5 - сердечник магнитопровода М; 6 -
низковОNoтный вывод; 7 - наружная заливка поАипропиАе­
ном ; 8 - изоАяuионный каркас для вторичной обмотки .
1.08
растает пробивное напряжение на свечах, что объяс­
няется соизмеримостью времени формирования ис­
крового разрЯДа в свече со временем нарастания на
ней вторичного напряжения. При большом запасе по
вторичному напряжению это не принципиально.
11.5. Техническое обслуживание
Катушка зажигания - достаточно надежный ап­
парат электрооборудования автомобиля, поэтому ее
техническое обслуживание сведено к минимуму.
•
ПреЖде всего катушка должна быть чистой,
как и другие высоковольтные элементы системы за­
жигания. Часто после мойки автомобиля Н81\Ичие
влаги на крышке катушки зажигания является прич111-
ной отказа пуска двигателя. Поэтому в тех случаях,
когда влага может попасть в моторный отсек авто­
мобиля (мойка, доЖАЬ, Д11Ительная стоянка при повы­
шенной влажности воЗдУХа). перед поездкой необхо­
димо просушить или насухо обтереть высоковолы·
ные элементы системы зажигания. Особое внимание
следует обратить на вывод высокого напряжения ка­
тушки зажигания. Не вставленный до упора в гнездо
катушки высоковольтный провод может привести к
пробою изоляции . который обнаруживается по про­
гару крышки ИllИ выплавлению пластмассового по­
крытия (оболочки) корпуса. Если высоковольтный
контакт в катушке почернел, но его изоляция не на­
рушена, контакт зачищают до блеска мелкой шкур­
кой, свернутой Трубочкой. Таким же образом следу­
ет обработать наконечник высоковольтного прово­
да. После зачистки убеЖдаются в плотной посадке
провода в контактное гнездо. При необходимости на­
дежность контакта достигается увеличением шири­
ны прорези наконечника высоковольтного провода.
--- ТР
~
W1
Рис.11.9.
Переносной разрядник:
1 - разрядные шары; 2
-
микрометр ; 3 - тефмновый
лимб микрометра; 4 - изDАяционная подставка; 5 - кон­
тактные гнезда для подкмочения высоковDАыных прово­
дов; 6 - измерительная шкала микрометра; 7 - высоко­
воАыные соединительные провода разрядника; ТР - двух­
выводная катушка зажигания с первичной W1 и вторичной
W2 обмотками; о - измеряемый зазор между шарами;
Uп 0 - пробивное напряжение на выводах вторичной об­
мотки катушки зажигания .

Таб/\ица 11.1
Обесnечение надежного крепления каrушки к ку­
зову автомобиля nредУf1реждает nояеление механи­
ческих nоереждений и улучшает ее охлаждение. Кро­
ме того, в контактно-транзисюрных и транзисторных
системах зажигания с каrушками тиnа 6114, 6116 ,
у которых обмотки имеют трансформаторную связь,
предотвращается выход из строя силового транзис-
тора коммутатора.
.
•
Неисnравность каrушки классической конструк­
ции можно обнаружить внешним осмотром с nосле­
дУЮщей nроверкой ее работосnособности •на искру".
Внешним осмотром могут быть найдены трещины и
31\ектрические nрожоги на крышке вокруг высоко­
ВО/\ЬТного вывода. Для nроверки каrушки "на искру"
отсоединяют центральный высоковольтный nровод от
распределителя и расnолагают его на расстоянии
5••• 10 мм от корnуса двигателя. Затем стартером
прокручивают коленчатый вал двигателя и наблюда­
ют за искрообразованием в зазоре междУ наконеч­
ником ВЫСОКОВО/IЬТНОГО nровода и "массой". в кон­
тактной системе зажигания проверять искрообразо­
вание можно без вращения коленчатого вала. Для
этого снимают крышку распределителя и устанаВllИ­
вают контакты прерывателя в замкнутое состояние.
Затем, ВКNОЧИВ зажигание рычажком прерывателя
IW-1 ротором распределителя. размыкают и замыкают
контакты. Бесnеребойное искрообразование свиде­
тельствует об исnравности каrушки зажигания.
•
Двухвыводные каrушки зажигания микропро­
цессорных систем и электронных систем зажигания
высокой энергии f1ЮВеРЯIОТ ·на искру" с nрименени­
ем сnециального nереносного разрядника (рис.
11.9). Это делается для тоrо, чтобы не получить трав­
му или не вывести из строя электронные nриборы на
автомобиле. С nомощью разрядНика можно доста­
То'+tо точно измерить вторичное напряжение Unp на
11юбой каrушке зажигания. Размер зазора ме_жду
шарами разрядНика nочти линейно зависит от прило-
АвтомобмАьные катуwкм зажмrанмя
Прм1о\8Ю1811ОСТ1
женноrо к ним наf1>ЯЖения в момент nояаления ис­
кры (см. график на рис. 11.9).
При отсутствии искры в зазоре междУ корпусом
двигателя и наконечником nровода, отсоединенного
от центрального вывода распределителя, или междУ
э11ектродами разрядника nроверку каrушки заверша­
ют измерением соnротивлений обмоток. Если изме­
ренные значения сопротиВ11ений соответствуют нор­
мальным (см. табл. 11. 1), а высоковольтной искры
не возникает, то в каrушке может иметь место высо­
КОВО/\ЬТНЫЙ (неконтролируемый простым способом)
пробой изоляции междУ витками или на корnус. Та­
кая неисправность может быть обнаружена только
на сnециальном исnытательном стенде. В любом слу.
чае каrушка зажигания, в которой обнаружены неис­
nравности, не ремонтируется и nодлежит замене.
•
В заК11ЮЧение следует отметить, что nри наnи­
сании настоящей главы исnо/\ЬЭО8Эl\аСь, в основном,
информация no отечественным каrушкам зажига­
ния. Что касается каl}'Шек зажигания имnортных ав­
томобилей, то они имеют очень схожие nараметры и
конструктивные nоказатели, так как рассчитываются
и изготоВ11Яются no совершенно аналогичным прин­
ципам. Отсюда ясно. что замена импортных каrушек
зажигания отечественными возможна и вполне Дf>­
nустима . Следует только иметь ввидУ. что каrушки за­
жигания от разных тиnов систем зажигания не взаи­
мозаменяемы. Наf1>Имер, батарейная каrушка зажи­
гания не будет работать в э11ектронной системе и на­
оборот - их параметры совершенно раЗ11Ичны.
При замене катушки зажигания на ее место nод­
бирают каrушку со схожими рабочими параметрами,
которые не должны отличаться более чем на
20••• 30%, а сами каrушки должны иметь одинаковое
конструкtивное исполнение.
В табл. 11.1 в качестве примера желтой строкой
выделены nараметры взаимозаменяемых каrушек
зажигания.
j,09

=Глава двенадцатая==============
ФАРЫ СОВРЕМЕННЫХ ЛЕГКОВЫХ
АВТОМОБИЛЕЙ
Фронrа11ЪНые фары современных легковых автомобилей исключитеl\ЪНо разнообразны как по
конструкции, так и по внешнему ВНАУ· Но их формы, размеры, цвет и светнность обязательно
отвечают строrим меJl(АJнароАНЫМ правилам. С созданием НО1JЫХ моделей автомобилей с
обтекаемой формой переАНей части кузова появилась нео6хОАИНОсть в разработке и освоеннн
выпуска новых конструкций фронтальных фар. Нх оnисанию посвящена АаННаЯ глава.
12.1 . Универс811ьные автомобипьные фары
Фара - это электрический фонарь в передней
части автомобиля, предназначенный для освещения
ввтодороги в темное время суток. Такой фонарь мо­
жет быть выполнен как ламnснJ>ара ИJ\И как фара со
сменной электролампой. В настоящее время наибо­
лее распространены фары второго типа.
По функциональному назначению левая и правая
фары совершенно идентичны, но их конструктивное
исполнение неодинаково и поэтому они, как nрави­
ю, не взаимозаменяемы.
•
Прежде фары имели конструкцию f1ЮСТого од·
нолучевого электрического фонаря, в состав которо­
го входили сферический отражате/\Ь с зеркальным
покрытием, круглое гладкое защитное сrекло и обыч­
ная электролампа накаливания мощностью
20...30 Вт.
Позже. когда скорости движения автомобилей
возросли до 100 км/ч и более, отражатели в фарах
стали параболическими, а электролампы более мощ­
ными (до 100 Вт). Фронтальный свет стал более яр­
ким, бо11ее узким и более "далеким", а значит, ибо­
лее неблагоприятным (слепящим) для водителей
всrречного автотранспорта. Свет фар стали разде­
лять на да/\ЬНий и ближний.
В простом варианте для этого достаточно устано­
вить впереди автомобиля четыре фары - две для
дальнего и две для ближнего освещения дороги. Фа­
ры ближнего света устанавливаются поближе к габа­
ритным фонарям, а дальнего - к центру автомобиля.
Но четыре фары - это двойная цена за "правиль­
ный свет· и своеобразный дизайн передней части
автомобиля. Не каждому покупателю это нравится.
•
Были разработаны двухлучевые универсаль­
ные фары.
Первые из них оставались круглыми, но со време­
нем круглые универсальные фары стали заменяться
nрямоугольны.1и, которые отличаются лишь тем, что
верТИКа/\ЬНЫй размер их отражателя нескО/\ЬКо усе­
чен, а горизонтальный - увеличен.
В универсальной фаре используется одна электро­
лампа, но с дsумя нитями накаливания. Электронити
1.1 .0
помещаются в общую вакуумную колбу лампы и раз­
носятся друг от друга на строго определенное рассrо­
яние. Этим достигается необходимое положение
двух точечных источников света в параболическом
отражателе фары относительно его оптического фо­
куса. Первая нить накаливания для дальнего света
устанавливается в центральном фокусе отражателя
и по оси свечения экранируется светонепроницае­
мым диском. Вторая электронить формирует направ­
ление 11уча ближнего света. И чтобы этот луч не сле­
пил, его нужно наклонить вниз ниже уровня глаз во­
дителя всrречного транспорта, находящегося на уда­
лении 50 м, а также отвести его в сторону правой
обочины на некоторый угол. Осуществить такую пе­
реориентацию светового луча в универсальной фаре
можно четырьмя с:nособами (рис. 12.1):
а) Смещением н\dти накаливания из фокуса пара­
болического рефлектора вперед (луч расширяет­
ся, см. рис. 12.1, а) и вверх (луч наклоняется
вниз, см. рис. 12.1, б), а также в11ево (луч развора­
чивается вправо, см. рис. 12.1, в). С таким смеще­
нием нити ближнего света изготавливаются электро-
11Вмnы по американскому стандарту. Световое пятно
от фары ближнего света на контрольном экране nо­
лучается таким, как показано на рис. 12.2 . а.
б) Смещением нити накаливания вперед с уста­
новкой под ней теневого экрана (луч, отраженный
ТО/\ЬКО от верхней части рефлектор, наклоняется
вниз, см. рис. 12.1, Г). Ранее этот способ применял­
ся при изготовлении электроламп для симметричного
ближнего света.
в) Срезом и11и разворотом левой части теневого
экрана на угол а =15° (световой луч раскрывается
вниз и вправо, см. рис. 12.1, д). Такой способ фор­
мирования луча применяется в фарах асимметрично­
го ближнего света по европейскому стандарту (рис.
12.2, б).
г) Наклоном или разворотом отражателя фары в
нужном наnра811еНИИ . Переориентация отражателей
фар реализуется с помощью корректора их положе­
ния. На рис. 12.З показаны наибоrее распространен­
ные конс~и корректоров положения фар. СледУ­
ет также отметить, что отражатель (реф\ектор) совре-

Фары современных Аеrковых автомобИАей
менtЮй автомобИ11ЬНОй фары помещается за защит­
Н>IМ фронтальным стекюм, которое исГ1О11ЬЗуется как
окончательный оптический корректор световых лучей.
lд
Рмс.12.1.
К поисменtю способов форммрсвамм11 11уча 6A11111ttero света:
А - 11уч nри nО11ожении нити нака11ивания в фокусе отража­
те11я (сфокусированный 11уч): а - 11уч расфокусирован осе­
вым смещением ниnt вnеред (ААЯ однонитевых фар старой
конструкции); б - расфокусированный 11уч, смещенный вниз
nоднятием нити вверх; в - 11уч, смещенный вниз и вnраво
nоднятием нити вверх и смещением 11/\ево (американский
б/\ижний свет); r - 11уч, смешенный вниз теневым экраном
под нитью (симметричный б11ижний свет); д - 11уч, смещен·
ный вниз и вправо усечением с11ева теневоrо экрана под
асимметричной нитью (асимметричный евроnейский б11иж­
ний свет); а', б'. в', r', д' - световые пятна на дорожном nо­
ютне; О - оптическвя ось парабО/\ическоrо отражате11я;
Т - теневой экран под нитью нака11ивания; х
-
осевая 11и­
ния отражатеr.я; S - раскрыв Ауча; 11 - yrOI\ наК11она экрана.
Рмс.12.2.
Световое nитмо ма 1<онтро11ьном а11ране
от фары 6Амжнеrо света:
а - по американскому стандарту; б
-
no европейскому
стандар1)'; L - осеввя 11иния отражате11я; О
-
центр
световоrо пятна.
а)
тн
б)
в)
м
м
r)
Рмс.12.3.
Корре11торы nо11оженм11 фар:
а - механический корректор с натяжным троссиком ТН;
б - корректор с rидронаrнетате11ем ГН; в
-
корректор с
механическим упраВ11ением М от nО11ожения ко11ес; r - кор­
ректор с ЭБУ и Э11ектроприводом ЭП .

rАВва 12
12.2. Сnециаnьньае фары
Со временем легковые автомобили сrали приоб­
ретать все бО11ее обтекаемую форму, чем достига­
лоа, уменьшение аэродинамического сопротивления
движению на больших скоростях. Появились низкие
"приземистые" автомобили, у которых передняя
часть кузова (от бампера до капота) сrала очень уз­
кой, размещение фронтальных фар на которой сrало
сложной технической проблемой. Автомобилестрои­
тельные фирмы решают эту проблему по-разному.
• Есть системы фронтального освещения (напри­
мер, на японских автомобилях "Maida"; на америка~+
ских -
" Pontiac") с поднимающимися из крыльев фа­
рами. дt.я подъема фар используется сервопривод.
Система имеет то преимущество, что стекла фар боль­
шую часть времени защищены от воздейсrвия абра­
зивных частиц, мелких камней и дорожной грязи. Но
из-за наличия фароnодъемников система обладает не­
досrаточно высокой эксплуатационной надежностью,
кроме того поднимающиеся над крыльями фары явля­
ются некоторой помехой для обзора дороги.
• Другое решение предложила немецкая фирма
Hella. которая разработала эмипсоидные фары
фронтального света (рис. 12.4). В таких фарах уста­
навливается удлиненный эллипсоидный отражатель,
который может иметь малый диаметр. Это позволяет
монтировать фары в узкую полоску передней части
обтекаемого автомобиля. Световой луч, сформиро­
ванный эмипсоидным отражателем, корректируется
сисrемой параболических зеркал на отражателе и
фиксируется оптической линзой. Окончательная кор­
рекция светового луча реализуется оптикой защитно­
го стекла. Эмипсоидные фары изготавливаются от­
дельно для дальнего и ближнего света.
Рнс.12.4.
Эмнnсондная фара "Hella":
1 - рассеиваюшая Аинза; 2
-
передняя часJь корпуса;
3 - задняя часJь корпуса; 4 - однони1евая rаАоrенная
Аампа; 5 - цокоАь в АамподержаJеле; 6
-
кон1ак1ная
фишка с проводом; 7 - коррек1ируюший профиАь щража­
Jедя ; 8 - змипсоидный (уминенный) 01ражаrеАь; 9 - АИ·
ния разъема корпуса фары ; 10 - корпус фары .
1.1.2
Недостатки таких фар - это сложная технО11оrия
изготовления и, как следствие, высокая стоимость.
• Фирма Lucas (Англия) разработала специаль­
ную двухлучевую фару с гомофокальным отражаrе­
лем. Это такой отражатель, в объемном пространст­
ве которого объединены воедино несколько усече1+
ных парабО11ических отражателей с разными фокус­
ными расстояниями, но фокусы которых помещены в
общую фокальную точку. Гомофокальная фара мо­
жет быть узкой, изогнутой и асимметричной по отно­
шению к центральному направлению света. Это nо­
звОl\яеТ устанавливать ее на автомобиле с любой
формой передней части кузова. Ее недосrатки те
же, что и у эмипсоидной фары, а также то, чrо для
изготовления многопрофильного отражателя требу­
ется специальная термостойкая пластмасса.
• Современные круглые и прямоугольные фары с
двухнитевой электролампой и с общим отражателем
для дальнего и ближнего света в настоящее время
начинают устаревать. Дело в том, что луч дальнего
света от универсальных фар имеет нежелательно
широкий горизонтальный раскрыв, а луч ближнего
света за счет теневого экранирования - жесn<уЮ
контрастную границу перехода от затемненного к
светлому участку (см. рис. 12.2 , б). Такое освещение
дороги нерационально.
Дальний свет скоростного автомобиля дОl\Жен
иметь узконаправленный, но дальнобойный луч, а
ближний свет не дОl\Жен иметь контрастной грани­
цы. Контрасrность освещения дороги при высокой
скорости движения автомобиля приводит к напря­
женному восприятию водителем дорожной ситуации.
Глаза водителя быстро устают, а психика перенапря­
гается. Теперь разрабатываются фары с бО11ее раци­
ональным фронтальным светом и имеющие совре­
менный внешний вид.
12.3. Мноrофункциона11ь~ые фары
Создавать фронтальные фары с малым размером
по высоте и с эффективной светоотдачей можно с
применением длинных эллипсоидных отражателей.
Такие отражатели позВО11яют делать однО11учевые
фары, как ближнего, так и дальнего света, малогаба­
ритными и помещать их за общим защитным стек­
лом. ПО11учается моноблок фронтального света. Же­
лание иметь на автомобиле моноблочную конструк­
цию фары продиктовано не только современным ди­
зайном, но и необходимосrью промывать и очищать
защитное стекло на ходу автомобиля. Ясно, что это
проще реализовать на стекле моноблока.
В моноблоке размещаются не только фары, но
и все остальные фронтальные фонари (габерит­
ные огни, противотуманные фары, указатели пово­
ротов). Таким образом, сам моноблок теперь ста-

Фары современных Аеrковых автомобиАей
Рмс.12.5.
Тройная фара "Вosch"
ноеится многофункциональной nередней фарой .
Такие фары в nоследнее время находят широкое
применение.
• Немецкая фирма BOSCH предложила так назы­
ваемую тройную фару (рис. 12.5), которая объединя­
ет в себе функtJИи дальнего, ближнего , стояночного
и nротивотумажого света. Сбоку к такой фаре "nри­
стеrивается· или устанавливается непосредственно
в моноблоке фонарь указателя поворота. Начиная с
1994 года такие фары (несколько измененных конст­
рукций) устанавливаются на автомобилях
"Volkswagen · , • Audi", "Opel".
Особенностью многофунКtJИональных фар являет­
ся то, что каждый из фронтальных фонарей имеет
свой собственный. отдельный от других , оmический
отражатель. Здесь больше не используются двухни­
тевые электролампы, а каждый отражатель рассчи­
тан с nомощью компьютера таким образом, чтобы
наиболее полно соответствовать назначению данно­
го фонаря.
Отражатель в фонаре ближнего света выполнен в
~щде разнопрофильных зеркал, каждое из которых
ориентировано в нужном наnравлении. это nозволя­
ет использовать всю nоверхность отражателя (а не
половину, как в обычных универсальных фарах) и от­
казаться от теневого экранирования. При этом ос-
1\еП/\еНИе встречного водителя уменьшается на 30%,
а яркость освещения дороги увеличивается на 20%.
Для многофункциональных фар разработана новая
галогенная однонитевая электроламnа Н7 (фирма
HELLA). Эта лампа более надежна. так как потребля­
ет меньше электроэнергии (45 Вт), чем ее nрото­
тип - ламnа Н1 (55 Вт).
В описываемой тройной фаре ламnа Н7 использу­
ется для дальнего и ближнего света. В фонаре про­
тивотумажого света установлена лампа Н1 nрежней
конструкции.
• Для автомобилей высокого nотребительского
класса многофунКtJИональные фары изготавливаются
с nрименением всех известных сnособов повышения
эффективности фронтального освещения. Фирма
ВОSСН 8Ь11ускает новые фарные моноблоки "Utronic"
(Utronc - в nереводе с нем . означает • свет с элек-
тронным управлением"). внешний вид моноблока по­
казан на рис. 12.6. В его конструкtJИю входят:
а) фонарь дальнего света с галогенной лампой 6
типа Н7 (45 Вт) или НВЗ (60 Вт) и со сплющенным nа­
раболическим отражателем 9;
б) фонарь ближнего света 4 с газоразрядной лам­
nой 5 тиnа D2S (35 ВТ), с эмипсоидным малогабарит­
ным отражателем и с рассеивающей линзой:
в) nротивотуманный фонарь с галогенной лампой
нз , с миниатюрным параболическим отражателем и
с рассеивающей линзой;
г) ламnа 10 габаритного огня (5 Вт). установлен­
ная в отражате11е 9 дальнего света;
А) фонарь 1 указателя nоворотов, который уста­
новлен на корпусе 8 фары сбоку и закреnлен сnеци­
альными пластмассовыми замками;
е) корректор положения блока отражателей с
электронно-управляемым электроприводом (поз. 13);
ж) съемное защитное стекло З с корректирующей
оптикой для ближнего и без оmики для дальнего све­
та (устанавливается в nластмассовом корпусе 8 мо­
ноблока на пружинных фиксаторах).
Фары "Utroпic" имеют несколько модификаtJИй.
Так, фара "Litroпic-Bosch" О 301047 202, блок отра­
жателей которой показан на рис. 12.7 , разработана
специально для автомобиля "Audi-AВ ". Она снабжена
2
"
Рмс.12.6.
Мноrофун1ЩмоиаАы1ая фара "Lltronlc":
1 - фонарь правого указатеАя поворота: 2 - Аампа фона
ря (21 Вт); 3 - защитное (фронтВ11ьное) стемо монобАОка ;
4 - эмипсоидный отражатеАь фонаря бАижнего света ; 5 -
газоразрядная ммпа (35 Вт); 6 - гаАогенная Аампа
(45 Вт): 7 - резиновое обрамдение защитного стема; В -
пАастмассовый корпус монобАока; 9 - парабоАический от­
ражатеАь фонаря даАьнего света ; 10 - Аампа габаритного
огня (5 Вт); 11 - ЭАектронное устройство управАения;
12 - высоковоАыный бдок зажигания мя газоразрядной
Аампы; 13 - установочное место мя корректора
поАожения отражатеАей .
1.1.З

rAUa12
корректором по/\Ожения отражате11ей, Э11ектронным
б/\ОКОМ уnра811еНИЯ и прибором ВЫСОКОВОl\ЫНОГО за­
жигания д/\Я газоразрядной лампы (см. рис. 12.6).
Эти устройства устанаВ11иваются для каждой фары в
отде11Ьности на ее nластмассовом корпусе .
•
Газоразрядная лампа - это новый компонент
в современной фаре.
Светоотдача газоразрядной лампы в три раза выше
по сравнению с галогенной лампой той же мощности.
Очень интересным и важным новым качеством
фонаря б11Ижнего света на газоразрядной лампе яв­
ляется тот факт, что он ИЗ11учает свет, б11Изкий к спе­
ктру СО/\Нечного 11уча. Такой свет позволяет форми­
ровать с помощью многопрофИ11Ьного отражате/\Я
световое пятно на автодороге без контрастной гра­
ницы перехода от свет/\Ого к темному.
Это делает фару б11Ижнего света еще 6о11ее со­
вершенной, так как активная безопасность движе­
ния автомобиllЯ в ночное время повышается.
Все составные компоненты фары м Lltronic" (за­
щитное стеК/\О, Э/\ектролампы , э11ектронный б11ок уп­
равления и коррекции, прибор зажигания) можно за­
менять по отде11Ьности и перестаВllЯТЬ из одной фа­
ры (кроме стекла) в другую .
• В самое последнее время А11Я многофункцио­
на11Ьных фар разработан фронТа/\ЬНЫй фонарь даль-
Рмс.12.7.
6Аок отражатеАеii фары мLltron1c•
ААЯ аатомо6мАя~Аud1-А8•:
1 - фара бАижнеrо света (БС); 2 - опора для водиАа кор­
ректора поАожения бАока отражатеАя; 3 - направАяющая
для винта ручной подстройки поАожения бАока отражатеАЯ ;
4 - эмипсоидный отражатеАь фары БС; 5 - держатеАь га­
зоразрядной Аампы; б - Аитье основания (сиАумин); 7 -
патрон rаАоrенной Аампы для фары даАьнеrо светв (АС);
8 - вентиАяционная щеАь для rаАоrенной Аампы АС; 9 -
парабОАический мноrопрофиАьный (rомофокаАьный) отра­
жатеАь фары АС из термостойкой ПАастмассы; 10 -
мноrопрофиАьное покрытие зеркаАьноrо отражатеАя фары
АС; 11 - корректирующие поверхности отражатеАя АС;
12 - фара противотуманного м допоАнитеАьноrо даАьнеrо
света ; 13 - фиксирующая Аинза фары 12; 14 - рассеива­
ющая Аинза фары БС .
114
4
5
в
7
в
Рмс.12.8.
Фомарь даАьнеrо света со светоаодом:
1 - корпус фонаря; 2 - поворотная опора для световода ;
3 - световод (стеКАовоАоконный жгут); 4 - эАектроАампа ;
5 - 6Аок оптических Аинз, формирующих световой Ауч; б -
линза торца световода ; 7 - фиксатор опоры ; 8 - входная
аперуура световода .
него света с применением стеК11ОВО11оконной оптики.
Одна из возможных конструкций такого фонаря по­
казана на рис. 12.8.
Торец световода по11Ируется по форме рассеива­
ющей 1\ИНЗЫ 6, и реф11ектор отражате11Я практически
не нужен. Это позво11Яет делать фару очень Ма/\ЬIХ
размеров (с диаметром менее 50 мм) . Второй осо­
бенностью фонаря со стеК11Ово11Оконным жгутом 3
яВ11Яется то. что Э11ектролампа 4 находится вне объе­
ма корпуса 1 фары. Теперь корпус, отражате11Ь, рас­
сеивающая llИНза, защитное стеК/\О и все прочие де­
тали фары могут изготоВ11Яться из пластмассы. Ма-
1\Ые размеры позволяют создавать многофункцио­
На/\Ьные моноб/\Оки фронтаNoных фар 1\Юбой конфи­
гурации. а распО11оженная вне отражате11я фары Э/\е­
ктроламnа бО11ее не яВllЯется источником теnлового
ИЗ/\учения .
ИСПО/\ЬЗОвание в стеКАОВОl\ОКОННОМ фонаре газо­
разрядной Э/\ектролампы делает 11уч даNoнеrо света
наиболее оптимальн ым .
12.4. Эnектропемnы А"Я
ввтомобиnьньtх q»ep
До недавнего времени в качестве источника света
в автомобИllЬНых фарах примеНЯllИСЬ ТОl\ЬКО электро­
лампы с нитью накаливания. Самые простые из них -
лампы с одной нитыо в кО11бе СИ11Икатного стекла, из
которой откачан возщх. Нить накаливания изготавли­
вается в виде спирали, навитой из 80/\Ьфрамовой про­
ВО/\ОКИ. Концы нити привариваются микросваркой к
фиксирующим стойкам из никеля, которые одновре­
менно являются э11ектрическими выводами.
Основным светотехническим параметром 11Юбой
З11ектролампы яВ11Яется так называемая световая от­
дача, которая характеризует фотометрический КПД
лампы. Светоотдача измеряется в 11Юменах светово-

Фары современных Аеrковых автомобиАей
го потока, приходящихся на один ватт Эl\ектрической
мощности, потреб11Яемой лампой. Светоотдача 80/\Ь­
фрамовой нити накаливания. помещенной в вакуум­
ную колбу из силикатного стекла, не превышает
20 лм/Вт.
• В настоящее время обычные лампы накалива­
ния применяются в основном в сигнальных наружных
фонарях мощностью не бО/\ее 25 Вт. В современных
универсальных фарах устанавливаются двухнитевые
Э11еКТРО11ампы (рис. 12.9). Их принципиальное ОТ/\И­
чие от маломощных ламп А11Я сигнальных фонарей со­
стоит в том. что обе нити накаливания устанавлива­
ются с очень высокой точностью по отношению к
фиксатору на цоколе. Этим обеспечивается необходи­
мое А11Я универсальных фар строго определенное по­
южение нитей в оптическом отражателе фары.
• Самыми эффективными из ламп с нитью нака­
ливания ЯВ/\яются так называемые галогенные лам­
пы. Галогенная лампа (рис. 12.10) - это миниатюр­
ная кварцевая цилиндрическая колба 7 (диаметр
10••• 17 мм, высота 16••• 34 мм), наполненная инерт­
ным газом в смеси с парами галогена, в их среду по­
мещена вольфрамовая нить (или нити З и 4) накали­
вания. В таком случае светоотдача вольфрамовой
нити может быть повышена. В обычной лампе нака­
ливания вольфрам, испаряясь с поверхности нити
при высокой температуре, оседает на внутренней
стенке стеК11Янной колбы, что делает ее менее про­
зрачной и нарушает теплообмен КО/\бы с окружаю­
щим воздухом. Срок службы лампы быстро сокраща­
ется, и она перегорает. В галогенной лампе имеет
место возвратный цикл, за счет которого ВО11ьфрам,
осевший на стенках КО/\бЫ, возвращается обратно
на нить накаливания. Значительного затемнения
стекла не происходит на протяжении всего срока
службы лампы. Для поддержания возвратного цикла
Рис.12.9.
Авухнмтевая 11амnа автомоби11ьноii фары:
1 - ЭАекJрический KOHJBKJ; 2 - усJановочный диск; 3 -
ниJь да11ьнего свеJа; 4 - Jеневой экран; 5 - ниJЬ б11ижне­
rо света; б - ко11ба 11ампы; 7 - uоко11ь .
температура нити дО/\ЖНа быть не менее 1400°С, а
температура кО/\бы не ниже 700°С. При этом рассто­
яние от нити до стенки кО/\бы должно быть минималь­
ным. Этим объясняются Ma/lble размеры галогенной
лампы и изготовление ее колбы из кварцевого стек­
ла. Переносчиком 80/\ьфрама в возвратном цикле
может быть 11Юбой галоген, обычно йод или бром,
или их соединения. Механизм переноса заключается
в следующем. Сначала пары галогена, например, йо­
да, вступают в высокотемпературную химическую ре­
акцию с тонкопленочным вольфрамом, осевшим на
кО/\бе. Образуется йодистый 80/\Ьфрам Wl2 • который
тут же испаряется с горячей поверхности стекла. Со­
прикасаясь с сильно разогретой ВО11Ьфрамовой ни­
тью, йодистый 80/\ьфрам снова разлагается на пары
йода и вольфрам. Пары йода возвращаются к менее
нагретой поверхности колбы, а вольфрам оседает на
более горячей поверхности нити накаливания. Опи­
санный возвратный цикл защищает нить накалива­
ния от перегорания, что позВО/\яет повысить ее ра­
бочую температуру до З500°С. Светоотдача лампы
увеличивается более чем в полтора раза (до
30••• 35 лм/Вт). В этом заК11ЮЧается главное преиму­
щество галогенных ламп.
Однако галогенная лампа по продо11ЖИТельности
безотказной работы не превосходит обычные лампы
накаливания. Это объясняется тем, что возвратный
цикл в галогенной лампе исnО11ьзуется не А11Я Прод/\е­
ния срока ее службы, а д/\Я увеличения яркости све­
чения. И хотя вО/\ьфрам нити накаливания в возврат­
ном цикле частично восстанаВ11Ивается, но продол­
жительность наработки на отказ не увеличивается.
Рис.12.10.
К пояснению устройства и формирования иаnраВАения
светоаых Аучей в двухиитевой кварцевой ruоrеиной
ЭА8КТроАамnе:
1 - ЭАек1рокон1ак1; 2 - усJановочный диск UОКОАЯ: 3 -
ЭАек1ронИJь дальнего све1а; 4 - элекJронить б11ижнеrо све­
Jа; 5 - Jеневой экран; б - Jеневой ко11пачок; 7
-
кварце­
вая КОАба; 8 - uоко11ь; 9 - ОJражаJеАь фары: а - наклон­
ные 11учи б11ижнего све1а; б - прямые 11учи да11ьнеrо свеJа .
115

fАаВа12
Рмс.12.11.
rа30ра3рАДН8А AIMna:
1 - ВЫСОКОВОl\Ь'IНЫЙ КОНJаКJНЫЙ разъем на ЦОКО/\е; 2 - ЦС>­
КО/\Ь; З - кварцевая 11Jубка; 4 - рабочая зона дамnы; 5 -
СJержневой элекrрод дамnы в керамической 11Jубке: 6 - выссr
коВО11ыный Jоковод в керамическом изо111поре; 7 - фиксаJор.
При этом галогенная лампа стоит намного дороже
обычной. Это является главным ее недостатком . Вто­
рой недостаток - высокая темпераJУра колбы, чем
ограничивается использование галогенных ламп в
пластмассовых фонарях.
Галогенные, как и обычные электролампы с нитью
накаливания, могут быть однонитевыми или двухни­
тевыми. В последнем случае нити дальнего и ближне·
го света устанаВ11Иваются так, как показано на
рис. 12.10 . Расположением нитей формируются лучи
дальнего и ближнего света в универсальной (двухлу­
чевой) фаре.
•
Свободными от недостатков, присущих галоген­
ным лампам, оказались электрощговые газоразряд·
ные лампы. Конструкция газоразрядной лампы. кото­
рую выпускает фирма BOSCH, показана на
рис. 12.11 . Электрощговая лампа не имеет нити на­
каливания, чем объясняется исключительно продол­
жительный срок ее службы (более срока службы са­
мого автомобиля). Стержневые электроды 5 лампы
помещены в продолговатую кварцевую трубку 3 с
шарообразной центральной частью 4. Объем цент­
ральной части О,7 ...0,9 смз. Трубка наполнена инерт­
ным газом ксеноном. Ксенон выбран не случайно -
его спектр свечения белый, со слабым зелено-голу.
бым опенком. Такой свет наиболее эффективен, так
как он близок к спектру со/\Нечных лучей. Электрод-
116
ные стержни лампы покрыты специальными галоге1+
ными соединениями (галогенидами), которые защи­
щают электроды от выгорания в электрической щге.
В данной лампе восстанаВ11Ивается не метам (как
вольфрам в обычной лампе), а галогенидовое покры­
тие на торцах электродных стержней. Такие лампы
потребляют меньше электроэнергии, а значит. мень­
ше нагреваются и при этом обладают большей све­
тоотдачей (до 90 лм/ВТ). Так. газоразрядная лампа
на 35 Вт светит ярче галогенной (на 55 Вт) - в два
раза. Основной недостаток газоразрядной лампы -
это инерционность ее возгорания, что совершенно
недопустимо в автомобильных фарах. Чтобы газо­
разрядная лампа загоралась быстрее, на нее прихо­
дится подавать высокое (15••. 30 кВ) напряжение за­
жигания. Происходит кратковременный высоко­
ВОl\ЬТный искровой разряд при токе 2.5.. .З А. и меж­
ду электродами лампы мгновенно возникает электри­
ческая щга. Далее электронный блок управления ус­
танаВ11Ивает в щге ток 0,35••• 0,45 А и лампа начина­
ет работать устойчиво от преобразователя напряже­
ния 100 В/400 Гц при напряжении бортсети автомо­
биля 12 В. Газоразрядная лампа допускает импульс­
ный режим работы. что удобно при реализации мощ­
ных световых спеuсигналов. Если напряжение в
бортсети резко падает, газоразрядная лампа может
поrаснуть. но тут же зажигается вновь от
электронного устройства зажигания.
Необходимость применения высокоВОl\Ьтного за­
жигания является существенным недостатком при
эксплуатации газоразрядных ламп.
Во-первых - это повышенная опасность для че­
ловека.
,,,, ,,,., ,,,. , l1p11 Вt:lfPWJ'Nll фарw с ~рядноll
NlltflrOil нео6КОА'fИО со6Nо.двrъ ,_,, ., JeKНlllrN 6. -.
IJIJCНOCJW,
Во-вторых, электрическая щга является интенсив­
ным источником высокочастотных радиопомех.
В.третьих, высокое напряжение требует примене­
ния высококачественных иЭОf\Яционных материалов
для цоколя лампы и для ламподержателя. И хотя сама
лампа как источник света достаточно надежна, но ее
наружные соединения и высокоВОl\Ьтные контакты
потенциально содержат угрозу электроискрового про­
боя изоляции. Лампа при этом выходит из строя.
В.четвертых, стоимость газоразрядной лампы в
комплекте с электронным устройством управления и
зажигания значительная.
В настоящее время газоразрядные лампы приме­
няются в фарах только для автомобилей высокого
потребительского класса.
•
Справочная информация [7] по фарным 12-ти
вольтовым электролампам различной конструкции
сведена в табл. 12.1 , и их внешний вид показан на
рис. 12.12. При необходимости заменить электро­
лампу в фаре следует иметь в виду следующее. Поч-

Фары совремеиных леrковых автомобилей
Таб11Ица 12.1
NI
n/n
fe"""""""oe оnмса- и
Катеrорм ~ Тиn llECи
обоэ118Чt111не
nоЕЭК-RЗ7
S12'.'j5W
11неw- 111\д
(а.. .-.
12.12)
DCllOllН08-
(rиn) no
no rост
~ы
ЕЭК
2023·90
1 1Од/1о<онтак1ная ФЭ11 дm1 фар де м БС СЩ>Ь11< Ю1С1])УЩИii
R1
1 fP.,.~д.y;;..re ФЭJIWio унмоер(:Зs-..:-фар~дс=-м~БС,_--------+-~R2,,---,-
Одноо<онп~rтная ranor...., в '811j) ЦО8ОЙ mл бе ФЭП дm 1 фар nc, бС •ед
~ranor...., в UЩJЦS8ОЙ колбе ФЭ11 дm1 фарДС м БС (фраiщэо:от~)
Треххонтаmая доую;;iiiвая ranor8НlillЯ в mapueвoii колбе ФЭЛ дло Пj)ЯМО\'ГОllЬlо­
фарДС мБС
1 То88,"10МnООб,мос.,,...,...rюдо:wп;iё~фарЫ
No1
~-- """""""'"UЩJЦSВОЙколбеФЭЛ_дmо_фар~nс~.=БС~а-...-~--......-~-ю---+--Аналоrа
--нет--+-РХ26.
--1-2V-5SN--+------;;
""""""
9 ТОЦ"10МПОЭ.В.мос~- ... -1д~11фардСI
OOT. 12V .6WI
10 ТОD,чтомrюэ.9.модm1фарБС
--~---+ ООТ. f;!V_~
11 fieзнl!тellмrlЩJ83pl1Дttallcт"""'"""'""'.;;;;;;;;.~IJ:fГМФЭll c--- 1- - -0=1s
-
--
-
. f'Кd85'1~35w
Ni1Т
IЫCOl<OllO/IЬ,_ __нaщone дmос:ое~-tНЫХмаnоrвберпныхфарБС
(с 1991r1
02S
Аналоrа нет
Pd 85'1{J5W 3ЭN No12 (см рис. 12 11)
(с 199'r.J
D2Я
Рd85'1/ЗООЗЭN(с
-
-
1996r.J
-оо
1
2
R1
R2
Н1 Н2
нз
Н4
Н4fТУ Н7
нвз Н84 015 02
Рмс:.12.12.
Внеwммii вид э11е1<тро11амп (nрм11оженме к табА. 12.1)
ти все фарные эt.ектролампы разрабатываются с
ориентацией на вполне определенный тип фары. это
означает, что цоколь лампы и его установочное креп­
ление могут быть различными даже АЛЯ одинаковых
по мощности и конструкции электроламп. с другой
стороны, лампы с совершенно раЗ11Ичными эt.ектри­
ческими и размерными параметрами могут иметь
одинаковое установочное крепление. МеЖД}'Народ­
ные европейские правила и нормы ЕЭК R37 (Элект-
ролампы) не рекомендУЮТ заменять лампы в фарах
на лампы непредусмотренного типа, т.е. определен­
ному типу фары должна соответствовать вполне кон­
кретная категория (тип) электролампы.
• В заключение следует отметить, что следую­
щим шагом на пути совершенствования источника
света для автомобильных фар может стать малогаба­
ритный излучатель монохроматического поляризо­
ванного света.

=
Глава тринадцатая
МЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
ДЛЯ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (ГРУППА "К")
Самой распространенной автотронной системой на борту современноrо лвrковоrо автомо61111Я
явмrется снстема впрыска топлнва. Такне снствмы по конструктнвному устройству
нскмочнтем.но разнообразны. Но все онн работают по общему прннцнпу - с рас,.,,.еннвм
TOIJllНВa под АВВМНllвМ в поток всасывавмоrо В03АУХа. Прн ЭТОМ н КОJU1118СТВО TOIJJllf88, н
колнчвство ВОЗАУХа постоянно контролнрувтся н АОЗнруется, чтобы нх соотношвннв в
ТОIWIВDВОЗАJWНОЙ смесн, поступающвii в ЦНАИНАРЫ двwатвля, было бы нанболвв оптнМllАЬНЬIМ
на всех режимах работы. Это о6еспвчнвавт двwатвl\Ю значнтвlllJIУю экономню топлнва,
улучшвннв вrо АННВМНчвскнх параметров н характернстнк, уменьшвнне вы6роса токснчных
ввщвств с выхлопнымн отработавшнмн rазамн. ПослflАУIОЩНв ОАНННВАЦаТЬ rлав (с :1.З по 23}
посвящены опнсанню самых разнообразных снствм впрыска бензина н нх компонентов*• .
13.1 . Предваритеnьные эамечания
Топливное питание бензиновых двигателей на со­
временных легковых автомобилях реализуется с при­
менением систем впрыска. Эти системы по принципу
действия принято подразделять на пять основных
групп {рис. 13.1): К. Мопо. L, м. D.
13.2 . Преимущества систем впрыска
Тоnливовоздушная смесь (ТВ.Смесь) подается от
карбюратора к цилиндрам двигателя внутреннего
сгорания (ДВС) по длинным трубам впускного комек­
тора. Длина этих труб к различным цилиндрам двига­
теля неодинакова, а в самом комекторе имеет мес­
то неравномерность нагрева стенок даже на полно­
стью прогретом двигателе (рис. 13.2). Это приводит
к тому, что из однородной ТВ.Смеси, созданной в кар­
бюраторе, в разных ЦИllИНдрах две образуются нео­
динаковые топливовоздушные заряды. Как следст­
вие , двигатель не отдает расчетную мощность, теря­
ется равномерность крутящего момента, расход топ­
лива и количество вредных веществ в ВЫХ/IОпных га­
зах увеличиваются. Бороться с этим явлением в кар­
бюраторных двигателях очень сложно. Следует так­
же отметить, что современный карбюратор работает
на принципе пульверизации, при которой распЬlf\е­
ние бензина происходит в струе всасываемого в ци­
линдры возщха. При этом образуются достаточно
крупные капли топлива (рис. 13.3, а) , что не обеспе­
чивает качественного перемешивания бензина и
воздУХа. Плохое перемешивание и крупные капли об­
легчают оседание бензина на стенках впускного кол-
•nepeA прочтением ПtВВ с О11НС8НМеtо1 ВВТОТронНЬIХ снсrем ВflРЫС·
1<В и их "°"'110Нентов цемсоо6разно о~ с работой
АВWВrеля внутраннеrо сrорвния tAВCI. 1<В1< с о6ьектом
ввтоматнческоrо упрВВ11еНИJ1[J7, JB/ (см. Прнложенне].
1.1 .8
КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ
8nРЫСКА БЕНЗИНА 00 ГРУ11ПАМ
!
Г1')'!1П8 "К"
Мв~смстемы
"""'""""'-
l>W""""'llnpыCQ
томке~~~
~до1989r.
Гpynna "'Моnо"
Сист-..~(QАНОТ""8'1-
~~~~
Jotronk:; Оре1 - Wtic; G- Мotora;
ВАЗ). Дnя~ветомо-
бмлейсреднеrо~
1<118СС8.
Гpym8"L •
еист..... ~1...пуrо.аюrоl
мюrоточечноrо вnрыска тоnnмва с
-отЗБУ.
( L -JetrOOc:; LE - JelrO<'k; LН - Jetronic; ВАЗ).
~до2000r.
гр)'!1П8 • м •
c..cr..w8J'1)tlilcкa1'onnиu ~-L -""'*~
• <t > СТ 1 1В е ЭСАУ- Jr. (Мotronlc; L-Мolr<>nlc;
Mono- Мotronic; F<lnlx; М""-'С; ВАЗ)
~-cжr-OЩ>WCQ.
Гpym8°D 0
Сист- ~(~_,,)enpwacaт-
неnос:редстмжо• -""""""'• IЦl)<ДО!'О-•
ОТД1111ЬЖ)СТМС__..ОТ _бортоеоrо-
~noc:лe2000r.
Рмс.13.1.
Кмссмфмкачмя сметем впрыска 6емэмна
•эСАУ·А - Э11е1<тронная система автоматического уnрав ле·
ния автомобИ11ьным двиrате1оем .

Механические системы впрыска томива для бензиновых двигателей (группа "К")
4
Охол.
D т~:пл.
ГОРЯЧ.
з
Рнс.13.2.
2
лектора и на стенках uилиндров во время всасыва­
ния ТВ-смеси. Но при принудительном распылении
бензина под давлением через калиброванное сопло
форсунки частиuы топлива могут иметь значительно
меньшие размеры по сравнению с распылением бен­
зина при пульверизаuии (рис. 13.3, б). Особенно эф­
фективно бензин распыляется узким пучком под вы­
соким давлением (рис. 13.3, в).
Установлено, что при распылении бензина на ча­
стиuы диаметром менее 10...15 мкм его перемеши­
вание с кислородом воздуха происходит не как взве­
шивание частиu. а на молекулярном уровне. Это де­
лает ТВ-смесь более устойчивой к воздействию пере-
Вnускноii комектор две н нерааномерность ero наrрева падов температуры и давления в uилиндре и длинных
Рис. 13.3 .
ФакеАы расnЫАенмя бензина:
а - карбюратором (капли 100.. .120 мкм); б - центральной
форсункой под давлением 1,1 бар (капли 50.. • 60 мкм) ; в -
клапанной форсункой закрытоrо типа под давлением
5.2 бар (капли 20.• .зо мкм).
трубах впускного комектора, что способствует более
полному ее сгоранию. При этом, помимо качествен­
ного распыления и эффективного перемешивания
бензина с ВОЗдУХОМ, леn<о получать более высокую
точность их дозирования в ТВ-смеси на всех возмож­
ных режимах работы две.
Таким образом, за счет применения системы топ­
ливного питания с впрыском бензина двигатели со­
временных леn<овых автомобилей не имеют недо­
статков, присуших карбюраторным двигателям, т.е.
они более экономичны, обладают более высокой
уде/\Ьной мощностью, поддерживают постоянство
крутящего момента в широком интервале частот
вращения, а выброс вредных веществ в атмосферу
с отработавшими газами минимален.
13.3. Общие сведения о механических
системах впрыска бензина
Механические системы впрыска бензина изве­
стны давно. Еще в конuе тридuатых годов они при­
менялись в самолетных системах топливного пита­
ния. Это были системы впрыска бензина дизельно­
го типа с топливным насосом высокого давления
(ТНВД) и с закрытыми форсунками для каждого uи·
линдра в отде/\Ьности (см. главу 18). При попытке
установки на автомобиль такие системы не выдер­
жали конкуренuии с карбюраторами из-за значи­
тельной сложности и высокой стоимости, продол­
жительность наработки на отказ также оказалась
недостаточной. На автомобиль система впрыска
бензина низкого давления была впервые установ­
лена западно-германской фирмой MERSEDES в
1949 году (на легковом автомобиле • Mersedes-
5300") и превзошла карбюраторную систему топ­
ливного питания по всем зксплуатаuионным пока­
зателям. С тех пор идея впрыска бензина для авто­
моби11Ьных две стала активно разрабатываться
многими западными фирмами .
Наиболее удачной, с точки зрения стоимости и
эксплуатаuионной надежности, оказалась механиче-
1.1 .9

fАаВа13
екая система ·к-Jetronic" фирмы BOSCH (ФРГ) . Эта
система бы/18 освоена серийным nроизводством в
1951 году и получИ11е широкое внедрение почти на
всех марках европейских автомобИ11ей.
Название системы ·к-Jetronic" составлено из трех
сокращений: К - от нем. kontiniuerlich (непрерыв­
ность); jet - от англ. (струя); ronic - традиuионное
окончание современных технических терминов. Со
временем в группу ·к· стали включатЬСS1 все систе­
мы непрерывного впрыска бензина.
По рекламным данным фирмы BOSCH, различных
механических систем впрыска группы ·к· с 1951 г.
по 1989 год выпущено более 50.ти мимионов. С
1989 года системы впрыске группы ·к· на новых мо­
делях автомобИ11ей не устанавливаются, им на смену
пришли системы впрыска бензина с электронным уп­
равлением электромагнитными форсунками (см. гла­
вы 14• .. 19). Но дочерние предприятия фирмы
BOSCH до сих пор продолжают выпуск компонентов
механических систем на запчасти .
На территории бывшего СССР эксnлуатируетсs~
около 150 тысяч импортных автомобилей выпуска до
1989 года, значительная часть из которых оборудо­
вана механическими системами впрыска .
Система "K-Jetroп ic" устанавлива/\ась на следую­
щих автомобилях :
" AUD I" : "Согре" ; 80; 90; 100; 100 TurЬo; Quattro:
TurЬo Quattro.
·вмw· : серии 318: 320; 518; 520.
"FERRARI": все модели, кроме Т-348.
" FORD" : Capri; Escort: Orioп: Granada; Sierra.
" LA NCIA" : Thema.
" M ERCEDES" : серии 190; 230; 260; 280: 300;
350; 380; 420; 450; 500; 560.
"P E UGEOT" : серии 504; 505; 604.
"PORSCHE ": серии 911; 930; 924; 294 TurЬo .
" RENAULT": R5 TurЬo; R25 V6, TurЬo; R30 ТХ.
·sддв· : серии 99; 900.
·voLVO" : серии 142; 144: 145: 240; 242: 244:
262; 264; 265; 740; 760i.
"VOLКSWAGENo : Golf GТI; Jetta GT; Passat GLI ;
Santana; Scirocco GTI.
13А. Функционапьные uодепи
механических систем впрыска
Система топливного питания, в которой бензин
подается к форсункам закрытого типа под неболь­
шим давлением (не более 8 бар), представляет собой
механическую систему непрерывного впрыска.
На рис. 13.4 представлена функuиональная мо­
дель такой системы для одноUИ/\Индрового двигателя.
Бензин из бензобака (ББ) с помощью электробензо­
насоса (ЭБН) нагнетается в замкнутое юпливное коль­
uо (3ТК), в которое входят: прямая бензомаrистраль
1.20
(ПБМ), подпорный накопитель топлива (ПНТ), фильтр
тонкой очистки (ФТО), рабочие каналы дозатора-рас­
пределителя топлива (ДРТ) и обратная бензомагист­
раль ОБМ (на рис. 13.4 замкнутое топливное КО/\ЬUО
окрашено в розовый uвет). Рс!бочее давление (6 бар)
бензина в 3ТК устанавливается и поддерживается по­
стоянным клапаном обратного давления (КОД), за кото­
рым начинается обратная бензомагистраль (ОБМ) .
К рабочей форсунке закрЫТОГо типа (РФ3) бензин
подается по каналу (РК) под изменяющимся давлени­
ем (от 3,5 до 6 бар), величина коюрого управляется
мембранным дифференuиальным клапаном (ДК) с
поршне-щелевым вентилем (ПЩВ). сам вентиль пщв,
включающИЙ в себя поршень У и калиброванную щель
КЩ, с одной стороны управляется расходомером воз­
духа РВ (через систему рычагов Р-Z-ОТ), а с друrой (со
стороны полости Х) - реrулятором управляющего дав­
ления (РУД) и дроссельным жиклером (ДЖ)_
Дозирование и распределение бензина в этой си­
стеме происходит в дозаторе-распределителе (ДРТ), а
распыление - клапанной форсункой (РФ3) закрыто­
го типа. Дозатор-распределитель является гИдравли­
ческим фОрмирователем впрыска. Воздух (8) через
воздушный фильтр (ВФ) и пневмомеханический рас­
ходомер воздуха (РВ) с воздушной заслонкой (83Р)
расходомера поступает во впускной коллектор (ВК) с
клапаном дополнительной подачи воздуха (КдВ) в
байнасном канале (БК) с дроссельной заслонкой (ДЗ)
и далее в предклапанную колбу (миксерную зону) впу­
скного коллектора (М3К) за счет поршневоrо всасы­
вания , когда впускной клапан двигателя (ВКд) от­
крыт . В системе, в основном, реализуетсs~ внешнее
смесеобразование и частично - внутреннее .
На рис. 13.5 показана модель механической сис­
темы непрерывноrо впрыска с распределением бен­
зина по четырем uилиндрам две. Когда бензин из
замкнутоrо топливноrо кольuа (см . рис. 13.4) под
давлением около 6 бар по прямому бензопроводу 1
поступает в дозатор-распределитель 2 (ДРТ), то поток
топлива внутри распределителя растекается по рабо­
чим каналам, число которых равно числу UИllИНАРОВ
две (на рис. 13.5 поз. 3, 4, 5, 6).
Каждый рабочий канал заканчивается закрытой
клапанной форсункой РФ3 (на рис. 13.5. позиuии а,
Ь, с, d). Внутри каждой закрытой форсунки (см . гла­
ву 22) имеется подпружиненный запорный золотник,
который открывается только при определенном дав­
лении (3,2 бар) и тем самым способствует интенсив­
ному распылению бензина через сопло форсунки.
Так как рабочее давление бензина в дозаторе­
распределителе (около 6 бар) выше. чем давление
срабатывания (открывания) форсунки (3,2 бар), то
можно считать, что все форсунки при работе дви­
гателя практически всегда открыты. Однако надо
помнить, что реальные форсунки моrут работать и
в вибраuионном режиме за счет противодействия

Механические системы впрыска TOJWtВa ААЯ бензиновых двмrателей (rpynna "К")
возвратной пружины запорного клапана форсунки.
При этом бензин вееРообразно распыNoется в
предклапанные миксерные зоны (колбы) No1. No2.
NoЗ, No4 впускного комектора (К) - сразу во все
одновременно.
Впрыснутый в предклапанные колбы бензин пред­
варительно. еще до всасывания. испаряется от со­
прикосновения с горячими клапанами, и пары бензи-
р
z
Г ~-----..
1
1
1
1
1
1
1
-
на перемешиваются с возщхом, обрезуя богатую
топливовоЗдушную смесь по способу внешнего сме­
сеобразования.
Когда один из впускных клапанов открывается (в
том uилиндре, в котором начинается такт впуска), в
рабочий объем uилиндра всасывается свежий воз­
дУХ и вся богатая ТВ-смесь из предклапанной колбы
данного uилиндра. При этом через открытый впуск-
ФТО
ООО
ООО
ООО
Бензин под РД Ф
Бензин под АД
Бензин под УД
ТВ-смесь
ПБМ
!
ЭБН
3 ОБМ
ББ
КР
L _______ ....J ~-----
1. 2 . 3 - электрические контакты (+128)
Рмс. 13.4 . Функцнона11ьная моде11ь механм"ес:коii системы неnрерывноrо вnрыска бензина
ААЯ одноЦИАиидровоrо данrате11я (обозначения в тексте)
1.21 .

rлава 1.3
Вщцух
-1'---"
--+
-и...-..--==-,
6бар 1
15
DВщцухDБен3ЖDу~
Рмс. 13.5 . Моде11ь механм"еской системы неnрерывноrо
расnреде11енноrо (мноrоточе"ноrо) вnрыска бензина
{обозначения в тексте)
ной клапан (на рис . 13.4 поз. ВКА) в UИllИндр продол­
жает впрыскиваться бензин и впускаться чистый
воздух. Рабочая смесь несколько обедняется и за
счет движения поршня вверх в такте сжатия стано­
вится нормальной уже непосредственно в UИllИндре.
Так внутреннее смесеобразование довершает про­
uесс приготовления рабочей ТВ-смеси.
Количество подаваемого во впускной комектор
воздуха реrулируется водителем посредством дрос­
сельной заслонки 8 (Д3) от педали акселератора и 1)'Т
же измеряется расходомером воздуха 10 (РВ). Коли­
чество проходящего через дозатор-распределитель
бензина реrулируется поршне-щелевым вентилем
(ПЩВ) золотникового дозатора 9 (У), который, в свою
очередь, управляется расходомером 10 посредством
системы механических рычагов 15 {Р, Z, ОТ).
При такой схеме управления проuессом смесе­
образования рабочая смесь может иметь опти­
мальное (стехиометрическое) соотношение бен­
зин/воздух (а =1) почти на всех низкооборотных
режимах работы две.
При запуске холодного двигателя пусковая фор­
сунка 12 открывается электроклапаном 11 (внутри
самой форсунки) и бензин интенсивно впрыскивает­
ся в миксерный (смесительный) ресивер 13 впускно­
го комектора К. Таким образом, силы-ю обогаще1+
ная рабочая ПН:месь приготаВ11Ивается в ресивере
13 сразу для всех UИЛИНдров двигателя. Клапанные
форсунки в это время закрыты, так как при открытии
пусковой форсунки 12 давление в прямой бензома­
гистрали 1 (ПБМ) резко падает (до 2,8 бар), а золот­
никовый дозатор 9 (У) до пуска две также закрыт.
Электрический сигнал 14 на электроклапан 11
(внутри пусковой форсунки) поступает от ключа за­
жигания через пусковое термореле времени (см. гла-
1.22
ву 22), что имеет место только при прокручивании
стартером холодного двигателя. Если двигатель теп­
лый, то пусковая форсунка 12 не включается, так
как пусковое термореле разомкнуто и электроклапан
11 обесточен (см. далее рис. 13"15). Таким образом,
при пуске прогретого двигателя сразу начинают
функuионировать клапанные форсунки.
13.5. Система "K.Jetronlc"
На рис. 13.6 приведена функuиональная схема
механической системы ·к-Jetroпic". Эта система ра­
ботает по принuипу непрерывного впрыска бензина
во все UИllИНдРЫ двигателя одновременно.
Как видно из чертежа, система ·к-Jetronic" вклю­
чает в свой состав замкнутое тоnливное кольuо
(ПОЗ. 1.4.7.8.21.17.ЗО.ОБМ), ВОЗдУШНЫЙ (ИНдУIЩИОt+
ный) канал (поз. 15.18.СО.22.24), подсистему регули­
рования управляющего давления (поз. 21.12.17.ЗО),
дозатор-распределитель (формирователь впрыска) с
рабочими форсунками (поз. 21.26), подсистему запу.
ска холодного две и регулировки оборотов холостого
хода (ХХ) на непрогретом двигателе
(поз. 16.23.24 .19), подсистему реuиркуляuии отрабо­
тавших газов (ОГ) для понижения содержания в них
оксидов азота NOx (поз. 13.14.25), подсистему регу.
лирования состава ОГ для понижения содержания
угарного газа СО и несгоревших углеводородов СН
(поз. 14.20 .27 .28 .29), подсистему нейтрализаuии
токсичных компонентов в ОГ (поз. 10.11.14).
Система ·к-Jetroпic" работает следующим обра­
зом. Из бензобака 1 электробензонасос 4 нагнетает
в подпорный накопитель 7 тоnлива бензин, которЫй
далее через тоП11Ивный фильтр 8 под постоянным
давлением около 6 бар по прямой бензомагистрали
подается в дозатор-распределитель 21. В данной си­
стеме дозатор-распределитель является гидрав11Иче­
ским формирователем впрЫска тоП11Ива.
Бензобак 1 , бензонасос 4, подпорный накопитель
7 топлива и тоnливный фильтр 8 совместно с клапа­
ном 17 обратного давления и реДуКUионным клапа­
ном 30 образуют замкнутое кольuо для uиркуляuии
бензина под рабочим давленем в 6 бар.
При работе две всасываемый воздух приподни­
мает заслонку 18 расходомера 15 воздуха, при
этом золотник 33 в дозаторе-распределителе 21
перемещается вверх ровно на столько, сколько
требуется пропустить бензина при данном количе­
стве проходящего через расходомер воздуха. Пе­
речисленными элементами реализован воздушный
канал системы.
Для автоматизаuии проuесса реrулирования ка­
чественного состава ТВ-смеси золотник 33 дозато­
ра-распределителя может управляться не только за­
слонкой расходомера (ротаметром) 18 снизу, но и

Механические системы enpwcкa топАМва ААЯ бенэмнов~ьtх двмrателеА (rpynna "К")
изменением давления над золотником сверХу. Это
давление называется управляющим и формируется
в специалыюм реrуляторе 12 управляющего давле­
ния . Реrулятор 12 работает по принuипу сброса из­
лишнего давления над золотником 33. Излишний
бензин возвращается по обратной бензомагистрали
(ОБМ) в бензобак 1.
Таким образом в клапанных ф<>рсунках 26 под­
держивается давление бензина в пределах от 3,5
бар до 6,0 бар. Конкретное значение давления оп­
ределяется положением поршневого золотника 33
относительно дозирующих щелей дифференuиаль­
н,ах клапанов .
Под изменяющимся таким образом управляемым
давлением бензин вытесняется в бензопроводы ра­
бочих каналов и далее распыляется форсунками в
предклапанные колбы впускного коллектора . Пуско­
вая ф<>рсунка 23 и термореле времени 16 работают
только при пуске холодного двигателя.
Электроуnравляемый клапан 19 дополнительной
подачи воздуха работает при прогреве холодного
две. как автоматический реrулятор частоты враще­
ния на холостом ходу. Через него подается воздух в
тех случаях, когда дроссельная заслонка 22 акселе­
ратора полностью закрыта. Винтом СО над дрос­
сельной заслонкой 22 реrулируется число оборотов
на холостом ходу. Ресивер 24 совместно с предкла­
панными колбами образует миксерную (смеситель­
ную) полость всасывающего комектора для внеш­
него смесеобразования.
Работа подсистемы очистки выхлопных отрабо­
тавших газов подробно рассмотрена в главе 20.
Рис. 13.6 . Функцкона11ьнан схема механической системы вnрыска бензина "K ·Jetronlc":
1 - бензобак; 2 - поплавковый )'llазатель уровня топлива; 3 - сетчатый фильтр; 4 - электробензонасос (ЭБН); 5 - эле­
ктродвиrатель ЭБН; 6 - шиберный наrнетатель ЭБН; 7 - подпорный накопитель топлива {rидроак11уму/1Ятор); 8 - фильтр
тонкой очистки бензина; 9 - блок АБС; 10 - каталитический rазонейтрализатор; 11- выход отработавших rазов в rлуши­
тельную подсистему; 12 - реrу/IЯтор управляющеrо давления на непроrретом двиrателе (реrулятор проrрева); 13 - термо­
пневмомапан; 14 - выпускной комектор; 15 - корпус расходомера воздуха; 16 - термореле времени; 17 - клапан 06-
ратноrо давления; 18 - воздушная зilС/\онка расходомера (ротаметр); 19 - клапан дополнительной подачи воздуха через
байпасный канал; 20 - датчик концентрации кислорода {АКК); 21 - дозатор-распределитеf\Ь топлива; 22 - дроссельная
заслонка: 23 - пусковая форсунка; 24 - ресивер впускноrо комектора; 25 - мапан подсистемы реuиркуляци11; 26 - ра­
бочая клапанная форсунка; 27 - термоконтактор; 28 - тактовый rидроклапан (ТГК); 29 - электронный блок управления
мя ТГК: 30 - редукционный {стравливающий) мапан; 31 - контакты датчика уровня топлива; 32 - жидкость в системе
охлаждения АБС; 33 - золотниковый клапан {золотник) дозатора-распреде/IИтеля.
1.23

rАаВа13
13.6. Дозатор-распределитель
На рис. 13.7 схематически представлен основной
составной компонент механической системы непре­
рывного впрыска бензина - дозатор-распредеl\И­
тель топлива (заuприхованная часть рисунка). Он со­
стоит из дифференциальных клапанов Д1 ...Д4 (по
числу цилиндров ДВС), из золотникового дозирующе­
го вентиля ДВ, из распределителя топлива и из глав­
ного топливного канала ГТМ. Конструктивно дозатор­
распределитель выполнен таким образом, что диф­
ференциа/\Ьные клапаны разделены на две каме­
ры - верхнюю и нижнюю. Верхние камеры сообще­
ны с рабочими форсунками Ф1.. • Ф4. а нижние - с
прямой (подающей) бензомагистралыо от топливно­
го кольца (через фильтр). Золотниковый дозирующий
вентИllЬ ДВ с одной стороны управляется механичес­
ким усилием М от ротаметра расходомера возщха, а
с другой - управляющим давлением (гидравличес­
ким усилием) в полости Х (сигналом СУ2). давление в
полости Х зависит от температуры Тд двигателя и уп­
равляется посредством регулятора прогрева РП {уст·
ройство управления).
Топливные каналы дозатора.распределителя за­
крЫтого типа, так как бензин проходит через них к
клапанным форсункам Ф1 ••• Ф4, не ответвляясь в об­
ратную бензомагистраль.
Функционирование дозатора.распределителя ста­
нет понятным из рассмотрения работы составных
его частей.
о-о-о-о-
13.7 . Фун11циоиа11Ы1аR моде111> дозатора-рас:nреде11ите11н
(обозначения в тексте)
13.7. ДифференциаnьныА клапан
Модель дифференциального клапана ДК, который
является главным функuиональным устройством до­
затора-распределителя, показана на рис. 13.8 . Кла­
пан ДК состоит из двух камер А и В, разделенных уп­
ругой металлической мембраной 1, которая подпру-
1.24
•~е
D Вщцух D Бензин
Рис:. 13.8 . Моде11ь диффереициа11ьноrо 1111аnана
(обозначения в тексте)
жинена со стороны верхней камерЫ А стальной пру­
жиной 2. дифференциальный клапан имеет четыре
топливных канала: входной канал З, выходной канал
4 и два перепускных канала 5 и 6. Выходной канал 4
может перекрываться мембраной 1. когда она про­
гнута вверх. Так реализован выходной вентиль диф­
ференциального клапана. Через перепускные кана­
лы 5 и 6 верхняя камера А и нижняя камера В сооб­
щаются между собой. В разрыв каналов 5 и 6 уста­
новлен золотниковый дозатор д с поршне-щелевым
вентилем 8, который управляется воздушной заслон­
кой (ротаметром) 10 расходомера возщха 9 через
систему механических рЫчагов 12.
Дифференциальный клапан работает следУЮщим
образом. В исходном состоянии, когда двигатель не
работает, мембрана 1 отжата пружиной 2 вниз и вы­
ходной топливный канал 4 приоткрыт, что исключает
образование воздушных и паровых пробок в форсун­
ках и рабочих каналах. Поршне-щелевой вентИllЬ 8 в
золотниковом дозаторе д полностью закрыт, т.к. пол­
ностью закрыта заслонка 10 расходомера возщха 9.
При включении зажигания сразу начинает рабо­
тать электрический бензонасос, и топливо под давле­
нием в 6 бар подается в нижнюю камеру В через
входной канал 3. При этом мембрана 1 под действи­
ем давления бензина поднимается вверх и закрыва­
ет выходной канал 4 в верхней камере А.
далее. как только стартер начинает прокручивать
коленвал двигателя, возщх под действием разреже­
ния при всасывании начнет приподнимать заслонку
10 расходомера возщха 9. Заслонка 10 через рычаг
12 открывает поршне-щелевой вентиль 8 золотнико­
вого дозатора Д, через который бензин из нижней ка­
меры В начнет перетекать в верхнюю камеру А. Как
только совместное усилие пружины 2 и давления беt+
зина в верхней камере А превысит давление бензина
в нижней камере В на величину не менее 0,1 бара, то
мембрана 1 прогнется вниз, и бензин начнет посту­
пать через выходной канал 4 к клапанной форсунке.

Механические системы впрыска томмва дАЯ бензиновых двиrателей (rpynna "К")
Следует заметить, что даВ11ение бензина в верх­
ней камере А может изменяться в пределах от 3,2
бар до 6 бар путем изменения пропускной способ­
ности поршне-щелевоrо вентиля золотниковоrо до­
затора. При этом давление в нижней камере В все­
rда остается постоянным и равным 6 бар . Количе­
ство пропущенного к форсунке тоnлива зависит от
степени прогиба мембраны 1, а сам прогиб мемб­
раны может легко упраВ11Яться даВ11ением бензина
в верхней камере посредством золотникового до­
затора Д.
Таким образом. количество пропущенного к фор­
сунке бензина в строго заданной пропорции соответ­
ствует количеству воэдУХа, пропущенного во впуск­
ной комектор через расходомер воэдУХа.
В свою очередь, количество пропущенного воздУ·
ха, а следовательно и число оборотов двигателя оп­
ределяются степенью открытия дроссельной заслон­
ки 11, которая управляется водиrелем посредством
педали акселератора.
13.8. Зопотииковый дозатор
На рис. 13.9 показан золотниковый дозатор А с
поршне-щелевым вентилем.
Он состоит из цилиндрической прорезной в1)'11КИ
1 с калиброванными дозирующими щелями 2, число
коюрых равно числу uилиндров две, а также из пор­
шне-стержневого ЗО11отника 3 .
Прорезная В1)'11Ка 1, в которую с притиркой встав­
лен ЗО/\Отник 3, совместно с ним образует перепуск­
ной ЗО11отнжовый дозатор 4 (на рис. 13.8 поз. А).
Дозатор 4 посредством полости 9 сообщается с ни­
жними камерами В всех дифференциальных клапа­
нов К через перепускные каналы 6 . С верхними ка­
мерами А полость 9 дозатора 4 сообщается посред­
ством каналов 5, в каждый из которых вмонтирова­
на калиброванная дозирующая щель 2.
Золотниковый дозатор А работает следующим
образом.
Бе><зж
3,5-5,Обар
14
р
Рис. 13.9 . Моде11ь эо11отнн11овоrо дозатора
(обоэна'4ения в тексте)
В исходном состоянии нижняя камера В наполня­
ется бензином под давлением 6 бар через входное
отверстие 11. Через перепускной канал 6 бензин пе­
ретекает в полость 9 и далее во все нижние камеры
дозатора-распределителя. При этом нижний край
строго притертого поршня 7 находится на границе
открытия калиброванной щели 2, но пока еще пере­
крывает Э1)' щель. Как только двигатель начнет вра­
щаться, усилие F от рычага 8 расходомера воздУХа
10 начнет поднимать золотник З вверХ, калиброван­
ная щель 2 начнет открываться и бензин из полости
9 дозатора 4 начнет пос1)'Пать в верхнюю камеру А
<~ерез канал 5. При полном поднятии вверх золотни­
ка З поршень 7 полностью откроет калиброванную
щель 2, и даВ/\еНие бензина в верхней камере А поч­
ти сравняется с даВllением в нижней камере В и ста­
нет равным -6 бар. При этом пружина 12 верхней
камеры А дИфференuиального клапана К полностью,
до упора прогнет мембрану 13 и тем самым по/\НО­
стью откроет выходной квнал 14 дифференциально­
го клапана.
В промежуточных положениях поршня 7 давле­
ние в верхней камере А будет изменяться по линей­
ному закону в пределах от 3,2 бар до 5,8 бар.
Разным значениям давt.еНия в верхней камере А
соответствует различная степень прогиба диафрагмы
13, а, следовательно, и различная степень открытия
выходного канала 14, чю обеспечивает управление ко­
личеспзом пропущенного к форсунке бензина. При
этом строго линейная зависимость количества впрыс­
нутого тоnлива от количества возщха, пропущенного
через расходомер возщха, обеспечивает nосюянство
соотношения бензин/воэщх в рабочей смеси. которое
дОNКНО быть равно стехиометрИческому соотношению
1/14,7. Нижний поршень 15 ЗО11отника З участия в уп­
равлении даВ/\ением не принимает и служит лишь на­
праВ11Яющей опорой А11Я нижнего конца эоютника З.
13.9. Расnреде11мте11ь томива
На рис. 13.10 показан дозаюр-распределитель
топлива в сборе. Он состоит из верхней части R и ни­
жней части s. между которыми стяжными болтами
П/\ОТНО зажаты упругая мембрана М - общая А11Я всех
ДИфференuиальных клапанов К. и их подпорные пру­
жины П. Верхняя часть R яВ/\ЯеТСЯ распределителем
тоnлива по клапанным форсункам (через выходные
каналь1 4). Распреде11Итель юплива выrюлнен в виде
верХней крышки к камерам А и В дифференциальных
клапанов. Камеры А и В образованы в верхней R и ни­
жней s частях корпуса фрезерованными пусютами.
Тоnливные кан81\Ы 3.4.5 .6 камер А и В просверлены в
теле 1\ИЮГо корпуса дозатора-распределителя.
Прорезная uилиндрическая В1)'111<а 1 эоютниково­
го дозатора выполнена либо из металлокерамики. ли-
1.25

rмва 13
А
4
ХРу7
4
.~1 1
g
3
+
D2
М
Рмс. 13.10 . РасnредеАмтем. томнва
(обозначения в тексте)
s
J
бо из твердой стали и запрессована в корпус расnре­
делИТеля таким образом, что калиброванные щели 7
етрого совпадают с топливными каналами 6 верхних
камер А. Поршень 2 золотникового дозатора А сво­
бодно вдвигается в прорезную втуl\К)' 1 снизу. Свер­
ху поршень 2 напряжен возвратным усИ11Ием Ру.
Все топливные каналы снаружи заканчиваются
резьбой для ввертывания в них штуцеров рабочих
каналов бензопроводов.
В верхней части R корпуса распределителя имеет­
ся полость Х, в которую подается бензин из прямой
бензомагистрали под давлением Ру по специальному
калиброванному гидродросселем каналу. давление
Ру называется управляющим (на рис. 13.9 . поз. Р) и
в полости Х реrулируется путем стравливания бензи­
на обратно в бензобак. Реrулировку давления Ру осу­
ществляет сnеuиальный регулятор управляющего
давления. это позволяет автоматически изменять
количество подаваемого в фОрсунки бензине при
прогреве холодного двигателя .
Следует отметить, что хотя дозатор-распредели­
тель имеет разборную конструкuию . разбирать его
фИрма BOSCH не рекомендует, т.к. собрать его пра­
вильно без специальной оснастки невозможно .
13.10. Реrуnятор nporpeвa и реrу11ятор
управnяющеrо давnения
Механическая система непрерывного впрыска
бензина "K-Jetroпic" имеет много модИфикаuий.
ЭТо объясняется тем, что фирма BOSCH продава­
ла систему "K -Jetronic" для установки на самых разно­
образных автомобилях.
Например, система "K-Jetroпic" для четырех- и пя­
тиuилиндровых две автомобиля ·дudi" отличается
конструкцией реrулятора давления.
На 4-Х UИЛИндроВЫХ двигателях ЭТО устройство {СМ .
рис. 13.11) работает только как реrулятор прогрева
холодного двигателя . компенсируя конденсацию бен-
1.26
зина на холодных частях в предклаnанных зонах впу­
скного коллектора. Реrулятор прогрева своим нижним
теnлоnриемным ториом S устанавливается снаружи
блока uилиндров на сnеuиальную полированную пло­
щадку Р, чем обеспечивается нужный темnлообмен
меж,ду блоком uилиндров и реrулятором прогрева .
ВНутри реrулятора прогрева имеется биметалличес­
кая плоская пластина {А), на которую намотана спираль
электрического подогревателя (В) и которая имеет на­
дежный тепловой контакт (Н) с корпусом реrулятора .
Таким образом биметаллическая пластина А может
прогибаться вниз или вверх на некоторый угол под
воздействием нагрева либо от блока цилиндров две,
либо от электрического подогревателя В. Промежуточ­
ное положение биметаллической пластины А зависит
от соотношения этих AF1fX тепловых воздейсmий.
Реrулятор прогрева работает следующим образом .
Когда запускается холодный две. то биметалличе­
ская пластина А прогнута вниз настолько, насколько
этот прогиб соответствует температуре холодного
блока цилиндров. Если двигатель долго не работал, а
температура окружающей среды ниже +10°С, то пла­
стина А прогнута полностью и диафрагма А оnущена
вниз до упора, что приводит к полному открытию кла­
пана К управляющего давления. Ясно, что при этом
управляющее давление Ру в полости Х {см.
рис. 13.10) золотникового дозатора падает до мини­
мального значения . При неизменной интенсивности
всасывания воздуха золотник дозатора-распредели­
теля и воздушная заслонка расходомера воздУХа. ИС·
nытывая меньшее обратное воздействие со стороны
Ру в полости Х. поднимаются неско11ЬК0 выше . что
Устаноеочная nnoщaдtCa на две Р
Рмс. 13.11. РеrуАятор nporpeвa смстемы ~к.Jetronlcw:
А - биметамическая П11астина; В - электроподоrревате11ь;
К - мембранный кмnан реrулятора; D - мембрана клапа­
на К; Н - теП11опроводная опора пластины А: S - теплопро­
воАНый корпус реrулятора; Тд - тепловой поток от блока
цилиндров АВС; Р - блок цилиндров две.

Механические системы впрыска тоnАМва ААЯ бензиновых двмrателеА (rpynna "К")
приводит к желаемому обогащению тоnливовозд;w­
ной смеси.
По мере прогрева две биметамическая П118СТИ­
на А регулятора прогрева РП мед11енно прогибается
обратно вверх и тем самым постепенно начинает пе­
рекрывать главный клапан К управляющего давле­
ния до тех пор, пока этот клапан полностью не закро­
ется. Температура две в месте установки регулятора
прогрева РП при этом достигает 65-70°С.
Электрический подогреватель В биметамической
пластины А включается одновременно с бензонасо­
сом специальным управляющим реле (см. дшее рис.
13.15). Подогрев служит для ускоренного прекраще­
ния процедуры обогащения. Делается зто для того.
чтобы недостаточно прогретый, но устойчиво работа­
ЮUJИй двигатель не потреблял излишнего количества
бензина на холостых оборотах.
После того, как прогрев две будет завершен, би­
металлическая пластина устанавливается в верхнем
положении. клапан К закрывается и доnолнительное
обогащение тоnливовозщшной смеси прекращается.
При запуске горячего двигателя реrулятор прогре­
ва не оказывает влияния на процесс смесеобразова­
ния, так как его биметаллическая пластина находит­
ся в верхнем положении. а клапан К закрыт.
• Реrулятор прогрева для 5-ти цилиндрового дви­
гателя. помимо обогащения Тlkмеси при прогреве,
обедняет ее в режимах ХХ прогретого двигателя и
частичных нагрузок. Он также обогащает Пkмесь
при максимальной нагрузке двигателя. Для выполне­
ния этих функций реrулятор прогрева дополнен ваку-
Рис. 13.12. Реrу11ятор уnрамяющеrо дав11ен1111
системы •к.Jetronlc:~:
1 - nо11ость атмосферноrо даВ/\ения; 2 - ш1У11еР для со­
единения с задроссе11ьной зоной вnускноrо комектора;
3 - возвратная пружина мембранноrо К/\апана; 4 - пружи­
на вакуумноrо зкономайзера ; 5 - диафраrма вакуумноrо
зкономайзера; 6 - по11ость разрежения; Р8 - абсо11ютное
дав11ение (разрежение) ; оста11ьные обозначения по
рис. 13.11 .
умным зкономайзером с гибкой пружинистой диа­
фрагмой (рис. 13.12). Такой зкономайзер работает
от разрежения в задроссельной зоне впускного кол­
лектора. и регулятор прогрева теперь выполняет
функции реrулятора управляющего давления (РУД).
Хорошо известно, что когда двигате11Ь работает
на холостом ходу и особенно на принудительном ХХ
или на ранних частичных нагрузках, то разрежение в
задроссельной зоне может быть достаточно боль­
шим. а при работе две в режиме полной нагрузки
указанное разрежение, падая, приближается к нор­
мальному атмоеферному давлению. Возникающий
таким образом перепад давления в задроссельной
зоне с помощью вакуумного шланга подводится к
штуцеру вакуумной полости (1) диафрагменного зко­
номайзера РУд. где усилием вакуумного разрежения
Р8 ослабляется действие главной возвратной пружи­
ны 3 клапана К управляющего давления.
Таким образом, при работе прогретого две в ре­
жиме холостого хода или частичных нагрузок, когда
разрежение Р8 увеличено. диафрагма зкономайзера
приподнимается вверх (на ПХХ до упора) и через вну.
треннюю пружину (4) поднимает диафрагму главного
клапана К, за счет чего увеличивается управляющее
давление Ру в полости Х над золотником дозатора.
распределителя. Уже было сказано. что при этом
тоnливовоЗJ>,УШная смесь объединяется. так как при
неизменной массе прошедшего воздуха количество
прошедшего к форсункам бензина будет уменьшено.
Если двигатель переводится в режим принуди­
Теl\ЬНого холостого хода (когда разрежение Р8 макси­
мально), то главный клапан К реrулятора управляю­
щего давления РУД полностью закрывается, обеспе­
чивая минимальную подачу топлива к форсункам.
При работе две под полной нагрузкой, когда
дроссельная заслонка полностью открыта. разреже­
ние в задроссельной зоне, а значит. и в диафрагмен­
ном зкономайзере отсутствует. и внутренняя пружи­
на (4), опускаясь вниз, увеличивает проходное сече­
ние главного диафрагменного клапана К. давление в
полости Х падает, и возщшная заслонка расходоме­
ра вместе с поршнем золотникового дозатора подни­
мается вверх. Ясно, что при неизменном количестве
впускаемого воздуха количество пропущенного че­
рез форсунки бензина увеличивается. Полученное
таким образом обогащение тоnливовозщшной сме­
си в режиме полной нагрузки двигателя обеспечива­
ет увеличение его мощности.
13.11. Пусковая форсунка и ее уnравnение
Пусковая форсунка, которая иногда также назы­
вается пусковым клапаном. является устройством с
электромагнитным управлением (см. главу 22). Пус­
ковая форсунка в обычной системе "K-Jetroпic" ера-
1.27

rлава 1.3
батывает только при запуске холодного две
(Тд < З5°С), так как электрическая цепь ее включе­
ния при более высокой температуре размыкается
термоэлектрИческим реле времени.
Внутри форсунки имеется индуктивный соленоид,
работающий на втягивание ферромагнитного керна.
На керне закреплена запорная тарелочка выходного
сопла форсунки, которая открывается при подаче на
соленоид управляющего напряжения. Обычно пуско­
вая форсунка рассчитана на рабочее напряжение
12 В, но срабатывает и при напряжении от 6 В и по­
трябляет ток до одного ампера.
Скорость срабатывания пусковой форсунки прин­
ципиального значения не имеет, так как она работа­
ет на значительное обогащение топливовоэдушной
смеси при медленном вращении двигателя. Пропуск­
ная способность этой форсунки в 6-8 раз больше
пропускной способности рабочей клапанной форсун­
ки для одной и той же модели системы впрыска.
В Неl<Оторых моделях механических систем впрыска
пусковая форсунка имеет многоцелевое назначение.
Так, для западногерманских автомобилей
"A UDI ", на которых установлены пятицилиндровые
двигатели серии JS и НР, пусковая форсунка сис­
темы ·к-Jetronic" дополнительно выполняет функцию
обогащения тоnливовозщшной смеси при разгоне
автомобиля с недостаточно прогретым двигателем.
Эти автомобили поставляются в страны Северной Ев­
ропы. где в зимнее время полного прогрева двигате­
ля приходится ждать долго.
Ясно, что в таком режиме пусковая форсунка ре­
ализует импульсный впрыск бензина, который пре­
кращается, когда двигатель прогревается до темпе­
ратуры выше З5°С (так как при этом срабатывает
термореле времени и отключает от ·массы" пуско­
вую форсунку).
Выключение пусковой форсунки произойдет так­
же и тогда, когда педаль акселератора будет оmуще­
на, и сработает концевой микровыключатель дрос­
сельной заслонки .
Другой импульсный режим работы пусковой фор­
сунки реализован в системе впрыска "K-Jetronic" для
бензиновых двигателей с турбонаддувом. Из опыта
эксплуатации бензиновых систем впрыска известно,
что пуск горячего две крайне затруднен при появле­
нии в топливной системе паровых пробок или пу­
зырьков воздУХа. Пары и воздУХ, сжимаясь под напо­
рам бензина, не дают ему возможности свободно пе­
ремещаться по топливным магистралям, так как вы­
сокое давление топлива демпфируется амортизаци­
онным сжатием газов. Чтобы этого избежать, весь
топливный канал системы впрыска надежно гермети­
зируется. Однако при некоторых условиях эксплуата­
ции двигателей герметизация не спасет от пробок.
Чаще всего это имеет место при сильном перегреве
.свигателя или в двигателях, постоянно работающих
1.28
на форсированных режимах. К последним относятся
все двигатели с турбон8Ад}'Вом, так как их нормаль­
ная рабочая температура на 15-200С выше обычных
двигателей.
Если двигатель с турбонащвом заглущить после
длительной поездки, то в нем на достаточно длитель­
ное время возникают зоны местного перегрева,
что. как правило, приводит к образованию внутрен­
них бензиновых испарений, которые и создают па­
ровые пробки в топливных магистралях. Наиболее
вероятно образование паровых пробок в несколько
подработанных клапанных форсунках. Избавиться
от •засевших· в топливных магистралях паровых
пробок можно только интенсивной прокачкой топ­
ливной подсистемы бензином. Это легко достигает­
ся путем пуска горячего двигателя не от •засорен­
ных" газом клапанных форсунок, а от высокопроиз­
водительной и поэтому •не засоряющейся" пуско­
вой форсунки с принудительным электроуправлени­
ем. Для этой цели в систему "K -Jetronic" , против
обычной, добавлено электронное тактовое реле, ко­
торое своими •сухими• контактами включено парал­
лельно с термореле времени.
Когда двигатель горячий, то контактная пара тер­
мореле времени разомкнута. При подаче напряже­
ния на клемму 50 замка зажигания, что имеет место
при включении стартера, электронное тактовое реле
начинает работать в прерывистом режиме, т.е. за­
мыкает и размыкает свои •сухие" контакты с часто­
той срабатывания 10-15 Гц. При этом с такой же ча­
стотой срабатывает и пусковая форсунка, что позво­
ляет запустить горячий двигатель без срабатывания
основных клапанных форсунок.
13.12. Tepuope11e времени
Если пусковая форсунка, которая включается
ключом зажигания одновременно со стартером. бу­
дет работать по времени столько же, сколько и стар­
тер, то при затруднительном пуске (например, при пу­
ске двигателя при низких температурах, зимой) све­
чи зажигания могут быстро забрызгаться бензином.
Чтобы этого не происходило, в электрическую цепь
включения пусковой форсунки последовательно с
ней включено термореле, дающее задержку по вре­
мени . Это реле удерживает свои контакты в замкну­
том состоянии в зависимости от температуры охлаж­
дающей жидкости в две и в зависимости от продол­
жительности включения пусковой цепи стартера.
Устройство термореде времени описано в главе 22.
Это реле раэмыt<ает свои биметамические контакты
при темпервтуре 35-400С, что может иметь место как
при прогреве двигателя, так и под действием нагрева
до 40-45°С от Э11ектроподогревателя. Термореле вре­
мени подключено к напряжению 12 В бортовой сети.

Механические системы впрыска тоnАИва для бензиновых двиrателей (rpynna "К")
Если запускается теплый двигатель (Тд > 35°С), то
контактная пара термореле времени (ТРВ) еще до пу­
ска разомкнута, и пусковая форсунка при таком пус­
ке не испо/\ЬЗ}'ется. Если пускается хо/\Одный двига­
тель (Тд < 35°С), то время, через которое контактная
пара термореле времени разомкнется, зависит от
температуры Тд двигателя.
Таким образом, пусковая форсунка на непрогре­
том двигателе при включении стартера будет откры­
та ровно столько, сколько потребуется времени А/1Я
прогрева биметамической пластины до температуры
размыкания контактов (см . рис. 13.13).
1
40 Tg, 'С
Рмс. 13.13 . 3авмсммость продо11жмте11ыtостм t(c)
впрыска пусковой форсумкоii от температуры
Т,.°С двмrате11я
13.13 . Клапан дополнительной подачи
воздуха
В воздушном канале некоторых систем "K-Jetronic"
nарамельно дроссельной заслонке устаноВАен клапан
доnолнительной подачи воздуха (КдВ). это так называ­
емый " байпасный" возщшный клапан (рис. 13.14).
Его основное назначение - увеличивать обороты
КОАенвала при запуске холодного двигателя . Прин­
цип действия заключается в том, что при пуске хо­
юдного двигателя возщшная заслонка клапана КАВ
открыта и добавочный воздух поступает в цилиндры
не только через дроссельную заслонку. но и через
байпасный канал. Ясно, что это приводит к дополни­
теt.ьному приnоднятию пневмометрической заслонки
(ротаметра) в расходомере воздуха , что равносильно
дополнительному открытию дроссельной заслонки .
Рис. 13.14 . Кllапам допо111tмте11ыtой подачм воздуха:
1- демпфирующая шторка (затвор); 2 - биметамическая
пластина; З - спираль электроподrреватеАЯ; 4 - контакт.
5 As1\:11pottикa
Обороты двигателя несколько увеличиваются и не
дают ему заглохнуть от трения в холодных сочленен~+
ях. По мере прогрева две механическое сопротивле­
ние трущихся частей ослабевает и надобность в бай­
пасном канале оmадает. К этому времени спираль
клапана КАВ успевает разогреваться от бортовой се­
ти +12 В до такой степени, что биметаллическая пла­
стина своим прогибом полностью закрывает ВОздУШ­
ную заслонку клапана КдВ.
Резистивность спирали подогревателя биметалличе­
ской пластины в КдВ (как и в РУД) имеет положитель­
ный температурный коэффициент сопротивления, что
при прогреве делает ток потребления от бортовой сети
незначительным .
13.14 . Бензонасос с электроприводом
Любая система впрыска топлива, которая уста­
навливается на современном автомобильном двига­
теле, снабжена бензонасосом с приводом от элект­
родвигателя постоянного тока. Бензонасос может
быть расположен либо вне бензобака под днищем
кузова , либо непосредственно в бензобаке, где в та­
ком случае он погружен в бензин.
Клеммы электродвигателя выведены за пределы
корпуса бензобака, обозначены соответственно·+·
и·-· и имеют герметичное уплотнение .
Электродвигатель рассчитан на рабочее напряже­
ние 12 В и в нагрузочном режиме потребляет ток до
8 А. Мощность электродвигателя 100 Ватт. Принuип
действия электробензонасоса подробно рассмотрен
в главе 23.
Электрический бензонасос подключается к борт­
сети 12 В через реле управления бензонасосом или
через спеuиальную электронную схему. это делается
с целью недопущения работы бензонасоса в то вре­
мя, когда две не вращается, а зажигание включено .
13.15 . Схема электрических соединений
На рис. 13.15 приведена принuипиальная схема
электрических соединений составных компонентов в
системе "K-Jetronic". эта сх е м а рабо тает от бо рт ов ой
сети +12 В следующим образом.
Еще до запуска двигателя система впрыска
бензина подготавливается к работе путем нагнета­
ния рабочего давления в бензомаrистралях . Это
реализуется подключением электробензонасоса
11 (на 3" .5 с до запуска двигателя) ключом зажи­
гания 4 к напрЯжению 12 В аккумуляторной бата­
реи 1 (Генератор 2 пока не функционирует) по­
средством контактов 30-87 управляющего реле 5.
Если двигатель холодный (Тд < 35°С), то от этого
же реле начинают отрабатывать свои функuии ре-
129

Глава 13
Рис. 13.15. Схема мемтричесммх соединениli в системе
• J<.Jetronlc" (обоэ11аче11ия в те11сте)
26
23
12
19
~~~~
16
7
8
4
13.16 . Основные составные момnоненты системы
•J<.Jetronlc" (обоэ11ачения соответствуют рис. 13.б)
Рис. 13.17 . Расnо11ожение момnонентов системы
•к.Jetronlc" иа двиrате11е WН-5:
1 - дозатор-распределитель; 2 - бе11зопровод11ые труб11и;
З - рабочие маnа1111ые форсун11и эа11рытого типа: 4 - воз·
духовод; 5 - прямая и обрат11ая бе11зомагистрали: б - пус·
11овая форсунка: 7 - регулятор прогрева (управляющего
давления); 8 - 1111апан доnо11ните11Ьной подачи воздуха; 9 -
вnус11ной 11омектор; 10 - терморе11е времени: 11 - воз·
душная заслонка (ротаметр) расходомера воздуха; 12 -
корпус расходомера; 1З-узе11 дроссеАЬной зас11он11и; 14 -
ми11серный (смесите11ьный) ресивер впус11ного комектора
1.30
гулятор прогрева 9 и клапан дополнительной пода­
чи возщха 10.
После Вl<ЛЮЧения стартера 3 К11Ючом 4 одновре­
менно со стартером к АКБ поАК11Ючается термореле
времени 6. Если контакты термореле замкнуты
(Т" < 35°С), включается в работу пусковая форсун­
ка 7. двигатель запускается и на контакт 1 управля­
ющего реле 5 от прерывателя-распределителя 8 на­
чинает поступать высоковольтный (350" . 4 0 0 В) им­
пульс напрЯжения с частотой искрообразования в
системе зажигания. Этот импульс обрабатывается в
электронной схеме 12 и используется как удержива­
ющий сигнал для реле управления 5, электробензона­
сос остается постоянно включенным. Если при вклю­
ченном зажигании двигатель ·заглохнет", то на кон­
такт 1 реле 5 импульс от датчика-распределителя по­
ступать не будет, сигнал удержания в схеме 12 ис­
чезнет и электробензонасос 11 выключится. Если за­
пускается теплый двигатель, то управляющее реле 5
включит электробензонасос 11, срабатывают рабо­
чие форсунки впрыска. двигатель запускается без
помощи пусковой форсунки. Работа остальных элект­
рических устройств системы •к.Jetroпic" очевидНа из
рассмотрения схемы. показанной на рис. 13.15.
Конструктивное исполнение (внешний вид) основ­
ных составных частей (компонентов) системы впрыс­
ка бензина "K-Jetroпic" показано на рис . 13.16, а их
примерное расположение на двигателе WН-5 автомо­
биля "Audu-100 " -
на рис . 13.17.
13.16. Система впрыска бензина
"КE.Jetronic"
Впервые автоматическое электронное управле­
ние впрыском топлива на автомобильных двигате­
лях было реализовано с помощью системы "КЕ·
Jetroпic". Хотя эта система (как и ее прототип ·к­
Jetroпic") является механической системой непре­
рывного распределенного по цилиндрам впрыска ·
бензина через гидромеханические форсунки закры­
того типа, но управление качеством приготовляе­
мой ТОПЛИВОВОЗдУШНОЙ смеси в системе "KE -
Jetronic" чисто электронное .
Реализовать в механической системе впрыска
смесеобразование близкое к оптимальному можно с
использованием известной зависимости количества
впрыскиваемого бензина от рабочего давления со
стороны топливоподачи . Указанная зависимость ча­
стично используется в системе "K·Jetronic", где при
запуске холодного двигателя срабатывает регулятор
прогрева . Для расширения функций этого устройства
в его конструкцию вмонтирована вакуумная камера,
соединенная шлангом с задроссельной зоной впуск­
ного комектора (см. рис . 13.12). Это позволяет реа­
лизовать управление процессом смесеобразования

Механические системы впрыска томива ААЯ бензиновых двиrатеt.ей (rpynna "К")
при некотором изменении нагрузки двигателя. Но,
1<а1< и в системах зажигания с ва<уумным регулято-
®
4
2
ром опережения, здесь имеет место низкая точность
и ограничение диапазона регулирования .
30
3
Рис. 13.18. Система впрwска бензина "KE -Jetronlc":
а - функционмьная схема: б
-
конструкция гидромеханического узла системы: 1 - дозатор-расnределитель; 2 - электро­
гидраВАический задатчик даВАения (ЭГ3А); 3 - мембранный реrуt.ятор давt.ения (МРА); 4 - аивная бензомагистрмь: 5 -
nрямая (подающая) бензомагистра11ь: 6 - соедините11ьная бензомагистраль: 7 - возвратная бензомагистраль: 8 - рота­
метр расходомера воздуха; 9 - бензошt.анг к пусковой форсунке; 10 - канаt.ы к рабочим форсункам; 11 - электрический
разъем потенциометра (датчика поt.ожения ротаметра); 12 - фиt.ьтр тонкой очистки бензина; 13 - подnорный на11опитеt.ь
томива (гидроак11умуАЯтор); 14 - ЗАектробензонасос; 15 - бензобак; 16 - ЭБУ вnрыска; 17 - датчнк темnераl}'Ры дви­
гатеАЯ; 18 - термореt.е времени; 19 - свеча зажигания; 20 - рабочая форсунка; 21 - потенциометрический датчик nо­
t.0жения дроссеt.ьной засt.онки; 22 - nусковая форсунка; 23 - кt.апан дополнитеАЬНой подачи воздуха; 24 - дроссе11ьная
засt.онка; 25. 26 - нижняя и верхняя камеры дифференциальных клапанов: 27 - поршне-ще11евой вентиль; 28 - топ11ив­
ный жимер ЭГ3А; 29 - эt.ектромагнитная система ЭГ3А; 30 - штуцер вакуумной камеры МРА; 31 - штуцер в задроссеt.ь­
ной зоне впускного 11омектора.
1.31 .

Гмва1З
---
·---
--
--
О Входные устройства О Выходные устроitства О Электронные блоlСИ
Рмс. 13.19 . Компоненты смстемы "l<E-Jetronlc" (обозначения в тексте)
Устранить эти недостатки механической системы
можно внедрением в нее ЭJ1ектронного управления ка­
чеством ТВ-Смеси. Модернизированная таким спосо­
бом механическая система впрыска бензина получила
наименование "КE-Jetroпic" (индекс Е - от elektronic).
Система "КE-Jetroпic" (как и ее прототип - система
" K-Jetronie") относится к меха-~ическим системам не­
nрерьЕНого распределенного (многоточечного) вnрыс­
ка бензина, но не с механическим, а с ЭJ\еКТроНным уn­
равлением качественным сос1ЭВОМ ТБ-смеси, и не на
прогреве , а во всех возможных режимах работы две.
Аля реализации такого электронного управления в
состав системы "КE-Jetronic" догюлнительно включены
четыре новых устройства (рис. 13.18): электрогидрав­
лический задатчик давления 2 (ЭГЗД), мембранный ре­
гулятор давления 3 (МРА). расходомер воздуха (РВП) с
потенциометрическим датчиком 11 положения рота­
метра 8 и электронный блок управления впрыском 16
(ЭБУ-В). Исключен из системы регулятор прогрева, а
дозатор-распределитель 1 имеет несколько иную конст­
рукцию. В зависимосП1 от типа автомобильного двига­
теля входными датчиками для ЭБУ-В могут являться от
4-х до 11-ти различных преобразователей неэлектриче­
ских воздействий в электрические сигналы. Например,
в системе " КE-111-Jetronic" для автомобилей "AUDl-
80/00" (см. рис . 13.19) таких преобразователей де­
сять: датчик температуры двигателя (ДТА); датчик кра­
евого положения дроссельной заслонки (ДПД); датчик
высоты над уровнем моря (ДУМ); датчик нагрузки дви­
гателя (ДНА) по угловому положению ротаметра в рас­
ходомере воздуха; датчик частоты врацения и положе­
ния коленвала две (ДХ-датчик Холла в системе зажига-
:132
ния); датчик нача/\З отсчета (ДНО); датчик концентра­
ции кислорода (ДКК); датчик ВКАЮчения автоматичес­
кой коробки передач (ДКП); датчик режима холостого
хода (ДХХ); датчик ВКАЮчения кондиционера (ДКД).
Основное назначение всех перечисленных )<:т­
ройств - обесnечитъ ЭJ\ектронное автоматическое
управление процессом смесеобразования в механи­
ческой системе впрыска на всех режимах ее работы .
Этим достигается повышение таких эксплуатаuион­
ных показателей системы , как быстродействие и точ­
ность исполнения функций регулироВаtiия.
13.17. ЭпеаnроrидРав11ическ11ii задаrчик
да811tНИЯ(ЗГЗД)
Изменение количества распыленного бензина с по­
мощью форсунки закрытого типа (после того, как она
откроется) всегда является следствием изменения
давления внутри форсунки . Это давление называется
давлением впрыска и в меха-~ических системах может
управляться и с целью изменения количества впускае­
мой в цилждры ТВ-смеси, и с целью изменения ее ка­
чественного состава. При работе двигателя количест­
во подаваемой ТВ-Смеси регулируется дроссельной за­
слонкой (от водительской педали акселератора), а ка­
чество - автоматической системой управления .
В системе "КE-Jetronic" приготовление ТВ-смеси и
управление ее количеством реализуется так же, как
и в системе "K-Jetronic", а автоматическое управле­
ние качеством - с помощью электрогидравлическо­
го задатчика давления (ЭГ3Д) .

Мехенмческие системы впрыска тorwtвa дм бензиновых двиrателей (rpynпa "К")
--
1
1
1
1
1
1
1
ь".•.
-
10+
~nqд8'<11-
Н8 росиме ~enwoo
JCCnOCfOR) хода
Рмс. 13.20. Диапазон мзмененмя тока 1, в ЭГЗД
Этот задатчик (см. рис. 13.18) входит в состав до­
затора-распределителя 1 и представляет собой бензи­
новый ЖИКl'ерный клапан с электрически управляемой
пропускной способностью жиклера 28. Электромагнит­
ная система задатчика рассчитана и сконструирована
так, чтобы кО/\ичество бензина, проходящего через
ЖУ11Лер задатчика , было пропорционально величине
Э/\еКТрИЧеО<ого тока 1,, протекающего по каl)'ШКе эле­
l<ТJ)ОМЗГНИТа 29. Это позволяет изменять подпорное
давление бензина в нижних номерах 25 дозатора-рас-
11Jеде11ИТеля так. чтобы разность давllеНий No в ПО/\ОС­
ти поршне-щелевого вентиля (ПЩВ) 27 и в нижних ка­
мерах 25 всегда оставалась бы пропорционаJ\ЬНой ве­
АИчине тока в задатчике 2. f!/19. этой цеJ\И задатчик 2
давления своими гидравлическими каналами включен
меж,ду прямой бензомагистралыо 5 и нижними каме­
~ 25. Управляя таким способом разностью меж,ду
рабочим и подпорным давлением, можно достаточно
точно и безынерционно управлять юличеством топли­
ва, подаваемого к форсункам, при неизменном коли­
честве впускаемого в цилиндры возщха. Форсунки со­
общены с верхними камерами 26 бензотрубками 10.
В разли'*iых системах "КЕ" управляющий ток 1, из­
меняется с помоu.ыо ЭБУ-В от +1 3 тех до -1 3 min в раз.
А1N-1Ь1Х пределах (+13 max S 150 мА; -1 3 m1n ~ -70 мА). Но
всегда ПО/\ОЖИТельному значению тока (+1 3 mвJ соот­
ветствует закрытое состояние жиклера 28 (предел
обогащения ТВ-смеси), а отрицательному значению
(-1 3 .,.,,) - открытое (предел обеднения) до ПО/\НОГО
прекрацения подачи бензина к форсункам). Значе­
нию тока 1•• близкому к нулю, соответствует штатная
(Установочная) пропускная способность жиклера 28,
пр.1 которой система впрыска " КЕ" вырабатывает сте­
хиометрическую ТВ-смесь и работает совместно с кис­
юродным датчиком в режиме регулировки содержа-
ния угарного газа СО в выхлопных отработавших га­
зах (0,9 < а < 1.1). Диапазон изменения управляюще­
го тока от 0,15 (-lmin) до 0,15 (+lmвJ называется диа­
пазоном самонастройки системы (рис. 13.20). В этом
диапазоне имеет место компеtЧса~ия ряда дестабили­
зирующих факторов, а именно: частичное нарушение
герметичности воздушного канала, незначительная
потеря компрессии в цилиндрах две. увеличение вы­
бросов СО. Благодаря компенсации двигатель продол­
жает устойчиво работать и не требует регулировок .
Если электронная система управления током жиклера
в :задатчике давления выходит из строя и ток 1, стано­
вится равным нулю. система "KE-Jetroпic" продолжает
выполнять свои функции, как обычная механическая
система (без электронного управления).
13.18. Эnектронный бnок управnения
впрыском (36У-В)
ЭБУ-В в системе "КE-Jetronic" аналогового прин­
ципа действия. Его главная задача - вырабатывать
ток управления для Э11ектрогидравлического задатчи­
ка давления. Этот ток можно считать постоянным с
плавным изменением величины текущего значения и
с переключением полярности по заданному закону
регулирования. Помимо этого ЭБV-В вырабатывает
сигналы управления АЛЯ пусковой форсунки впрыска
(в ранних выпусках систем "КЕ" форсунка впрыска
управляется от термореле времени), для клапана ста­
билизации холостого хода, АЛЯ клапана подсистемы
нейтрализации паров бензина. АЛЯ чек-лампы подси­
стемы бортовой самодиагностики, для авторегулято­
ра системы зажигания (сигнал нагрузки ДВС).
На вход ЭБУ-В (см. рис. 13.19) поступают Э11ектри­
ческие сигналы от различных входных датчиков. а
также от авторегулятора системы зажигания
(АР3) - по каналу обмена данными .
ЭБV и АР3 в системе "KE-Jetroпic" конструктивно
выполнены в виде двух отдельных устройств. Однако
следует заметить. что на ряде автомобилей, напри­
мер на немецких "Volkswagen-Passat " (выпуск после
1988 года) устанавливается комбинированная систе­
ма электронного управления двигателем "KE-
Motroпic" . Она отличается от системы "КE-Jetroпie" в
основном только тем. что в ней функции управления
впрыском бензина и Э/\еКТроискровым зажиганием
выпо11Няет один общ.tй Э/\еКТронный блок.
В электронном блоке управления для системы впры­
ска "КE-Jetroпic" впервые появился так называемый
регистратор неисправностей, который работает совме­
стно с электронной схемой самодиагностики. С nомо­
щыо этой схемы конТРО/\Ируются сигналы входных дат­
чиков и рабочие токи в исполнительных устройствах.
В случае возникновения нештатных ситуаций не­
исправности кодируются и фиксируются в регистра-
2.ЗЗ

Гмва 13
торе. На шоферском пульте управления загорается
чек-лампа. записанные коды неисправностей моrут
быть вызваны и расшифрованы с помощью миганий
чек-лампы и таблицы кодов.
Электронные компоненты ЭБУ.В являются микроэле­
ктронными устройствами и облqдают юстаточно высо­
кой эксплуатаuионной и фУнкционалы-~ой надежностью.
13.19. Мем~ранный реrуnятор давления
(МРД)
1
Основное назначение МРД (см. рис. 13.18) - 1 1
поддерживать подпорное давление в возвратной
бензомагистрали 7 за нижними камерами 25 дозат<r
р&распределителя 1.
Подпорное давление в системе "КЕ" выполняет
роль управляющего. В системе "K-.Jetroпic" управляю.
щее давление формируется с помощью регулятора
прогрева, который изменяет величину гидравлическ<r
го противодействия на золотник поршне-щелевого
вентиля 27. В системе "КE·Jetroпic" такого против<r
действия нет, а подпор создается в нижних камерах
25 и воздействует на мембраны дифференuиальных
клапанов в дозаторе-расnределителе . Этот подпор c<r
здается задатчиком давмния 2 , а стабилизируется и
поддерживается мембранным регулятором давления
3 (МРД). Кроме этого МРД закрывает сливную бенЗ<r
магисrраль 6 nри остановке двигателя (ДВС). Когда
две работает в установившемся режиме подпорное
давление на дифференциальные мембраны в нижних
камерах 25 до'лжно поддерживаться постоянным.
Этим обеспечиваются условия оптималы-~ого смесеоб­
разования, запрограммированные в ЭБУ.В для данно­
го режима работы двигателя. При переходе двигателя
на другой режим условия смесеобразования изменя­
ются. Подпорное давление в нижних камерах 25 под
воздейсmием эмктронного управления также изме­
няется, а его разность (дР) с рабочим давлением в n<r
лости ПЩВ 27 обеспечивает нужное увеличение или
уменьшение количества гюдаваемого к форсункам
бензина. Таким образом, гюдпорное давление на раз­
личных режимах работы две различно, но для кажд<r
го конкретного режима - постоянно . Функцию nод·
держания требуемого значения подпорного давления
выполняет мембранный регулятор давления МРД.
Устройство МРД показано на рис. 13.21. Как Вид·
но из чертежа, МРД состоит из трех камер: рабочей
(красная), сливной (оранжевая) и вакуумной (синяя).
Каждая камера имеет свои соединительные UJТytJe­
pa - 3 , 5 и 9, 15 соответственно. Межщ рабочей и
сливной камерами установлен nолый толкатель 2 с пе­
репускным каналом 10. Со стороны сливной камеры
на торец тОЛJ<ЗТеля 2 установлена запорная шайба 8,
которая совместно с опорой 4 образует сливной кла­
пан МРД. Этот клапан может оТКрЫВаТЬСЯ контрпру-
134
Рис. 13.21. Мембранный реrулятор давления
(обозначения в тексте)
жиной 7 при перемещении толкателя вниз. Усилие
контрпружины регулируется винтом б через штуцер 5 .
Рабочая камера разобщена с вакуумной посредством
упругой метамической мембраны 12, которая со сто­
роны вакуумной камеры подперта оттарированной ви­
той стальной пружиной 14. Перепускной канал 10 в
подвижном толкателе 2 со стороны рабочей камеры
перекрыт шариковым рещкционным клапаном 11.
Этот клапан установлен на мембране 12 таким обр&
зом, что nри поднятии мембраны вверх (гюд нагюром
давления в рабочей камере МРД) сначала поднимает­
ся запорная шайба 8 и открывает сливной клапан
МРД, а затем после упора мембраны 12 в ограничи­
тель 13 вверх приподнимается запорный шарик ре­
дУКUИонного клапана 11. Степень открытия редукци-
онного клапана определяется приростом давления
бензина в рабочей камере МРД после того, как мемб­
рана 12 упрется в ограничитель 13. Так как это давле­
ние совпадает по величже с рабочим давлением на
входном жеклере 28 задатчика дав11ения 2. то при из­
менении напора бензина в задатчике 2 и в нижних ка­
мерах 25 (управляемым током 13 от ЭБУ·В), рещкцион­
ный клапан 11 корректирует подпорное давление nод
заданную законом управления разность давлений дР.
Рабочая функция вакуумной камеры в мембран­
ном реrуляторе МРД заключается в коррекции под·
порного давления при изменении нагрузки двигате­
ля, для чего штуцер 15 соединяется шлангом с впуск-
ным коллектором.
13.20. Расходомер воздуха
с nотенциометрическим датчиком
Из оnыта эксплуатации ва<уумных регуляторов в
системе зажигания известно, что диапазон их функ·
ционирования (по изменению нагрузки ДВС) крайне

Механические системы впрыска тоnАива для бензиновых двиrатеАей (rpynna "К")
ограничен. То же самое имеет
место и при использовании ваку­
умных мембранных регуляторов
давления в системах впрыска.
Мя устранения этого недостатка
в поздних выпусках системы "KE-
Jetroпic" вакуумная камера, в
МРД служащая для коррекции со­
става ТЕН:меси по нагрузке дви­
гателя, не используется, а ее
функции выполняет резистивный
потенциометрический датчик
степени открытия ротаметра (на­
порного диска) в пневмомехани­
ческом расходомере воздуха.
9
10
6
4
В отличие от гибкой диафраг­
wы в ва<уумной камере, ротаметр
исключительно чувствителен к из­
менению количества всасываемо­
го воЗдУХа. а следовательно, и к
изменению нагрузки двигателя.
О Бензин под рабочим давлением
сист-
О Бензин под давлением рабо<мх
форсунок
D Беtаин под управляющим
давленt~еМ
D Конструктив
Рмс . 13.22. До3атор-расnредеАмtеА~. системы "KE -Jetronlc":
Конструкция расходомера
ВО3дуХа с резистивным потенцио­
метром на оси рычага ротаметра
показана на рис. 13.18 позиция­
ми 8 и 11. При работе двигателя
позиции 1 ...10 и 25 ...29 соответствуют рис . 13.18; 11 - ЭАектрический контакт
соАеноида ЭГ3Д дАЯ подачи упраВАяюшего тока 13; 12 - якорь (качеАи) соАеноида ;
13 - пружина дифференцигАьного кмпана ; 14 - эоАотник поршне-щеАевоrо ве~
теАя 27; х - полость над золотником 14.
пото11 всасываемого воздуха приподнимает рота­
метр на величину, соответствующую объему пропу­
щенного воздУХа, и ротаметр через систему рычагов
(t<ак и в системе ·к-Jetronic") приподнимает золотник
в поршне-щелевом вентиле 27. Последний управляет
количеством пропущенного бензина к рабочим фор­
сункам впрыска. Так реализуется механичес11ое уп­
равление процессом приготовления Т~еси, коли­
чество которой при подаче в цилиндры устанавлива­
ется дроссельной заслонкой (качество ТЕН:меси оста­
ется неизменным) . Одновременно с этим рычаг рота­
метра перемещает ползунок (центральный вывод)
потенциометра на соответствующий угол по резис­
тивной дорожке, на 11оторую подается постоянное
стабильное напрЯЖение от ЭБУ-В . Таким образом на
центральном выводе формируется электрический по­
тенциал, несущий информацию об угловом положе­
нии рычага ротаметра, а значит, и о нагрузке двига­
теля. Этот потенциал возвращается в ЭБУ-В в виде
электричес11ого сигнала, который достаточно точно
характеризует нагрузку две.
13.21. Доэатор-расnредеnитеn1t (ДР)
Это устройство (рис. 13.22) в системе "KE -
Jetronic" во многом подобно своему прототипу, но
имеются и принципиальные отличия, основные из t<о­
юрых СдеД}'Ющие (см. рис. 13.18 и 13.22). Диффе­
ренциальные диафрагмы межщ верхними 26 и ни-
жними 25 камерами напряжены подпорными пружи­
нами не со стороны верхних, а со стороны нижних ка­
мер. Бензин в нижние камеры подается не из прямой
бензомагистрали 5, а из полости задатчика давле­
ния 2. Нижние камеры с полостью поршне-щелевого
вентиля 27 не сообщаются, а сам вентиль 27 вклю­
чен непосред~::твенно в прямую бензомагистраль 5.
Дозирующий жиклер перед верхней полостью Х отсут­
ствует, за счет чего давление в верхней и нижней по­
лостях в вентиле 27 одинаковое . как уже отмечалось,
регулятор прогрева (управляющего давления) заме­
нен электрогидравлическим задатчиком давления
ЭГ3Д 2, который установлен непосредственно на 11ор­
пусе 1 дозатора-распределителя. Рабочие каналы 10,
подающие бензин к форсункам впрыска 20 (как и в
системе "K -Jetronic") , то приоткрываются, то прикры­
ваются (управляется их пропускная способность) про­
гибом дифференциальных диафрагм. Степень проги­
ба управляется разностью давления ЛР бензина в
верхних и нижних t<амерах. Пусковая форсунка 22.
ка1< и в системе "К-Jetronic", включена непосредст­
венно в прямую бензомаrистраль 5. Та1< как рабочее
давление в системе "КЕ" повышено, то всв соедини­
тельные бензомагистрали усилены - применены шту­
церы с конической мелкой резьбой и металлические
соединительные трубки. На рис. 13.22 позицией 3 по­
казан не мембранный, а поршневой регулятор давле­
ния, который устанавливается в более поздних систе­
мах "K -Jetronic". Функции мембра нного и поршн евого
регулятора одинаковые.
135

ГА8881.3
13.22. Работа системы "KE·Jetronlc"
Пуск и прогрев хо11Одного двигателя. оснащенно­
го системой впрыска бензина "KE-Jetroпic" , происхо­
дит следУЮЩим образом (см. рис. 13.18).
При включении зажигания (еще до включения
стартера) срабатывает электробензонасос 14 и начи­
нается нагнетание бензина в нижние камеры дозато­
ра-распределителя 1, а также в рабочие по/\ОСТИ за­
датчика 2 и мембранного регулятора 3. Сливные маги­
страли б и 7 в это время закрыты мембранным регу.
лятором. Но как ТОllЬКО давление в системе достигает
рабочего значения для данной температуры двигателя
(в ЭБУ-В учитывается сигнал датчика 17 ДТВ), сливные
магистрали б и 7 открываются и бензин через воз­
вратную магистраль 4 начнет поступать обратно в бен·
зобак 15. Таким образом замкнутое топливное KOllЬUO
подготавливается к работе . Если двигатель заводится
при пониженной температуре (Тd < 10°С), то срабаты­
вает пусковая форсунка 22 и пуск происходит так же
как и в системе ·к-Jetronic" . Если же температура дви­
гателя выше 10°С , то пусковая форсунка не срабаты­
вает (разомкнуты контакты термореле 18 или нет сиг-
нала от ЭБУ-8 16) и запуск реализуется путем впрыска
обогащенной ТВ-смеси через рабочие клапанные фор.
сунки 20. При этом ЭБУ-В устанавливает в обмотке за.
датчика давления 2 такой ток, велжина которого соот­
ветствует стеnени обогащения ТВ.Смеси для нормаль­
ной (устойчивой) работы двигателя на ХО/\ОСТОМ хощ
при данной темnературе . По мере прогрева работаю­
щего двигателя ток в обмот~ задатчика плавно умень­
шается, жиклер 28 задатчика все больше открывается
и давление в нижних камерах 25 дозатора-распредеJIИ­
теля 1 соответственно уве11ИЧивается . Это приводит к
постепенному обеднению ТВ.Смеси до тех пор, пока
она не станет нормальной. Температура двигателя при
этом досm~т значения 65°С . Дальнейшее повыше­
ние температуры двигателя не оказывает заметного
влияния на работу системы впрыска.
Управление качеством ТВ<:меси на прогретом
двигателе осуществляется по совокупности сигналов
от всех датчиков на входе ЭБУ·В и по программе . за-
1\ОЖенной в ЭБУ-В. Исполнительным устройством на
всех возможных режимах работы прогретого двига­
теля остается задатчик давления ЭГ3Д . С его помо­
щью реализуются такие режимы работы системы
Рмс. 13.23 . Схема э11е11трмчес11мх соедмнеимй в системе "l<E-Jetronlc"
впрыска. как: обогащение ТВ<:меси при
разгоне автомобиля на прогретом или на
непрогретом двигателе (участвуют дат­
чики ДТД , ДПД и ДНД); обогащение ТВ­
смеси на полной нагрузке две (участвУ­
ют датчики ДПД и ДНД) ; прекращение
подачи топлива к форсункам впрыска
при торможении двигателем - принуди­
тельный холостой ход (участвуют датчики
АХ. дпд и ДХХ), а также при превыше­
нии максимально допустимых оборотов
коленвала двигателя (используется дат­
чик ДХ) ; обеднение ТВ<:меси при движе­
нии автомобиля по горным дорогам (ис­
пользуется датчик дУМ); корректировка
состава ТВ-смеси при работе системы
впрыска с датчиком дкк концентраuии
кислорода. Схема электрических соеди­
нений в системе "KE-Jetroпic" приведена
на рис. 13.23 .
(Фраrмент схемы э11ектроо6орудованмя):
1 - пусковая форсунка; 2 - ЭАектробензонасос ; 3 - клапан допо11ни·
те11ьной подачи воздуха ; 4 - зле1<тронное реле управления электробензо­
насосом 2, пусковой форсункой 1 и мапаном подачи воздуха 3; 5 - дат­
чик краевых положений дроссельной заслонки: б - реле защиты от пере­
грузки ; 7 - клапан стабилизации режима холостого хода (В вариантах
без клапана подачи воздуха 3); 8 - расходомер воздуха с потенциомет­
рическим датчиком nоложения ротаметра; 9 - ЭАектрогидравлический
задатчик давления; 10 - датчик принудите11ьного ХХ (в вариантах без
датчика 5); 11- датчик температуры двигателя; 1, 3, 5 , 10 , 12, 13 , 17,
21, 24 , 25 - номера 1<онта1<тов в ште1<ерном разъеме ЭБУ ; то
-
им­
пульсный сигнал зажигания : 15. 30. 50 - номера контактов в замке за­
жигания (+12 В).
136
В заключение слещет отметить , что
дальнейшее усовершенствование систем
впрыска бензина Ш/\О по nyrn внедрения
порииальной (прерывистой) подачи топ­
лива вместо непрерывной, что возможно
реализовать заменой за1фытых гидроме­
ханических форсунок форсунками с элек­
тромагнитным управлением от ЭБУ-В дис-
кретного принuипа действия.

-
-
Глава четырнадцатая
СИСТЕМЫ ОДНОТОЧЕЧНОГО ВПРЫСКА
ТОПЛИВА ДЛЯ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
(ГРУППА "MONO")
Главы четырнаматая, пятнаматая н шестнаматая посвящены опнсанню современных снстем
центрам.ноrо (оАНоточечноrо} впрыска топлнва .для бензнновых АВНГВтвлей внутреннего сrора­
ння легковых автомобнлей. Такне снстемы впрwска бензнна управляются с помощью
электронной автоматнкн н относятся к группе "'Мопо".
14.1. Система впрыска бензина
"Mono-Jetranlc"
но, что центральная форсунка впрыска (UФВ) уста­
наВJ1Ивается на стандартном впускном комекторе
вместо обычного 1\арбюратора.
Впервые система центрального одноточечного
~nу11ЬСного впрыска тоnлива д/1Я бензиновых дви­
гателей легковых автомобилей была разработана
фирмой BOSCH в 1975 году. Эта система получила
название "Moпo-Jetroпic" (Monojet - одиночная
струя) и была установлена на автомобиле
" Yolkswagen".
Но в отличие от 1\арбюратора, в котором автома­
тика смесеобразования реализуется механическим
управлением, в моносистеме впрыска применяется
чисто электронное управление.
На рис. 14.2 поl\азана упрощенная функционаАtr
ная схема системы "Moпo-Jetroпic".
Электронный блок управления (ЭБУ) работает от
входных датчиков 1-7, которые фиксируют текущее
состояние и реЖИМ работы двигателя. По совокупно-
•
На рис. 14.1 показан центральный впрыскива­
ющий узел системы "Мono-Jetroпic". Из рисунка вид-
Рмс.14.1.
Це1tтрам.мым впрыс11мвающмii
узеА (ЦВУ):
ПБМ - подающая бензомагистраль;
ОБМ - обратная бензомагистраль:
ДПД - потенциометрический датчик по­
ложения дроссельной заслонки; ЗПК -
заnорный пневмоКАапан; UФВ - цент­
ральная форсунка впрыска; АТВ - дат­
чик темпера1}'РЫ всасываемого возду­
ха; ПАЗ - привод дроссельной заслон­
ки; РА - регулятор давления; СПА
-
электросервопривод дроссельной за­
слонки: ВПК - впускной комектор ;
nк - теплоизоляционная прокладка
комектора; КР - контактный разъем.
16
eo:wxD
дмв
дпд
ДТ8
дтд
19
дод
Бензин
вк
кд
Рмс.14.2.
Упрощенная фуи11цмоиальиая схема смстемы "Moпo-Jetroпlc":
1-7 - входные да1'4ики (АМВ- момента впрыска, АПА
-
положения дроссе­
ля, АТВ - температуры воздуха, АТА
-
температуры двигателя, АОА - оборо­
тов двигателя, ВК - концевой выключатель сервопривода. КА - концентрации
кислорода); 8 - электромагнитный соленоид UФВ; 9 - установочное место длР.
ДТВ; 10 - сетчатый бензофильтр; 11 - запорный КАапан UФВ; 12- распыли­
тельное сопло ; 13 - миксерная (смесительная) преддроссельная зона; 14 -
дроссельная заслонка; 15 - центральная форсунка впрыска UФВ ; 16 - корпус
UBY ; 17 - регулятор давАения РА; 18 - обратный бензопровод ОБП ; 19 - по­
дающая бензомагистраАь ПБМ; ЭБУ - электронный блок управления: S - Э/\е­
ктроимпульс управления UФВ; ЗУ - блок памяти; МКП -микропроцессор .
1.37

rлава 2.4
сrи си11-1алов от этих датчиков и с испо11ЬЗованием
информации из трехмерной характеристики впрыска
в ЭБУ вычисляются начало и продо/\ЖИТеJ\Ы-IОСТЬ от­
крытого состояния центральной форсунки 15.
На основании расчетных данных в ЭБУ формиру­
ется Э11ектроимnу11ЬСНЫй сигнал S уnраВJ\енИЯ для
UФВ. Этот си11-1ал воздействует на обмотку 8 ма11-1ит­
ного соленоида форсунки, запорный клапан 11 кото­
рой открывается, и через распЫ11ИТе11ЬНое сопло 12
бензин принудительно под давлением 1,1 бар в ТОПJ\И­
воподающей магистрали 19 распыляется во впускной
коллектор через открытую дроссе/\ЬН}'Ю заслонку 14.
При заданных размерах диафрагмы дроССеJ\Ы-IОй
заслонки и калиброванного сечения расnылите11Ы-10-
го соnла массовое количество пропущенного в ци­
линдры ВОЗдУХа определяется степенью открытия
дроссельной заслонки, а массовое количество
впрыснутого в воздушный поток бензина - продол­
жительностью открытого состояния форсунки и под­
порным (рабочим) давлением в тоnливоnодающей
магистрали 19.
•
Для того чтобы бензин сгорал полностью и наи­
более эффективно, массы бензина и воздУХа в ТВ.
смеси доllЖНы находиться в строго определенном со­
отношении, равном 1/14,7 (для высокооктановых
сортов бензина). Такое соотношение называется
стехиометрическим. и ему соответствует коэффици-
Рис.14.З.
Цеитра11ьная форсунка впрыска (ЦФВ):
1 - прямая бензомагистра11ь ПБМ; 2 - обратная бензома­
гистра11ь ОБМ; З - корпус UФВ; 4 - крышка; 5 - соедини­
те11ьные Э11ектропровода; 6 - датчик температуры всасыва­
емого воздуха ДТВ; 7 - сетчатый бензофи11ыр; 8 - обмот­
ка Э11ектромагнитного соленоида; 9 - запорный клапан
ЦФВ; 10 - микрокана11ы распылительного сопла; 11 - рас­
труб сопла; 12 - миксерная зона; 13 - возвратная пружи·
на; 14 - магнитный керн; а
-
распы11ительное со11110; б -
датчик температуры всасываемого воздуха ДТВ.
138
ент а избьгrка ВОздУХа, равный единице. Коэффици­
ент а= Мд/М0, где М0 - количество массы ВОЗдУХа,
теоретически необходимой для полного сгорания
данной порции бензина, а М11 - масса фактически
выгоревшего ВОЗдУХа.
Отсюда ясно, что в любой системе впрыска топли­
ва обязательно до/\Жен иметься измеритель массы
воздУХа, впущенного в цилиндры двигателя при вса­
сывании.
•
В системе "Moпo-Jetroпic" масса воздУХа рас­
считывается в ЭБУ по показаниям деух датчиков
(см. рис. 14.1): темпераl}'РЫ всасываемого ВОздУХа
(ДТВ) и положения дроссельной заслонки (ДПД). Пер­
вый расположен непосредственно на пути воздушно­
го потока в верхней часrи центральной форсунки
впрыска и представляет собой миниатюрный полу·
проводниковый термистор, а второй является резис­
тивным потенциометром, движок которого насажен
на поворотную ось (ПДЗ) дроссельной заслонки.
Так как конкретному угловому положению дрос­
сельной заслонки соответствует строго определе1+
ное объемное количество пропущенного воздУХа. то
дроссельный потенциометр выполняет функцию рас­
ходомера воздУХа. В системе "Moпo-Jetronic" он яв­
ляется также датчиком нагрузки двигателя.
Но масса всасываемого воздУХа в значитеJ\Ы-IОй
степени зависит от темпераl}'Ры . Холодный воздУХ
более плотный, а значит. более тяжелый. По мере по­
вышения темпераl}'Ры плотность воздУХа и его мас­
са уменьшаются . Влияние температуры учитывается
датчиком ДТВ (см . рис. 14.3, б).
•
Датчик АТВ температуры всасываемого возду·
ха, как полупроводниковый термистор с отрицатель­
ным температурным коэффициентом сопротиВJ\ения.
изменяет величину резисrивности от 10 до 2,5 кОм
при изменении температуры от -30 до +20°С . Си11-1ал
датчика ДТВ используется только в таком темnера­
l}'РНом диапазоне . При этом базовая продо11ЖИТель­
ность впрыска бензина корректируется с помощью
ЭБУ в интервале 20...0% . Если температура всасыва­
емого воздУХа выше +20°С, то си11-1ал датчика ДТВ
блокируется в ЭБУ и датчик не используется .
Си11-1алы от датчиков положения дроссельной за­
слонки (ДПД) и темnераl)'РЫ всасываемого ВОздУХа
(ДТВ) в случаях их отказов дублируются в ЭБУ си11-1а­
лами датчиков частоты вращения (ДОД) и температу­
ры охлаждающей жидкости (ДТД) двигателя.
о По рассчитанному в ЭБУ объему ВОздУХа. а так­
же по си11-1алу о частоте Вращения двигателя, кото­
рый поступает от датчика числа оборотов системы
зажигания, определяется требуемая (базовая) про­
до11ЖИтельность открь~rого состояния центральной
форсунки впрыска.
Так как подrюрное давление Р, в тоnливоnодающей
магистрали (ПБМ) постоянно (МЯ ·мопо-Jеtгопiс"
Р, = 1 ...1,1 бар), а пропускная способность форсунки

СllстемЫ одноточечноrо впрыска ТОПАИ&а Д/\Я беНЗМНОВЫХ двмrателей (rpynna uмono")
задана суммарным сечением отверстий распылительно­
го сопла, то время открытого состояк-~я форсунки одно-
3На'Н> О!l)еделяет количество впрыснутого бен:wна.
Момент впрыска (на рис. 14.2 сигнал от да'N1Ка АМВ)
обычно задается одновременно с сигнаюм на воспла­
менение тв.смеси от системы зажиг~ия (через 180"
поворота коленвала д/1Я четырехцилиндрового ДВС).
Таким образом, при электронном управлении про­
цессом смесеобразования обеспечение высокой
точности дозиРовки впрыскиваемого бензина в из­
меренное количество массы возщха является легко
решаемой задачей, но, в конечном счете, точность
дозиРования определяется не электРонной автомати­
кой, а точностью изготовления и функциональной на­
дежностью входных датчиков и форсунки впрыска.
•
На рис. 14.3 показана главная деталь сисrемы
"Mono-Jetronic" -
центральная форсунка впрыска
(UФВ).
Uентральная форсунка впрыска представляет со­
бой бензоклапан, который открывается электричес­
ким импульсом, поступающим от электронного блока
управления . Для этого в форсунке имеется электро­
магнитный соленоид 8 с подвижным магнитным кер­
ном 14. Основной проблемой при создании клапанов
дЛЯ импульсного впрыска является необходимость
обеспечения высокой скорости срабатывания запор­
ного устРойства 9 клапана как на открывание, так и
б789101112
5
Ra
2
4
Рис.14.4.
ДроссеАьиый nотеициометр:
а - констру1щия; б - электрическая схема; 1, 2 , 4 , 5 - кон·
тактные выводы потенциометра; 3 - скользящие контакты;
б - резиновый уплотнитель; 7 - резистор Ra; 8 - резистор
Rб; 9 - пружины скользящих контактов на движке потенци­
ометра; 10 - резистор Rc; 11 - резистор Rd; 12 - керами­
ческая изоляционная подложка; 13 - ось движка потенцио­
метра; 14 - пластмассовый корпус потенциометра; Ra, Rb,
Rc, Rd - резистивные дорожки потенциометра.
на закрытие. Решение проблемы достигается облег­
че1+1ем магнитного керна соленоида, увеличением то­
ка в импульоюм сигнале управления, подбором упру­
гости возвратной пружины 13, а также формой при­
тертых поверхностей для распылительного сопла 10.
Сопло форсунки (рис. 14.3, а) выполнено в виде
раструба капимярных канальцев. число которых
обычно не менее шести. Углом при вершине растру­
ба задается раскрыв струи впрыска, которая имеет
форму ВОРоНКИ. При такой форме струя бензина не
попадает на дРоССельную заслонку даже при малом
ее открытии, а ПРолетает в два тонких полумесяца
открывшейся щели.
Uентральная форсунка системы "Mono-Jetronic" на­
дежно обеспечивает минимальную ПРодолжительность
открытого состояния рас11Ы11ИТельного сопла 11 в тече­
ние 1±0.1 мс. за такое время и при рабочем давлении
в 1 бар через распылительное соnю площадью в
0,08 мм2 впрыскивается около одного миллиграмма
бензина. Этому соответствует расход топлива 4 л/Ч на
минимальных холостых обоРоТВХ (600 об/мин) прогре­
того двигателя. При пуске и ПРоrреве хоюдного двига­
теля форсунка открывается на более ПРодолжительное
время (до 5•.• 7 мс). Но, с другой СЮРоНЫ, максималtr
ная ПРодолжительность впрыска на ПРоrретом двигате­
ле (время открытого состояния форсунки) ограничива­
ется предельной часrотой вращения коленвала две
Рис.14.5.
ЭАектросервоnривод дpocceAьttoii засАоики:
1 - опорный шток; 2 - поворотный рычаг дросселя; 3 -
дроссель в закрытом состоянии; 4 - дроссель в открытом
состоянии; 5 - толкатель выдвижной; б
-
контактный
разьем; 7 - корпус сервопривода; 8 - шестерня; 9 - вну­
тренняя винтовая резьба; 10 - червячный вал; 11 - ре­
версный электродвигатель; 12 - уплотнитель; 13 - пласт­
массовый корпус сервопривода без крышки; Ь - уrол пово­
рота дросселя под действием злектросервопривода (17").
:J..39

rAa.88 2.4
(6500...7000 мкГ1) в режиме полного дросселя и не
может бьпь более 4 чс. При этом тактовая частота
срабатывания запорного устройства форсунки на холо­
стом ходу не менее 20 Гц, а при по111-tой нагрузке - не
00\ее 200.• .230 Гц.
• С особой тщательностью изготавливается дат­
чик АПА положения дроссельной заслонки (дроссель­
ный потенциометр) , показанный на рис. 14.4. Его
чувствительность к повороту движка должна отве­
чать требованию ±0,5 уг11ОВЬ1х градусов поворота
оси 13 дросселя. По строгому угловому положению
оси дросселя определяются начала двух режимов ра­
боты двигателя: режима холостого хода (3±0,5°) и
режима полной нагрузки (72,5±0,5°).
Для обеспечения высокой точности и надежности
резистивные дорожки потенциометра, которых четы­
ре, включены по схеме, показанной на рис. 14.4, 6,
а ось движка потенциометра (движок двухконтакт­
ный) посажена в безлюфтовый тефЛОновый подшип­
ник скольжения.
Потенциометр и ЭБУ соединены межщ собой че­
тырехпроводным кабелем через контактный разъем.
Для повышения надежности соединений контакты в
разъеме и в фишке потенциометра поЗО11очены . Кон­
такты 1 и 5 предназначены для подачи опорного на­
пряжения 5±0.01 В . Контакты 1 и 2 - для снятия
1<
эсхх
Рмс.14.6.
Схема стабм11мэацмм хо11остоrо хода:
сигнального напряжения при повороте дроссельной
заслонки на угол от о до 24° (О•.. 3° -
режим холос­
того хода; 3 .. .24° -
режим малых нагрузок двигате­
ля) . Контакты 1 и 4 - для снятия сигнального напря­
жения при повороте дроссельной заслонки на угол от
18 до 90° (18.• •72,5° -
режим средних нагрузок.
72,5...90° -
режим полной нагрузки двигателя).
Сигнальное напряжение с дроссельного потенци­
ометра дополнительно используется:
-
для обогащения тв.смеси при разгоне автомо­
биля (реrистрируется быстрота изменения сигнала от
потенциометра);
-
для обогащения ТВ-смеси в режиме полной на­
грузки (реrистрируется значение сигнала с потенцио­
метра после 72,5° поворота дроссельной заслонки в
сторону увеличения);
-
для прекращения впрыска топлива в режиме
принудительного холостого хода (регистрируется сиг­
нал потенциометра, если угол открытого состояния
дроссельной заслонки менее 3°. Одновременно кон­
тролируется часrота w вращения двигателя: если
w ~ 2100 мин-1 , то подача топлива прекращается и
восстанавливается вновь при w s 1500 мин-1).
• Интересной особенностыо системы впрыска
"Мono-Jetronic" является наличие в ее составе под­
системы стабилизации оборотов холостого хода с
помощью электросервопривода,
который воздействует на ось дрос·
сельной заслонки (рис. 14.5). элек­
тросервопривод снабжен реверс­
ным электродвигателем 11 посто­
янного тока.
Сервопривод включается в рабо­
ту в режиме холостого хода и совме­
стно со схемой отключения вакуум­
ного реrулятора угла опережения
зажигания (схема стабилизации хо­
лостого хода - рис. 14.6) обеспечи­
вает стабилизацию частоты враце­
ния двигателя в этом режиме.
Такая подсистема стабилизации
холостого хода работает слещю­
щим образом.
Когда угол открытого состояния
дроссельной заслонки менее 3° ,
сигнал К (см. рис. 14.6) является
для ЭБУ сигналом режима холосто­
го хода (замыкается концевой вы­
ключатель ВК штоком сервоприво-
ДР - датчик-распределитель ; ВР
-
вакуумный реrу11Ятор; UBY - центрё111ьный
впрыскивающий уэе11 ; ЗПК - запорный пневмоклапан; Р
-
разрежение в эа­
дроссе11ьной эоне; КЗ - К/\ЮЧ эажиrания; ВК
-
концевой вык11ючате11Ь в злект­
росервоприводе ; К - сигнал холостоrо хода (ХХ) от концевого вык11Ючателя ВК ;
СПА - злектросервопривод дроссе11ьной заслонки : ЭСХХ
-
э11ектронная схема
управления режимом ХХ в контромере; 31 - потенциа11ьный провод (+12 В).
да). По этому сигналу запорный
пневмоклапан 3ПК срабатывает и
канал разрежения от задроссель­
ной зоны впускноrо комектора к
вакуумному регулятору ВР пере­
крывается . Вакуумный регулятор с
этого момента не работает и угол
1.40

Снстемы oднcrюlfelOЮJ'O вnрыска 101W01a ААЯ 6еtаиновых двнrатмеii (rpynna "Мопо")
опережения зажигания становится равным значе­
нию установочного угла (6° до ВМТ). При этом дви­
гате11ь на хо11остых оборотах работает устойчиво.
Ес/\и в это время включается кондиционер И/\И дру­
гой мощный потребитеr.ь энергии двигате11я (напри­
мер, фары даr.ьнего света опосред9твованно через
генератор), то его обороты начинают падать. Двига­
тель может заг11охнуть. Чтобы этого не происходи·
/\О, по команде от Э11ектронной схемы упраВ11ения
ХО/\ОСТЫМ ходом (ЭСХХ) в контромере включается
Э11ектросервопривод, который неско11ько приоткры­
вает дроссе11Ьную заС11онку. Обороты уве11ичивают­
ся до номина11ьного значения мя данной темпера­
туры двигате/\Я. Ясно, что при снятии нагрузки с
двигате/\Я его обороты уменьшаются до нормы тем
же электросервоприводом.
•
В ЭБУ системы "Moпo-Jetroпic" имеется микро­
процессор мкп (СМ. рис. 14.2) с ПОСТОЯННОЙ и опера­
тивной памятью (б/\ок ЗУ). В постоянную память •за­
шита" этаюнная трехмерная характеристика впрыска
адаптивной обратной связи от системы выпуска отрабо­
тавших газов к системе ТОП/\Ивного питания (к системе
впрыска).
Он реагирует на разность концентрации кисюрода
в атмосфере и в ВЫХ/\Опных газах. По сути дела, дат­
чик КА ЯВ/\Яется химическим источником тока перво­
го рода (гаr.ьваническим э11ементом) с твердым Э11еКТ­
ро11ИТом (специальная сотовая мета/11\Окерамика) и с
высокой (не ниже ЗОО"С) рабочей температурой. ЭДС
такого датчика почти по ступенчатому закону зависит
от разности концентрации кис11орода на его Э/\ектро­
дах (П/\атино-радиевое П11еночное покрытие с разных
сторон пористой керамики). Наибо/\Ьшая крутизна (пе­
репад) ступеньки ЭДС приходится на значение а= 1.
Датчик КА вворачивается в трубу выпускного ка­
нала (например, в выхюпной ко/\/\ектор) и его чувст­
вите/\Ьная поверхность (пО11ожите11ьный Э11ектрод)
оказывается в потоке ВЫХ/\опных газов. Над крепеж­
ной резьбой датчика имеются щели, через которые
наружный отрицатеr.ьный ЭllеКТрод сообщается с ат·
Рмс.14.7.
(ТХВ). Эта характеристика в какой·
то мере подобна трехмерной ха­
рактеристике зажигания, но отли­
чается тем, что ее выходным пара­
метром яВ11Яется не угО11 опереже­
ния зажигания, а время (продоh­
ЖИ1е11ЬНОСТь) открьггоrо состояния
центральной форсунки впрыска.
Входными координатами характе­
ристики ТХВ ЯВ/\ЯЮТСЯ частота вра­
щения двигателя (сигна11 поступает
от контромера системы зажига­
ния) и объем всасываемого ВОздУ­
ха (рассчитывается микропроцес­
сором в ЭБУ впрыска). Этаюнная
характеристика ТХВ несет в себе
опорную (базовую) информацию о
стехиометрическом соотношении
бензина и воздуха в ТВ.Смеси при
всех возможных режимах и усю­
виях работы двигателя . Эта инфор­
мация выбирается из памяти ЗУ в
микропроцессор ЭБУ по входным
координатам характеристики ТХВ
(по сигналам датчиков ДОД, ДПД,
ДТВ) и корректир)еТСЯ по сигналам
от датчика температуры ОХ/\аЖАаю­
щей ЖИДКОСТИ (ДТД) И КИС/\Ородно­
ГО датчика (КД).
Фумкциомальмая схема системы "Mono-Jetronlc":
• О кисюродном датчике надо
сказать отде11ьно. Н811Ичие его в си­
стеме впрыска позВСV1Яет удержи­
вать состав ТВ-смеси постоянно в
стехиометрическом соотношении
(cr-1). Это достигается тем, что л;л­
чик КА работает в цепи г11убокой
1 - бензобак; 2 - подкачивающий бензонасос; 3 - основной бензонасос; 4 -
бенэофи11ыр; 5 - обратный бензопровод; 6 - прямая бензомагистраль; 7 - ре­
rулятор давления; 8 - центра11ьная форсунка впрыска (UФВ); 9
-
отвод картер­
ных газов: 10 - штуцер вакуумного шланга для запорного клапана: 11 - дрос·
сельная заслонка; 12 - подогреватель ТВ-смеси; 13 - электросервопривод
дроссельной заслонки; 14 - дроссельный потенциометр (ДПА); 15 - вакуумный
шланг; 16 - запорный пневмоклапан: 17
-
вакуумный регу11ятор опережения
зажигания: 18 - датчик-распределитель: 19- электронный коммутатор зажига­
ния: 20 - свеча зажигания: 21 - впускной клапан две; 22 - выпускной кол­
лектор; 23 - кислородный датчик: 24 - датчик температуры две: 25 - элек­
тронный б11ок уnрав11ения впрыском (ЭБУ-В); 26 - аккуму11яторная
батарея (АКБ): 27 - замок зажигания .
1.41 .

Гмва 1.4
мосферным воздухом. на автомобилях с каталитичес­
ким газонейтрализаюром кисюродный дат'11к уста­
навлvвается nеред нейтрализатором и имеет спираль
электроподоrрева, так как температwа выпускн,~х rа­
зов nеред нейтрализатором может бьnь ниже ЗОО°С.
Кроме тоrо. электроnодоrрев кислородноrо дат'l-lка
ускоряет ero подrотовку к работе.
Сиrнальными проводами датчик соединен с ЭБУ
впрыска. Коrда в UИЛИНАРЫ посl)'Пает бедная смесь
(а > 1). ю концентрация кислорода в выхлопных rазах
чуrь выше штатной (при а = 1). датчик КА выдает низ­
~«>е напряжение (около 0.1 В), и ЭБУ по этому сиrналу
корректирует время продолжите11ЬНости впрыска бен­
зина в сюрону ero увеличения . Коэффициент а снова
приближается к единице. При работе двиrателя на бо­
rатой смеси кислородный датчик выдает напряжение
около 0,9 В и работает в обратном порядке.
Интересно отметить. что кислородный датчик участ­
вует в процессе смесеобразования только на режимах
работы двиrателя, при которых обогащение ТВ-смеси
оrраничено значением а С!: 0,9. Это такие режимы, как
наrрузка на низких и средних оборотах и холостой ход
на проrретом даигатеt.е . В противном случае датчик
КА отключается (блокируется) в ЭБУ и коррекция со­
става ТВ-смеси по концентрации кислорода в отрабо­
тавших rазах не осушествляется. Это имеет место, на­
пример, в режимах пуска и проrрева холодноrо двиrа­
теля и на ero форсированных режимах (разrона и пол­
ной наrрузки). В этих режимах требуется ЗНЗ'l-1Те/\ЬНое
обогащение ТВ-смеси и поэтому срабатывание КИС/\0-
родноrо датчика ("прижvt.IЗЮЩеrо" коэффициент а к
единк~е) здесь недопустимо.
:142
о На рис. 14.7 приведена функционЗ/\ЬНая схема
системы впрыска "Mono-Jetronic" со всеми составны­
ми ее компонентами.
Любая система Вf1)ЫСКа в своей тоnливоподающей
подсистеме обязате/\ЬНО содержит замкнутое тоnлvе­
ное кОllЬЦО, которое начинается от бензобака и закан­
чивается там же. Сюда входят: бензобак ББ, злектро­
бензонасос ЭБН, фильтр тонкой очистки топлива
ФТОТ, распределитель топлива РТ (в системе "Мono­
Jetronic" -
это центральная форсунка впрыска) и регу­
лятор давt.еНия РА. работающий по принципу стравли­
ваощеrо клапана при превышении заданного рабоче­
rо даВJ\ения в замкнутом KOllЫJe (для системы "Мorю­
Jetronic" 1 ...1 .1 бар).
замкнутое топливное кольцо выполняет три
функции:
-
с помощью реrулятора давления помержива­
ет требуемое постоянное рабочее давление для рас­
пределителя тоnлvва;
-
с помощью подпружиненной диафрагмы в ре­
rуляторе давления сохраняет некоторое остаточное
давление (О.5 бар) после выключения двиrателя, бла­
rодаря чему не допускается образование паровых и
воздушных пробок в топливных маrистралях при ос­
тывании двиrателя;
-
обеа~еч.1вает охлаждеt11е системы В/1)ЫСКЗ за счет
ПОСТОЯЖОЙ ~f\Яl..J.1И бензина no ЗСМ<ЩПJМу КОН!)РУ.
В ЗЭКЛI0ЧеК1е слещет отметить, что сисrема "Мono­
Jetronic" исnользсвалась только на леrковых автомоб1+
лях среднеrо rюrребительскоrо класса, например Та<ИХ.
как :заnадНОfерманские автомобили; "Vol<swagen-
Passat". "Volkswagen-Polo" . "Aud-80 ".

=
Глава пятнадцатая
СИСТЕМА ВПРЫСКА ТОПЛИВА
'
"Mono-Motronic''
Система "Mono-Motronic" nреАставляет собой комплексную систему управления бензиновым
АSНrателем АЛЯ легковых автомобилей среАНеrо потребительского класса. В ее состав входят
компоненты электроискровоrо зажнrання н центрального одноточечноrо впрыска топлива.
Как rолько в различные системы управления автомо­
бильным двигателем стали ВНедряlЬ электронную авто­
что мектронный блок 27 выполнен в виде моно&.ока
д/1Я fJSYX систем управления. Система разработана фир-
маrику, сразу стаю ясно, что мно­
гие функции этих систем одинако­
вые. Например, д/1Я НОрмаllЬНОЮ
функuиа-мрования системы зажи­
l<Н1Я требуется nостояжо опреде­
лять частоrу вращения и нагру.зку
двиrателя. Но то же самое необхо­
димо определять и при работе сис­
темы впрь~ска. Функцию определе­
ния частоrы вращения двигателя
выполняет датчик Хома И11И 11Юбой
другОй бесконтактный электроим­
nу/\ЬСНЫЙ датчик. Таким образом,
датчик частоты вращения стано­
вится общим д/1Я NJ'fX электронных
систем автоматического )'ll)aSlle-
ния на двиrателе. Совершенно
очевидно, что создавать две во
многом одинаковые системы уп­
равления нецелесообразно. Про­
ще и дешевле все функuии управ­
rвiИЯ двигателем свести в едИную
систему. Так на автомобильных
двигателях появились ЭСАУ - ком­
плексные электронные системы
автоматического управления' •
•
Система ·мопо-Моtrопiс",
функuионЭ11ьная схема которой
показана на рис. 15.1, является
типичным представителем ЭСАУ
д/1Я двигателей легковых автомо­
билей не выше среднего nотреби­
тельскоrо класса.
Как видно из рисунка, в эту си­
стему интегрированы функuии
двух систем управления - систе­
мы зажигания и системы моно­
вnрыска тОП11Ива. Поэтому второе
с/\Ово в названии системы -
зо
L
..... ._
28
~
Pltc. :l.S.:1.
Фун1111нома11ьма11 схема смстемы "Mono-Motronlc":
1 - бензобак; 2 - подкачивающий 31\ектробензонасос; З
-
основной электробен­
зонасос; 4 - фильтр тонкой очистки топлива: 5 - прямая бенэомаrистраль; б
-
обратная бензомагистраль; 7 - реrулятор давления; 8 - центраАЬный впрыскива­
ющий узел (UB\I); 9 - це11тральная форсунка впрыска (UФВ); 10 - wланr для кана­
лизаuии паров бензина: 11 - дроссельная заслонка; 12 - подоrреватель впускно­
rо комектора; 13 - электросервопривод дроссельной заслонни; 14 - потенциоме­
трический дат~ик положения дроссельной заслонки; 15 - запорно-тантовый ма­
пан; 16, 17 - соединительные wланги для угольного фильтра; 18 - угольный
Фильтр; 19 - входной воздушный wтyuep уrольноrо фильтра; 20 - двухвыводные
катуwки зажигания; 21 - впускной комектор; 22 - выпускной комектор; 23 -
датчик конuентраuии кислорода (ДКК); 24 - датчик температуры двиrателя (ДТД);
25 - датчик коленвала (ДКВ); 26 - многоканальный модуль зажигания; 27 - кон­
тромер (электронный блок управления - ЭБУ); 28 - аккумуляторная батарея
(АКБ); 29 - замок вмючения зажигания; ЗО
-
диагностический разъем.
• Фн рм а BOSCH вмrускает уннверсады/Ые ЭАектронные 6доки упраВАения (ЭБУ) для ЭСАУ·
"Motroпic" (от MOnoelekТRONIC - двига1е11ем под общнм названнем "Автореrумrrор Мotron/c". т- ЭБУ обеспе'iНВаюr,,,..
единое электронное упраВ11е- боту ~юбой снстемь~ впрыска (К, кЕ. Мопо. LJ совместно с ЭNЖтронн~вой ок:темой
ние) - симвмизирует тот факт, зажигания.
1.43

ГАаВа 1.5
мой ВОSСН на основе системы вnрыска "Mono-Jetronic"
и системы зажигания (ТSZ). Начиная с 1978 года систе­
ма "Мon<rМotronic" устанаВ11Ивалась на тех же легко­
вых автомобиl\ях , что и система "Mono-Jetronic".
• По при нuи пу действИя сис те ма "Мono-Мotronic" ма­
ю чем от11Ичается от своих nporornпoв. Главный ф;нкuи­
ональный блок - uентральный вnрыа<иваюЩИЙ узел 8,
который подробно описан в г118Ве 14, в обеих системах
один и тот же. Но в компонентном составе систем есть
11JИ1UП1ЭЛЬН>1Е отличия. Если система оборудована ме­
ХСН1ЧеСКИМ да'f'И(ом-расnределителем, то теперь он не
содержит вакуумного реrулятОl)а. ~ которого вы­
rю/\НЯет датчик 14 гк:w:>жения дроссе1\ЬНОЙ заслонки.
Но чаще в системе "Mono-Мotronic" датчик-распре­
деl\ИТе/\Ь отсутствует, а его функuии выГКWiяют два но­
вых устройства : инщктивный датчик коленвала 25 и
многокана11ЬНый модуп, зажигания 26. Контрод/lер 27
системы " Mono-Мotronic" помещен в такой же защит­
ный кожух, как и системы "Mono-Jetronic" . Вн еш не е от­
личие контромеров сводится к различию соединитель­
ных разъемов по числу выво-
дов: в "Мono-Мotronic" 35 выво­
дов, а в "Мono-Jetronic" - 32.
вnрыска при значительном боковом крене автомобиля
(бмее 40°) и при прохоЖдении поворотов на большой
скорасти. Интересно отметить, что обратный слив топ-
11Ива производится не прямо в бензобак, а через ре­
зервную емкость 10. Эmм обеспечивается снижение
нагрузки на подкачивающий бензонасос 4 и уменьше­
ние потребляемого им тока.
На автомобилях с вертикап,ным бензобаком (напри­
мер, на •Audi-80") подкачивающий насос и второй
фильур с резервной емкостью не применяются .
• На автомобилях с мощным двигателем (объемом
более 1.8 л) в бензобак устанавливается универсаль­
ный бензонапорн,tй узел (БНУ), а подсистема тоnливо­
подачи собирается по схеме, показанной на рис. 15.2 .
но без резервной емкости 10 и с прямым сливом бен­
зина в бензобак. Начиная с 1989 г. такой подсистемой
оборудуются автомобили "VOlkswagen Corrado GбО", а с
1992 года- автомоби/\И "Audi" серии •д·.
На рис . 15.3 показан бензонапоРНый узел в разре­
зе. Корпус 4 БНУ является rицюаккумулятороМ 7 с ем-
f
i
•
Наиболее существенным
является отличие в подсистемах
топливоподачи. Так, система
вnрыска в "МOno-Motron ic" (для
авюмобилей с М3С объемом до
1,6 л) оборудована подсистемой
дополнительной подкачки бен­
зина. В бензобаке 1 установлен
вспомогательный подкачиваю­
щий электробензонасос 2 (СМ.
рис. 15.1). Этот насос обеспечи­
вает давлекtе 0,25 бара и про­
качивает около 65 л в час (при
напряжеw~и 12 В и токе 2 А).
Второй (ОСНОВНОЙ) wжтробен­
зонасос 3 расположен под дни­
щем автомобиля рядом с бензо­
баком. Этот насос потребляет
ток 5 А при напряжении 12 В и
создает рабочее давление в
прямой тОП/\Ивоnодающей мarи­
ClJJClllИ 1,2. . .1,5 бар (производи­
тельность 80 л/ч).
О воздух О бвнзин О пары бензина @ соединительные wланrи
Р"с.15.2.
•
Несколько измененная
подсистема юnливного питания
(рис . 15.2) оборудована дВУМЯ
электробензонасосами 4 и 12, а
также двумя топливными фильт­
рами 10 и 13, один из которых
(10) используется как резерв­
ная емкость (200 мл). Назначе­
ние резервной емкости - обес·
печивать топливом систему
1.44
Подс"с:тема тoпAttsнoro n"тан"11 системы "Mono-Мotronlc" :
1 - угольный фильтр : 2 - пары бензина в бензобаке ; З
-
поплавок указателя уров­
ня топлива : 4 - подкачивающий злектробенэонасос ; 5 - обратная (сливная) бензо­
магистраль ; 7 - прямая бензомагистраль ; 8 - горловина бензобака с герметичной
пробкой; 9 - запорно-тактовый клапан ; 10 - фильтр rрубой очисТ11и (резервная ем­
кость) : 11 - фильтр грубой очистки тоnлива; 12 - основной электробензонасос;
13 - фильтр тонкой очистки топлива; 14 - центральный впрыскивающий узел (UBYJ ;
15 - дроссельная заслонка; 16 - регулятор давления: 17 - центральная форсунка
впрыска (UФВ); 18 - всасываемый воздух; 19 - потенциометрический датчик поло­
жения дроссельной заслонки (ДПД} ; ББ - бензобак; а - сигнал от датчика концент­
рации кислорода (ДКК); в - сигнал от датчика положения дроссельной заслонки
(ДПД); с - сигнал от датчика температуры воздуха (ДТВ); d - сигнал от датчика тем­
пературы двигателя (ДТД}; е - сигнал от датчика нагрузки двигателя (ДНД); f - сиг­
нал от датчика Хома или от датчика положения и частоты вращения коленвала две
(ДКВ} ; g - сигнал от микровыключателя сервопривода дроссельной заслонки (датчик
холостого хода - ДХХ}; h - сигналы уnравления к многоканальному модулю зажига­
ния ; k - тактовый сигнал уnравления запорно-тактовым клапаном; 1 и m - сигналы
включения злектробензонасосов; п - злектроимпульсный сигнал управления цент­
ральной форсункой впрыска .

Система впрыска tоnАИва "Mono-Motronlc"
костью 600 мл . На его боковую наружную поверхн0С1Ь
установлен датчик 10 уровня тО1111Ива с поП/\авком 27.
Крепится корпус БНУ к днищу 1 бензобака с помощью
спеuиаnьного поворопюrо затвора 2. С прямым 14 и
обратным 15 бензошrуцерами бензоподающий узел со­
единен через герметичную крышку - гwпформу 13 по­
средством UJ.11ангов 12 и 18 из бензостойкой резины .
Внуrри корпуса БНУ смонтированы Noа бензонасоса с
Рмс.15.З.
Уммеерса11~.ныii бенэомаnорныii уэеА (БНУ) Motronlc:
1 - днище бензобака; 2 - крепежный затеор д11Я БНУ;
3 - предеариrельный ФОТ от крупных фракций; 4 - корпус
БНУ; 5 - подкачивающий бензонасос лопастной; 6 - ос·
новной бензонасос шестеренчатый; 1 - накопительна11 по­
лость гидроамкуму11ятора (600 мл); 8 - подающий патрубо1<
rидроаккуму1111тора; 9 - ротор приводного электродвигате­
ля; 10 - датчик указателя уроеня топлиеа; 11 - контакт­
ная фишка 31\ектродеигателя; 12 - прямая бензомагист­
ра11ь: 13 - устаноеочная крышка-платформа; 14 - бензо·
подающий штуцер; 15 - слиеной штуцер обратной бензо­
магистрали; 16 - соединительный разъем БНУ; 17 - еерх
бензобака; 18 - резиноеый шланr обратной бензомагист·
рали; 19 - электрические соедините11ьные проеода мя эле­
ктродеигате11я и мя датчика указателя уроеня топ11иеа;
20 - еыходной штуцер БНУ; 21 - электродеигате11ь; 22 -
трубка пере11иеа; 23 - корпус бензонасосое; 24 -защит­
ная сетка; 25 - отверстие д1111 слива излишков топлива в
гидроаккумуляторе; 26 - с11ивной поток бензина; 27 - по­
п11авок указателя уровня тоn11ива.
приводом от общего Э11ектродвигателя 21. Первый под­
качивающий бензонасос 5 лопастнОй, а основнОй 6 -
шестеренчатый (с внутренним зацеплением зубьев).
Производительность основного насоса при работе с си­
стемой "Мono-Мotronic" 80 л/ч, давление 1,2...1,5 бар_
Напряжение питания 12 В подается от бортсети по Э/\е­
ктропроводам 19. Ток пОТребления 5 А. выходной канал
25 служит д11Я вытеснения паровых и возщwных про­
бок, а также излишнего бензина из rидроаккумулятора.
Как и в старых КОНС"JWКUИЯХ одноступенчатых электро­
бензонасосов (см. далее главу 23), через электродвига­
тель прокачивается весь поток бензина.
• важным отличием систем ТОГWIЗНОГО питания со­
временных легковых автомобилей является наличие в
них подсистемы утилизщии паров бензжа с управлени­
ем от t<ИСлородного датчика. В старых моделях авrомо­
бИ/\еЙ без герметизации бензобака пассивные потери
топАИва (за счет испарения из бензобака и слабых уп­
лотнений в других узлах системы питания) СОСТЭВl\ЯЮТ
10.. .15% от общих выбросов вредных веществ в атмо­
сферу. Бензобак современного легкового автомобиllя
обязательно герметизирован. это требует установки в
подсистему ТОПllИООПОдачИ специальных средств защиты
бензобака как от расширек1Я 11арам1 бензина, та< и от
сжатия его стенок разрежением. Разрежение устраня­
ется спеuиальн,~~vи воздуШН>lми клапанами на Горl\ОВI+
не бензобака, а пары бензина отводятся в специальный
резервуар. наПО11НеЖый активироважым углем. Так ор.
ганизуется приточно-вытяжная вентиляция бензобака.
работу которой можно пояснить на примере функuиони­
ровак1я трехкомпонентного пневмоклапана ТПК.
В состав ТПК(рис. 15.4) вхс:wrт три отделыъ~х ВОЗ,Д)'UН>IХ
клапана:~. атмосферt,lй и r~
Пока давление Pn паров в бензобаке равно атмо­
сферному (Ра = Р,,), трехкомпонентный пневмоклапан
mк закрыт (рИС . 15.4, а).
П~скнОй клапан срабатывает при излишнем
давлеw~и паров бензина в бензобаке. это может быть
следствием как высокой тем~ературы воздуха в атмо­
сфере, так и нагрева тОй части бензина, которая воз­
вращается в бензобак по обрапюй маrис1)ХIЛИ от сис­
темы впрыска. При этом давление Pn паров в бензоба­
ке выше атмосферного Pn > Ра (рис . 15.4, 6), и подвиж­
ная П/\атформа 7, преодолевая сопротивление пружи­
ны 9, приподнимается вверх, а пары бензина перепус­
каются через штуцера 1 и 10 в угольный фИ11Ьтр.
Если в бензобаке возникает разрежение !Ра > Pn,
рИС . 15.4, в), то платфорМа 7 под действием пр)ЖИНЫ 9
опускается вниз и плотно прижимает упютнитель 11 к
опоре 5 . При этом вступает в работу атмосферНЫй кла­
пан . Эl\астичная шайба 6 атмосферного клапана под
напором атмосферного даеления прогибается вниз, а
возщх через жиклер 8, кольцевую щель 12 и далее че­
рез штуцер 1 поступает в бензобак.
Гравитаuиожый КАаПан (рис. 15.4, r) предназначен
для предотвращения утечки топлива из бензобака че-
1.45

@
6
®
7
l
10
5-
11
12
4
IЗ
з
14
2
)'llЛ()fНЕНИЯ
ПАРЫ
ВОЗДУХ
Pttc.15.4.
Трехкомпомемтмый пмевмоклапам rорловимы бемзобака:
а - клапан закрыт (атмосферное давление Ра равно давлению Рп паров бензина в бензобаке) ; б - клапан открыт на впуск
атмосферного воздУха в бензобак (Ра>Рп.); в - клапан открыт на выпуск паров бензина из бензобака (Ра<Рп) ; r -клапан
закрыт гравитационным запорным устройством (наклон автомобиля более 40°); 1 - штуцер для соединения клапана с бен­
зобаком ; 2 - наклонная nлоскость мя перемещения подвижной платформы 4 гравитационного запорного устройства (ГРУ );
З - каток (стальной шарик) ГРУ; 4 - подвижная платформа ГРУ ; 5 - опора для клапанов ; б
-
эластичная шайба мя впу­
ска атмосферного воздуха (атмосферный мапан) ; 7 - подвижная платформа (перепускной клапан) пневмомапана ; 8 -
жиклер атмосферного клапана ; 9 - пружина возвратная торировочная ; 10 - штуцер мя соединения клапана с угольным
фильтром; 11 - уплотнитель пневмоклапана (кольцо из эластичной ре зины) ; 12 - кольцевая перепускная щель ; 13 - эла­
стичный уnлотtiитель ГРУ ; 14 - корпус пневмоклапана ; Р - сила тяготения катка .
рез rtiевмоклапан в уfО/\ЬНЫЙ фиЛЬтр nри &w,шом кре­
не автомобиля (более 40") И11И при ero оnроt<ИДЫВаtiИИ
во время аварии. Этот клапан содержит rравитаuион-
1-1:11й каток З (меmмический шарик) , который свободно
перекатывается внутри подвижной платформы 4 . Сама
nлатформа при наклоне автомобиля перемещается по
наклонной 111\ОСКосm 2, приподt1имается вверх и пере­
крывает эласmчным уплотнителем (конусным затвором)
13 перепускную кольuевую щель 12 к уrОJ\ЬНОМу фИ11Ьт­
РУ (К штуuеру 10).
•
Подсистема утилизации паров бензина из бензо­
бака. которая применяется в системе "MOl»Мotronic".
показана на рис. 15.5.
Грану/\Ы 14 активированноrо yrllЯ обllадают свойст­
вом леrко уЛёlВl\ИВЗТЬ и удерживать частиuы бензина и
так же r.егко их отдавать в ПОдви>Кl-l>IЙ поток 18 во:!ду­
ха . это свойство исnольэуется дt.Я нак<JПЛе1-1о1Я паров
бензина из бензобака в угольном фильтре 16, пока дви­
гатель не работает. При работе двигателя уrО11ЬНый
фИ11Ьтр продувается потоком 18 чистого всасываемого
воздуха. При этом пары бензина покидаот угмьный
фИllЬТР и, nоnадая во впускной коллектор, нескмько
обогащаот приготовленную центральным впрыскиваю­
щем узлом 1 ТВ-смесь. Чтобы обогащение происходило
в нужное время , подсистема утилизации паров бензина
оборудована заnорно-тактовым клапаном 6, который
обеспечивает nepenycк паров бензина отдеАЬНыми пор­
uиями на тех режимах работы двиrатеl\Я, при которых
датчик концентрации кислорода (ДКК) 10 указывает на
необходимость обогацения ТВ-смеси. Как и все устрой­
ства с З/\еКТРОЖЫМ УJl)аелением. загюрно-тактовый
клапан 6 подсистемы утилизаuии срабатывает от им­
ГJУllЬСНЫХ сигналов ЭБУ 11. Частота тактирования фор-
1.46
мируется в ЭБУ по сигнаr.у от датчика кон..~ентраuии
кислорода 10 таким образом, что обогащеl*lе ТВ-смеси
парами бен:зжа не выходит за рамки допустимого зна­
чения д/1Я коэффиuиента а.
ПОС/\еАОВатеl\ЬНОСТЬ работы подсистемы утилизации
следУЮЩая.
Korда зажигание не включено, запорнснактовый
клапан 6 закрыт. Пары бензина 19 из бензобака под
действием температурного расширения по резиновому
шланrу 17 канализируются в уrО11Ьный фильтр 16. где
осаждаются на частицах 14 активированного yrllЯ . При
включении зажигания на провод 15 подается наnрЯже­
ние 12 В, но заnорно-тактовый клапан остается закры­
тым, так как с •массой" его разобщает закрытый тран­
зистоР в ЭБУ. Клапан откроется во время работы две
по сигналу от ЭБУ. когда системе впрыска потребуется
обогащение ТВ<:мес:и. В это время пары бензина СдУВЗ­
ются с nоверхносm гранул 14 активированного угля ат­
мосферным воздухом 18 во впускной комектор и по uе­
почке - шла-~г 7, открытый клапан 6, шланг 9 - нач­
нут поступать в за.дроссе/\ЬНуIО зону uентраnьного впры­
скивающего узла 1 и далее во впускной комектоР и в
UИllИндры ДОС. Если же температура двигателя, кото­
рая измерЯется датчиком 8 ДТД, ниже +бО°С, то сигнал
от ЭБУ на заnорно-тактовый клапан 6 не поступает, чем
не допускается переобоrащение ТВ-смеси. Таким обра­
зом , система утилиэаuии паров бензина срабатывает
на прогретом двигателе ПрИ форсироважых режимах
его работы . Аналогичная подсистема утилизации паров
бензина llJИМЕ)НЯеТСя и в ранее оnис:ажой системе
"Моnо-Jetronic" .
•
В системе "Мопо-Моtrопiс" стабилизация оборотов
холостого хода с помощью эr.ектросервопривода дonOll-

Система впрыска тоnАИва "Mono-Мotronic~
нена фун<иией уnравлек1Я по углу ооережения зажиrа­
tиl. Элек1J>ОООРВО1'1)ИВд подсистемы стабили~ хо­
лостоrо хода включается в работу после замыкан1Я кон­
такта конuевоrо ВЫК/llОЧателя. Если температура охлаж­
дающей жидкости в МЗС, ниже -28°С. то тО11катель сер­
вопривода открывает дросс:еJ\ЬНуЮ заслонку на 20 угло­
вых rрадусов. После nporpeвa двиrателя (Тд =85°С) ис­
ходное ПО/\ОЖеНие цюссельной засложи на ХО/\остом
ходу не превышает 3" от ПО/\Ожения nолноrо закрытия.
отаода ясно, что максимЗ/\ЬНОе перемещение дроссель­
ной заслонки с помощью сервопривода не превышает
17°. Сервопривод срабатывает Т<W,КО тогда, когда час­
тота вращения двигателя на холостом ходу отклоняется
от НОМЖаl\ЬНОЙ на ±30 мин-1. д/1я современных двига­
телей с устойчивой частотой вращения на ХО/\ОСТОМ ходу
не более 600 м.1Н-1 этого недостаточно. Имежо nоэто­
му в системе "Мono-Мotronic:" гр1Менена подсистема
стабw\изаuии оборотов холостого хода по углу опереже­
ния зажигания. Она работает в интервале изменений уг­
ла ±12° от установ111ЭШегося значения для номинальн,~х
оборотов ХО11остоrо хода. Скорость срабатывания такой
подсистемы стабилизации очень высокая. Частота вра­
щения двигателя восстана81\ИВС1ется за 2.. .3 мс (что не
превышает временного интервала между соседними
вспышками в свече зажигания) . Если бы такая же чув.
ствительность была заложена в управление мектросер­
воприводом, то две стал бы работать неустойчиво с на­
растаК1еМ И Падеt+!еМ оборотов ПО llИ/IООбраэному за­
кону (что иногда имеет место на реальном двигателе ПрИ
некоторых неисnравностях в nо.11Системе стабилизации
хоюстого хода).
о ~ уже отмечалось. контроллер системы "МOno­
Мotronic" включает в себя функuии упрааления параме­
трами системы зажигания. Известно. что с увеличени­
ем оборотов двигателя зажигание становится более
ранним . При увеличении нагрузки зажигание становит­
ся более поздним. Информ;зui.~я обо всех возможных те­
кущих значениях угла опережения зажигания при изме­
нении частоты вращения и нагрузки двигателя заложе­
на в блоке постоянной памяти ЭБУ в виде эталонной
rрехмерной характеристики зажиrаl-iИЯ (см. рис. 9.6). В
системе "МonoМotronic" нагрузка дВИгателя определя­
ется по сИ11iа/\у от датчика положения дроссельной за­
слонки (дроссельного потен.~иометра), в некоторых мо­
дификациях системы - по датчику разрежения в за­
дроссельной зоне впускного коллектора (датчик МАР).
В качестве датчика частоты вращения в системе
·мопо-Моtrопiс" для двигате11ей автомобилей среднего
потребительского класса обычно используется датчик
ХО/\Ла в механическом датчике-распределителе. По сиг-
Пары бензина из бензобака
с:::> 19
о
Воздух
з
о
Бензин
it~
U1a
о
Пары бензина
о
Отработавшие газы
Охлаждающая жидкость
Pttc.15 .5 .
Подсистема ути11изации паров бettзмtta из беизобака в системе •мono-Motronlc":
1 - центральный вnрыскиваюший узел ШВУ); 2 - центральная форсунка вnрыска; З
-
регуляrор давления; 4 - обратный
бензоnровод; 5 - nрямая бензомагисrраль; 6 - оnорно-тактовый клаnан; 7 - соединительный шланг; 8 - датчик темnера­
туры две (АТА); 9 - соединительный шланг; 10 - датчик концентрации кислорода (АКК); 11 - ЭБУ (контроллер); 12 - вход·
ной воздушный штуцер; 13 - корnус уrольного фмьтра; 14 - гранулы акrивированного угля; 15
-
nровод (электроконтакт)
+12 В; 16 - угольный фильтр; 17 - соединительный шланг от бензобака; 18 - noroк воздуха: 19 - nары бензина.
З.47

налу датчика Хома с помощью ЭБУ корректируется угО11
опережения зажиrания no каждому цилждРУ в отдель­
ности. Диапазон реrулирования-50. .. +5 угловых граду·
сов относите/\ЬНО верхней мертвой точки (ВМТ). Но есть
системы. в которых частота вращения и уrловое nоло­
жеt1-1е коленвала оnределяются не датчиком Хома на
расnредеl\ИТеле, а инщктивным датчиком с зубчатым
диском на коленчатом вале двигателя.
•
Конструктивное исnО11Нение комnонентов систе­
мы зажигания может быть реализовано в двух вариан­
тах. Первый вариант - с механическим датчиком-рас­
nределиrеl\Е!М, когда сигнал о частоте вращения и nоло­
жении 1<О11енвала формируется датчиком ХО/\Ла, а рас:­
nределение высокоВО11Ьтного наnряжения no свечам
осуществляется механическим ротациоt+l>lм ра!:r1)еде-
1\ИТеАеМ. В этом случае выходной каскад системы зажи­
гания вЬlr10/\НЯется как самостоятельный конструктив­
ный узел, в котором объединены воедино транзистор­
ный коммутатор и катушка зажигания (рис. 15.6).
Второй вариант - без датчик8i)ас:nределителя (см.
рис. 15.1). Здесь частота вра.цения и nоложение колен­
вала фиксируются с rюмощью одного или двух индУКТИВ­
ных датчиков, рас:nоложенных у коленчатого вала (дат­
чик 25 ДКВ). а рас:nределение высокого наnряжения no
свечам статическое , с nомощыо мноrоканаl\ЬНОГО моду·
ля 26 зажигания и дВухвыводных катушек зажигания
20. ИндУКТИвные датчики (если их два) расnО11агаются
над роторным диском кО11енва11а либо над зубцами ве­
нечной шестерни маховика двигателя. Если nрименяет­
ся ротОJЖЫЙ диск. то он может бьпь расnоложен как на
nереднем. так и на заднем rорце вала двигателя. Фер­
ромагнитные зубцы роторного диска активvс:~уют магж-
10Зr'.еК1рИЧеСК систему датчика, и он вырабаТЬl!ает
nик наnряжения на каждый зубец. один из датчиков
дкв nредназначен для оnределения частоты вращения
N3C (Аатчик ДОД), а другой - для фиксации момента
начала отсчета угла (УОЗ) оnережения зажигания (дат­
чик ДНО). Роторный диск имеет две дорожки зубцов, а
на маховике для датчика ДНО )ааНавl\ИВается сnеци.
альный ферромаrнитный штырек (см. далее рис. 21.5).
Возможен вариант исnОl\Нения с одним датчиком ко-
1\еНВала. При этом роторНый диск имеет ОднУ дорожку
активаrоров, но с nроnуском одного зубца в том месте.
которое находится за 50" до ВМТ nepвoro uw.индра.
Тогда от места nponycкa зубца форм1руется имnульс­
ный сигна11 нача11а отсчета для УОЗ.
•
Датчик темnературы охлаждающей жидкости
две nомимо работы в системе вnрыска исnО11ЬЭуется
А11Я коррекции угла зажигания в сторону оnереже­
ния. Краевой контакт в электросервоnриводе, сигна­
лизирующий о закрытом состоянии дроссельной за­
слонки (датчик режима холостого хода}, ЯВ/\Яется
датчиком А11Я включения nодсистемы электронной
стабилизации оборотов на холостом ходу no коррек­
ции зажигания. В режиме nринудите11ЬНого холосто­
го хода этим же сигналом вводится в действие ре-
2.48
жим торможения двигателем, nри котором вnрыск
топлива nрекращается, а угол зажигания nереводит­
ся в сторону оnережения.
В системе "Мono-Мotronic" nредусмотрено выклю­
чение центральной форсунки вnрыска (UФВ) и в тех
случаях, когда частота вращения двигателя стано­
вится выwе доnустимой (6500•.. 7000 мин-~). Это
делается не то11Ько с целью защиты двигателя от nе­
регрузки, но и А11Я защиты окружающей среды от ин­
тенсивного выброса токсичных газов. Дело в том,
что на nреде11ЬНых оборотах (режим nолной нагрузки
двигателя) система вnрыска бензина работает с мак­
симальным обогащением ТВ-смеси и кислородный
датчик. работающий на nонижение токсичности, бло­
кируется в ЭБУ. При этом токсичность or заметно nо­
выwается .
Двигате11Ь, работающий nод уnравлением систе­
мы ·мono-МotrorJic", rюмимо кислородного датчика
обязательно содержит в выnускном тракте трехком­
понентный каталитический гаэонейтрализатор.
•
Электронная автоматика уnравления зажигани­
ем в системе ·мono-Motronic" содержит в своем со­
ставе электронную схему регулирования времени
nротекания тока в индуl(тивном накоnителе. Такое
регулирование обесnечивает максимально возмож­
ное nри данном режиме работы две накоnление
энергии в катушке зажигания. Кроме того, А11Я элек­
троnитания ответственных электронных схем в ЭБУ
"Mono-Мotronic" имеется стабилизатор наnрЯЖения
на 5 В. Это обесnечивает устойчивую работу систем
Рмс.15.6.
Выходиоii tu1скад системы зажмrамм11 а "Mono-Motronlc" :
1 - высоковольтный трансформаrор зажигания ; 2 - тран­
зисторный коммутатор; З - контакт для подачи +12 В от
бортсети; 4 - контакт NoЯ подачи сигнала зажигания S or
контроллера; 5 - контакr NoЯ соединения с массой ; 6, 7 -
соединители коммутатора с трансформатором зажигания ;
8 - электронная схема коммутатора ; 9 - силовой транзи­
стор; 10 - высоковольтный вывод трансформатора (к рота ­
ционному распределиrелю) ; 11 - заливка rрансформаrора
эпоксидным компаундом; 12 - стяжной болт .

Смстеме вnрыскв ТО11АМ88 "McmoМotronlc"
впрыска и зажигания при значительном падении на­
пряжения в бортсети автомобиля (например, при пу­
ске двигателя зимой)_
• К важным преимуществам системы ·мoпo­
Motronic" относится ее способность перенастраивать
рабоrу двигателя под: изменяющиеся атмосферные
условия (темпераrура, влажность. давление); эксплуа­
та.~ионный износ детвлей; изменение октанового чис­
ла бензина; неконтролируемое нарушение герметич­
ности впускного комекюра; частичную потерю ком­
прессии в uилиндрах. ЭСАУ с такими свойствами на­
зываются адаптивными или самообучающимися, так
как они способны осуществлять авюкоррекuию ис­
ходных регулировок дос_ Двигатель, оборудованный
адаптивной ЭСАУ, может эксплуатироваться без регу­
лировки обороюв холосюго хода и без проверки со­
держания токсичных веществ в отработавших газах.
• Для регистраuии дефектов и неполадок, вы­
зывающих значительные (заштатные) отклонения
эксплуатаuионных параметров и характеристик
двигателя, в авторегуляторе системы ·мопо­
Моtrопiс" имеется регистратор неисправностей.
Регистратор занимает часть объема оперативной
памяти и представляет собой запоминающее уст­
ройство с интерфейсом для бортовой самодиагнос­
тики. Все регистраторы неисправностей сохраняют
информаuию и после выключения зажигания, но
информация "разрущается", если от бортсети от­
ключить аккумуляторную батарею . Информаuия ре­
гистратора может быть ·стерта" и по спеuиальной
команде. В отличие от средств самодиагностики с
чек-кодированием• (применяется в системе
"Moпo-Jetгonic") в системе ·мопо-Моtrопiс" коды
неисправностей подаются на спеuиальный диагно­
стический разъем (см . рис. 15.1 , поз. 30) и могут
быть считаны в виде текстово-uифровой информа­
uии дефекточитающим сканером "V .A .G.1551 -
BOSCH" с дисплеем на жидких кристаллах. Сканер
имеет четыре режима работы:
Fuпction 1 (f1) - подготовка к работе и диагнос­
тика в режиме чек-кодирования;
Fuпctioп 2 (f2) - работа с текстово-uифровой ин­
формаuией:
Functioп З (FЗ) - диагностика исполнительных
звеньев;
Function 4 (f4) -установка зажигания и считыва­
ние полного объема информации из регистраюра
неисправностей.
• Чек-коАН/)ОSВfiне - вослронзвед,еtit1е цнфровых КОНJВ чнслом
миrан<й одной чек..-.ампой. ИноrАВ пр11меЮ1ется АВО11ЧНОВ 'ЧВlf-КО­
АЩЮВВН<е несксмькнмн 1\ВМfJВМН ..,,,,. све ТОА НОА ВМН (п о ЧН С l \ У pa з­
psw>B В КОАВ}.
В режиме F1 сканер проверяется и подготавлива­
еп:я к работе_ В режиме F2 поочередной диагностике
могут быть подвергнуты следУЮщие устройства: ЭБУ
(контромер "Mono-Мotroпic"); концевой выключатель
электросервопривода; электродвигатель сервоприво­
да; дроссельный потенuиометр (датчик ДПД); датчик
темпераrуры возщха (ДТВ); датчик темпераl)'ры дви­
гателя (ДТД); датчик Хома (ДОД); датчик конuентраuии
кислорода (ДКК); электронная схема (подсистема) ре­
гулирования коэффиuиента а (избытка возщха); элек­
тронная схема управления электробензонасосом.
Режим FЗ предназначен для проверки работоспо­
собности и поиска неисправностей в следУЮщих ис­
полнительных звеньях: электросервоприводе дрос­
сельной заслонки: реле электроподогрева впускного
комектора; uепи электроподогрева кислородного
датчика; в запорно-тактовом клапане подсистемы
утилизаuии паров бензина из бензобака. В этом же
режиме на перечисленные устройства можно пода­
вать электрические сигналы управления с uелью про­
верки их работоспособности.
В режиме F4 сначЕЗ11а осуществляется проверка ус­
тановочного (штатного) значения угла оnережения за­
жигания (УОЗ). При этом сканер на работающем дви­
гателе отключает всю электронную автоматику управ­
ления и выдает на дисплей текстовую команду
"Grundeiпstellung eiпleiten" ("приступить к исходной ре­
гулировке"). Если система "Mono-Мotroпic" оборудова­
на датчиком-распределителем с приводным валиком,
то необходимо его поворотом установить штатное (ис­
ходное) значение УОЗ, которое Д/\Я данного типа дви­
гателя указываеп:я на дисплее сканера . Изменяющие­
ся при регулировке значения УОЗ также отображают­
ся на дисплее. После установки УОЗ или если его номи­
нальное значение не нарушено, а также если провер­
ке подвергается система "Мопо-Моtrопiс" без датчика­
распределителя, то на дисплей сканера выводится пол­
ный объем диагностической информаuии из регистра­
тора неисправностей. высвечивается 10 uифровых
фраз, каждая из которых представляет собой код ре­
зультата проверки конкретного компонента комплекс­
ной ЭСАУ . Раа.uифровку фраз проводят с помощыо
таблицы кодов неисправностей, которая прилагаеп:я к
инструкuии по реМОНl)' и эксплуата.~ии автомобиля_
• В заключение следует отметить, что с использо­
ванием принuиnа комплексного авюматическоrо уп­
равления параметрами и характеристиками авюмо­
бильного двигателя создан uелый ряд систем моно­
впрыска бензина_ Все они подобны вышеописаннай
системе ·мопо-Моtгопiс". Выпускают такие системы и
японские, и американские, и некоторые западноев­
ропейские заводы авюмобильного приборостроения.
Делают системы моновпрыска бензина и в России.
1.49

= Глава wестнадцатая
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
ДВИГАТЕЛЕМ "ЭСАУ·ВАЗ"
С 1993 rOAa, Тольятrннский завОА "АвтоВАЗ" начал устанаВ11нватъ на автомобнлях ВАЗ-21044
(универсал) н ВАЗ-21214 (АЖНП) снстему TOllllИВНOrO пнтання с центральным впрыском бензн­
на. Эта снстема СОЗА;Jна на основе снстемы "Mono-Мotronic" н rtреАСТаВJ\ЯеТ собой комплекс­
ную электронную снстему автоматнческоrо управмжня (ЭСАУ} АSНrателем, в которую помнмо
управлення впрыском бензнна ВХОАНТ н управленне элеюронскровым зажнrаннем. Отечествен­
ная снстема не нмеет спецнальноrо названня, поэтому здесь она обозначена как снстема
"ЭСАУ-ВАЗ".
16.1 . Устройством работа системы
•
Функциональная схема системы ·эсдУ·ВАЗ" по­
казана на рис. 16.1*.
В этой системе некоторая часть комnлекrующих
изде/\Ий на начальном этапе выпуска была импортно­
го производства . Основные из них - это uентрЗllЪ­
ный впрыскивающий узел (UBV) 9. устройство кото­
рого подробно описано в главе 14; иногда устанав11И­
вался электронный блок управления ЭБУ- контрол­
лер системы ·мono-Motronic " . Все остальные изде­
лия отечественного производства .
•
В функциональном отношении ·эсдУ-ВАЗ" в
сравнении с системой ·мoпo-Motronic" имеет некото­
рую сnеuифику. С учетом эксплуатации автомобилей
в России на различных сортах бензина система осна­
щена потенциометрическим октан-корректором 22
(датчик ДОК) . Первоначвльная установка угла опере­
жения зажигания (УОЗ) реализуется с применением
отечественного диагностического тестера "ТЕСН1" .
Установка УОЗ без прибора невозможна.
•
Датчик-распределитель с механическим приво­
дом от коленчатого вала (КВ) в системе "ЭСАУ-ВАЗ"
не применяется. Его функции выполняют два устрой­
ства : выходной многоканальный модуль 1 зажигания
(ВМЗ) со статическим распределением высокого на­
пряжения по свечам 10 и магнитоэлектрический (ин­
дуктивный) датчик 36 (ДКВ) часюты вращения и по­
ложения КВ, который срабатывает от ферромагнит­
ного роюрного диска 35, установленного на перед­
нем торце 37 вала двигателя. Роторный диск имеет
шесть прорезей через 60° и одну - за 50° до проре­
зи, положение которой соответствует верхней мерт­
вой точке (ВМТ) в первом ци11Индре. Зазор L между
датчиком и роторным диском не более 1.3 мм.
•Аля манliолее nONIOГo нзучеН!Я устройства н npWЩWJa Аействня
отечественюй "ЭСАV-ВАЗ" преАВарНТе/\ЫЮ lieOбxOAНllIO ОЗtiаКО­
МЮЬСЯ с снстемамн "Мono-Jetronic" (гл 14} н "Мono-Мo/ronic"
(Гli. 15} фнрмь/ ВОSСН.
1.50
Главное преимущество индуктивного датчика
ДКВ - простота исполнения и конструктивная на­
дежность . Основной недостаток - зависимость
амплитуды и формы сигнала от частоты вращения
коленвала две, что на низких частотах приводит к
погрешности определения угла поворота коленвала .
Особенно заметно это проявляется, когда на маг­
нитный щуп датчика оседают мелкие частиuы фер­
ромагнитной пыли, и тогда возникают проблемы с
запуском холодного двигателя зимой .
•
Для определения постоянно изменяющейся на­
грузки двигателя в системе предусмотрен тензомет­
рический датчик 21 (ДНД), который реагирует на из­
менение абсолютного давления (на разрежение) в
задроссельной зоне впускного комектора 18. Дат­
чик установлен в подкапотном пространстве на пе­
редней панели и соединен вакуумным шлангом со
Шlу\..lером на дроссельном модуле, а электропровода­
ми - с контромером (с Э6У).
•
В системе "ЭСАУ-ВАЗ" прекращение подачи топ-
1\Ива мя режимов принудите11ЬНОГ0 холостого хода
(ПХХ) и ограничения максимальной частоты вращения
двигателя (ОЧВ) реализуются не так , как в системе
"Mono-Мotronic" . В "Мono-Мotronic" используются сиг­
налы от датчика положения дроссельной засюнки и от
датчика частоты вращения двигателя. Если частота ера.
щения выше 2100 мин-1• а дросселъная заслонка за­
крыта, то подача юплива прекращается (на централь­
ную форсунку от ЭБУ не подается эr.ектрический им­
пульс уnраВJ1еНия). То же самое происходит, ес1\И часто­
та вращения двигателя становится выше 6500 мин-1
(независимо от положения дроссельной заслонки).
В отечественной системе в этих режимах доnолни­
телыно используется датчик ЭЗ (ДСА) а<орости движе­
ния автомобиля. Эют датчик установлен на коробке
(КПП) переключения передач (ВАЗ21044) ИllИ на разда­
ючной коробке (ВАЗ-21214). В датчике скорости ис­
пользован эффект Хома, магнитная шюрка коюроrо
(датчика) установr.ена на выходном валу 38. Исnоf\ЪЗQ-

Комплексная система уnравмнмя двмrатеАем ...ЗСАУ-ВАЗ"
ваt-tие даТЧW<а скорости в режиме ОЧВ позволяет оrра­
К1'*1ВЗТЬ частоl)' ерацения двигателя не всегда, а толь­
ко на прямой или повышенной передачах в ЮlП . На по­
ниженных передачах система ограничения оборотов не
срабатывает. В режиме ПХХ сигнал от датчика скорости
не позволяет выключать подачу топлива при высоких
оборотах двигателя, но при низкой скорости движения
автомобиля (на пониженных передачах). Это обеспечи­
вает более высокую устойчивость движения автомоби­
ля при торможении и уnра13J1ении двигателем .
• В подсистеме стабилиза.JИи холостого хода ис­
пользуется клапан дополнительной подачи ВОЗдУХа
(байпасный клапан) с сервоприводом от шагового
электродвигателя вместо реверсного двигателя по­
стоянного тока в системе "Moпo-Мotronic", где он уп­
равляет дроссельной заслонкой.
Шаговый двигатель (ШД) байпасного канала по­
казан на рис. 16.2 . Он не имеет люфта и значитель­
но меньше по размерам. Концевого выключателя в
ША нет и режим холостого хода фиксируется по сиг-
7
i
30
31
32
Воэдух
Бензин
Отработавшие rаэы
Электросоеди-.ия
ТВ-смесь
Конструктив
Рмс.16.1.
Фуи11цмона11ьна11 схема "ЭСАУ-ВАЗ" :
Бб
1 - выходной модуль зажигания (ВМЗ); 2- диагностический разъем : 3 - чек-лампа : 4 - реле (РЭВ) злектровентилятора
охлаждения две; 5 - впускное сопло воздушного фильтра (ВФ); б - фильтрующий элемент ВФ; 7 - контромер (электрон
ный блок управления - ЭБV); В
-
высоковольтные провода; 9 - центральный впрыскивающий узе11 (ЦВV) с центрмьной
форсункой впрыска fЦФВ) и датчиком (ДТВ) температуры воздуха; 10 - свеча зажигания; 11- впускной мапан; 12 - ша­
говый З11ектродвигате11ь байпасного канма (БК); 13 - регу11ятор рабочего дав11ения; 14 - сигнал к ЦФВ; 15 - сигнм 01
АТВ; 16 - датчик (ДКК) концентрации кис11орода; 17 - выпускной комектор; 18 - впускной комектор; 19 - э11ектроподо
гревате11ь ТВ-смеси; 20 - потенциометрический датчик (АПАI по11ожения дроссе11ьной зас11онки; 21 - тензометрический
датчик (АНА) нагрузки двигате11я; 22 - потенциометрический датчик (ДОК) октан-корректора; 23 - реле подогревате11я;
24 - катмитический газонейтрализатор (КГН); 25 - поршень ДВС; 26 - датчик (АТА) температуры двигателя; 27 - ре11е
бензонасоса; 28 - ФТОТ; 29 - э11ектробензонасос; 30 - прямая бензомаrистра11ь ; 31- обратная бензомдгистрмь; 32 -
бензобак (ББ); 33 - датчик (АСА) скорости автомобиля (на эффекте Хома); 34 - отработавшие газы (к глушителю); 35 -
роторный диск датчика (АКВ) по11ожения и частоты вращения коленва11а ДВС: 36 - датчик АКВ; 37 - торец ко11енва11а АВС:
38 - выходной ва11 кпn .
1.51 .

fАаВа 1.6
Рмс.16.2.
W1roвыii электродвмrатель млапана доnолнмтеАьноii nодачм воздуха (бaiinacнoro канала):
1 - колпачок толкателя (запирающий конус клапана); 2 - толкатель; З - резьбовая муфта толкателя; 4 - винтовой вал
шагового двигателя {ША); 5 - подшипники ША; 6 - корпус ША; 7 - магнитопроводы на статоре ША; 8 - обмотки стато­
ра; 9 - южный полюс постоянного магнита ротора; 10 - воздушные полости; 11 - крышка корпуса ША : 12 - роторный
магнитопровод; 13 - злектровывод; 14 - изоляционная втулка; 15 - северный полюс ротора ; 16 - наnравляюший ци­
линдр толкателя: 17 - водило толкателя с пружиной ; 18 - дополнительный воздух ; 19 - выход байпас11ого ка11ала (БК);
20 - пропускное с:ече11ие БК; 21 - вход БК; 22 - фрагме11r корпуса це11траль11ого впрыскивающего узла .
налу датчика положения дроссельной заслонки
(поз . 20 на рис. 16.1).
СТабилизация холостого хода реализуется путем
изменения пропускного сечения 20 байпасного (об­
водного) канала /J/1Я подачи дополнительного воздуха
18, минуя диффузор дроссельной заслонки. Сечение
байпасного канала увеличивается или уменьшается
за счет возвратно-nоступательного перемещения в
нем запирающего конуса 1 клапана байпасного ка­
нала. Запирающий конус перемещается туда или об­
ратно шаговым электродвигателем 6 по импульсным
сигналам управления от ЭБУ (от контроллера).
•
Схема электрических соединений "ЭСАУ-ВАЗ"
приведена на рис. 16.З в виде фрагмента общей
схемы электрооборудования автомобиля.
В системе "ЭСАУ-ВАЗ" предусмотрено двойное уп­
равление электровентилятором системы охлаждения
двигателя. Вентилятор может включаться как от
обычного электроконтактного термодатчика 110, так
и по сигналу СВВ включения вентилятора от ЭБУ, чю
значительно повышает надежность защиты системы
охлаждения от перегрева.
Так как в системе применяется низкоомная
(RФ =1,5 Ом) центральная форсунка впрыска 96
(ЦФВ), то амплитуда тока управляющего импульса ог·
раничена доnолнительным сопротивлением в 1 Ом
(сопротивление установлено в ЭБУ).
В самодиагностике системы "ЭСАУ-ВАЗ" применя­
ется чек-кодирование лампой 94. Остальные функ-
1.52
ции и компоненты "ЭСАУ·ВАЗ" такие же, как и в сис­
теме "Moпo-Мotronic". В частности , на автомобилях ,
поставляемых на экспорт, устанавливается эколоn+
ческая система с датчиком 98 концентрации кисло­
рода (ДКК) и с трехкомпонентным каталитическим гв·
зонейтрализатором (КГН на рис. 16.1).
2. Дивrностикв и nоиск неисnрввностеА
Рассмотрим процедуры диагностики и поиска неис­
правностей в системе "ЭСАУ-ВАЗ". На рис. 16.4 пока­
зана коммута.JИОнная схема "ЭСАУ-ВАЗ", по коюрой
можно быстро найти любой компонент а1С'Темы и его
соединения с контроллером (с ЭБУ).
•
Если при прокручивании стартером двигатель
не запускается, а аккумуляторная батарея и ее со­
единения с бортсетью в норме, то этому есть пять
причин:
1. Отказ в системе зажигания.
2. Не работает центральная форсунка впрыска
(ЦФВ).
З. Неисправна или засорена подсистема подачи
топлива.
4. Есть неполадки в контроллере (в ЭБУ) системы.
5 . Нет бензина в бензобаке .
После заправки бензином поиск неисправности
надо начинать с проверки системы зажигания. Это
делается традиционным способом : поочередно про-

Компмксная система упра8А8нмя NoJtraтeA&M "'ЭСАУ-ВАЗ"
За'
+128отАКБ
5
Рмс.16.З.
8
ОДНа<о слещет иметь в вищ.
что очень часто причиной "отка­
за" системы зажигания являет­
ся противоуrожая подсистема
автомобиля, в которой. как пра­
вило, прещсмотрено отключе­
ние электропитания от системы
зажигания при включении заJ.111-
ты. Противоугонную систему не­
обходимо также проеерить.
Система зажигания в
"ЭСАУ-ВАЗ" об11ЗДает достаточ­
но высокой надежностью, ча­
ще причинами незаnуска двига­
теля являются неисправности в
системе топливного питания.
• В С11СТеме впрыска в пер­
вую очередь надо проверить
входные датчики (98, 99 , 101.
103, 105, 106, 108. 114) и
электронный блок управления
(контромер 109). /j/1Я этого си­
стема "ЭСАУ-ВАЗ" оснащена
системой самодиагностики с
С11ема э11е11трмческмх соедмиениii "ЭСАУ·ВАЗ":
чек-11ампой ЧЛ (94) и диагнос­
тическим разъемом ДР (100).
92 - ·х-ре11е•; 93 - ре11е э11ектробенэонасоса; 94 - '4ек-11ампа: 95 - э11ектродви­
гате11ь бензонасоса : 96 - центраАьная форсунка впрыска (IJФB); 97 - э11ектропнев­
мо1111аnан венти11яции бензобака; 98- дат'4ик (ДКК) конценrрации кис11орода; 99 -
дат'4ик (ДТД) температуры две; 100- диагности'4еский разъем; 101-дат'4ик (ДПД)
nо11ожения дроссе11я; 102 - шаговый э11ектродвигате11ь байпасноrо кана11а; 103 -
дат'4ик (ДТВ) температуры воздуха; 104 - ЭАектроподогревате11ь ТВ-смеси; 105 -
дат'4ик (ДНД) нагрузки две (по разрежению во вnус1<ном коме1<торе); 106 - дат'4ик
(ДОК) октан-1<орре1<тора; 107 - ре11е подогревате11я ТВ-смеси; 108 - дат'4ик (Дед)
скорости автомобИАя; 109 - контромер (ЭБV); 110 - ЭАектро1<онта1<тный термодат­
'4ик ВКАю'4ения э11ектродвигатеАЯ вентИАятора 0Х11аждения две: 111- ре11е э11ектро­
двигате11я вентИАятора 0Х11аждения две; 112 - э11ектродвигате11ь вентИАятора;
113 - выходной модуль зажигания (ВМЗ); 114 - индуктивный даТ'4ИК (ДКВ) '4асто-
Чек-лампа выдает номер
неисправности в виде двухраз­
рядного пятиричного кода
(2/5). Таблица неисправнос­
тей. 1<оторая прилагается к ин­
струкции по реМОН1}' и экСП11уа­
таuии автомобИl\Я , содержит
19 кодов (остальная часть ци­
фровой 1<одовой таблицы не
используется) .
ты вращения и nо11ожения ко11енваАа.
веряются искры на свечах зажигания при прокручи­
вании двигателя стартером .
Проеерку системы зажигания •на искру" слещет
проводить с соблюдением требований техники безо­
пасности и с применением специального разрядника
(см. рис. 11.9). Однако если разрядника нет, то прове­
рить систему зажигания на •искру" можно следУЮщим
образом. Необходимо жестко установить на двигателе
заведомо исправную запасную свечу зажигания и, rю­
очередно подключая 1< ней провода от рабочих све­
чей, каждый раз кратковременно прокручивать двига­
теl\Ь стартером . Целесообразно иметь также длинный
запасной высоковольтный провод. Прижимать запас­
ную свечу к двигателю руками категорически запре­
щается. Необходимо заранее изготовить уголковый
держатель Аf\Я свечи и привернуть его к двигателю.
При отсутствии искры хотя бы на одном из выводов
выходной модуль зажигания (ВМЗ) подлежит замене.
Первый код "12 " означает ,
что система диагностики гото­
ва к работе; последний код •55• указывает на непо­
ладки в контроллере (в ЭБУ) .
Двухразрядный пятиричный код высвечивается
чек-лампой с помощью миганий. Чек-лампа ("СНЕСК
engiп" - контроль двигателя) установлена на щитке
приборов. Лампа высвечивает две серии (nоследовв­
телы-юсти) коротких вспышек по 0,5 с до пяти мига­
ний в каждой nоследовате/\ЬНОСТИ. Первая последо­
ватеl\ЬНОСТь - старший разряд кода, вторая - млад­
ший . Интервалы между вспышками в разряде 0,5 с,
а между разрядами 1 с; интервал между кодами 2 с.
Например, код "13 " (нет сигнала с кислородного дат­
чика) имеет вид: JUU\/L..JL (одна короткая вспышка
0,5 с, интервал между разрядами 1 с, три коротких
вспышки по 0,5 с с интервалами 0,5 с между вспыш­
ками, интервал 2 с между кодами).
Код каждой неисправности высвечивается по три
раза. Если в регистраторе ЭБУ записаны коды не-
j,53

С11ольких неисправностей, то они выдаются в поряд­
ке возрастания двухразрядного пятиричного числа в
номере неисправности.
о дt.я того чтобы подсистема самодиагностики
включилась в работу, а чек-лампа начала высвечи­
вать коды неисправностей, необходимо перемкнуть
контаt<ты А и В в диагностическом разъеме и вклю­
чить зажигание, не запуская двигатель . При этом
лампа должна отработать код ·12· (три раза) и далее
коды всех неисправностей . Если неисправностей в
системе нет , то код ·12· будет постоянно повторять­
ся. Коды всех неисправностей необходимо записать
на бумагу, после чего можно приступить к их анали­
зу и устранению неполадок в ЭСАУ.
ДСА(106/
ДКВ{114/
1------+1 D1
1------+1 Об
1------+iA
Помимо неисправностей в основных компонентах
ЭСАУ, ВОЗМОЖl-iЫ неисправности в uепях коммутации ко­
дов (в соединениях) или в самой чек-лампе. Тогда чек­
лампа не загорается. В этом случае надлежит проверить
предохранитель П6 (8 А) в моноблоке предохранителей,
чек-лампу и ее патрон, контакт 6 в белом разъеме ком-
А6
В1
КОНТРОЛЛЕР 109
"ЭСАУ-ВАЗ"
~
·-~.,..,.,.,.°"-
2 - ~Ж>!>ООWМ...,....,..,...
з - ~ Р8"""""' >ronocroro
хода;
4-~~
°'"""""""две;
5-~~
6 - Уграапеtме rщQ.Оf))НОМ ТВ- смеси
8JtO/U'l88CТop8;
7 - Уq)88П8-ме~фмn :rром;
8-~-~ей;
9-X.P8f'e11иe«OД011~eil.
10-ВыаодЩ1О8~еil.
11 -Лреtф8Ще+t -е noд2N1 ronnиee tu1
Пр111 yдиt~)(QIIOCТOМXQQYM
на ВЫGО«ю: oбoporu ll8C
D1
А12
А1
" 9<(93/
~(112)
c:J -~~/ [=:J ~-.,._,,.._(ЭБУ)
Рмс.16.4.
Коммутацмониа11 схема "ЭСАУ-ВАЗ":
А, В, С, О - обозначения групп контактов в штекерных разъемах контромера; 93" . 1 1 4 - номера позиций в заводской
принципи81\ьной электросхеме; ДКК (98) - датчик концентрации кислорода; ДТД (99) - датчик температуры двигателя; дnд
(101) - датчик положения дроссельной заслонки; днд (105) - датчик нагрузки двигателя; ДТВ (103) - датчик температу­
ры воздуха; ДОК (106) - датчик октан-корректора; АСА (108) - датчик скорости автомобиля; ДКВ (114) - датчик частоты
вращения и положения коленв81\а; IJФB (96) - центральная форсунка впрыска; ЗТК (97) - эапорно-тактовый клапан уrоль­
ного фильтра; УФ - угольный фильтр; ДР (100) - диагностический разъем; ЧЛ (94) - чек-лампа; РПВ (107) - реле вклю­
чения подогрева впускного коллектора; nк (104) - подогреватель впускного комектора; РБН (93) - реле Э11ектробензона­
соса: М (95) - электродвигатель бензонасоса; РВО (111) - реле вентилятора охлаЖдения двигателя; М (112) - электро­
двигатель вентилятора охлаждения; ША (102) - шаговый электродвигатель подсистемы стабилизации ХХ; БК - байпасный
канал; АС - дроссельная заслонка: МС3 (113) - модуль (двухкан81\ьный выходной каскад) системы эажиrания с каналами
К1 и К2; СВ - свечи зажигания; R - ограничительное сопротивление в цепи форсунки.
:1.54

Комnмксная система уnравАенмя двмrателем "ЭСАУ-ВАЗ"
бина."1И приборов, контакт /J5 в разъеме ЭБУ и соеди­
нительный провод межщ указанными контактами.
• После устранения всех неисправностей в ЭСАУ.
а также в том случае, если их не было, необходимо
проверить компоненты подсистемы топливного пита­
ния. Это бензобак, бензонасос, бензомагистрали и
фильтр тонкой очистки топлива (ФТОТ).
В бензобаке не должно возникать излишнего раз­
режения, иначе двигатель не будет запускаться. При­
чиной повышенного разрежения может быть засоре­
ние воздУШного клапана в горловине или в пробке
бензобака. Если при снятии пробки слышится харак­
терное шипение всасываемого возщха и после это­
го двигатель запускается, то причина очевидна.
Электродвигатель 95 бензонасоса должен вклю­
чаться на 2-3 с каждый раз при включении зажига­
ния, что хорошо прослушивается либо через откры­
тую пробку бензобака, либо под днищем автомобиля .
Если этого не происходит. то с помощыо принципиаль­
ной электрической схемы надо проверить и восстано­
вить подачу напряжения +12 В на бензонасос (пол­
ная принципиальная схема электрооборудования при­
лагается к инструкции по эксплуатации автомобиля) .
Работа электродвигателя еще не означает, что
бензонасос исправен, необходимо удостовериться в
том, что он создает в системе топливоподачи требу­
емое рабочее давление 0,18••• 0,22 МПа
(1.78 •• . 2 ,17 атм)*. д/1Я проверки предусмотрен спе­
циальный контрольный штуцер, который находится в
подкапотном пространстве и установлен между
фильтром тонкой очистки топлива (ФТОТ) и централь­
НОЙ форсункой впрыска ЦФВ (закрыт заглушкой).
Сняв заглушку, к штуцеру подключают жидкост­
ный монометр и с его помощью измеряют давление
в системе во время работы бензонасоса. д!1Я того
чтобы бензонасос работал постоянно, необходимо
на клемму "Н" диагностического разъема 100 по­
дать напряжение +12 В от аккумуляторной батареи
(клемму "Е" соединить с клеммой "Н") .
Если при работе бензонасоса давление ниже
0.18 МПа, то причиной этому могут быть: утечки топ­
...ива в
бензомагистралях, засорение ФТОТ, "зависа­
ние· возвратного клапана в реrуляторе давления, не­
исправность шиберного нагнетателя в самом элект­
робензонасосе.
Если давление выше 0,22 МПа, то засорен обрат­
ный бензопровод или неисправен возвратный кла­
пан в реrуляторе давления.
После выключения бензонасоса в системе должно
устанавливаться постоянное остаточное давление в
0,05 .. .0 ,08 МПа (сохраняется не менее З0-40 мин).
• Атмос фера - внесистемная техническая (ат} WllA фюическая
(аrм} еАИIИJВ АдВМ1НIАЯ. ПвсКВllЬ (Па} - еАННw.Jа мвления в сие·
теме СИ. 1 атм = 1,033 ar = 1,033 кr/см" = 760 "'"' pr.cr. =
1.013 бар = 0.1013 мпа. 11 мпа = 1000000 па = 10 бар =
9,87 аrм}
Если остаточное давление быстро падает. то в бензо­
магистралях системы имеют место утечки топлива.
• Проверить бензомагистрали можно следую­
щим способом. Включить зажигание и, не включая
стартера. подождать пока бензонасос отработает
свое время (З...5 с). Затем с помощью струбцины
пережать топливный резиновый шланг у входного
штуцера центрального впрыскивающего узла
(ЦВУ). Если остаточное давление перестанет убы­
вать, то нарушена герметичность в топливных
шлангах или топливных штуцерных соединениях
ЦВУ; может оказаться неисправным реrулятор дав­
ления . Аналогично, пережиманием шлангов под ос­
таточным давлением проверяются прямая и обрат­
ная бензомагистрали.
Неисправность шиберного нагнетателя чаще все­
го проявляется не только по падению давления, но и
по излишнему шуму при работе бензонасоса . Шум
хорошо прослушивается. если открыть багажник ав­
томобиля и снять с бензобака коврик шумозащиты.
В некоторых компоновочных вариантах системы
"ЭСАУ·ВАЗ " электробензонасос устанавливается не в
бензобаке. а под днищем кузова. Тогда повышенная
шумность работы бензонасоса хорошо слышна в га­
ражном помещении или на смотровой яме.
• Если все вышеописанные процедуры продела­
ны. неисправности устранены, но двигатель вновь не
запускается. то остается одна причина: центральная
форсунка впрыска не работает .
д!1Я проверки центральной форсунки впрыска
(ЦФВ) необходимо отсоединить от нее штекерный
разъем и проверить подводимое к нему напряжение
при включенном зажигании . На токовых контактах
должен быть потенциал около 5 В. Отсутствие потен­
циала может быть следствием обрыва проводов ча­
ще всего на контактах в фишке разъема. Сопротив­
ление междУ токовыми контактами (при выключен­
ном зажигании) не должно быть более 1 Ом. Сопро­
тивление обмотки соленоида исправной форсунки
находится в пределах 1,5. •. 1 ,55 Ом.
• Окончательную проверку центральной форсун­
ки можно выполнить на работающем прогретом дви­
гателе. Надо снять крышку воздУШного фильтра и по­
наблюдать за распылением бензина. На холостых
оборотах должна просматриваться конусная струя,
попадающая в щель приоткрытой дроссельной за­
слонки. Затем надо сымитировать принудительный
холостой ход. д/1Я этого необходимо повысить оборо­
ты двигателя до 3000...З100 об/мин и резко бро­
сить педаль акселератора. Впрыск должен на некото­
рое время прекратиться. Сразу после выключения
двигателя бензин из форсунки не должен капать.
В заключение следует отметить, что все состав­
ные компоненты системы впрыска в "ЭСАУ-ВАЗ" раз­
борке и ремонту не подлежат и в случае выхода из
строя должны заменяться на работоспособные.
1.55

~ Гnава семнадцатая =======================
СИСТЕМА ВПРЬIСКА БЕНЗИНА "L·Jetronic"
Ранее" быАН подробно опнсаны снстflМЬI ОАНОточечноrо нмпу"ьсноrо впрыска бензина, в кото­
рых электронному управ1tенню IЮАВflрrавтся ОАна центрам.ная э1'ектроупраВМ1Вмая форсунка,
общая дмr всех ЦНАННАJЮВ автомобнм.ноrо двнrатtМЯ. Такне снстемы прннято относнть к rруп­
пе "Моно". В данной r1'аве рассматрнвавтся снстема впрыска бензина "L-Jetronlc" , ко т ор а я
явJUЮтся прототнпом мя всех снстем впрыска нз rрупп "L" н "М".
17.1. Продввритоnьныо 3&мочsния
В настоящее время на подавляющем большинст­
ве двигателей современных 11егковых автомобилей
ШироКое расnРоСJранение получИ/\И системы впрыс­
ка топлива. в которых бензин подается во всасыва­
ющий комектор не через одну центральную форсун­
ку впрыска, а через несколько форсунок , число кото­
рых равно числу цилиндров двигателя. При этом
впрыск осушествляется на горячие впускные клапа­
ны прерывисто одной или двумя порциями за рабо­
чий цикл двигателя и с точным соблюдением геомет­
рии расnыла (рис. 17.1), так , чтобы бензин попадал
только на головки клапанов .
Такие системы обозначаются индексом "L " (от не­
меuкого слова "Lade" -
точная порция, заряд), что
указывает на отмеренный по количеству топлива
прерывистый и распределенный по цилиндрам
впрыск бензина. Для реализации такого сnособа
впрыска необходимо применение э11ектрически уп­
равляемых форсунок, продолжительность открытого
состояния которых определяется длительностыо эле­
ктроимпульса упраВ11ения. Это позволяет точно и бы­
стро (безынерционно) корректировать качество топ-
Рмс.17.1.
Устаковка форсукu в nредмаnакиую зоку
вnусккоrо комектора:
1 - впускной комектор; 2 - форсунка впрыска бензина;
З - проКАадка; 4
-
впускной К11апан; 5 - пред1<11апанная
зона в rоловке блока цилиндров ДВС; 6 - камера сrорания.
•.см. rllВВЫ 14, 15, 16.
j,56
ливовоздуШной смеси (ТВ-смеси), подаваемой в ци­
линдры при различных режимах работы двигателя
внутрежеrо сгорания (ДВС) .
системы впрыска бензина группы " L " широко вы­
пускаются разными зарубежны.1и фирмами: ВОSСН
и VAG - Германия ; CIТROEN
-
Франция; LUCAS -
Англия; ААТ - Италия; SIEMENS - Гомандия;
SAAB - Швеция ; GENERAL-MOTORS и FORD - США.
В Японии системы впрыска выпускаются большин­
ством автомобилестроительных предприятий (ТОУОТА.
HONDA. SUВARU. MIТSUBISHI, NISSAN, МAZDA) .
В России изготоВ11ение компонентов А/1Я систем
впрыска группы "L " освоено рядом отечественных
заводов автомобильного приборостроения.
Общее число разработанных и освоенных произ­
водством разновидностей и модификаций систем
впрыска бензина, входящих в группу "L ". бол ее 60 -т и
наименований . Но их отличия друг от друга незнач~+
тельны, поэтому рассматривать кажщю систему в
отдельности нет необходимости. Наиболее типич­
ным представите11ем систем этой группы является
система "L-Jetronic" фирмы BOSCH (ФРГ).
17.2. оащея х1р1ктеристик1 системы
11 L.Jetronrc"
•
На рис . 17.2 показана упрощенная функцио­
нальная схема системы "L -Jetronic". Ес ли ср а в ни r ь
эту схему с функциональной схемой системы "Mono-
Jetronic" (см . главу 14), то можно заметить, что
принцип формирования времени впрыска бензина и
функциональные связи междУ компонентами в этих
системах одинаковые. Поэтому в них используется
целый ряд совершенно идентичных составных час­
тей . Это: ЭБУ - электронный блок 11 управ11ения
форсунками 13 впрыска; МАР - механический дат­
чик-распределитель с вакуумным регулятором ДНА 5
и с бесконтактным датчиком АХ частоты вращения
на эффекте Хома ДОД 4, АХ является задатчиком
момента зажигания и момента впрыска т.е. датч~+
ком момента срабатывания ДМС; ДПД 1 - потенци­
ометрический датчик положения дроссельной за­
слонки (в системе "L-Jetroпic" с микровыключателя-

ми в краевых положеtiиях); ДТВ 3- датчик темпера­
туры всасываемого возщха; ДТД 7 - датчик темпе­
ратуры двигателя; ДОД 4 - датчик частоты враще­
ния (оборотов) двигателя (датчик Холла в механичес­
ком датчике-распределителе); ДКК 8 - датчик кон­
Uеtiтраuии кислорода в выхлопных отработавших га­
зах (ОГ); клапан 16 дополнительной подачи возщха.
• В отличие от "Moпo-Jetroпic" система "L-Jetroпic"
работает на каждый цилиндр в отдельности, но допоtr­
нительно оснащеtiа обu..~ей пуаювой форсункой 18 и
совершеtiно иным по конструкции (потеtiuиометричес­
ким) расходомером возщха 2, З с возщшной демфер-
дгщ
в
-
11
ГFВ
а..
(!)
дтв
i::;:
а
дод
а.
~
МДР
з:
днд
е
-
дАд
дтд
дкк
Рмс.17.2.
Упрощенная фун~щ11она11ьная схема системы "L -Jetronlc":
1·10
-
входные устройства управ11ения: дnд-датчик
по11ожения дроссе11Я; nРВ-э11е1<тропотенциометр расходоме ·
ра воздуха; дm - датчик температуры воздуха; дод
-
дат­
чик частоты вращения (оборотов) ДВС; ДНА - датчик на­
грузки двигате11я (вакуумный регулятор); ДАД - датчик
атмосферного даВ11ения; дтд - датчик температуры две;
ДКК - датчи1< концентрации 1<ислорода; ЗВЗ
-
замок вы-
1<11ючате11я зажигания; ТРВ - термореле времени; 11 - ЭБV
впрыска с микропроцессором мкn, запоминающим устрой­
ством ЗУ, регистратором неисправностей РН; 12 - реле Pn
упраВ11ения пус1<ом ДВС; 13 - рабочие (1<11апанные) электро­
магнитные форсунки; 14 - диагностический разьем; 15 -
чек-лампа; 16 - мапан дополнительной подачи воздуха;
17 - Э/\ектробензонасос; 18 - пусковая форсунка.
Система впрыска бензина "l,Jetronic"
ной камерой, с датчиком темпера1)'рЬl всасываемого
возщха, с выключателем бензонасоса v. с {)\)во~""'
ВОЗдУШным (байпасным) каналом_ Иногда в систему
" L-Jetronic" устанавливается датчик атмосферного
давления (ДДД 6), выполняющий функцию корректора
состава ТЕН:меси по высоте над уровнем моря.
Система "L-Jetronic", функциональная схема кото­
рой со всеми компонентами приведеtiа на рис.17_3,
имеет много oбu..iero и с ширсжо известной механичес­
кой системой "К-Jetronic" (в системе "K -Jetronic" реали­
зуется распределеtiный по uилиндрам непрерывный
впрыа< бензина с помощью неуправляемых закрытых
гидромеханичеа<иХ форсуна<). Так, в некоторых моди­
фикациях систем "L-Jetronic" (см_ рис. 17.З) применя­
ется расширительный ресивер 12 на впускном комек­
торе, который, как и в системе "К-Jetronic", работает
совместно с пуаювой форсункой 11 при запус1<е хо­
лодного двигателя. В таких конструктивных вариантах
Ьl1Я "L-Jetronic" рабочие (клапанные) форсунки 10 мо­
rут запитываться так же, как и в системе "К-Jetroпic",
т.е. с применением топливных соединительных шлан­
гов и устанавливаться непосредственно в предкла­
панных зонах впуеt<ного коллектора. В обеих систе­
мах одинаково реализуются пуск и прогрев холодного
двигателя (с применением термореле времени 17 Ьl1Я
пусковой форсунки), а также регулировка холостых
оборотов непрогретого две (с помощью клапана до­
полнительной подачи возщха 19).
Принuипиальным отличием всех систем группы
"L " от систем группы ·к· является то, что в них ис·
пользуются не закрытые гидромеханические, а уп­
равляемые электроимпульсным сигналом от ЭБУ 1
электромагнитные форсунки впрыска бензина. В бо­
лее поздних системах группы "L " применяется бен­
зиновая рампа (топливный коллектор), на которую
монтируются все рабочие форсунки (рис . 17.4).
Механический дозатор-распределитель в системе
"L-Jetroпic" отсутствует, что позволяет почти в два ра­
за понизить рабочее давление бензина в замкнутом
топливном кольце (4, з. 2, 6 , 4), благодаря чему по­
вышается надежность подсистемы топливоподачи, и
отказаться от механического расходомера возщха .
Электромагнитные форсунки в системах группы
" L• моrут управляться (открываться на заданное вре­
мя) одновременно все сразу (рис. 17.5, а), группами
по несколько форсунок (рис. 17.5 , б) или каждая фор­
сунl\а в отдельности в заданной последовательности
(рис. 17.5, в). Это леnко реализуется с помощью эле­
ктронного блока управления (ЭБУ) впрыском.
ЭБУ, помимо оснащеtiия большим числом вход­
ных датчиков для слежеtiИЯ за текущим состоянием
рабочих параметров двигателя, включает в свой со­
став микропроuессор (МКП) и запоминающее уст­
ройство (ЗУ), в последнем записана программа деi+
ствия системы впрыска на различных режимах ра­
боты две (см. рис. 17.2).
1.57

rмва 1.7
Совокупность перечисленных достоинств делает
систему "L-Jetroпic• более совершенной по точности
дозИРования впрыскиваемого бензина и более быст­
родействующей в исполнении функuИЙ управления.
За счет этого автомобильный двигатель становится
более экономичным и менее токсичным. Средняя эф­
фективная мощность и стабильность крутящего мо­
мента двигателя повышаются.
Наличие в системе электронного блока управления
заметно расширяет ее фун1щиональные возможнос­
ти. Так, посредством системы впрыска "L-Jetroпic· н&
дежно реализуются дополнительные функции управ­
ления двигателем, такие ка11: пуск и прогрев холодно­
го двигателя: управление работой прогретого двиг&
теля на холостом ходу; электРонное управление дрос­
сельной заслонкой (подсистема электронной акселе­
рации EGas); управление смесеобразованием по кон­
uентраuии кислорода в выхлопных отработавших Г&
зах; управление процессом утилизаuии паров бензи-
L-JEТRONIC
21
~
Газы
Беюомагистрали
Электроцеnи
Конструктивные зпементы
Рис.17.З.
на из герметичного бензобака; электРонное управле­
ние реuиркуляuией отработавших газов (подсистема
EGR), электронное управление работой двигателя на
принудительном холостом хощ и при недопустимом
увеличении частоты вращения. становится возмож­
ным внедрение в систему топливного питания nрин­
uипов электронного резервирования и функuий бор­
товой самодиагностики.
17.3. Работа системы "L.Jetronic"
на различных режимах две
При запуске автомобильного двигателя внутрен­
него сгорания (ДВС) любая система впрыска топлива
(СВТ) должна обеспечивать обогащение топливовоз­
душной смеси (ТВ-смеси). В системе "L -Jetronic" это
реализуется пусковой форсункой (см. рис. 17.3), ко­
торая включается в работу при температуре Т11 двиг&
Схема системы •t-Jetronlc" со всеми фуикциоимьиыми комnонеитами:
Рис.17.4.
1- ЭБV (1<онтромер); 2 - фw.ьтр ТОНl<ОЙ очистки ТОП/\МВа (ФТОТ); 3 - Э11е1<тробензо­
насос; 4 - бензобак; 5 - впускной клапан; 6 - реrуJ1Ятор давления с вакуумным кор­
ректором; 7 - потенциометрический датчик по11ожения дросtе11ьной заС11онки (ДПД);
8 - потенциометрический расходомер (ПР8) воздуха с датчиком температуры (Дffi);
1 9 - датчик температуры воздуха (ДТВ); 10- рабочая 311ектроуправJ1Яемая ф0рсун1<а;
1 11- пус1<овая форсунка; 12 - расширит€11Ъный ресивер впускного комектора; 13 -
1дроссе11Ъная заС11онка; 14 - датчик 1<онцентрации 1<ИС11орода (ДКК); 15 - датчик тем-
пераrуры двигатеJ\Я (ДТД); 16- воздушный фw.ыр; 17 - термореl\е времени; 18 -
датчик распреде/\Мтеl\Ъ (МДР) с бес1<онтактным датчиком Хома (ДМС); 19 - l(llanaн до­
по11нит€1\Ьной подачи во:11духа; 20 - выпус1<ной комектор; 21 - бl\ок цw.индров ДВС;
22 - вакуумный реrуJ1Ятор на датчике-распреде/\Мтеl\е 18; 23 - аккумуJ1Яторная бата­
рея (АКБ); 24 - генераторная установl<В; 25 - замок зажигания: 26 - р€11е управле­
ния бензонасосом 3, пусковой форсункой 11 и термо1J€11е времени 17.
1.58
Разновидности тоn11ивных комекто­
ров Аl\Я систем впрыска бензина
rpynnы •t •:
а - ДllЯ четырехци11индрового две;
б - Дl\Я 8-ми ци11индрового ДВС; в
-
Дl\Я 6-ти цw.индрового АВС; 1 - с11ив­
ной патрубо1<; 2 - патрубо1< Дl\Я ваку­
умного ш11анга от задроссе11ьной зоны;
3 - реrу11ятор давления бензина в топ-
11ивном комекторе; 4 - топ11ивный
комектор (бензиновая рампа); 5 -
впус1<ной патрубок; 6 - форсунка с
э11ектрическим управлением.

-360"
Система впрыска бензина "L-Jetronic"
ВМТ1 циn
О"
ВМТ1 циn
О"
ВМТ1 циn
О"
720"
360"
720"
1
:о
1
'-+----+~
Що
,.....__----+-.
360"
720"
1
!D '-+----+~
щ
0 ..........
, --+->
1080"
1
!D
Що
1
!D
щ
1080"
!о.-+---"-.
~
o,..,.~---j..,
1
ОвnРЫСк l. __ _
___,!вnУск ~АЖvrАНИ:
Рмс.17.5.
Варианты реа11мзацмм nрерывмстоrо мноrоточечноrо впрыска ААЯ бензмновоrо 4-х цм11мндровоrо ДВС:
в - одновременный впрыск; б - rрупповой впрыск; в - фазированный (пос11едовате11ьный) впрыск; 1 - ЭБУ (контромер
впрыска); 2 - выходной каскад системы зажигания (коммутатор зажигания); 1·2 - универсальный моноб11ок (контромер
СЗ и СВ); 3 - трансформатор (катушка) зажигания; 4 - механический (ротационный) распределитель; 5-8 - свечи заж11-
гания; 9-12 - камеры сгорания в ци11индрах ДВС; 13-16 - форсунки впрыска бензина с э11ектроуправ11ением; 17 - топ11ив­
ный комектор (бензиновая рампа); К - контакт для подачи электроимпу11ьсного сиrнала на форсунки от ЭБV-впрыском; ВМТ
-
верхняя мертвая точка.
теля меньше 20°е (Т1 < 200е) . Управляется пусковая
форсунка от замка зажигания через контакты термо­
реflе времени. От замка зажигания одновременно с
пусковой форсункой срабатывает электробензона­
сос и стартер. Но продолжительность впрыска бензи­
на П}'Сl<ОВой форсункой не связана с работой старте­
ра, а зависит от степени достартового нагрева две
и может лежать в преде"ах от 0,5 до 10 с (Мя Т1 от
+20 до-ЗООС). Если Т1 > 20°е, то пусковая форсунка
в рабоl}' не включается (контакты термореле време­
ни разомкнуты). Если Т1 < -ЗО0е. то максимальная
продолжительность впрыска (10 с) ограничивается
срабатыванием термореле времени от прогрева вну­
тренней биметаллической пластины под действием
электрического тока. Если двигатель не запускается
в течение первых 8 .•• 10 с, то злектробензонасос от­
ключается от бортсети автомобиля при помощи спе-
циального реле управления. ПОСf\е запуска две реле
управления переходит в режим удержания от управ­
ляющего сигнала системы зажигания (еЗ). При этом
пусковая форсунка выключается пОСf\естартовым ре­
ле и в рабоl}' всl}'Пают основные (клапанные) фор­
сунки. по мере прогрева две сигнал от датчика дтд
темпераl}'ры охлаждающей жидкости через ЭБУ
впрыска постепенно обедняет ТВ-смесь, пока она не
станет нормальной (сокращается продолжительность
впрыска бензина рабочими (клапанными) форсунка­
ми. На прогретом двигателе состав ТВ-смеси коррек­
тируется по темnераrуре воздуха на впуске (по сигна­
лу датчика ДТВ темпераrуры, который установлен на
пути ВОЗдУШНОГО потока в расходомере).
Значительную часть времени автомобильный дви­
гатель работает в режиме неполных (частичных) на­
грузок. когда могут быть достигнуты максимальная
1.59

Таблица 17.1
:.1
11'23456789101112131415161718192021222324
l1JJC,.. 3all)aa0tt11 IТ.<20"ci
1
••
·+
·
•
2 ilJ',t.., 3all)aa0tt11 IТ.r""' ч
••
·~
1
--З 'Зaipy~llll>НЫi\ 300)'Clt l1JJC (Т.<20"С/ - > -
--..-
••••••••
4 ~ЗOO)Q(IJJJC(Т,,>б(ТC/
.. ....
•••
5 IJJJCЗ11iya:aeтt11MIJIOICН8J
•
•••
•
6 НeycroiNtвaя paбoralJJJC нallX
••
••
7 Paбo!alJJJCC~КlllX(Т.,>IO'CI
••
8 1JJjC tp!ICOTC!I nрм разrоне
•••••
9 IJJJC 1р11С8ТС11 nрм n,,-<mst>2000 "- ·
•••••
10 IJJJC 1р11С8ТС11 ... ""'"l'д/ПелыtОli 11Х
11 !рхретъМ IJJJC необщдает
,_тосrыо
••••••
•
12 'В::rота ~ IJJJC нallX ба1ЮJе
---
••
13 f'k>вwletн,oi расЩ\-
.
._
•.
14 "" no..,._cqдep,......COиCh..,llX
•
15 no-......~..a)Q
•••
16 /JJJC ... _TllOl1ltOЙWOIЦllOC!ll
•
•
•
экономия тоП11ива (за счет обеднения ТВ.смеси) или
минимальный процент токсичных веществ в выхлоп­
ных отработавших газах (за счет получения ТВ-смеси
с коэффициентом а= 1). ЭБУ системы "L-Jetroпic"
обеспечивает необходимый компромисс на частич­
ных нагрузках две межщ двумя этими противоречи­
выми параметрами. Важно отметить, что в системе
"L-Jetroпic" сигналы дt.я ЭБУ о режимах ·холостой
ход·, ·частичные нагрузки", "форсаж", "полная на­
грузка" - формируются так же, как и в системе
·мoпo-Jetroпic", т.е. с помощью датчиков краевых
положений и потенциометра дроссельной заслонки.
Программа, заложенная в память ЭБУ, обеспечи­
вает обогащение ТВ-смеси при пуске и прогреве хо­
лодного двигателя, а также при его полной нагрузке
и разгоне. Прещсмотрен режим принудительного хо­
лостого хода (торможения двигателем) и режим огра­
ничения максимальных оборотов (6500 м).
17.4. Неисnравностм системы "L..Jetronrc•
иих nоиск
Неисправности, наиболее часто встречающиеся в
системе впрыска бензина "L-Jetroпic", сведены в
табл. 17.1
Перечень проверяемых устройств при поиске неис­
правности:
1.Электробензонасос
2. Фильтр тонкой очистки топлива
3. Давление в бензиновой рампе
4. давление нагнетания бензонасоса
5. Производительность бензонасоса
6. Качество бензина
7. Клапан дополнительной подачи воздуха
1.60
-с---
-
•
••••
•
~~- -. п--
,__
-.г
1•
.
~
--·
•••
•••••••
••
-
,__
•••
•••••••
••
•
•
.'.••
••
•••
•••1••
•
•
••
•••
•
•
••
•!• •
•••
••
•••
•••
•••••
-
••
••••
•
1
.,.••
•••
•••••
·!.
•••••••
•••••
..... .J......_
-
·
--
~
'""' ~ -·
.•..
...
..
.
.. ..
- ~- · ......
-
·-
-
-~-
•
1•
••••••
.-:t=
••
•
--
-
~
••
•
••
.
.
"
,__
-
-
-
-
·>-
..........
•••••
••
••
•••
8 . Термореле времени
9. Пусковая форсунка
10. Рабочие (клапанные) форсунки
11. датчик температуры две
12. Краевой выключатель дроссельной заслонки
13. Узел дроссельной заслонки
14. Пневмопривод дроссельной заслонки
15. Измеритель расхода воздуха
16. электронный блок управления (ЭБУ)
17. электропровода и их соединения
18. Реле включения ТОПllИвного насоса
19. Возщшный фильтр
20. Система охлаждения двигате/\Я
21. Соединения во впускном комекторе двигателя
(проверка на герметичность)
22. Отсутствие подсоса воздуха в двигатель
23. Впускной тракт двигателя
24. Отсутствие подачи ТВ-смеси при частичных на­
грузках двигателя .
ПорRАОК 001\ЬЗОllВННll та611. :17.:1 СJ\еАУЮЩНЙ:
Например , не запускается прогретый двигатель
(неисправность No2). В таблице этой неисправности
соответствуют десяrь позиций по горизонтали: 1, 2 ,
3, 4, 10, 15, 16, 17, 18, 23. По номерам позиций и
по перечню устройств определяются те из них (уст­
ройства), неисправность которых может быть причи­
ной незапуска горячего две.
В заключение на рис. 17.6 представлена схема
электических соединений компонентов в системе
впрыска "L " и "LE-Jetroпic". На рисунке обозначено:
1 - штекерный разъем ЭБУ (контромера впрыска);
2 - одновыводная катушка зажигания; 3 - датчик
краевого положения дроссельной заслонки; 4 - пус­
ковая форсунка; 5 - послестартовое реле; 6 - тер-

СИстема вnрыска бензина "L-Jetronlc"
21~йill -
~'/r! D88r:!!f'
ж
-
...-- ---
f\
'
ю
6 @~----·;
3
А 88zuiu~в
4
г
5
1
DD !DDD
-
1
--=-
-
2~~
88а 88v 188Ь 88с 85
52
51
1
f57 FT86c 65f 30
G
w
190
9
--- ....... _____
2
--=--
20
88d
---
68с
10
3-
-
210
~-- -------------------------- ---------
-
- =.,_ _..:-
f88-
--- .
f~
4
1
220
88
11~
5
7
1
230
1
88е
1
в-
1
1:
6
97[
1
50
240
7
7
.,п-
30,
250
9
68Ь
8
1
6бс
260
li
,-
-
-~_-.:.:.:.:.:_-,-:--
~
15
9
зи
_L- 1
1
27
1
1
• "-----'68а 88d ..:.. 88z+ 't--1
'
100- ,__ _
'
139
'
'
1 ·----
28<>---
----- ------- -
,
6
'
111
"
111
,,
\в9А
11
_____:t9 121
1
,'1
11
-t -t1 ,'
\
29<>---
--- ---- ---- ---- -
-
'
'
120
11'
'
\
30
1
1
13
---
,------ 1 1
1
1
31
1
1
1
1
14
11
1
32
--
_,
1
33
15
34016
-r/[J
35 17
~
+
в]е ]J~]_ @_ 01
[QQ]
18
Jl
-
-~
12
13141516
17
16
19
Рис. 17.6. Схема электрических соедииеииii в системах "L " и "LE -Jetronlc"
(расшифровка в тексте)
мореле времени; 7 - расходомер воздуха; 8 - дат­
чик температуры воздуха на впуске; 9 - реле топ­
ливного насоса и включения питания; 10 - топлив­
ный ЭllКfРОбензонасос; 11 - аккумуляторная бата­
рея (АК6); 12 - датчик температуры двигателя;
6 Авто1роника
13... 18 - рабочие клапанные форсунки; 19 - до­
полнительные резисторы для форсунок в системе
"L-Jetroпic"; штриховые линии - электрические со­
единения в системе "LE-Jetronic"; 20 - общая точ­
ка соединения с ·массой".
1.61.

= Глава восемнадцатая
МОДИФИКАЦИИ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
ГРУПП "L" и "М". СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ГРУППЫ "D"
Все нзвестные снстемы впрыска бензнна rрупп "L" н "М" нмеют общнй прототнп - снсте­
му "L-Jetroпlc". Она является базовым варнантом мя снстем, в которых реалнзуется рас­
пределенный по цнлнндрам нмпульсный впрыск 6ензнна на впускные клапаны всасываю­
щеrо комектора. Разлнчные моднфнкацнн систем впрыска в rруппах "L" и "М" сводятся
к усовершенствованию составных компонентов прототнпа, но прннцнп формирования
впрыска остается без изменений (Lade - отмеренными пор1111ями}. HaplfAY с этнм разра­
ботаны системы впрыска бензина под высоким давлением непосредственно в цилиндры
АВС - системы rруппы "D". Рассмотрению разл1111ных моднфнкаций систем впрыска r~
п "L ", "М" и "D" посвящена данная rлава.
18.1 . Упрощение подсистемы
топnивоnодачи
Наряду с описанными ранее вариантами конструк­
тивного исполнения подсистемы то1111Ивоrюдачи с Д/\ИН­
ным тоnливньr.1 ко11ЬЦом (см. rлаву 17), в системах
~ rpyrn,i "L" 1"1)ИМеНЯеТСЯ И короткая бензома­
rистраль. на рис. 18.1 показаны обе моДИфИкации.
Исключением АllИННОЙ медной трубки из обратной
бенэомагистрали (ОБМ) достиrается снижение себе-
о Беt'3ИН
о~
~ ОЭn.цеnм
б)
Рмс.18.1.
Подсистема томивоподачи:
а - с минным ТОПАИвным кОАЬЦом; б - с короткой бензома­
гистрill\ыо; 1 - бензобак; 2 - электробензонасос; З - pery.
АЯтор д2i11\ения; 4 - топливный комектор (бензиновая рам­
па); 5 - ФТОТ (фильтр); 6 - реле ~равления бензонасосом;
ОБМ - обратная бензомагистраль; ВК - впускной коллектор.
1.62
стоимости системы впрыска , а также упрощается ее
конструкция. Но основное преимущество системы
впрыска с короткой бензомаrистра11Ью состоит в
том , что бензин не попадает в сИ11Ьно разоrретый
топливный комектор и возвращается в бензобак в
холодном состоянии . Образование паров в бензоба­
ке при этом сокращается. Главные недостатки тако­
го упрощения - появляется возможность образова­
ния бензиновых паровых пробок в топливном комек·
торе (в бензиновой рампе) и в рабочих клапанных
форсунках , а также исключается возможность Oll·
лаждения компонентов системы впрыска быстропо­
движным потоком бензина.
Подсистема топливоподачи с коротким бензино­
вым кольцом применяется на недороrих леrковых ав­
томобилях и микроавтобусах .
18.2. Усовершенствование эnектрических
и эnеКТроннwх схем уnравnения
• Системы груmы "L• с усовершенствованной
электроникой получили наименование "LE-Jetroпic"
(E-Elektronic).
Механические и rидравлические устройства оста­
лись без изменений. МеждУ системами "L " и "LE "
имеются следУющие различия:
1. Число контактов в разъеме ЭБУ уменьшено с
35 до 25.
2. Изменена схема управления пуском холодного
двигателя (реле бензонасоса и реле пуска заменены
электронной схемой управления).
З. Рабочие клапанные форсунки управляются маг­
нитным соленоидом, обмотка которого выnО11Нена не
медным , а латунным проводом. Омическое соnроТИ&
ление обмотки увеличилось с 2.4 до 12 Ом, что поз­
волило исключить из схемы управления форсунками
дополнительные резисторы .

Модификации сметем вnрыска тОПАМва rpynn "L" и "М". Системы впрыска rpynnы "D"
4. Из потенциометрического датчика в расходо­
мере воздуха исключена контактная пара выключе­
ния злектробензонасоса при неработающем две.
Число контактов в разъеме расходомера уменьши­
юсьс7до5.
Устройство расходомера воздуха для систем груп­
пы "L " показано на рис. 18.2 .
•
Система "LE2-Jetroпic" отличается от системы
"L E" отсуrствием пусковой форсунки, за счет этого
запуск две стал более надежным и экономичным,
так как обогащение ТВ-смеси стало управляться че­
рез рабочие форсунки. Упростилась конструкция впу­
скного коллектора.
•• Система "LEЗ-Jetronic" в отличие от системы "LE"
имеет в своем составе микро-ЭВМ, которая работает в
цифровых кодах и конструктивно помещена в элек­
тронный блок управления (ЭБУ) впрыском. Сам ЭБУ ус­
тановлен на расходомере воздуха. Функции ЭБУ значи-
Рис.18.2.
Расходомер воздуха с демпферной камерой
и датчиком температуры:
1 - вию реrу11ировки СО; 2 - обводной кана11: З - штекер­
ный разьем расходомера; 4 - возщшная Зi!Сl\онка расходо­
мера (ротаметр); 5 - потенциометрический датчик ПО/\ОЖ&
ния ротаметра (датчик расхода воздуха): 6 - демпферная
камера; 7 - n11астина демпфера; В
-
датчик температуры
воздуха на впуске; 9 - контактная пара д11я выключения з/\&
ктробензонасоса при отсутствии вращения ко11енва11а две.
тельно расширены. Применено программное управле­
ние no трехмерной характеристике впрыска (ТХВ). Вве­
дена коррекция продолжительности впрыска бензина
с учетом колебаний напряжения в бортсети автомоби­
ля, а также защита ЭБУ от южных сигналов. На впуск­
ном коллекторе системы "LЕЗ" установлены пусковая
форсунка и 1<Ла1ан доnолнительной подачи воздуха.
8 Система "LE4-Jetroпic" является дальнейшим
усовершенствованием системы "LЕЗ", которое сво­
дится к исключению пусковой форсунки, термореле
времени и клапана дополнительной подачи воздуха.
18.3. Модернизация воздухометрическоА
подсистемы
Во всех системах впрыска бензина, начиная от ме­
ханической ("K-Jetroпic") и кончая злектронноуnравля­
емыми ("LE-Jetroпic"), в воздухометрической подсисте­
ме используются различные расходомеры воздуха.
8 Принцип действия любого расходомера основан
на парусном воздействии воздуШного потока на из­
мерительную заслонку расходомера, которую иногда
называют "ротаметром". При определенной конфигу.
рации воЗдуШного диффузора расходомера степень
углового перемещения ротаметра линейно зависит от
объема воЗдуШного потока, прошедшего через диф­
фузор. Это перемещение и является мерой количест­
ва воздуха, впущенного в цилиндры две.
В механической системе "K-Jetroпic" перемеще­
ние измерительной заслонки расходомера посредст­
вом рычагов передается на золотниковый поршень в
дозаторе-распределителе, чем обеспечивается обра­
зование тоnливовозщшной смеси (~меси) в нуж­
ной пропорции. В системах с электронным управле·
нием впрыском ("КЕ", "L ", "LE") перемещение рота­
метра с помощью ползункового потенциометра пре­
образуется в аналоговый электрический сигнал, ко­
торый поступает в ЭБУ.
Расходомеры воздуха являются далеко не совер.
шенными измерителями для систем впрыска. Дело в
том, что при образовании Пkмеси в расчеr берется
не объем, а масса воздуха. Как следствие, система
впрыска бензина, в которой используется расходомер,
дооборущется рядом дополнительных датчиков - ат­
мосферного даеления, влажности и темnерrоуры воз­
духа на впуске. Это усложняет систему, погрешность
информационных преобразований возрастает.
8 Система "LН-Jetronic" и ее модификации суще­
ственно отличаются от всех систем с расходомером
воздуха. Здесь применен совершенно иной принцип
измерения количества воздуха на впуске. Индекс
• Н" (от нем. Hauch - дУНОВение ветра) указывает на
зто обстоятельство. В системе используется термо­
анемометрический способ измерения массы воздуха
(от греч. aпemos - ветер), при котором дополни-
1.63

ГАава 18
Рис.18.З.
Термоаиемометрический массметр:
а - верхняя ЧЗС1Ь корnуса с микросхемой и крышкой; б - шас­
си-радиатор с измерительным элементом; в - составные части
измерите11ЬНого элемента; r - корnус с защитными сетками на
торцах; д - электрическая измерите11ЬНая схема; 1 - измери­
те11ЬНая микросхема; 2 - крышка; З - радиатор; 4 - измери­
Теl\ЬНЫЙ элемент; 5 - датчик темnературы; 6 - держатем. llllil-
тинoвoй нити; 7 - nрецизионное сравнитеАЬНое соnротиаление
(термокомnенсатор Rк); 8 - корnус; 9 - защитная сеТ11а; Rн -
nлатиновая нить; R1 R2 RЗ - резисторы измеритеАЬНой схемы;
Us - выходной сигнал массметра (напряжение с резистора RЗ);
OV - оnерационный усилитем.; lн - ток подогрева нити Rн.
1.64
те11ЬНые измерения (температуры, влажности, давNo­
ния) не требуются. Термоанемометрический изме­
ритель ко11Ичества воздуха в от11Ичие от расходоме­
ров называется массметром.
8 Принцип действия массметра основан на кон­
троле степени о~ения нагретого тела, которое по­
мещено в rюток всасываемого воздуха. Нагреваемое
тело выпО11нено в виде тонкой nровоючки из платины,
по которой пропускается электрический ток. Охлажде­
ние воэщхом компенсируется увеличением тока подо­
грева, при этом степень изменения тока. которую No·
ко измерить, несет информацию о массовом количе­
стве воэщха, пропущенного через массметр.
На рис. 18.З показаны устройство и элекrричеа<аЯ
схема термометрического массметра. ~ видно из ри­
сунка, вся масса воздуха, всасываемого в uилиндры
NoС. пропускается через внутреннюю полость массме­
тра. на nyrи воздушного rютока устаiовлены два ·пле­
ча· эАеКТрическоrо измеритеJ1ЬНОго (балансноrо) мос­
та, одно из которых - термокомnенсатор Rк, а AfJ't
гое - платиновая нить Rн. В одну диагональ моста
включен ·вход", а в друrую •выход" операционного
усилителя OV, собранного на микросхеме. Мост с помо­
щью резисторов и операuионноrо усилителя сбаланси­
рован под да-~ную теМПера'JУРУ всасываемоrо возщха
таким образом, что ток lн подогрева платиновой нити
обеспечивает постоянную разность температур между
компенсатором Rк и К1ТЬЮ Rн (АТ= 150"С = const).
При этом nадение напряжения u. на резисторе R3 яв­
ляется ИНформаuиожы.~ сигналом о массе пропущен­
ного воэщха в единицу времени (Q8 = [кг/ч]). ~ толь­
ко скорость воздушноrо потока или его плотность из­
менятся (т.е. изменится интенсивность теплообмена
междУ нитъю и потоком воздуха), э11ектрическое сопро­
тивление платиновой нити также соответственно изме­
нится (увеличится при падении интенсивности или
уменьшится гри ее росте). Проиэойдеr кратковремен­
ная разбала-~сировка э11ектрическоrо измерительного
моста, которую туr же восстановит операционный уси­
литель OV (nроизойдет корректировка тока 1,. нагрева
под новые условия всасьsания воздуха). Изменивше­
муся значению тока подогрева будет отвечать новое
значение напряжения u. на резисторе R3 • Так как и+
тенсивность теплообмена на поверхности платиновой
нити с потоком воэщха несет информацию о массе
воздуха, прошедшего в единицу времени через тепло­
вую зону нити, то сигнал u.(B) с массметра есть иско­
мая информация МЯ ЭБV [U. = f(Q 8 )].
• Электронный блок управления (ЭБV) системы
·Lн-.Jetronic" по информационному обеспечению ана­
лоrичен блоку системы "LE4" и конструктивно являет­
ся самостоятельным узлом, который помещен в гер­
метичный 1\ИТОЙ кожух _ ~к и большинство систем
впрыска бензина группы "L". система "LН" оборудо­
вана реrулятором давления (РД) топлива в бензино­
вой рампе, а сам реrулятор - вакуумной камерой

МоNСфикации сметем впрыска томива rpynn "L" и "М". Системы впрыска rpyrmы "D"
для поддержания давления топлива постоянным при
одинаковых нагрузках две (вакуумная камера РД со­
единена возщшным шлангом с задроссельной зоной
впускного комектора).
Помимо термоанемометрических массметров раз­
работаны и применяются ультразвуковые и вихревые
измерители массы возщха. Всем массметрам прису­
щи общие недостатки - высокая стоимос1Ъ изделия
при недостаточно высокой наработке на отказ.
•
Система "D-Jetronic" относится к системам
впрыска rpymы "L •• Специфика этой системы состо­
ит в том, что в ней отсутствует какой-либо измери­
тель количества всасываемого воздуха. это делает
систему недорогой. Требуемую информацию rюлуча­
ют оnосредованно, путем обработки в ЭБУ сигналов
от ряда входных датчиков: температуры, частоты
вращения и нагрузки две, а также положения дрос­
сельной заслонки. Система имеет микро-ЭВМ в ЭБУ
и так же, как и система "LЕЗ", работает по програм­
ме, заложенной в ТХВ.
18.4. Систем.ьt вnрwска бензина rpynnы "М"
В rюследние годы электронную систему управле­
ния впрыском тоnлива на бензиновых двигателях
объединяют с электронной автоматикой электроис­
крового зажигания. Объединенные в единое целое
tве электронные системы управления принято назы­
Ва1Ъ комплексной электронной системой автомати­
ческого управления двигателем (ЭСАУ·Д). Объедине­
ние реализуется на уровне электронных схем и их
входной периферии. К выходным (исполнительным)
устройствам систем впрыска и зажигания интегра­
ЦJ.!Я прямого отношения не имеет. В лучшем случае
в единый электронный блок (В контромер) комплекс­
ной ЭСАУ·д вносятся электронные схемы выходных
коммутаторов зажигания , но катушки (или транс­
форматоры) зажигания и свечи зажигания в конст·
Р)1<1.1ИЮ контроллера ЭСАУ·д не включаются. То же
самое относится и к выходной периферии для систе­
мы впрыска бензина, которая по составу компонен­
тов аналогична системе впрыска группы "L " .
•
На базе объединения различных систем впрыска
и зажигания в едИную ЭСАУ·д фирмой ВОSСН разра­
ботан ряд комплексных систем управления под общим
названием ·мotroпic": "Mono-Мotronic"; "Motronic 1.1 -
1.3 "; "Motroпic 1.7"; "Motronic З.1-3.2"; "Motronic
5.4 "; "ME-Мotronic" и др. Эти системы составляют груп­
пу ·м·. За исключением системы "Mono-Мotronic" (по­
дробно описана в главе 15), все остальные системы
rpyrlЪI ·м· созданы с использованием систем впрыс­
ка бензина груmы "L": в ·м 1.1• и ·м 1.2 · интегриро­
вана система "L -JetrOnie"; в ·м 1.3 " и ·м 1.1· -
"LE-
Jetronie"; в ·м 3.1" и ·м з.2· -
"Ui-Jetronie"; в
·м 5.4" -
"LН4"; в "МЕ-М" -
"L E2 -Jetronic".
Системы зажигания (С3) в ЭСАУ "Motroпic" самые
разнообразные, начиная от СЗ с механическим дат­
чиком-распределителем и кончая СЗ с индивидуаль­
ными катушками зажигания для каждого цилиндра
две в отдельности.
•
На рис. 18.4 в качестве примера реализации
ЭСАУ "Motroпic" представлена функциональная схе-
G70(ММВ)~
G4ЦдХ1 о
G28W>д) [51
GЗ9{ДКК) co:::J
F96(ДАД) @
G61(ДА1) ~
кл
К117
Э6У-J362
(lin<ж,., .,, ._ , .
yr-.oA 38Щl<ТW)
А1
1'Э
.... ....
о
D1
N
N
D5
АЗ
~
82
(\1
815
м04
~
816
А5
()
87
"ё
е......
о
~D6
.. ... ...
с.
Q)
с;
с;
о85
с. 86
....
813
:r;
~ 814
-
(>о Е1Е5Еб
GЩДД2) ~ А16
(")
Е2
~........ __ _ .. _
_,
~(ЭП<)NбО
~ (f\Дll)Z19
~~'(ЗБН)G6
trJ
вез
NN70
t.•fl}
(j)t '3
.(f122
С] llыхqд-устр<>IС:тва С] ЭБУ (l<ОНТромер)
c:::J Вж:w-устроi\ства С] .llc>non>ю"""ныe )'СТроkтаа
Рмс.18.4.
Фft!к1111онам.на11 схема смстемw "Motronlc МЗ.2":
02 (ККЗ) - кодовыt\ КAIO'I зажиrаiМll; G70 (ММВ) - МдССМеJр
воздуха ; G40 (АХ) - даJЧИк Хома; G28 (ДОД} - датчик час1оты
вращения (оборотов) две : G62 (ДТД) - датчик температуры ох·
11ЗЖДающей ЖИД)lости в две; G69 (ДПД} - датчик положения
дроссельной заслонки; F60 (ДХХ) - да1чик хоюстоrо хода (кон­
тактная пара); G88 (ДПР) - даNик положения peryлmopa дрос­
сельной заслонки; GЗ9 (ДКК) - даТ'iнк концеНJрации кислоро­
да; F96 (ДАД) - да1чик а•мосферноrо давления; G61 и G66
1Ад1 и дЮ.) - да"NИl<И де1онации; No - диаrнОСJический разъ­
ем; V60 (PllД} - peryлmop поюжения дроссельной заслонки;
N80 (ЗПК) - запорный пневмоклаnан АМ! подсИСJемы утилиза­
ции nаров бензина из бензобака; Z19 (ПДК) - подоrрев вну~ри
ДКК; J17 (РБН) - реле бензонасоса; Gб (ЭБН) - элек1робензо­
насос: ВСЗ - выходные комnонен1Ь1 сис1емы зажигания;
NЗО-NЗЗ (РФ1--РФ4) - рабочие клапанные форсунки впрыс­
ка бензина; К117 (КЛ) - коюрольная лампа самодиаrносrик и.
1.65

ГАава 18
ма комплексной системы управления "Motronic
МЗ.2" со всеми компонентами (усТанавливается на
автомобилях AUDl.A4 с 4-х цилиндровым двигателем
1.S .5V .ADR после 1995 г.). Электрическая схема этой
системы показана на рис. 18.5.
Интересным новшеством, которое впервые при­
менено в системе ·мotroпic МЗ.2", является узел уп­
равления дроссельной заслонкой с реверсным элект­
росервоприводом (на рис. 18.4 поз. АПА. дПР, дхх,
PflA). В этом бl\ОКе отсутствуют обводной (байnас­
ный) канал с клапаном дополнительной подачи возду­
ха, которые широко применяются в ранних моДИфи­
каuиях систем впрыска бензина. Здесь дополнитеllЬ­
ный ВОЗдУХ д/1Я управления частотой вращения дви­
гателя на холостом ходу подается непосредственно
через· диффузор дроссельной заслонки (ДЗ), степень
открытия которой автоматически контролируется и
управляется от ЭБУ. Благодаря этому подсистема
стабилизации оборотов холостого хода (ХХ) стала бо­
лее устойчивой при любых изменениях условий рабо­
ты двигателя, уменьшилась вероятность попадания
недозированного возщха во впускной комектор, по-
РБН
Д1О(
z
низился расход топлива на ХХ, уменьшилось количе­
ство вредных компонентов в выхлопных отработав­
ших газах.
•
На рис. 18.6 показан узел управления дрос·
сельной заслонкой. Помимо механических устройств
управления, в этом узле установлены и три электри­
ческих: контактный датчик 2 закрытого состояния
АЗ (датчик - ДХХ) , потенциометр 1 положения дрос·
сельной заслонки (датчик положения дросселя дп/JJ
и потенциометр З реrулятора АЗ (датчик nоюжения
реrулятора дПР). эти три датчика ·следят" за пою
жением дроссельной заслонки и за положением ре­
rулятора АЗ и формируют информацию для ЭБУ в ви­
де аналоговых электрических сигналов. При этом,
как только дроссельная заслонка попадает в исход­
ное (краевое) положение , срабатывает датчик холос­
того хода (ДХХ) и ЭБУ включает в рабоl)' элвктросер­
вопривод реrулятора положения дросселя (РПД). Эf1е.
ктросервопривод оснащен микродвигателем 13 по­
стоянного тока (с реверсом), вал 6 которого через
понижающий редуктор 7 соединен с поворотным ба­
рабаном 4 реrулятора АЗ. Сам поворотный барабан
J17
о Бпоо nponoooymннoilaaщкrw
N122 ~
'~ ~, I~ 1Z18
1IIl
~!!!!!
мм~ ICШS
~ IIIIГ
166
D3АЮА1187
МА1 D6
614
в1з 115
Э6У • llOМ1pOМ<lp "Мo!ronlc· МЗ.2"
В4 А13 А15 А14
Рмс.18.5.
ЗАектрмческв11 схемв системы •мotronlc МЗ.2"
(обозначения в схеме соответствуют рис. 18.4)

Модификации систем впрыска тоnАМва rpynn "L" и "М". Системы впрыска rpynnы "0"
устан06/\ен на оси 11 дроссельной заслонки 12 та­
l<ИМ образом, что имеется возможность nрокручива­
ния оси дз внутри барабана. Таким сrюсобом обес·
nечиеается •развязка" межщ двумя nотенuиометра­
ми (регу11ЯТОра и дросселей засюнки).
Новая конструкция узла управления дроссельной
заслонкой nоэво11Яет значительно расширить функ­
ции акселератора (nед81\И газа):
1. Пед8/\Ь газа •мягко" связана с дроссельной за­
слонкой тросом Боудена, т.е. nри быстром оmуска­
нии nед81\И дроссе11Ьная заслонка сразу не закрыва­
ется, а поnадает nод уnравление регуllЯТором ДЗ. Ре­
rу/\ЯТОр через nоворотный барабан nринимает на се­
бя дроссеllЬН}'Ю засюнку и плавно оnускает ее в ре­
rу11Ируемое nоложение для холостых оборотов.
2. Хо/\ОСтые обороты двигателя не зависят от nо­
южения nед81\И газа, а постоянно корректируются
регулятором ДЗ с nомощью ЭБУ nод изменения на­
груЗl<И и темnературы двигателя. Чувствительность
регулятора ДЗ на изменение частоты вращения ко­
ленвала две± 10 мин-1•
3. Если ток уnравления электросервоnриводом ДЗ
(сигнал от ЭБУ к регулятору ДЗ) значите11Ьно ниже
нормы (или равен ну/\Ю), то возвратная пружина 5
nереводит дроссеllЬНую заслонку в нерегулируемое
nоложение (до ynopa в установочный болт) .
Рис.18.6.
УэеА уnравления дpocce11ыtoii ис11оикоii (ДЗ):
1- nотенциометрический датчик (АПА) nо11Ожения АЗ; 2 -
датчик ХХ (закрытого состояния АЗ); З - nотенциометриче­
скиl\ датчик АПР nо11ожения реrу11Ятора АЗ; 4 - механизм
привода АЗ от э11ектродвигате11я: 5 - nружина возврата АЗ
в закрытое состояние nри торможении двигате11ем (режим
nринудите11Ьного хо11остого хода); 6 - ведущая шестерня
механизма nривода АЗ на оси nриводноrо Э11ектродвигате-
11Я; 7 - ведомая nромежуточная шестерня РПА; 8 - корnус
У311ё1 АЗ; 9 - устройство nривода АЗ от nеда11и газа (через
тросе Боудена) ; 10 - воздушный диффузор АЗ: 11- nово­
ротная ось АЗ: 12 - дроссельная заслонка (ДЗ); 1З - эле­
ктродвигатель РПА с контактным разъемом ; 14 - корnус
узла ДЗ (крышка снята) .
18.5 . Системы неnосредственноrо
вnрыска бензина (rpynna "D")
Идея непосредственного еnрыска тоnлива в uи­
ЛИНАРЫ достаточно давно и nолно изучена и отрабо­
тана в дизельном двигателе. В бензиновых две не­
nосредственный еnрыск стал nрименятъся совсем
недавно. Этому есть ряд причин, главная из кото­
рых - высокая сложность реализаuии
:L Предварнте/\ЬНЬlв эаме'lання
Неnосредственный впрыск бензина в uилиндры
(или в камеры сгорания) две имеет ряд nреиму­
ществ no сравнению с еnрыском ео вnускной коллек­
тор (в системах груnrъ1 ·моnо") или на еnускные кла­
nаны (В системах груnnы "К" и "L"). Эти nреимущест­
ва следующие:
-
вnрыск бензина в uилиндр реализуется nод вы­
соким давлением. чем достигается значите11ЬНОе из­
мельчение его капель и высокая кинетическая энер­
гия струи вnрыска:
-
имеет место nолная равномерность расnреде­
ления топлива no uилиндрам:
-
праисходит внутреннее смесеобразование:
-
обеспечивается nеремешивание комnонентов
тоnливовоздушной смеси на молекулярном уровне.
Системы непосредственного вnрыска бензина в
uилиндры (или в камеры сrорания) объединяют в
групnу ·о·, которая nолучила свой индекс от не­
меuкого слова "direkt". что означает •неnосредст­
венный".
Двигатели с такой системой топливного nита­
ния ИСК/\ЮЧИТе/\Ьно экономичны. Но широкому вне­
дрению систем вnрыска груnnы "D" nрепятствует
их высокая конструктивная сложность, а также
значите11Ьная трудоемкость nри ремонте и налад·
ке. Из-за низких смазывающих свойств бензина
топливный насос высокого давления (основной
комnонент системы "D") обладает недостаточной
надежностью. Гидромеханические форсунки за­
крытого тиnа, которыми оснащаются системы
группы "D". nри работе под высоким давлением
требуют их установки неnосредственно в головке
блока uилиндров с помощью резьбового сочлене­
ния, что ИСК/\Ючает возможность их эффективного
охлаждения nотоком бензина. Камера сrорания
nри реализаuии внутреннего смесеобразования
должна иметь сnеuиВ11Ьную конфигураuию, кото­
рая не nоддается теоретическому расчету. Ее фор­
му подбирают эксnериментально в npouecce кон­
структивной разработки двигателя. Для систем
впрыска групnы "D" требуются сnеuиальные свечи
зажигания. Бензиновые трубоnроводы и их сочле­
нения должны обладать исключитеNoно высокой
эксплуатаuионной надежностью.
Преодолеть все эти трудности "nод силу" не каж­
дой моторостроительной фирме.
1.67

ГАаВа 18
Рис. 18.7. rидромехаиическая система впрыска
бензина •кugelПвcher":
1 - реrулируемая тяга управления от педали газа; 2 - тру­
бопровод к форсункам; З - зубчатый шкив и ремень при­
вода 6НВД ; 4 - 6НВД ; 5 - гидромеханические форсунки
закрытого типа высокого давления; 6 - переходные уплот­
нительные втулки ; 7 - входной бензоwтуцер; 8 - сливной
бензоштуцер: 9 - реrулятор; 10 - защитный кожух для
шкива и ремня привода .
2. Снствна впрыска "Kugelflscher"
Ранние ред11И3аuии систем вnрыска бензина груп.
1Ъ1 ·о· были чисто механическими . Наиболее извест­
ная из них - система "Кugelfiseher· немецкого nре>­
иэводства. которая устанав11ивалаа. на двигателях
для автомобИ11ей ·вмw·.
На рис. 18.7 показаны основные составные час­
ти этой системы, которая работает САедУJОЩИм обра.
зом . Бензин с nомощыо обычного электробензона­
соса подается из топливного бака в механический
многосекционный шестеренчатый бензонасос высо­
кого давления (БНВД) . БНВД nриводится в действие
от коленчатого Вд/\д двигателя nосредством ремен­
ной передачи З. К закрытым гидромеханическим
форсункам 5 бензин nоступает по трубопроводам 2
nоочередно в соответствии с порядком работы дви­
гателя. Давление во внутренних полостях форсунок
может изменяться в диапазоне от 120 до 180 бар
под воздействием регулятора 9, который в свою
очередь управляется еодительской педалью газа че­
рез систему регулируемых рычагов и тяг (поз. 1 на
рис. 18.7). Как и в обычной форсунке закрытого ти­
nа, изменение давления в ее внутренней полости
nриводит к изменению uикловой nодачи бензина в
к~ый uилиндр в отдельности. БНВД получает топ­
ливо через ВХОДНОЙ штуuер 7, а излишки тоnлива
возвращаются в бензобак через выходной шту­
uер 8. Все резьбовые сочленения БНВД и форсунок
уплотнены спеuиальными втулками 6. Практика экс­
плуатаuии системы ·кugelfiseheг" не показала за­
метных ее преимуществ nеред механическими сие-
1.68
темами групnы ·к· и "КЕ" и поэтому быстро бЬl/\а
снята с производства.
З. Современные снстемы непосреАсПJВнноrо
впрыска 6eнзltllil
Ноеый стимул к внедрению систем непосредст­
венного впрыска бензина на двигателе легкового ав­
томобИllя возник с разработкой насос-форсунок вы­
сокого давления (НФВД). Эти устройства обеспечива­
ют возможность впрыска бензина с разделением
uикловой подачи на отдельные порuии. Объем каж­
дой порuии. момент и nродолжительность ее впрыс­
ка в UИ/\ИНдр строго регламентируются Э/\ектронной
системой управления. При этом все три параметра
изменяются по заложенной в ЭБУ программе в зави­
симости от нагрузочного, скоростного и теплового
режимов двигателя.
Примером системы непосредственного впрыска с
управляемой uикловой подачей бензина может слу.
жить система, разработанная фирмой ТОУОТА для
двигателя TD-4 . Основным уЗ/\Ом этой системы явля­
ется комбинированное устройство - насос.форсу1+
ка (рис . 18.8).
Рис. 18.8. Насос-форсуttка
фирмы ТОУОТА:
1 - rоловка плунжера; 2
-
пружина п11унжера; З - глад·
киi\ циАИндрический п11унжер; 4 - гильза п11унжера; 5
-
рабочая полость плунжерного насоса; б - корпус закрытой
форсунки; 7 - возвратная nружина заnорного клаnана
форсунки; 8 - корnус заnорного клапана форсунки с рас·
nылителем; 9 - уnравляющиi\ клаnан (злектроклаnан, реrу­
лирующий давление в nолости 5, под управлением от Э6V·
впрыска); 10 - сливной кана11; 11 - подводящий тоnлив­
ный канал; 12 - электромаrнитная система управляющеrо
клапана.

Модификации систем вnрыска Ю11АИВ8 rpynn "L" и мм". Системы вnрыска rpynnы "D"
В этом устройстве односекционный одноплунжер­
ный насос высокого давления (100••• 150 бар) распо­
ложен непосредственно в корnусе закрытой гидро­
механической форсунки и nриводится в действие ку-
11ачком расnреде/\ИТельного вала. Насосная часть
форсунки содержит гладкую ГИllЬЗУ 4 с отверстием
наnолнительного канала 11, гладкий цилиндрический
плунжер З и сливной канал 10. Рабочее движение
плунжера вниз обесnечивается воздействием кулач­
ка расnредвала, а обратное - nружиной 2. Заполне­
ние бензином nодnлунжерной nолости 5 ГИ/\ЬЗЫ nро­
исходит nри nоложении плунжера выше наnолнитель­
ного отверстия и nродолжается до тех nop, nока оно
не окажется nерекрытым оnускающимся плунжером.
Давление nод плунжером начнет возрастать толь­
ко в том случае, если будут одновременно nерекры­
ты отверстия наnолнительного и сливного каналов.
Бензин для заnолнения рабочей nолости насос.фор­
сунки nодается обычным для систем вnрыска сnосо­
бом - электробензонасосом низкого давления.
Вnрыск бензина в цилиндр nроизойдет только тогда,
когда давление nод плунжером nревысит давление
открывания клаnана закрытой форсунки.
Вnрыск неско11ЬКИми nорциями за один ход плунже­
ра вниз реализуется за счет многократного (no числу
порций) сброса давления в рабочей nолости насос·
форсунки ниже значения 100 бар (давление, nри ко­
тором заnорный клаnан форсунки закрывается).
Сброс давления nроисходит тогда, когда открывается
эаnорный Э11еКТромаrнитный КАаnан в сливном кана­
ле. Этот КАаnан управляется от электронной автомати­
ки вnрыска и срабатывает достаточно быстро для то­
го, чтобы за один цикл nодачи бензина усnеть сформи­
ровать 3-4 nорции топлива. Для nовышения надежно­
сти nорциального вnрыска объем рабочей nолости nод
плунжером больше объема максимальной цикловой
подачи. При обратном ходе плунжера вверх заnорный
клапан сливного канала nостоянно открыт и рабочая
полость насос-форсунки наnолняется бензином из об­
ратной бензомагистрали до тех nop, nока nлунжер не
откроет отверстие nрямого наnолнительного канала. С
этого момента бензин nод наnором nодающего элект­
робензонасоса начинает nротекать через nолость на­
сос-форсунки от входного (nодводящего) к сливному
отверстию. Так реализуется nромывка и охлаждение
насос-форсунки в течение времени от конца nредЬJдУ·
щего до начала очередного вnрыска.
Основное nреимущество nорциального вnрыска
бензина состоит в том, что в камере сгорания к мо­
менту воспламенения образуется nослойная структу­
ра тоnливовоздУШного заряда с различным коэффи­
циентом а в слоях. Это nозволяет nолностью сжигать
топливо в очень бедных ТВ-смесях (с усредненным
коэффициентом а = 2). Экономия топлива достигает
ЗQ..35%. Повышаются равномерность крутящего мо­
мента и удельная мощность двигателя.
Возможности насос-форсунки и Э/\ектронного уn­
равления цикловой nодачей в двигателе "TD -4 • до­
nолнены тщательным nодбором объема и формы ка­
мер сгорания в крышке цилиндров и в nоршнях, ме­
стом и геометрией расnоложения форсунок и свечей
зажигания, формой и дальнобойностью факела рас­
nыленного бензина.
Указанные схемно-конструктивные решения, реа­
лизованные в двигателе TD-4 , nозво/\И/\И nолучить
рЯд nринциnиально новых эффектов:
-
состав ТОПЛИВОВОЗдУШНОЙ смеси в цилиндре
до момента nринудительного воспламенения от све­
чи зажигания находится nод контролем и уnравлени­
ем от ЭБУ вnрыска и всегда неоднороден. Вблизи
электродов свечи расnоложена сравнительно не­
большая область, в которой состав ТВ-смеси близок
к нормальному (а= 1). Это обесnечивает надежное
воспламенение ТВ-смеси в цилиндре. Далее, no ме­
ре удаления от электродов свечи к nериферии каме­
ры сгорания, состав ТВ-смеси обедняется, nри этом
среднее no объему камеры сгорания качество сме­
си соответствует значению а = 2. Выжигание такой
бедной смеси обесnечивается факелом •открытого
огня". который образуется nри возгорании нормаль­
ной (стехиометрической) ТВ-смеси в области Э11ект­
родов свечи зажигания;
-
nорциальный вnрыск топлива сnособствует об­
разованию неоднородности ТВ-смеси не только no
составу, но и no темnературе заряда. Так. темnерату­
ра смеси, no мере удаления от свечи зажигания, по­
нижается и около стенок камеры сгорания оказыва­
ется самой низкой благодаря тому, что на nерифе­
рию бензин nоnадает в nоследний момент вnрыска.
Полученный эффект существенно снижает критичес·
кий nорог nоявления детонации. В результате оказа­
лось возможным исnользовать низкооктановый бен­
зин (тиnа АИ-92 вместо АИ-98) для двигателя с высо­
кой стеnенью сжатия (более 10,5).
Полученные результаты исnытаний двигателя
"Toyota D-4 " nозволяют считать оnисанную систему
неnосредственноrо вnрыска бензина nерсnективной
для широкого внедрения на легковых автомобилях.
Однако двигатели, работающие на сильно обед·
ненных тоnливовоздушных смесях, nорождают ис­
ключительно сложную техническую nроблему - не­
обходимость нейrрализации оксидов азота NOx. ко­
личество которых в ВЫХ/\оnных газах таких двигате­
лей значительно nовышено.
169

= Глава девятнадцатая
МИКАС - КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА
УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
на авrомо6нлях ГАЗ-3102, .З110 "Вома" устанавлнвавтся бензиновый двнrатель ЗМЗ4062.10. Он
оборудован комплексной снстемоН управления МИКАС 5.4 отеwственноrо пронЗВОАСтва [12]. по
прннцнпу деЙСТВ1111 н устроiiству снстема МИКАС поАОбна снстеме "Мotroпlc" немецкой фнр11fW
ВОSСН н так же, ка« н fJOCllВAНllR, оnюснтся к эмжтроннwм снстемам aвтot>fllТНlleCКoro управ~
ння автомобнльньlн АВWаТВАВМ (ЭСАV-А) с oбъeAННeНlfflftf функцнй по впрыску н зажиrанню.
18.1. Компонентный состав системы
МИКАС
В состав системы входят: ком1111ект датчиков
(входная периферия) , электронный бюк управления
(ЭБУ), набор испо11Нительных устройств (выходная
периферия) и жгут проводов с соединителями (вы­
nо11Няет функции простейшего интерфейса)*. В сис­
теме могут применяться комплектующие изделия как
отечественного производства, так и фирмы ВОSСН.
Перечень типов изделий сведен в табл. 19.1.
А. Входная периферия
Как слещет из табл. 19.1, в системе МИКАС при­
меняются семь датчиков , которые в совокупности
образуют входную периферию.
• Датqик температуры воздуха во впускиом трубо­
проводе (ДТВ) 864 и датчик температуры охnаждаю-
Таблиuа 19.1
~
·-
864
111О
874
В1S
876
891
892
D2З
~
мв
п.т•
У19-У22
т
.-...
-
2
д.1'1111--"--~
дin'и~--_..
д.1'1111""""*"""'...-тоrовам(частоrы,..._•
att<-1
. 1\! 1'111<.......,,,, __
1 д.1'1111"""°""'°"' дРQСС8ЯЫtОi1 ...;;; . , .
щей жидкости (ДТД) 870 являются интегральными
датчиками. Они представляют собой термочувстви­
тельные полупроводниковые З/\еМенты на одном кри­
стаме с периферийными электронными микросхема­
ми. ДТВ установлен в канале впускной трубы 4-го uи-
1\Индра, а АТА- на корпусе термостата, слева. Вы­
ходным сигналом в каждом из датчиков является па­
дение напрЯЖения на пО11уnроводниковом З11ементе,
которое зависит от измеряемой температуры. rь
этим сиrналам ЭБУ корректирует характеристVl<И
тоnливоnодачи и угла опережения зажигания. При
возникновении неисправностей в датчиках И11И в их
uenяx в комбинации приборов загорается контроль­
ная лампа.
• Датчик попоженмя кменчатоrо вапа (ДКВ) 874
индУКuионного тиnа. Предназначен мя определения
частоты вращения двигателя, а также мя синхрониза­
ции впрыска тоn11Ива форсунками и момента зажига-
от.....,......_
3
19.3828
19.3828
406 3847113 .... 23.3847
'8Ш.401282 ООО
406.11З1ХХХ) (НР1:1-1\1
406 3341006 lllМ 406.3847050.
СМВ2-<1>1~-213
1... _
406 З8413ООО 111М GТЗО5
М15.А(201.3763-001J111МАВТРОН
0261210113
0280212014
0280122001
0232103006
0261231046
!ГСЗ.031.1411~----i------------1
А14дВР
Ш.31fl
111.31(1
т
1012.3105
406.1132111 . .. . 19.1132ОЮ, IJЕКА1А9261
(ZМZ, S8ENSI
406.1141545 И111!jf2513 ООО -t-
0280150711
02ЗО140545
• Нн т е р фе i i с - nодситшю унифицированных ceRНii и сиzнолов, nосредствон 11Dmop61J1 соапавнЬlf/ К""1Юненmы coeдuolliюmcJI ~ с дру'°" в еди­
ную функционол•ную систену.
170

МИКАС - комплексная система управления автомобильным двиrателем
ния с рабочими nроuессами двигателя (Д8С). ДК8 ус­
тановлен в nередней части двигателя с nравой сторо­
ны, наnротив зубчатого диска синхронизации. ~
синхронизации закреплен на шкиве коленчатого вала
и nредставляет собой зубчатое колесо с 58 зубьями,
расnоложенными no его nериферии с шагом 6°. Для
синхронизации два зуба отсутствуют. Номер зуба на
диске отсчитывается от места nponycкa двух зубьев
(от вnадины) nротив часовой сТреЛКИ. При совмеще­
нии середины nервого зуба диска синхронизации с
осью датчика коленчатый вал двигателя находится в
nоложении 120° (20 зубьев) до верхней мертвой точ­
ки 1-ro и 4-f"o цилиндров. При вращении коленчатого
вала (следовательно, диска синхронизации) в обмотке
датчика наводятся импульсы наnряжения nеременно­
го тока. По количеству и частоте следования этих им­
nульсов в ЭБУ оnределяется nоюжение и частота вр&
щения коленвала. no которым рассчитывается момент
срабатывания форсунок и каl)'Шек зажигания.
8 случае выхода из строя Дl<В или его электричес­
кой цеnи двигатель nерестает работать и ЭБУ заносит
в свою nамять код неисnравности, а также включает
лампу диагностики. сигнализируя о неисnравности.
•
Датчик массового расхода воJДуХа (ДММ) 875
термоанемометрического тиnа (массметр). Установ­
лен во впускном тракте nосле воздушного фильтра и
служит для определения количества массы воздуха.
nостуnающего в цилиндры двигателя. Чуествитель­
ным элементом датчика является nлатиновая нить
(ПН), которая во время работы двигателя разогрева­
ется до темnературы 15С>°С. Воздух, всасываемый в
цилиндры двигателя, охлаждает нить, а электронная
схема датчика nоддерживает темnературу нити nо­
стоянной (150°С). На nоддержание темnературы пла­
тиновой нити на nрежнем уровне затрачивается оп­
ределенная электрическая мощность. которая явля­
ется nараметром для оnределения массового расхо­
да воздуха. 8 состав ДММ включен термокомnенса­
uионный резистор, с nомощью которого учитывается
влияние темnературы nроходящего воздуха на сте·
nень охлаждения nлатиновой нити. выходной сигнал
ДММ nредставляет собой наnряжение nостоянного
тока, величина которого зависит от количества воз­
духа, nроходящего через датчик. На режиме холосто­
го хода двигателя массовый расход воздуха должен
быть в nределах 13...15 кг/ч. Сигналы датчика no-
crynaют в ЭБУ, где исnользуются для оnределения
длительности вnрыска тоnлива форсунками.
Для очистки nлатиновой нити датчика от загрязне­
ний nериодически (nосле каждой остановки Д8С) на
нее кратковременно nодается nовышенное наnрЯ­
жение, вызывающее нагрев до 1000°С. При этом
все отложения на нити сгорают.
8 электронной схеме датчика nредусмотрен nо­
тенциометр, с nомощью которого можно nровести
реrулировку (винтом) содержания окиси углерода
(СО) в оТработавших газах в режиме работы двига­
теля на холостом ходу.
При выходе из строя датчика или его электричес­
ких цеnей система уnравления nереходит на резерв­
ный режим работы. 8 этом случае ЭБУ заменяет сиг­
нал ДММ сигналом от схемы электронного резерви­
рования (СЭР), значение которого рассчитывается
no частоте вращения коленчатого вала и сигналу дат­
чика nоложения дроссельной заслонки. При этом за­
трудняется nуск двигателя. ухудшается его nриемис­
тость, nовышается расход топлива и токсичность от­
работавших газов. О возникшей неисnравности ДР8
ЭБУ через оnределенное время заносит в свое заnо­
минающее устройство (ЗУ) код неисnравности и
включает на комбинации nриборов контрольную лам­
пу диагностики.
•
Аатчик положения дроссельной заслонки (ДПД)
876 потенциометрического тиnа, nодвижная часть
которого соединена с осью дроссельной заслонки.
выходным сигналом АПА является nадение наnряже·
ния на nеременном резисторе датчика, которое из­
меняется в зависимости от угла nоворота дроссель­
ной заслонки. По сигналу датчика о положении дрос­
сельной заслонки в ЭБУ корректируются длитель­
ность электрического импульса, nодаваемого на
форсунки. и значение угла оnережения зажигания.
Полностью закрытому nоложению дроссельной за­
слонки соответствует выходное наnряжение датчика
не ниже 1,25 8 . а nолностью открытому - не более
4,8 В. АПА в системе уnравления выnолняет также
функцию идентификации отдельных режимов работы
двигателя (хоюстой ход, частичная или nолная на­
грузка, разгон автомобиля).
При выходе из строя АПА или его элекТрических
цеnей система управления работает no резервной
nрограмме, заложенной в nамяти ЭБУ . исnользуя
данные ДРВ. При этом в комбинации nриборов заго­
рается контрольная ламnа диагностики.
•
Датчик положения распредепмтепьноrо вапа
(фаJы) (ДРВ) 891 nредназначен для оnределения мо­
мента нахождения nоршня 1-ro цилиндра в верхней
мертвой точке при такте сжатия. Он выnолняет функ­
ции датчика начала отсчета и установлен в задней
части головки блока цилиндров с левой стороны .
Принциn работы ДРВ основан на эффекте Хома. При
прохождении мимо торца ДР8 металлической nласти­
ны (отметчика датчика), закреnленной на распреде­
лительном валу выпускных клаnанов, формируется
электроимпульсный сигнал, который nосле усиления
nодается в ЭБУ . ЭБУ обрабатывает этот сигнал и вы­
дает команщ на вnрыск топлива форсункой 1-ro ци­
линдра . Дальнейшая nодача импульсов на форсунки
осуществляется в соответствии с nорядком работы
цилиндров двигателя 1-3 -4 -2 .
Если ДРВ или его электрические цеnи неисправ­
ны, то ЭБУ nереходит на резервный режим работы.
171

При этом впрыск топлива осущестВ11Яется одновре­
менно во все цилиндры двигателя, что существенно
повышает расход бензина. О наличии неисправности
датчика сигнализирует контрольная лампа в комби­
нации приборов.
•
Датчик детонации (ДД) 892 пьезоЭ11ектрическо­
го типа устаноВ11ен на блоке цилиндров двигателя с
правой стороны. Чувствительным Э11ементом Ад яв­
ляется кварцевый пьезоЗ11емент, который при рабо­
те двигателя воспринимает возникающую вибрацию
через инерционную массу (шайбу) датчика. В резуль­
тате на его обкладках за счет пьезоэффекта появля­
ется Э11ектрический сигнал в виде переменного на­
ПрЯЖения. При детонационном сгорании тоnливовоз­
душной смеси в блоке ЦИ11Индров двигателя возника­
ют звуковые колебания, что вызывает уве11Ичение
амnлитуды напрЯЖения Э11ектрического сигнала дат­
чика. По этому сигналу ЭБУ корректирует угол опере·
жения зажигания до прекращения детонации . В С/\у­
чае выхода из строя датчика И11И наличия неисправ­
ности в его Э/\еКТрических цепях изменение угла one·
режения зажигания оптимизируется.
Б. Электронный 6лок управления
Электронный б11Ок уnраВ11ения (ЭБУ) D2З ЯВ11Яется
центральным звеном всей системы . Он получает ан&
логовую информацию от датчиков, обрабатывает ее
с помощью аналого-цифровых преобразователей
(АЦП) ... по заложенной в ЗУ программе реализует уп­
равление исполнительными устройствами.
Связь ЭБУ с Э11екrрической схемой системы осу­
щесТВ11Яется посредством 55-контактного штекерно­
го разъема (соединителя). Назначение выводных кон­
тактов в штекерном разъеме ЭБУ дано в табл. 19.2 .
ЭБУ имеет три типа памяти: постоянное запоми­
нающее усrройство (ПЗУ И11И ROM), оперативное за­
поминающее устройство (ОЗУ ИllИ RAM) и Э11ектриче·
ски перезаписываемое энергонезависимое запоми­
нающее устройство (ЭПЗУ Иllи EEPROM).
ПЗУ - энергонезависимая память, в которой •за­
шита" общая программа управления (алгоритмы) и
исходная (базовая) информация. Эта информация
предстаВ11Яет собой данные по продолжите11Ьности
впрыска тоП11Ива форсунками, времени наполнения
энергии в катушках зажигания и углу опережения за­
жигания при определенных режимах работы две.
Содержимое ПЗУ не может быть изменено поС/\е
программирования. Эта память не нуждается в элек­
тропитании для сохранения в ней информации, т.е.
не стирается при отключении аккумуляторной бата­
реи (АКБ) от бортсети автомобиля.
ОЗУ - энергозависимая память, которая исполь­
зуется для временного хранения измеренных пара­
метров, резу11Ьтатов расчетов и кодов неисправнос­
тей. Микропроцессор ЭБУ может по мере необходи­
мости вносить в ОЗУ данные ИllИ считывать их. При
172
прекращении подачи питания на ЭБУ содержащиеся
в ОЗУ расчетные данные (в том числе и диагностиче­
ские коды) стираются.
ЭПЗУ - память, в которую на заводе-изготовите­
ле И11И станции технического обС/\уживания записы­
вается информация паспортного характера, а также
информация о параметрах начальной настройки сис­
темы. Эта память не требует питания для хранения в
ней информации.
В. Выходная периферия
В выходную периферию системы МИКАС входят
ПЯТЬ ИСПОЛНИТе/\ЬНЫХ устройств.
1. Электробензонасос Мб роликового типа с при­
водом от Э/\еКТродвигателя постоянного тока пред­
назначен для подачи бензина к форсункам под дав­
лением. Бензонасос и его приводной Э/\еКТродвига­
Те/\Ь размещаются в одном герметичном корпусе.
Прокачиваемый насосом бензин обеспечивает ох­
лаждение Э11ектродвигателя и смазку трущихся по­
верхностей. В насосе имеются два клапана. Предо.
храните11Ьный клапан защищает ТОПllИВную систему
от чрезмерного повышения давления (свыше 4 бар),
а обратный клапан препятствует сливу тоnлива из
бензомагистрали в бак после остановки насоса, что
предотвращает образование паровых и возщшных
пробок . Электробензонасос подключен к бортовой
сети автомобиля через электромагнитное реле. Если
в течение З•.• 5 с после включения зажигания про­
кручивание коленчатого вала двигателя не начинает­
ся, ЭБУ отключает реле Э/\еКТробензонасоса. даль­
нейшее включение бензонасоса произойдет при пус­
ке двигателя стартером . Электрическая цепь элект­
робензонасоса защищена плавким предохранителем
No9 на 15 А (голубого цвета) в правом блоке. Произ­
водите11Ьность насоса составляет 1ЗО л/ ч, потребля­
емый ток 6,5 А.
2 . ТоП11Ивные форсунки У19·У22 представляют со­
бой Э/\еКТромагнитные устройства и служат для впры­
ска под давлением рассчитанного в ЭБУ ко11Ичества
топлива на впускные клапаны двигателя . Ко11Ичество
тоП11Ива, впрыскиваемого форсункой, зависит от А/'111-
Те/\ЬНОСТИ Э11ектрического импульса, подаваемого в
обмотку Зl\ектромагнитного клапана форсунки от
ЭБУ. В двигателе ЗМЗ-4062.10 форсунки реализуют
фазированный (согласованный) способ впрыскива­
ния тоnлива, когда подача тоnлива в зону впускных
клапанов каждого цилиндра осуществляется в опре­
деленной фаз~ рабочего цикла. Каждая форсунка
включается один раз за оборот коленчатого вала И11И
два раза за по11Ный рабочий цикл двигателя.
З. Катушки зажигания Т1, Т4 - двухвыводные, с
замкнутым магнитопроводом, •сухие", реа11Изуют
статический (низково11Ьтный) способ распределения
импульсов высокого напрЯЖения по свечам в цилин­
драх двигателя.

МИКАС - компмксная система упрамения автомобИАЬным двиrатеАем
Табllица 19.2
Номер
-
3
--
•l*JЫIU&ЭбY
2
КЗ l.4. !!ыщ\_.._........1-rок4-rо- Соеднненсl.ВТ)\IЖоiin
О!'щойGН. З.-...ЭбУ(О!ldlЫХ"""'"' Coo:atteн t "1.ш:аУ в""'°' Б
l'!ili. ~раnе~Соеднненсоwт-"86"реле 11рм..,..........--ЭбУR\А111!1
-бат- 1+12ВI на CJISмon:ypeлe. llpмcnqretaМ- IOlleltЧlltoro 111111а3бУОТIJ1<NoеТ рапе
РДВ/1 1-~ Соединен с -
"З" per//!l!!op8ДOl1Qllll<!-­
------~--~141
6
I ДМР8НСоеднненс.,,.,...,ом·6"r:-·1-'"""""""°-llОWХ'! --------· - --r --
1
ДМР8( .~...,..,.дl.l'В.Соеднненt....,..,.,.-:r1n-.1-......,,.,..... _
__
t д/1'В 1+~ Вщ~ной СКН1111 д/1'В Соеди1tем С IОНТ"""" "2" ("+"l дaNAL> 4'1:Jы
11
да!+~···-"'"''''"" ео.до...<сшns:т... "Тr+,_
12 --ТРl'.д;11""""""'+58)Соеднненс'""""'"°""1"да,....,,.,..,......~3'С/IОНQf
13
L-Lne(l--дlWllOCnDl.~cromirroм•10-._AIW!tOCnD
14 -т О!iщмйGN'. Эаземлеt1183бУlцеnеiiДl!'ИО8~ С-...с"wаосоМ" 8 ТО'1<8Б
16
Форс:)оа2.У_.,.~2-rо- Соеднненс'""""'"°""1"фе>рс:)>«м
17--'j~1. ~~ 1-rо-Соеднненс1ХJП1rt<JМ "1"фе>рс:)>«м
18
19
2\)
22
24
26
зо
31
34
35
36
+128(.,,....."+"8U)><VmпC>pttOOi~. Cclwtiteн"""3p13Ъet1,_,_1t1oprcentм-NoIO
11МJ._.,61аас"+'бат-
О!lщмй GNO. З.--ЭбУ IЦllфрооыхдаl'КОI~ ~·-- ITO'l<8 А
1:32.З.8-_.._........2-rокЗ-rо- Соеднненсu!)U.1Wi<Т4
J1д Выщl- ~ J>М10iiAIW!tOCnD Соед>оt0М "111>63 J183ъе>1 _.. ,. k l\oprcent CIOKТlll(IOМ
'l'wтe<epюro...,._.J<P.410N6otщtи~
С:ХЩ.-. Ш. ~ ЭбУI......., цeneii~ Соединен с .......... ITO 'l<8 Б
P/W2 1oтrpwiиe~ Соединен с'"""'"'"" Ф реrумторе дanoNtlll""°"' 80:\Ц)'Q
- ------
" 15{1" ....,, .,..,... __
О!1щмй GNA\cбщ/tii-Дl!'ИOI/. Соединен._... з11,_дгN....аде1ащtМчереэ rOJ!j!Soii(68) 1""8QAC
-
... 7_..,,,.._~-"111>63~{70)-•-"22-
,~-IОll!)'Q<НОМ~И"111>63-(691-сrооаrтом"2"-Т\!111е1>8ТV1'Ы
_
_. ..
ДМР8(-~Ка1а11--омДМРВ.ео.-с-Ф-~1м,..... вщцу<а
~·- ~~4-rо~Соеднненсrоктrтом•t•ФО!ql«И
- ---·-----. .--
Форс:)оа 3.~~3-rо- Соеднненс-·t•фе>рс:)>«м
mco1+1. ~atntan~CO.Coeдннeнc""""""'*"6'°_.......,.. __
45
Дf(»(Л.IЬср«Ji...-д«»а!. С--с--.... "1"-~---
461 Pm ~~раnеО1СТ-~-Соеднненоошт-"86"раnе
48
д11СВН·-·-,,.,..,......
· 1·r -"1
49
53
55
К - l .ne (1(- JllOИIAIW!tOCnD~ Соединен С""""""°" "11 " IOllQДQIAIW!tOCnD - -----
~15!__
Чероо-"""""'171
"""'"""'181
-..-1111
Бело-хептW 1121
~1_131_ _ -1
'i<ll>oМil141
--1щ
(}ранхевьi\ 1171
Сер.м(181
~(191
:Wl120I
~(221
'lopto___ . 12 -41
Жато-черо;li (251
~V)
Жmo-6&.Ui (311
()раю<~(З41
Ж.т -1351
бмо-"""'""""' 1461
:Ж..~1481
6впо rOJ!j!Soiil491
- 153)
1(расно-серый 1551
:.__o ..-qНOU11p1--3бY0 Bno:e ЦllOТ M____COOТl8ml)l)f Ю<-.....,иe~aeмelc:м.двneeptc 19.2\ .
~59,10 15 21 . 23 .25.28 ,29 ,32 ,33 33,39 . 40,41 ,42,43 , '7 50,51,52,54-ие_.,.(рр!роltые)
4 . Свечи зажигания FV1 • . .FV4 типа А14АВР име­
ют встроенный nомехоподавительный резистор со­
противлением 4 •••10 кОм.
5 . PeryllЯTOp ДОПОАНИТельноrо ВОЗдУХа (РДВ) У123
померживает неизменной заданную частоtу враще­
ния в режиме хо11ОСтого хода двигателя при его nyc-
173

ке, прогреве, движении "накатом" и изменении Н&
грузки, вызванной включением вспомогательного
оборудования. Реrулятор установлен на ресивере
вnуа<ного трубопровода и представляет собой золот­
никовый клапан, который реrулирует подачу воздУХа
во вnуа<ную систему минуя дроссельную заслонку.
Основным элементом реrулятора является двухобмо­
точный электродвигатель с неподвижным якорем и
вращающимся постоянным магнитом. ЭБУ подает на
обмотки неподвижного якоря электрические сигналы
частотой 100 Гц. Элекrрический ток, проходя по об­
моткам, возбуждает магнитное поле, которое взаи­
модействует с потоком постоянного магнита. 8 ре­
зультате постоянный магнит занимает определенное
угловое положение, а вместе с ним и заслонка, кото­
рая изменяет проходное сечение реrулятора . При
выходе из строя РД8 или его электрических цепей ча­
стота вращения холостого хода двигателя становит­
ся нестабильной и в комбинации приборов загорает­
ся контрольная лампа диагностики .
r. Функционвпънwе связи компонентов
(интерфейс)
На рис. 19.1 показана функциональная схема си­
стемы МИКАС, из которой видно, что в ЭБУ-Д23 по­
ступает следующая информация:
-
о положении поршня 1-го цилиндра в 8МТ
(датчик АРВ-891);
-
о положении и частоте вращения коленчатого
вала (датчик АКВ-874);
-
о массовом расходе возщха двигателем (дат­
чик ММ-875) ;
-
о температуре 0Х11аждающей жидкости (дат­
чик АТА-870);
-
о температуре возщха во впускной системе
(датчик АТВ-864);
-
об угле поворота дроссельной заслонки (дат­
чик АПА-876);
-
о наличии детонации в двигателе (датчик
ААТ-92);
-
о напряжении в бортовой сети автомобиля по
изменению Uc (ПР - FU -10).
На основе полученной от входных датчиков ин­
формации и в соответствии с заложенной в ЗУ про­
граммой ЭБУ управляет следующими подсистемами
и устройствами:
-
подсистемой топливоподачи (злектробензона­
сосом ЭБН-Мб через реле бензонасоса РБН-К9);
-
электромагнитными форсунками (У19-У22);
-
свечами зажигания FV1-FV4 (через ка1}'Шки за-
жигания Т1 и Т4);
-
подсистемой стабилизации оборотов на холо­
стом ходу (реrулятором дополнительного возщха
РДВ-У23);
-
подсистемой диагностики (выходная диагности­
ческая колодка ДК-Х51);
174
Рмс:. 19.1 . Фrнкцмо11аАьна11 с:хема с:мс:темы МИКАС:
дцn - аналого-цифровой преобразователь; МКП - микро­
процессор; ЗУ - запоминающее устройство; СЭР - схема
электронного резервирования; СА - схема диагностики;
ЗСЗ - электронные схемы системы зажигания; АКБ - ак·
кумr11Яторная батарея; rv - генераторная установка; БС -
бортсеть; nP - предохранитель; ВКЗ - выключатель ключа
зажигания; nн - 111\дТИновая нить; оста11Ьные обозначения
указаны в тексте и соответствуют табл. 19.1.
-
подсистемой электронного резервирования
(СЭР).
19.2. Принцип действия системы МИКАС
На рис. 19.2 представлена полная электрическая
схема системы МИКАС 5.4 , которая соответствует
приведенной на рис. 19.1 функциональной схеме и
работает следующим образом.
При включении зажигания срабатывает разгру­
зочное Х-реле системы управления двигателем (глав-

МИКАС - коммексная система уnраВАенмя автомобМАЬНым двиrателем
ное реле К46). В комбинации приборов Р2 загорает­
ся на время 0,6 с и затем гаснет контрольная лампа
диагностики Н91, что свидеТеАЬСтвует об исправнос­
ти и готовности системы к работе. ЭБУ D23 дает ко­
манду на включение З11ектробензонасоса Мб через
реле К9. Насос создает рабочее даВJ\ение бензина в
ТОП11ивном коллекторе для форсунок V19••• V22. Ес/1и
прокрутка коленчатого вала двигателя стартером не
начинается, то через 3 •••5 с З11ектробензонасос от-
1<ЛЮЧается. При прокручивании и запуске деигателя
стартером ЭБУ получает сигналы от датчика положе­
ния коленвала (ДКВ) В74, преобразует их в команд­
ные импу11ЬСы для подачи тоnлива через все форсун.
J<И и определяет последовательность работы каl}'Шек
зажигания Т1 и Т4 . На рабочих режимах двигателя
мя определения оптимального количества тоnлива,
подаваемого форсунками, и угла опережения зажи­
гания ЭБУ исnользует сигналы всех датчиков и базо­
вую кЗ11Ибровочную информаuию, хранящуюся в
ПЗУ. Включение ТОКОВЫХ uепей ИСПОЛНИТельнЫХ уст­
ройств (каl}'Шек зажигания, форсунок, контрольной
/lаМПЫ диагностики, РДВ. реле К9 и К46) реЗ11Изует­
ся путем подключения их к • массе" через выходные
(силовые) транзисторы в ЭБУ (см. рис. 19.1 и 19.2).
Система уnраВ11ения МИКАС 5.4 наделена функuи­
ей самонастройки. Так. в проuессе эксnлуатации ав­
томобиля ЭБУ системы способен компенсировать не·
большие отклонения рабочих параметров двигателя,
которые вызываются изменением атмосферных ус­
ювий, низким качеством тоnлива, выгоранием элек­
тродов свечей , а также износом запорных клапанов
форсунок, деталей газораспределительного механиз­
ма, цилиндро-поршневой группы .
19.З. Диаrностмрование неисправностей
в системе МИКАС 5.4
Как и все системы упраВ11ения автомобильным
двигателем, входящие в группу ·м · , отечественная
система МИКАС имеет функцию самодиагностики не·
исправностей, т.е. она способна идентифиuировать
ту или иную неисправность, ввести ее в ОЗУ ЭБУ, а
затем эта неисправность может быть вызвана из па­
мяти с помощыо диагностического тестера или при
помощи сигнальной лампы диагностики, расПО11Ожен­
ной в комбинации приборов автомобиля.
•
Д11Я проверки технИческого состояния системы
разработан специальный диагностический прибор
DST2, который подключается к диагностической ко­
лодке (ДК) автомобиля. Обмен информаuией между
ЭБУ и диагностическим прибором осуществляется по
каналу ·к-линия · . Порядок проведения диагностики
подробно описан в инструкuии по эксплуатации при­
бора DST2. Прибор DST2 ЯВllЯется дорогостоящим
диагностическим оборудованием и. как правило. им
оснащаются посты диагностики кРуnных станUИЙ тех­
нического обслуживания автомобилей.
Однако в большинстве случаев выявить и устра­
нить неисправности в системе управления двигате­
лем можно с помощыо простейuмх технических
средств диагностирования, к которым относятся:
стандартный стробоскоп СТБ-1 [13), цифровой му11Ь­
тиметр с внутренним сопротивлением не менее
10 кОм/В (например, MMU-1). пробник с контроль­
ной лампой, стрелочный тестер.
•
В процессе работы ЭБУ осущесТВ11ЯеТ постоян­
ную самодиагностику для большинства входных и вы­
ходных сигналов и функций уnраВ11ения . В случае
возникновения неисправности ЭБУ заносит в свою
память (в ЗУ) соответствующий код и включает кон­
троl\ЬНуЮ лампу Н91 диагностики. Если лампа диагно­
стики не гаснет после включения зажигания и горит
при работающем двигателе, то это свидетельствует о
необходимости установить причину неисправности в
возможно короткий срок.
Каждая неисправность системы управления име­
ет свой диагностический код, который представляет
собой деухзначное или трехзначное число (от 13 до
182). диагностические коды считываются из памяти
ЭБУ в режиме отображения кодов неисправностей.
Д11Я установки этого режима при включенном зажи­
гании и неработающем двигателе необходимо замк­
нуть контакты ·10· и
· 12 · диагностической колодки
Х51 (см . рис. 19.2). При этом по каналу "L-линия" осу­
щесТВ11Яется запрос разреШения на реализацию
функции самодиагностики. В данном режиме ЭБУ пу­
тем включения и выключения контрольной лампы
Н91 диагностики выдает код 12 (признак исправно­
го состояния диагностической uепи) и коды неис·
правностей (по старшинству номера) . Каждый код
выводится три раза подряд. Если кодов неисправно­
стей в памяти ЭБУ нет, то код 12 будет выдаваться
до выключения диагностического режима.
Последовательность вспышек диагностической
лампы для каждого кода следующая: количество вспы­
шек. соответствующих первой цифре кода, - пауза
(1,5 с); количество вспышек, соответствующих второй
цифре кода, - пауза (1.5 с); количество вспышек, со­
ответствующих третьей цифре кода, - длинная пауза
(4 с); далее повтор кода или вывод нового кода.
•
В качестве примера рассмотрим последоВ&
тельность миганий контрольной лампы диагностики
для кода 21- ·низкий уровень сигнала датчика тем­
пературы охлаждающей жидкости · . Сначала лампа
вспыхнет два раза на время 0,5 с с интервЗl\Ом в
0,5 с, что означает десятичный разряд 20. Через па­
узу в 1,5 с контрольная лампа вспыхнет еще один
раз , что соответствует единиuе в единичном разря­
де. Картина вспышек будет такой: JUUL.J • Далее
через длинную паузу в 4 с код неисправности 21 по­
вторится еще два раза.
175

rмва 2.9
30 •12В"'АК6
1511 •128 от ВkЗ
Ус:поам.... ~МА:
Б-~БГ-б8nо-rолубоМ;63-~БЖ-беnо-Jdлтwt\Ы:ч-l*'кнор1r11~
ЕР--LС--64-~Г-""""5о"{.,-t.ЖБ->d~
жз--.о--жс-,..~жч--=--з--...о;;Зб-­
к-~кз----.кс-~кч--к-6-............­
КчГ-~сорм~О-~ОБ-~03-~~:
ОК--Р-рооовый;РГ-~РЗ·--С-­
СГ-~СК-~Ф-фмоnеrооwil;Ч·-ЧБ--­
чж-..._....,,,....чк--
~,~~-GВр.-~~~~~~~~~~~~~~--==""""'=--__::"185Н
(58)1<-
D23
Рис. 19.2 . Развернутая э11ектрическа11 осема системь1 уnравпения двиrатепем ЗМЗ-4062.10:
864 - датчик темпера'!}'РЫ воздуха во впускном трубопроводе; 870 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 874 - датчик полоЖt­
ния коленчатого вала (частоты вращения и синхронизации); 875 - датчик массового раосода воздуха; 876- датчик положения дрос~
ной заслонки; 891-датчик положения распределительного вала (фазы); 892-датчик детонации; D23- электронный блокуправ~1111;
F42 - блок предохранителей правый; FU9 - предохранитель No9 (1SA); FU10- предохранитель No10 (10А); FV1 ••• FV4- свечи эажиl'i!llма;
•
ECllИ в режиме отображения неисправностей
код 12 отсутствует, необходимо nроверить диагнос­
тическую цепь системы уnраВ11ения двигателем, в ко­
торую входят ЭБУ D2З, контро11Ьная лампа Н91, диа­
гностическая колодка Х51 и провода, соединяющие
лампу и КО/\Одку диагностики с ЭБУ .
В этом случае, а также - когда контрольная лам­
па диагностики не загорается ИllИ горит постоянно,
необходимо проверить:
-
исправность провода 22 до разъема Х2;
-
на/\Ичие напряжения на контакте "2" диагности-
ческой ко/\Одки Х51 и на контакте "18 " ЭБУ до
включения зажигания и rюЯВ11ение напряжения
после включения зажигания на контакте ·1" ко­
лодки Х51 и контактах "27", •37", ЭБУ;
-
надежность соединения ЭБУ с ·массой" двигате-
1\Я (контакт "14" ЭБУ и провод 14).
•
В табл. 19.З приведены диагностические коды
и причины неисправностей в составных компонентах
системы МИКАС 5 .4 .
176
19.4. Проверка параметров и поиск
неисправностей с помощью
мупьтмметра и с1робоскоnа
Для комnлексной системы уnраВ11ения МИКАС 5 .4
перечень основных рабочих параметров сведен в
табл . 19.4 .
проверка ра6очнх параметров проводится в сле­
дующей ПОС/\едоваТеl\ЬНОСТИ:
а - порЯДок работы (1-3-4-2) двигателя проверЯется
визуально по последовате11Ьности подключения
высоковольтных проводов от свечей к катушкам
зажиrания;
б - частота вращения коленвала и начальный угол
опережения зажигания проверяются с помощью
стробоскопа СТБ-1 (13);
в - длительность впрыска топлива и содержание
токсичных веществ в отработавших газах про­
стейшими приборами не определяются;
г - Э11ектрические параметры компонентов системы
МИКАС 5.4 проверяются с помощью цифрового
му11Ьтиметра MMU-1.

МИКАС - комплексная система управления автомобильным двиrателем
Н91 - контроль!jая лампа диагностики; 1<9 - реле 311ектробенэонасоса; К4б - раэrруэочное реле системы управления двигателем (mas-
IIOe ре11е); Мб- 3/lектробенэонасос; Р2 - комбинация приборов; Тl, Т4
-
каrуwки зажигания; У19••• У22 - З11ектромаrнитные форс~ки;
У23 - реrу11ятор доп011нительноrо воздуха; Xl - разъем блока управления; Х2
-
разъем подК11ючения системы управления двигателем к
ООртсети аетомобИ11я; Х4 - разъем 3-х wтырьковый; XS - разъем 2-х wтырьковый; Хб
-
разъем датчика расхода воздуха; Х51 - ко11одка
Д11аrностики; ХРЧ - разъем комбинации приборов; А, Б - точки соединения с корпусом ("массой"); Э8, 311. 348 - экраны проводов.
поиск неисправностей
Все неисправности, считанные в виде кодов с по­
мощью диагностической 11ё1мпы, едедует записать на
бумаrу и приступить к их поиску в следУЮщей после­
довательности:
а) предварительно необходимо выключить зажига­
ние, отсоединить отрицательную клемму аккумуля­
торной батареи от ·массы" автомобиля, разъеди­
нить контактные колодки от ЭБУ и от проверяемых
компонентов системы:
б) обрыв П/\аТИновой нити чувствительного 31\емента
в ДММ (код 13) определяется визуально, для чего
необходимо предварительно снять датчик 875 с
двигателя;
в) обрыв и замыкание внутри датчиков и исполни­
тельных устройств определяется омметром мульти­
меrра:
-
в ДММ (при коде 31) измеряют сопротиВllение
между контактами • 1 • и "6" в его вилке или между
контактами ·5· и "6 " (при коде 32);
-
в АЛА измеряют сопротиВ11ение между контак­
тами·1•и ·3·веговилкеили -
·2·и •3•(коды 23,
24);
-
в ДРВ измеряют сопротиВ11ение между контак­
тами ·2· и
· 3· в его вилке (код 54);
r) в РАВ измеряют сопротиВ11ение при наличии:
-
межвиткового замыкания (коды 161, 164) или
внутреннего обрыва (коды 162, 165) между контак­
тами "2 " и •3· в его вилке для первой обмотки и ·1·
и ·2· - для второй обмотки;
-
короткого замыкания на •массу" (коды 163,
166) между контактом ·2· и ·массой";
А) у реле 31\ектробензонасоса (коды 167, 168) и
главного реле (коды 177.178) при подозрениях на
межвитковое замыкание или обрыв обмоток изме­
ряют сопротивление между штекерными вывоД&
ми "85" и "86". а в случае замыкания обмоток ре­
ле на "массу" - между выводом "85 " и выводом
"86" и корпусом;
е) в случае межвиткового замыкания в обмотках rю­
казания омметра бущт меньше нормативных зН&
чений, указанных в табл. 19.4. При обрывах обмо­
ток. а также в случае отсутствия короткого замык&
ния ·на массу" омметр покажет "бесконечность";
ж) обрыв или замыкание соединительного провода
на "массу" и замыкание между проводами также
177

ГА888 :1.9
Таб11ица 19.3
Код
13
14
18
21
22
23
24
0nllC8- Дll8nlOCТllЧ8CKorD
кода неиспрааНОСТ11
2
llellcnpaнocn
состааноrо
компонент•
3
13 1 --аtпtала-маосовоrо ТОбрывплатиноооiiюmt")'8С!8ИТ.,;;..,...,
--
,,,_ .,.
1Зыоаоо1-аtпtала- маосовоrо Оп:уtсrвио ._ ,..,...., . poэmи•Дll l'lll<\I
14
--
"1*---321
11 1 -~""""""'-
----
-1 ·-1)!>ы-
18
21
22
24
l'1ool.ll8ttwii -
ПОU8Х 1 борТС81М
1
~-ЗбУ~ мэ-311......_,асrеi11СЭ,Сl\Ц.Сi.11УС -
62
~ ~ fтЗбУ
Рвэряжвна или-АКБ, П11ОХОЙ
1
1окт111Т на._,. АКБ
Н8руwеtме _.,с1М 1Х1&Д111111НИЙ • ycra-
61
63
65
131
132
133
134
_ " __,.,ПЗУ ЗбУ
НО111Н1ОЙ - ПЗУ кз И11М обро.- 1 ПЗУ
~..... "'"""" wtформа1иt М3 З"1
н-:nревность-ЗбУ
1-
н-:nревность- ЗбУ (ЗбУtребует
.....-.iJ
Меlаlмтшоое-с61оmи
форсумц1-rо-
з..--оамоn:м форсумD11-ro
_""8ct::t'
1-
Обрwе111111
МОХО8
СО8Д11118Н118
11рО1ОДО8
4
38MWUHll8 npo-8
Н8 "мllCCJ" между собой
6
5
(45)бС • (69)3
(53)3.112)6)1( 15313. (6811"
44{БР). QOJК
(5313.112)6)1( (53)3• (68)1"
15313•112)6)1(
(811'
(37)03. (811'
1(11)0. 1591К
t-
Неиа_.,сn. форсумц 1 (Щ>ОТmе
ЗВ1АQНМ8 No .vaa;y. '
~форсумц 2 (...Dmooot
......attМ8I
МeDmooot ......... оамоn:м
форсумц 2-ro ЦИJ1.._
....J... -----~~-----
( 161РЭ м (591К илм
( 161РЗ и (601К
178
Н8 wмну
+128
7
144J6P
(451ЕС
1-
(44)6Р
(45)бС
153)3
И111(681Г

МИКАС - коммексная система уnрВВАенмя aunoмofiМAltllWM двиrателем
Таблица 19.З (продолжение)
°'111с8н118 Д118П1С1С111Ч8С
~
Код
С:ОС:Т.--0
- l l8llCllPUllOC'
~
2
3
) 1~ ~~2(olip,lol
Обрыв обuотки форсу!.-м 2-ro -
1
136 ~ форсу!.-м 2 (Щ>ОТIОI
:З.0..-обuоТIИ~2-rо
_,..-=<)",
r -нa"tltвa:('
137 ~~3~
t.4eJa!кnoooe ........... обuоТIИ
-.......)
~3-rolllllli/i)В
136 ~~3(Щ..1
ОбрывобuоТlи~3-rо-
L ~~3 (щ>on;--t-:З.О..-обuот"'форсу~.-мЗ-rо
l 1зз 1 ~"-1 • 1 :...._,.."tltвa:('
11
1
IЩ
~~·(W"""'1(8)8 МеJа!кnооое .......... обuоТIИ
..........
~...._
1.:1 ~форсу>IО!•(оер,.1 __J Oбpыaoбuoт"'~~llllllilPI
~~·{щ>on.OI
Э--обuоТlи~4-rо
-. . . ""ta:q')
_" "ta:q'
162 ~ 1-dioбuoТlиperymq>a
jp!OМIТ-O-(Щ>.oii
Обрыв 1-<>М обuотlИ . • -
~1-dioбuoTIИpe<yJlllfopa
~-(Щ>ОТIОI
........... ""ta:q')
~2-iioбuoT"4pe<yl!lnopa
184 IP10/МfJ-OlllXЩYXa (.,._ТIOIOI
..........,
Ме>а!кnооое........, 2-11 обuотlИ
J>«Y1111!opa
1
165
Обрыв 2-il oбuoТlи J>«Y1111!opa
1
~ЦIПlреле
Ме>а!кnооое .......................
3J!О1С1робеtоон (Щ>ОТIОI ..........,
обuоТIИ реле иа kq>nje
168
'
l 177 J ~ЦIПllllalillOropeлeji:opon:J Ме>а!кnооое----
...........,
обuот1Ирелеиа1q>nус
178 ~ЦIПllllalillOropei10(oбp.81 ОбрывобuоТIИреле
мохое
. (1б)РЗ
(б0)1((11М .........
допоr.нителыtо IОДО8
13• 132)
1-
(ЗS)ЖС
(61)1((111" .... .....
5
(1б)РЗ
(34ЮJ(___~
(62)1((11М­
дcnorнrr.,...., •qдО&
13, 132. 1~ и 137)
~)СГ. (58)1(. 184)1(
(26\)l(Ч, (58)1(.(84)1(
(З)Б'J. (77}Р
(4б)БКЧ. (78)3. 79(IQ
(341()1(
(41СГ
t(2б1Ж'f
/ (46)Б1Сч
118 WllllY
+128
11
135)ЖЗм(6111(.:]
35)ЖЗ. (6911(. """
-
(ЗS)ЖЗ • (6011(
(2б1Ж'f. (751Г. (87)Г
1U1<(58)1(
]-t
7
1 ~:::;_rrn>
_"""_З{_БЗ_l+l--~--1
(22)1'!" . (751 Г'""
(22}1'!"•(Щ
179

fАаВВ 1.9
Таблица 19.4
Нормативные значения рабочих параметров
1-3-4-2
850...!ЮО
1,0.. .1.S
2
Сщхmtвлеttоеда"""" ~
дрсх:о111оНОЙ 3ЗСllОl«М, кОм;
~- ·1·мт;
~-'ТмТ
от 0,7• • 1 ,4до2,6 /1)1!11ОЛНОМ
"""""""' <>СМ дрсх:о111оНОЙ 3ilC/IOНQI
~да""""""'"""'rуры- 43
• Д/ 1" "" '4 темnер аtурЫ О111Щ Да1О ЩеМ
JКJWOC1Мf1Jl!l•IS...20'CГ+" """ °1J18
-Тt11•<0Н!Зlt1)'"1"даNИ<а).о.Qм .J _
~l>бмоnм~ 1 15,5 .• 16 ,О
форсуtц(М
~.CWOl<Мper/JIWТ~ -- 10. . 14
ДOf1QlllfМТ8/II0"08CXIЦ)'IQ,<М
~обмоnмреле111.з1с1. tм-t7S• . 95
~c6юloocurywot- .+ . -:
---------t
._.....,Ow;
о,25..0,З
ВЩJМЧНСii, о.Qм
4• .5
1==-.---
. .... .,_ llClp OOНl tOrO
--резмст-о.Qм
0.70...0 .65
••.10
~--- lleбonee8
~-...... -о.Qм
--
~-,_.
кОм;
1-rом2-rоЦИ11Мt\Щ)О8;
3-юм4-roWtnИl\Цp08
lleбonee 1
lleбonee0,9
-----·-
определяются с помощью омметра. Например,
при определении замы1<ания провода (44)БР на
"массу" (код 17) измеряют сопротивление меж,ду
контактом ·1• а розетке соединителя ДТВ и "мас­
сой". При наличии короткого замыкания омметр
покажет нулевое значение, а при его отсутствии
"бесконечность". При замыкании мвждУ собой
проводов (44)БР и (70)К (код 17) омметр подсое­
диняют к контактам ·1· и
· 2· в розетке соедини­
теля ДТВ. Если показание омметра равно "беско­
нечности", то замыкание меж,ду проводами отсут­
ствует. В случае предполагаемого обрыва провода
(44)БР (код 18) измеряют сопротивление меж,ду
контактом "1 " в розетке соединителя ДТВ и кон­
тактом •44• в розетке соединителя ЭБУ. Если в
1.80
проводе имеется обрыв, омметр покажет "беско­
нечность". Для исправного провода имеет место
нулеаое показание омметра;
з) при определении замыкания проаодов на шину
+12 В цифровой мультиметр используется в режи­
ме вольтметра. При этом ЭБУ должен быть под­
ключен к жrуту проводов, отрицательная клемма
батареи соединена с "массой" автомобиля и вклю­
чено зажигание. В случае замыкания провода
(44)БР (код 18) или провода (45)БС (код 22) на ши­
ну +12 В измеряют напряжение на контактах ·1·
и ·2· а розеn<е соединителя соответственно ДТВ и
ДТД. Если измеренное напряжение больше 5 В.
имеет место замыкание соответствующего прово­
да на шину +12 В. При проверке замыкания про­
вода (68)Г на шину +12 В (код 24) вольтметр под­
ключают меж,ду контактом "2 " в розетке соедини­
теля ДПД и "массой". Если вольтметр фиксирует
наличие напряжения, то в электрической цепи
имеется данная неисправность.
проявление скрытых неисправностей
По некоторым кодам неисправностей необходимо
дать дополнительные пояснения, так как они могут
возниl<ВТЬ под воздействием неявных (скрытых) не­
исправностей:
а) причинами появления кода 53 •Неисправность
датчика nО11ожения ко11енчатоrо 88/Ja", помимо
причин, указанных ранее, может стать неисправ­
ная вторичная цепь системы зажигания, функцио­
нирование которой сопровождается повышенным
уроанем помех, вызыаающих сбой в работе данно­
го датчи1<а. К таким неисправностям относятся:
зазор в свечах зажигания свыше 0,85 мм, нали­
чие загрязнений во вторичной цепи, перегорание
помехоподавительного резистора в свече зажига­
ния или в ее наконечнике, обрыв высоковольтно­
го провода. При накоплении ферромагнитной пы­
ли на магнитном торце датчиt<а может иметь мес­
то незапуск холодного двигателя зимой, при этом
код 53 не индицируется;
6) появление кода 25 ·Низкий уровень напряжения
в бортовой сети" чаще всего связано с неисправ­
ностью или разряженностью аккумуляторной бата­
реи. Если батарея исправна и заряжена, тогда не­
обходимо проверить (см. рис. 19.2):
-
разъем Х2 на надежность подключения к бор­
тоаой сети аатомобиля. Для этого надо отсоединить
разъвм Х2 от автомобильного жгута, включить зажи­
гание и измерить напряжение на контакте "1.1 " ко­
лодки Х2 относительно "массы" (точки Б). которое
должно быть равно напряжению батареи;
-
провода (14)Ч и (27)06 на обрыв или плохое
соединение;
-
провода (65)К и (бб)Р на замыкание с "мас­
сой";

МИКАС - коммексная система уnравАеНия автомобИАЬНым двиrателем
в) код 26 •Высокий уровень нвпряжения в бортовой
сети", 1<а1< f1)а6ИЛО, есть следствие неисf1)а0НОСти
реrулятора наnряжения rенераторной устано81<И
автомобИ11я (напряжение на меммах аю<уМулятор­
ной батареи при повышенной частоте врашения
коленчатоrо еала двиrателя более 14,7 В);
r) при nояЕЗАеНии l<Ода 51 ·Неисправность 61\ока уп­
равления 1" или кода 52 ·неисправность блока уп­
равления 2" окончательное заключение о техниче­
ском состоянии ЭБУ может быть сделано только
по результатам уrлубленноrо диаrностироаания с
nомощыо специальноrо тестера (например, DST2).
Если такой еозможности нет, ЭБУ в неразоб­
ранном аиде лучше оmравить в специальную ре­
монтную мастерскую;
д) l<Од 61 •Несанкционированный перезапуск 61\ока
управления" возникает тоrда , коrда имеет место
nоеышенный уровень помех а бортоеой сети авто­
мобw.я из-за неисnраеностей в работе системы эа­
жиrания, стартера , некачестеенноrо соединения с
•массой" проводов и Эt<раНОВ системы управления,
а также в результате неправильноrо подключения
в бортовую электросеть дополнительноrо оборудо­
вания (например, протиеоуrонной сиrнализации);
е) код 62 ·потеря информации в ОЗУ 61\Ока управле­
ния" указывает на неисправность ИllИ разряжен­
ность аккумуляторной батареи или на плохой l<Оtt­
такт в соединениях наконечников проеодов на вы­
еодах батареи . Само ОЗУ выходит из строя край­
не редко;
ж) l<Од 63 •Неисправность ПЗУ блока управления"
указывает на необходимость замены ПЗУ. Но пе­
ред заменой надо проверить - нет ли у микросхе­
мы ПЗУ поrнуrых или не nолностыо сидящих в
rнездах контактных выеодов, что так же, 1<а1< и на­
личие воды ИllИ посторонних заrрязнений на мик­
росхеме или в ее панели на ЭБУ, может стать при­
чиной появления кода 63. Необходимо знать, что
для предотеращения повреждения электронных
элементов ЭБУ электростатическим разрядом при
замене микросхемы ПЗУ запрещается касаться
контактных штырей соединителей или элементов
контактной платы блока;
э) при возникновении кода 64 •Неисправность элек­
тронезависимой памяти блока управления (ow~
кн при чтении) " или кода 65 "Неисправность элек-
тронезависимой памяти блока упрввления {ош~
ка при записи)" требуется замена ЭБУ;
м) не1<Оторые неисnраености в режиме самодиаrнос­
nt<И с nомощыо ЭБУ не определяются, а следова­
тельно. не индицируются кодами. Прежде всеrо это
относится к отказу двиrателя по еине системы уп­
равления. коrда стартер nрокручиеает коленчатый
еал с достаточной частотой (Пд ~ 50...60 мин-:1.).
При этом аозможны следУЮщие неисправности:
-
переrорание предохранителя FU9 а праеом блоке;
-
обрыв в электрической цепи от штекера ·зо· ре-
ле К9 до электробензонасоса Мб;
-
выход из строя реле К9 электробензонасоса Мб
(при наличии напряжения на выводах электродви­
rателя бензонасоса реле К9 должно обеспечивать
работу насоса в течение 3 ... 5 с после В1<ЛЮчения
зажиrания);
-
отказ одной (или обеих) катушек зажиrания, или
забрызгиаание бензином сеечей зажигания хо­
лодного двиrателя;
к) после устранения всех обнаруженных неисправно­
стей еосстанаеливают соединения в электричес­
кой схеме системы управления, если по условию
проведения диаrностики проводились необходи­
мые 0Т1<Лючения , запускают двигатель и убежда­
ются в отсутстеии кодов неисправностей .
В за1<ЛЮчение следУеТ отметить, что нормальная
работа электронной системы управления МИКАС оп­
ределяется не только исправным состоянием ее эле­
ктрических компонентов, но также рабочим состоя­
нием механических , nневматичесt<ИХ и rидромехани­
ческих подсистем двигателя . Поэтому - если после
проведения описанных проверок и устранения всех
неисправностей в комплексной системе управления
МИКАС двиrатель не заnус:кается ИllИ работает неус·
тойчиео, то не надо торопиться с повторением ра­
бот, так как не исключено, что причина кроется в на­
рушении rерметичности цилиндра-поршневой rруn­
пы, в подсосе воздуха ео впускном трубопроводе, в
нарушении правильной установки фаз rазораспреде­
ления, в отсутствии топлива в бензобаке , в поареж.
дении или засорении прямой бензомагистрали, в на­
рушении нормальной работы rидронаrнетателя бен·
зонасоса или топливного канала системы впрыска. О
способах поиска последних из перечисленных неис­
правностей см. rлаау 16.
:18:1

=
Глава двадцатая
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СОВРЕМЕННОГО
ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ
В llOClteAННS rоды значнтеАЬНD возрос1111 тре6овання к очнсJJ(е ВЫХАОIJНЬ#Х отработавших газов
авт01tf06нмl от токснчНЬIХ компонентов. HaplfAY с атнм cтa.vt нормнроватьс11 АОJJУСКН н на
нспарвемость бензнна нз бензобака [7]. Это прнвем к нео6хоАИмостн установм на
современных Аеrковых автонобнмиt CIНЩIUIAl>НЬIX акоАОГнчес1U1х снстем, которые работают
совместно с снстеной впрыска то1JАНВЗ.
20.1. Горючая смесь "бензин-воздух 0
и ее свойства
Бензин - это жидкое углеводородное тоnливо,
основные химические компоненты которого - угле­
род С (84•.•86%) и водород Н (14..•16%). Эти элемен­
ты присутствуют в бензине в аиде разнообразных уг­
леводородных соединений с различным строением
молекул. По признаку молекулярного СJРОения угле­
водородные соединения, входящие в состав бензи­
на, разбиваются на несколько груnп:
-
парафиновые углеводороды (алханы) - C, ,H:zn+2 ;
-
нафтеновые углеводороды (цикланы) - CnH2n;
-
ароматические углеводороды (например, бен·
зол - С~)
-
CnH2f>--e, CnH2n-12;
-
олефиноеые углеводороды (алкены) - СnН2r1-
Элементарный состав молекул всех этих соедине­
ний отвечает общей формуле CnHm. где п - число
атомов углерода в молекуле углеводорода
(5 < п < 12), а m - четное число атомов водорода,
образующих устойчивую молекулярную струюуру дан­
ного углеводородного соединения (6 < m < 26). Та­
ким образом бенэин - это смесь большого количе­
ства углеводородов с различным размещением ато­
мов углерода С и водорода Н в молекуле CnHm.
Бензин, как моторное топливо, обладает хоро­
шей испаряемостью и высокой скоростью сгора­
ния. Распыленные частицы бензина во еэаешен­
ной смеси с атмосферным воздухом при опреде­
ленных условиях образуют горючую тоnливовоэ­
дУШНУIО смесь (ТВ-смесь), которая легко воспламе­
няется от электрической искры в цилиндрах порш­
невого даигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Наиболее благоприятным условием аоспламене­
ния хорошо перемешанной (гомогенной) ТВ-смеси
является весоаое соотношение в ней бензина и воз­
духа, равное 1/14,5 (для высокооктанных сортов
бензина). ТВ-смесь с таким соотношением компонен­
тов (рис. 20.1) называется стехиометрической и с
точки зрения эффективности и полноты сгорания
бензина является идеальной.
:182
Качество ТВ-смеси принято оцениаать коэффи­
циентом а (альфа) избытка ВОЗдУХа, который опре­
деляется, как а= Мф/М,, где МФ - фактически за­
траченное, а М, - теоретическое необходимое ко­
личестао массы воздуха для полного сгорания дан­
ной порции бензина.
Когда ТВ-смесь стехиометрическая, то МФ = М, и
коэффициент избытка ВОЗдУХа а = 1. В этом случае
ТВ-смесь является ·нормальной". Если МФ > М" то
ТВ-смесь обогащена воздухом, но называется "бед­
ной" ТВ-смесью, так как обеднена бензином (а > 1).
При МФ < М, ТВ-смесь называется "богатой", так как
а ней имеет место избыток бензина против теорети­
ческой нормы (а < 1).
/\юбой бенэиноеый даигатель может устойчиво
работать только а строго определенном интервале
изменения качестаа ТВ-смеси. д/1я две классических
конструкций максимально допустимому обогащению
соотаетстеует коэффициент избытка воздуха а =
0,75 , при максимальном обеднении - а= 1,35.
Если в цилиндры две подается ТВ-смесь по компо­
нентному составу за пределами указанного диапазо­
на для коэффициента а (0,75 < а < 1,35), то класси­
ческий двигатель •глохнет" из-за того, что ТВ-смесь
перестает воспламеняться.
1 оrюnлоеа
,.,.~
Рмс. 20.1. СооП1оwен11е масс бензмна 11 воздуха
в стехкометрмческоi ТВ-смеем (а =1)

ЭкоАОrмческие системы современноrо леrковоrо автомо6иАR
В указанном диаnаЗс:JНе коЭФФК!иент избытка
воздуха оказывает решающее в11ияние на эксnлуата­
uионные показатели работы две. На рис. 20.2 при­
ведены зависимости основных параметров поршне­
вого двигателя от изменения коэффициента избытка
воздуха а в бензиновой ТВ-смеси.
При да~устимом обогащении ТЕkмеQ1 (О,75 < а <
1,0) имеет место неизбежное повышение уде11ЬНОГ0 эф­
фективного расхода топлива (кривая •Ве"), а также уве­
llИЧивается выброс токсичных веществ -угарного газа
СО и несгоревwих углеводородов СН - с отработавши­
ми газами. При а = 0,9 мощность ·р· и крутяЩИЙ мо­
мент ·м· двигателя максим81\ЬНЫ.
При умеренном обеднении ТВ-смеси (1,0 < а <
1,15) мощность •р· двигателя заметно падает, но за­
то расход тоnлиаа уменьшается и при а = 1,05 ста­
новится МИНИМВ/\ЬНЬIМ. При этом состав токсичных
веществ в ВЫХ/\ОПных газах аидоизменяется: количе­
ство комлонентов СО и СН станоаится минимальным,
а)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
~11111111111
1
р
"
о.е
Pmox
1
1
1
1
.......
а./
11
o.u
1,0
1,1
1.2
а
CJ au -~"""'"nн-см
CJ а. -~ оост• ТВ-смесм
о 1ОН8 ПОСТОllНСfМ 11Р)"П1Щ8f'О МОММП8 N
б)
Рис. 20.2 . Зав11с11"ост~ основных параметров АВС (а) 11
KDAll'lecтвa компонентов СО, СН, NOx, 0 2 (6)
от ко8ФФ111111ента а
но заметно увеличивается выброс оксидов NOx азо­
та. При более глубоком обеднении ТВ-смеси
(а> 1.15) мощность •р• и крутящий момент ·м· рез·
ко падают, а расход топлива снова начинает возрас·
тать. Вместе с этим начинает возрастать выброс не­
сгоревших углеводородов СН, но конuентраuия окси­
дов NOx азота сокращается.
Газовая смесь, образовавшаяся в цилиндре две
после завершения реакции горения, ВКllЮЧает в се­
бя наряду с отходными прощктами химически пас­
сивный, но СИ/\ЬНО разогретый атмосферный азот N2 •
Смесь разогретого азота с газообразными прощкrа­
ми сгорания представляет собой рабочее тело, ин­
тенсивное теплоаое расширение которого соверша­
ет работу по полезному перемещению поршня в так·
те "рабочий ход". Энергия, отданная рабочим телом
поршню, наряду с многими факторами, зависит так·
же и от качественного состава сгоревшей ТВ-смеси.
Это отчетливо проявляется по зависимости крутяще­
го момента ·м· и мощности ·р· двигателя от коэф
ФИЦиента избытка воздуха а.
20.2 . Токсичные вещества. попадающие
в окружающую среду при работе
автомобипя
Продуктами полного сгорания стехиометрической
ТВ-смеси являются двуокись (диоксид) углерода СО2 и
пары воды Н20. Эти вещестаа не токсичны . Однако в
цилиндрах реального двигателя внутреннего сгорания
даже при абсолюnю незначительном обогащении или
обед1-1ении ТВ-смеси (0,98 s а s 1,02) полного сгора­
ния топлива не происходит. При неполном сгорании
бензина в цилиндрах две появляются остатки не всту.
пивших в реакцию горения углеводородов CnHm и не
полностью (частично) выгоревшие углеводороды (аль­
дегиды - C,,Hm • СНО; кетоны - CnHm • СО; карболо­
вая кислота - CnHm • СООН) . Помимо этого при непол­
ном сгорании имеют место процессы термического
разложения реагентов горения в реЗУllЬтате чего в от­
работавших газах появляются ацетилен (С2Н4), водо­
род (Н 2) и моноокись углерода (угарный газ СО) .
Однако детального анализа отработавших газов
по молекулярным структурам обычно не требуется.
Обший показате/\Ь количества не вступивших в хими­
ческую реакцию горения углеводородов оценивают
по компоненту сн• ( см. рис. 20.2, б).
Помимо основ~х продуктов сгорания углеводо­
родного топлива в цилиндрах две образуются побоч­
ные продукты, которые являются следствием нали­
чия в ТВ-смеси большого количества атмосферного
• СН - рад/11(&1 Yl"JleSOAOPOAНOl"O соеА)!НенНR, условно обознача­
ющнй совокуnнОСТh ра3N1чных углеводородов, оставшюrся в каме­
ре сгорания АВС 11ОСМ! завершения реакuнН rорен1я; в свобод­
ном ВНАе нз химнческоtl реакцнм не выделяется.
:183

r.A88820
азота, а в бензине - антидетонационных присадоt<
и различных минеральных вещеста.
Вс1)'Пая в высо1<отемпер81)'рную химичесl<}'Ю ре­
а1<цию с 1<ислородом, азот под высо1<им давлением
01<исляется до NO и N02 и образует оt<сидЫ азота NOx
(см . рис. 20.2, б). Наиболее распространенными ан­
тидетонационными присад1<ами являются соедине­
ния свинца, а из минеральных загрязнителей - ми­
неральные масла и сера.
Все вышеперечисленные химичес1<ие вещества и
соединения при работе две выбрасываются в оt<ру­
жающую среду из трубы автомобильного глушителя в
вw.е отработавших газов.
Отработавшие газы (ОГ) на 95•• •98% по объему
состоят из безвредных веществ (азота N2 , 1<ислоро·
да 0 2 , водяных паров Н 20, дио1<с11да углерода СО2),
а на 2 ••• 5% - из токсичных химичес1<их соедине­
ний. Из последних наиболее опасны для здоровья
человека и животных, а также для растений оксид
углерода (угарный газ СО), оксиды азота NOx, не
полностью сгоревшие углеводороды СН и таердые
частицы (зола и сажа) .
Наряду с перечисленными токсичными вещества­
ми, которые входят в состав выхлопных отработав­
ших газов, в окружающую срещ попадают и другие
токсиногены• - пары бензина, картерные газы,
протечки автомобильных масел и других технических
жидкостей.
Автомобильные токсиногены проявляют себя по­
разному. Оксw. углерода СО (угарный газ) - это газ
без цвета, без вкуса и запаха, никак не воздейетВу­
ющий на органы чувств человека. Но при объемной
концентрации СО в возщхе более 0,3% может насту­
пить быстрое угарное отравление (за 20" . 30 мин) с
летальным исходом.
Работа автомо6и11ьного АВигате11я в закрытом
помещении без специВllьной вытяжной вентиляции
(например, в боксовом гараже) крайне опасна А/\Я
человека, нахQАЯщеrося в этом помещении или в
автомо6и/\е.
На свободном возщхе угарный газ быстро до­
окисляется до безвредной двуокиси углерода СО2•
При этом в больших городах, где число автомобилей
значительно, образуется городской техничес1<ий
смог с пониженной концентрацией 1<ислорода и с по­
вышенной 1<онцентрацией двуо1<иси углерода. Летом
возникает парни1<овый эффеt<т.
О1<с11д азота NO - газ, по физическим свойст­
аам сходный с угарным газом (без цвета. без BJ<Y-
ca и запаха), но активным то1<сичным воздействи­
ем на человв1<а нв обладает . Однако при доокисле­
нии в атмосфере образуется то1<сичная двуо1<ись
азота N02 - слезоточивый газ буро-1<оричневого
• Ток син ог е- - 11АОВНТЫе ,._чвские соед- те101Ическоrо
пронсJЮН(Аения, вредные про...,UJМННЬЮ отходы.
184
цвета с резким запахом. То1<сичное действие диок­
сw.а азота проявляется в воспалительном воздей­
ствии на слизистую оболочt<у глаз, носа, гортани.
При длительном воздействии этот 1<омпонент ОГ
вызывает тошноту и рвоту . Иногда разаивается ал­
лергия на запахи выхлопных газов . При соприкос­
новении с водой двуокись N02 образует азотную
кислоту HN03 на поверхности почвы, что неблаго­
приятно воздействует на зеленые растения и на
экологию городских стоков .
Остатки углеводорода СН в отработавших вы­
хлопных газах обнаруживаются как в жw.ком , так и
в газообразном состоянии. При воздейстаии сол­
нечных лучей из разложившихся углеводородов и
паров бензина образуются активные 01<ислитель­
ные соединения . А не полностью сгоревшие жидкие
углеводороды , попадая в почву, образуют 1<анцеро­
генные вещества.
Твердые частицы в ОГ. зола и сажа, попадая в ды­
хательные пути человека, вызывают ущшье. В горо­
дах они загрязняют улицы, листву деревьев, окна и
стены домов. Ухудшают экологию городских рек.
Картерные газы попадают в атмосферу в основ­
ном в состаав отработавших газов и несут в себе
большое количество частиц перегоревшего моторно­
го масла, которые также яаляются токсичными ком­
понентами в выхлопе автомобиля.
Соотношения токсичных отходов (автомобильных
токсиногенов), попадающих в окружающую срещ
при эксплуатации легкового автомобиля, приаедены
в таблице 20.1 .
Таблица 20.1
ОqвбоТ11!WИ8 rВilЫ
1iенэмна1u1 11СП3р1!1О111
--------
J Кар""""""rвзы
----
-
8/N
с:СЭЗ
0,5
Из таблицы вw.но, что если на автомобилях преж­
них 1<онструкций (без средств э1<ологической защи­
ты - СЭЗ) отработаашие газы составляют чуть боль­
ше половины (60%) от общего 1<оличества автомо­
бильных отходоа. а 40% приходится на прочие то1<си­
ногены, то на современных автомобилях, оборудо­
ванных СЭЗ. на прочие отходы приходится всего 2%,
а главным загрязнителем окружающей среды явля­
ются выхлопные отработавшие газы. И хотя в отра­
ботавших газах современных двигателей процент­
ное содержание то1<сичных веществ значительно со-
1<ращено (с 5 до 1%), проблема нейтрализации ток­
сичных соединений в выхлопе автомобиля по-преж­
нему остается нерешенной.

ЭкоАоrическме системы современноrо Аеrковоrо автомобмм
20.З. Закономерности мопекупярных
превращения при выжигании
бензина в камере сrорания две
Камера сгорания автомобильного две с точки зре­
ния происходящих в ней молекулярных превращений
является своеобразным высокотемпературным хими­
ческим реактором. Так, при выжигании стехиоМетри·
ческой ТВ-смеси (а= 1) здесь происходит полное окис­
ление сразу нескоl\ЬКИХ углеводородных соединений:
-
CsНJ21C.Н2r1+2I + 802 = бН2О + 5СО2
(Оt<Исление nеНJана);
-
CeНJ21CnH2r1) + 902 = бН~ + бСО2
(Оt<Исление олефина);
-
C7H1iCnH2r1-2) + 1~ = бН~ + 7CO:z
(окисление нафтена);
-
С,;Н6(СnН;ь,..в) + 702 = 2Н~ + бС~ + Н2
(Оt<Исление бензола);
-
СеН1в(СnН2n+2) + ~ =8Н2Р + SC02 + Н2
(окисление октана)
(20.1)
В левой части системы химических уравнений
20.1- совокупность (смесь) различных углеводоро­
дов CnHm. соста81\яющих исходное моторное топли­
во - бензин, а в правой - продукты химической ре­
акции окисления (полного сгорания)- аода Н 20, уг­
лекислый газ СО 2 и незначительное количество аодо­
рода Н 2• Продукты полного сгорания не токсичны .
Именно это обстоятельство заставляет автомоби­
лестроителей создавать системы топливного пита­
ния, которЫе работают с коэффициентом а, близким
к единице . Стационарным двигателям такая система
топливного питания обеспечивает оптимальные эко­
логические параметры .
При выжигании обогащенной ТВ-смеси
(0,95 < а < 1) имеет место деф.щит кислорода и в ка­
мерах сгорания две происходят уже иные, химические
реакции. Покажем это на примере выжигания только
одного уrлеводородноrо соединения - пентана:
(20.2)
Как видно из формулы , в продуктах сгорания пен­
тана (компонент бензина) при дефиците кислорода
nояВ11Яются угарный газ СО и неустойчивый углеаодо­
родный радикал СН, быстро переходящий в устойчи­
вое химическое соединение С2Н 2 (ацетилен) . Анало­
гичные продукты образуются при выжигании и дру·
rих углеводородоа. Общим яВ11Яется то, что при недо­
статке кислорода сrорание бензина в uилиНдраХ две
сопровождается образованием в отработавших га­
зах токсичных компонентов (СО и СН).
Химическая реакция горения в случае выжигания
в цилиндрах две бедных смесей имеет ту сnеuифику.
что протекает быстро, сопроаоЖдаЯсь заметным по-
вышением температуры и давления. Как следствие,
сильно разогретые кислород 0 2 и азот N2 из атмо­
сферного воздуха вступают в химическое взаимо­
действие, и теперь реакция сrорания на примере то­
го же пентана приобретает следующий вид:
СsН12+~+9~=(4~+СО21+[18NO+4СН) (20.З)
В первой квадратной скобке - нетоксичные, во
второй - токсичные компоненты выхлопных отрабо­
тавших газоа.
Из формулы 20.З слещет, что при выжигании
обедненной ТВ-смеси заметно увеличивается выброс
оксида азота NO.
Излишки горячего кислорода тут же в камере сго­
рания доокисляют оксид азота NO до uелого ряда•
оксидов NOx . Именно повышение температуры и дав­
ления компонентов N2 и 0 2 является первопричиной
образования побочных продуктов горения - окси­
дов азота NOx.
При ещв болев глубоком обеднении ТВ-смеси
(а> 1.25) поршневой двигат81\Ь обычной (классичес­
кой) конструкции начинает терять свои качества (ли­
ния а = 1,25 на рис. 20.2): мощность и крутящий мо­
мент падают. а расход топлива и выброс несrорев­
ших углеводородов СН увеличиваются . Все это явля­
ется следствием того, что полное сгорание частиц
бензина в бедной ТВ-смеси становится невозмож­
ным и3'за их невоспламенения .
Формулы 20.1+20.З указывают на то, что при аьr
жигании бензина в цилиндрах две при различных зна.
чениях коэффициента а в ТВ<:меси число молекул кис­
лорода 0 2 , участвующих в окислении углеводородного
топлива, каждый раз разное. При этом число свобод·
ных молекул кислорода на выпуске (в выхлопных отра­
ботавших газах) всегда меньше, чем на впуске (в ТВ.
смеси), и тем больше, чем выше значение коэффици­
ента а избытка воздуха в ТВ<:меси ( см . рис. 20.2. б).
Это обстоятельство позволяет исnользоаать разность
концентрации кислорода на выпуске и аnуске для авто­
матической коррекции состава ТВ-смеси под ее стехио­
метрическое состояние, когда а = 1, что реализуется с
ПОМ()ЩЬЮ датчика концентрации кислорода.
Под концентрацией Пм кислорода понимается чис­
ло свободных его молекул (02 ) в единице объема.
Тогда nм = р.JкТ, где к - физическая постоянная
(константа Больцмана). Т = t 0 + 273 - абсолютная
температура (в градусах Кельаина). Рм - парциаль­
ное давление кислорода.
В общем случае парциальное да81\ение равно дг&
лению одного из компонентов газовой смеси. если а
объеме, занятом газоВой смесью. этот компонент ос­
тался бы один. Общее давление компонентов газо­
вой смеси равно сумме их парциальных давлений .
• В спра воч ной АИ те ра rу ре (см• • напрнмер (7]) 11DМпонент NO -
зывается окСl!АОМ взота (Ol<ClfA - в едwк:rвенном числе], а НDМ­
поненты NO,, .
-
Ol!CllA<IМH азота (ОЖ:11АЫ - МfЮжесrвенное ЧЖ:·
ю]. В Аанной главе сохраняется такая же термннОNJГ11я.
185

fA888 20
Например, атмосферное давление в окружающей
среде в основном складывается из парuиальных дав­
лений двух главных компонентов атмосферы - кис­
лорода 0 2 и азота N2 • Так как конuентрация кисюро­
да в атмосфере составляет около 21%, то его парUи­
альное давление на впуске в две приблизительно
равно 0,2 атм и еще меньше - на выпуске, где оно
варьирует под воздействием изменения коэффиuи­
ента а. Таким образом обнаруживается однозначная
связь между концентрацией Пм кислорода, его nарUи­
альным давлением Рм и коэффиuиентом а.
Из всего вышесхазанного о химических превра­
щениях в камере сгорания две можно сделать очень
важные выводы, которые обязательно учитываются
при создании конкретной системы впрыска топлива:
1.. Качестао ТВ-смеси, определенное по коэффи­
uиеюу избытка воздуха а, оказывает решающее
влияние на энергетические (мощность , крутящий мо­
мент). экономические (расход топлива) и экологичес­
кие (конuентраuия токсичных компонентов в ОГ) по­
казатели работы бензинового две. За пределами ра­
бочего диапазона для коэффиuиента а работа бен­
зинового двигателя невозможна .
2. Работа двигателя в стаuионарном режиме наи­
боr.ее эффективна при подаче в uилиндры стехиоме­
трической (нормальной) ТВ-смеси (при а = 1). При
этом достигаются наилучшие экологические показа­
тели - полное сгорание ТВ-смеси без образования
rоксиногенов. Для автоматической коррекuии соста­
ва ТВ-смеси под значение коэффиuиента а. равное
единиuе, используются датчики, чувствительные к
изменению конuентраuии кислорода .
З. Работа автомобильного двигателя под полной
нагрузкой, когда он должен развивать максималь­
ный крутящий момент, может быть реализована по­
дачей в uилиндры две обогащенной ТВ-смеси (до
а= 0,9). Но при этом повышается расход топлива и
увеличивается конuентраuия токсичных компонен­
тов в отработавших газах (см. рис. 20.2). Работа
бензиновых двигателей на чрезмерно богатых ТВ­
смесях (при а< 0,6) невозможна из-за перенасыще­
ния воздуха частиuами бензина, которые в этом слу­
чае не воспламеняются .
4. Значительную экономию топлива можно полу­
чить сжиганием в uилиндрах две бедной ТВ-смеси .
Но при а~ 1,5 обычный двигатель глохнет. Чтобы
этого не происходило, ТВ-смесь в современных дви­
гателях тщательно перемешивается турбулентным
вращением на впуске в uилиндры (или непосредст­
венно в uилиндрах), применяется также послойный
впрыск ( см. гл . 18 и 22). Все это позволяет исполь­
зоаать ТВ-смесь с коэффиuиентом а= 1,6.. • 1 ,8. Но
при работе двигателя на бедной ТВ-смеси он не в со­
стоянии развивать максимальную мощность, и поэто­
му режим обеднения используется только при непол­
ных, но зато наиболее распространенных нагрузках.
1.86
С учетом сказанного, соаременные системы
впрыска бензина запрограммированы на работу СJе­
дующим образом:
-
при пуске и прогреве холодного двигателя
обеспечивается обогащение ТВ-смеси (до а = 0,6 в
uилиндре):
-
при работе прогретого двигателя на холостом
ходу и на малых нагрузках ТВ-смесь поддерживается
в стехиометрическом соотношении (а = 1);
-
при неполных (средних) нагрузках двигатель
заnитывается обедненной ТВ-смесью (а > 1);
-
на форсированных режимах и при полной на­
грузке ТВ-смесь поступает в uилиндры двигателя в
обогащенном состоянии (до а = 0,9), образование
оксидов азота NOx при сгорании богатых смесей не­
значительно, так как имеет место охлаждение каме­
ры сгорания за счет испарения излишков бензина;
-
когда двигатель переходит в режим прину.No­
тельного холостого хода (торможение двигателем) или
развивает недопустимо высокую частоту вращения, си­
стема впрыска прекращает подачу ТВ-смеси в цилинд­
ры до соответствующего падения оборотов двигателя.
Указанный алгоритм работы для систем впрыска
с электронным управлением является наиболее рас­
пространенным , хотя возможны и другие аарианты .
Алгоритм совместно с программой функuионирова­
ния и банком данных о базовых (исходных) парамет­
рах "зашит " в постоянную память ЭБУ для системы
впрыска . Степень обеднения или обогащения ТВ-сме­
си достигается соответствующим изменением коли­
чества впрыснутого бензина в предварительно изме­
ренное или рассчитанное количество массы аоздуха.
20.4. Способы понижения концентрации
автомобиnьных токсиноrенав
Современные легковые автомобили оборудуются
системами экологической защиты окружающей сре­
ды а обязательном порядке.
Есть несколько сnособов понижения конuентраuии
вредных веществ (токсиногенов), попадающих в атмо­
сферу и окружающую среду при работе автомобиля.
1.. Применение чистого и "сухого" (обезвоженно­
го) бензина без антидетонационных присадок. Для
реализаuии такого способа в ряде стран начали при­
менять так называемые ·экоюгически безопасные
бензины" (7), а использование этилированных и низ­
ких сортов бензина было запрещено. Автомобиль,
работающий на экологически безопасном бензине,
оснащается электронной системой автоматического
управления двигателем (ЭСАУ-Д). Эта система обес­
nечиаает программную оnтимизаuию режимов рабо­
ты двигателя на холостом ходу (ХХ), при nycxe и про­
греве холодного две (ППД), на принудительном холо­
стом ходу (ПХХ), при частичных (ЧН) и полных (ПН) на-

ЭкОАОrМчесJСМе системы современноrо АеfКОВоrо автомобиАя
грузках. Для каждого из перечисленных режимов
ЭСАУ·А поддерживает наиболее выгодное значение
коэффициента избытка воздуха (а), момента (t.)
впрыска и угла (е) опережения зажигания. Этим до­
стигается компромисс между тремя противоречивы­
ми требованиями: топливной экономичностью, мак·
симальной отдачей мощности и минимальным выбро­
сом токсичных веществ с отработавшими газами .
2. Уменьшение токсичности отработавших газов
путем воздействия на внутренние процессы в двига­
теле. Способ может быть реализоаан в трех аариан­
тах исполнения:
а) управлением системай впрыска топлива по це­
пи обратной связи от кислородного датчика, при
этом понижается концентрация токсичных компонен­
товсоисн:
б) возаратом (рециркуляцией) части отработав­
ших газов обратно в цилиндры двигателя из выпуск­
ноrо коллектора, чем достигается понижение кон­
центрации NOx и некоторая экономия топлива;
в) совместным использованием даух экологичес­
ких систем (по вариантам •а• и "б") одновременно.
З. Нейтрализация токсичных компонентов отрабо­
тавших газов в выпускном тракте после их эвакуа­
ции из цилиндров. Этот способ может быть реализо­
ван в четырех исполнениях:
а) термической нейтрализацией, при которой от­
работавшив газы Дожигаются в высокотемператур­
ном глушителе при темпераtуре 600•• . 800°С и при
интенсивной подаче в него дополнительного возду­
ха. Такой глушитель называется термическим газо­
нейтрализатором (ТГН). В ТГН выгорают компоненты
СО и СН, и поэтому он относится к двухкомпонент­
ным газонейтрализаторам. ТТН требует применения
высоконадежной системы зажигания, так как в нем
при пропусках зажигания может скапливаться боль­
шое количество бензина, что нвизбежно приводит к
разрушению нейтрализатора и труб глушителя: .
б) окислительной нейтрализацией, при которой
имеет место дожигание отработавших газов при от­
носительно невысокой температуре (250... бОООС) в
присутствии катализатора из благородных металлов
(платина, палладий, родий). Устройство, реализую­
щве окислительную нейтрализацию называется
окислительным газонейтрализатором (ОГН). ОГН,
как и ТГН, относится к двухкомпонентным нейтрали­
заторам (по СО и СН) и так же, как и ТГН, устанав­
ливается в выпускном тракте сразу за выпускным
коллектором;
в) восстановительной нейтрализацией . В данном
случае в каталитическом нейтрализаторе протекают
химические реакции восстановлвния безвредных ве­
ществ (N2 , СО2) из токсичных компонентов (NOx. СО),
Газонейтрализатор, в котором протекают восстанови­
тельные химические реакции, называется каталитиче­
а\ИМ нейтрализатором с восстановительной средой ,
или аосстановительным rаз~ором (ВГН).
ВГН относится к однокомпонентным нейтрализато­
рам , так как в нем происходит в основном нейтрали­
зация оксидов азота NOx. восстаноаительной средой
для которых является угарный газ или водород;
г) комбинированной нейтрализацией сразу всех
трех токсичных компонентов (СО, СН, NOx). Нейтра­
лизация происходит в двух последовательно вклю­
ченных друг за другом каталитических газонейтрали­
заторах, первый из которых восстановительный
(ВГН), а второй - окислительный (ОГН). Комбинация
этих двух нейтрализаторов в одном общем корпусе
представляет собой даухсекционный комбинирован­
ный газонейтрализатор (КГН), в который в некоторых
случаях необходимо подавать дополнительный воз­
дух между двумя секциями. КГН может эффективно
работать толЫ10 при выжигании в цилиндрах двигате­
ля обогащенной ТВ-смеси (а= 0.9). Ясно, что при
этом в угоду требованиям Эt<олоrии имеет место до­
полнительный расход бензина.
Если комбинированный трехкомпонентный газо­
нейтрализатор (КГН) дооборудовать одним измери­
тельным кислородным датчиком на входе, а другим
(датчиком сравнения) на выходе и подключить эти
датчики к электронной схеме управления впрыском
(рис. 20.3), то экологическая система станет на­
столько эффективной, что выхлоп всех трех токсич­
ных компонентов значительно сократится (для СО до
7%, для СН до 15%, для NOx до 20%) по сравнению с
концентрацией на входе КГН. Двигатель внутреннего
сгорания при такой нейтрализации устойчиао рабо­
тает только на частичных нагрузках и только в так на­
зываемом "окне экологической безопасности"
(0,99 s а :S 1,01), т.е. практически на стехиометри­
ческой ТВ-смеси при а= 1 (рис . 20.4). В настоящее
время экологическая система с двумя кислородными
датчиками считается наиболее совершенной .
О_. о- Отв-- Овоr
PJlc. 20 .3 . З110АоП1Чес11аR С11стема автомо611АR с: двумя
дат111111ам11 концентра111111 к11сАорода IAKK)
11 комб11м11ровамным ruo11eiiТpaA113aтopoм (КfН):
ФВ - рабочая форсунка впрыска бензина; ЭБУ-В
-
элек­
тронный блок управления ВПРЫСКОМ; ВОГ - ВЫХАОПНЫе ОТ­
работавwие газы; S1 - управляющий сигнал для ФВ; U.t.1 и
U.12 - сигналы от датчиков концентрации кислорода .
187

fA88820
ао.119 1.01
сн
а
0,11
1.0
1.1
8)'5N~
СО-(0.5,..1 ,5)%; СН -(50..AOO)ppm;
СО.-(13. • . 14.5)%; 02- (0.2. . 2 .5)%;
6)е...О~
СО- (O.OS - .0 .25)%: СН - (5...50)ppm;
СО. -(14.5.- 15.5)%; 02-(1 .О•. 2 ,0)%;
10000ppma1%
Рмс. 20.4 . Ko"ue"rpauмя fOKCll'l"ЫX вещесrв 8 воr:
а - без эко11огической системы; б
-
с двумя датчиками
концентрации кис11орода и с КГН ; в - окно эко11огической
безопасности (0,99 ~ а ~ 1,01); г - диапазон регу11ирова­
ния (О.97 ~ а~ 1.03) с одним датчиком конuентраuии кис-
11орода .
Однако большинство соеременных автомоби/\Ь­
ных бензиноаых двигателей не мoryr работать без
обогащения ТВ-смеси в таких штатных режимах, как
пуск и прогреа холодного даигателя (а = 0.6), и в
форсированных режимах (разгон. движение на
подъем, ПОJ\Ная нагрузка, а = 0,9). С другой стороны
соеременный двигатель должен быть Эt1ономичным,
что достигается его работой на бедных смесях
(а= 1,35). Таким образом, современный бензино­
вый двигатель должен работать в исК11Ючительно ши­
рокоМ диапазоне изменения качества ТВ-смеси, что
вступает в противоречие с требованиями по эколо­
гии. Так появилась необходимость в разработке ши­
рокополосного кислородного датчика [7], способного
1.88
вырабатывать сигнал обратной связи для системы
впрыска топлива с программным управлением при
любом рабочем значении коэффициента избытка
возщха (0,7 s а s 1,5) и тем самым формировать
широкое экологическое оl<НО. Широкополосный кис­
лородный датчик совместно с трехмерной характери­
стикой впрыска, заложенной в ЭБУ, обеспечивает
наиболее эффективное и оmима/\Ьное соотношение
бензин/воЗдУХ при любых рабочих значениях коэф­
фиuиента а.
Но даже экологическая система с широкополое·
ным датчиком может оказаться совершенно непри­
годной для работы совместно с высокоэкономичным
двигателем слещющего поколения, который, как по­
лагают разработчики, должен будет эффективно
функционировать на ТВ-смесях с коэффициентом а>
1,7, При таком коэффициенте избытка воЗдУХа кис­
лородный датчик не нужен (он перестает функциони­
ровать) и основной проблемой при построении эколо­
гической системы будет разработка такого нейrрали­
затора, который способен восстанавливать окСИдЫ
азота в отсуктвие излишков угарного газа и водоро­
да (без восстановительной среды). Поисковые рабо­
ты в этом направлении еще не завершены.
20.5. Нейтраnиэация паров бензина
и картерных rаэов
Уже отмечалось, что наряду с токсичными веще­
ствами. которые входят в состав отработавших га­
зов, автомобиль загрязняет окружающую среду па­
рами бензина и картерными газами.
Пары бензина попадают в атмосферу при испаре­
нии из бензобака и из-за неплотных сочленений в си­
стеме топливоподачи. Картерные газы выбрасывают·
ся в окружающую среду вместе с выхлопными газами.
Д1'$1 предопзрацения прямого попадания в атмо­
сферу паров бензина и картерных газов бензобак и
бензомагистрали, а также масляный картер надежно
уплотнены и герметизированы. Д1'$1 связи бензобака с
атмосферой его горювина и герметичная пробка снаб­
жены перепуо<ными nневмоклапанами (см. рис. 15.4).
На рис. 20.5 показана схема экологической сис­
темы уrилизации паров бензина для двигателей, обо­
рудованных электронным управлением от ЭБУ. Испа­
рение бензина значительно увеличивается при тем­
пературе выше 25°С, а герметичный бензобак ока­
зывается под излишним внутренним давлением Pn.
Под напором внутреннего давления пары бензина
перепускаются no соединительному шланrу 17 в з&
мкнутый объем угольного фильтра 16, где адсорбиру­
ются на гигроскопичных гранулах активированного
угля 14. Активированный уголь обладает саойством
легко накапливать в своих порах бензин и так же лег­
ко отдавать его в поток 18 продувочного ВОЗД}'Ха.

Эколоrическме системы современноrо леrковоrо автомобиля
Рис. 20.5 . Подсистема утмАи3а11Ми паров бен3ина И3 бен-
зобака в системе ~мопо-Моtrопlс":
1 - uентральный впрыскивающий узел (UBY); 2 - uент­
ральная форсунка впрыска; З - регулятор давления: 4 -
обратный бензопровод; 5 - прямая бензомагистраль; б
-
запорный клапан; 7 - соединительный шланг; В
-
датчик
температуры две (ДТД); 9 - соединительный шланг; 10 -
даrчик конценrраuии 1<ислор0да (ДКК); 11 - ЭБУ (конrрол·
лер); 12 - входной воздушный штуuер; 13 - 11орпус уголь­
ного фильrра; 14 - гранулы акrивированного угля; 15 -
провод (элекrроконтакт) +12 В; 16 - угольный фильтр;
17 - соединительный шланг от бензобака; 18 - поток
воздуха; 19 - пары бензина под давлением Рд.
Поток nродуеочного воздуха (через угольный
фильтр) формируется nоршневым всасыванием nри
работе двигателя. Для этой цели воздушный шланг от
входного штуцера 12 на угольном фильтре nодведен
к сnециальному штуцеру на воздушном фильтре. Пе­
реnускать nары бензина во вnускной коллектор сра­
зу nосле заnуска двигателя нерационально , так как
nри nуске и nрогреве ТВ-смесь обогащается no сnе­
циальной nрограмме , заложенной в nамяти элек­
тронного блока уnравления (Э6У) вnрь~ском. Поэтому
в разрыв воздушного соединительного шланга 7
между угольным фильтром и двигателем устанавли­
вается заnорный nневмоклаnан (ЗПК) б с электриче­
ским управлением от Э6У 11. Этот клаnан открыва­
ется только nосле nрогрева и nри таком режиме ра­
боты двигателя, nри котором требуется обогащенная
ТВ-смесь (наnример, nри разгоне и nолной нагрузке) .
Если концентрация nаров бензина в nродуе0чном
nотоке воздуха через угольный фильтр составляет
1%, то обогащение ТВ-смеси во вnускном комекторе
увеличивается на 20%. Чтобы не nроисходило более
значительного обогащения, клаnан ЗПК работает в
тактовом режиме от имnульсного сигнала ЭБУ. Про­
грамма управления тактовым клаnаном ЗПК заложе­
на в Э6У впрыска и обычно адаnтирована nод темпе­
ратуру Тд деигателя (датчик 8) и концентрацию кисло­
рода в выхлоnных отработавших газах (датчик 10).
Нейтрализация картерных газов, концентрация ток­
сичных химических соединений в которых значительно
выше конценrра~ии в отработавших газах, на совре-
менных двигателях реализуется с nомошью nодсистемы
вентиляции картера. По сnециальному соединительному
шланrу картерные газы nодаются в ВОЗдУUJНЫй фильтр
и всасываются вместе с атмосферным возщхом в ци.
линдры две. После выгорания в цилиндрах деигателя
картерные газы вместе с отработавшими газами выnу­
скаются в атмосферу через глушительную систему,
nредеарительно nройдя нейтрализацию в КГН.
20.6 . Эко11оrическая система автомобиnя
с кис11ородным датчиком
(система ЭСК)
Система ЭСК nредназначена для работы с элек­
тронным карбюратором либо в составе любой систе­
мы вnрь~ска тоnлива, где она корректирует соствв
ТВ-смеси nри изменении nроцентного содержания
кислорода в выхлопных отработавших газах. При
этом в систему тоnливного nитания добавляются :
1) кислородный датчик• (КД), установленный в вы­
nускном канале две в потоке отработавших газов (ОГ);
Рмс. 20.6 . зек, 8КАЮЧ8НН811 8 соствв смстемы
"K-Jetroпlc":
1 - регулятор управляющего давления; 2 - электронный ав·
торегу11ятор (блок РЭС); З - тактовый з11ектробенэоклапан
(ТЭК); 4 - клапан обратноrо давления; 5 - обратная бензо­
магистраль (ОБМ) с редукuионным (стравливающим) клапа­
ном; б - дозатор-распределитель топлива; 7 - термовыклю­
чатель (ТВК); 8 - расходомер воздуха; 9 - датчик конuент­
раuии кислорода (ДКК); 10 - выпускной комектор; 11 - ох·
11аждающая жидкость две; ПБМ - прямая бензомагистраль.
• КисюроАНЫй даf'ШК в зарубежной текннческой IU<Тeparype на­
зывается l\Яto/A8-30lt40M н обозначается как Л·зонд.
189

rАаВа20
2) авторегулятор (блок РЭС). выnолненный в виде
злектронной схемы, nомещенной в корnус обычного
реле или интегрированной в ЭБУ системы вnрыска;
3) тактовый злектробензоклаnан (ТЭК), установ­
ленный между тоnливоnодающей и обратной бензо­
магистралями и работающей no имnульсным сиrнв­
лам от блока Rзе;
4) термовыключатель (ТВК), установtенный в систе­
ме жид~<остного охлаждения две (юлько для механиче­
ских систем вnрыа<а), или датчик темnераl)'РЫ две
(ДЛЯ систем вnрыска с эtектронным УJ1)авлением).
•
Функциональная схема экологической системы
зек, которая включена в состав системы вnрыска
"К-Jetronic", nоказана на рис. 20.6 . Такая система
работает следУЮщим образом.
Пока двигатель холодный, термовыключатель ТВК
7 разомкнут и система зек не функционирует. Сис­
тема вnрыска в это время работает без коррекции
состава ТВ-Смеси no содержанию кислорода в ОГ,
т.е. в обычном режиме обогащения Пkмеси для хо­
лодного двигателя .
После nрогрева две до оnределенной темnерату­
ры (55 ". 60°С) термовыключатель замыкается. и на­
nряжение от бортсети автомобиля (no "массе") nода­
ется на авторегулятор RЭС 2 . С этого момента авто­
регулятор RЭС начинает реагировать на сигналы кис­
лородного датчика 9 , который к этому времени сам
прогревается до рабочей темnературы +ЗОО"С , так
как установлен в выnускном коллекторе 10. Элек­
тронная схема авторегулятора (блок RЭС 2) nред­
ставляет собой генератор злектрических имnульсов с
nостоянной длительностью. но с уnравляемой часто­
той следования. Частота следования управляется
аналоговым сигналом от кислородного датчика ~ 9 .
В RЭС сигнал nредварительно обрабатывается и nре­
образуется с nомощью nороговой электрической схе­
мы в nоследовательность имnульсов для управления
тактовым электробензоклаnаном ТЭК 3.
Таким образом концентрация кислорода в ОГ оп­
ределяет nериодичность следования имnульсов. nо­
стуnающих на тактовый клаnан 3 от RЭС 2 . Когда на
тактовый клаnан nостуnает электрический имnульс ,
он открывается. При отсутствии имnульсов тактовый
клаnан закрьп .
При открытии тактового клаnана рабочее давле­
ние в главной тоnливной магистали дозатора-расnре­
делителя 6 nадает и тоnливовоЗдУШная смесь обога­
щается, так как мембрана дифференциального кла­
nана в дозаторе-расnределителе больше прогибает­
ся вниз и тоnлива к форсункам nостуnает больше. Ес­
ли тактовый клаnан закрывается, то мембрана диф­
ференциального клапана больше nроrибается вверх
и смесь обедняется.
Система зек регулирует коэффициент избытка
ВОЗдУХа о. таким образом, чтобы он все время был
близким к единице. Как следствие, концентрация
1.90
окиси углерода СО и углеводородов СН в ОГ nоддер­
живается на низком уровне. Однако ЭСК не nозволя­
ет nонизить концентрацию оксидов азота NOx. так
как они образуются nод большим давлением (особен­
но nод действием высокой темnературы) и мало вли­
яют на концентрацию кислорода в ОГ.
В тех случаях , когда nрименяется этилированный
бензин, система зек может быстро выйти из строя
за счет оседания тяжелых соединений свинца на на­
ружной платиновой nоверхности кислородного дат­
чика. Чувствительность активного катализатора из
благородного металла резко nадает. Датчик nри
этом nерестает функционировать. Чтобы этого не
nроисходило, кислородный датчик заменяется nроб­
кой-заrлушкой, а остальные комnоненты системы
ЭСК остаются на автомобиле . Система без кисло­
родного датчика nродолжает функционировать, но
уже не в режиме регулирования частоты срабатыва­
ния тактового клаnана, а в режиме nодачи на него
nоследовательности имnульсов с nостоянной скваж­
ностью 0 ,5. При этом 50% времени тактовый клаnан
открыт, а 50% закрьп. Частота следования имnуль­
сов достаточно высокая (50". 60 Гц) для того, чтобы
в главной тоnливной магистрали рабочее давление
не усnевало изменяться от имnульса к импульсу. При
этом рабочее давление с nомощью клаnанов 4 и 5
устанавливается на таком среднем уровне, nри кото­
ром состав рабочей смеси может регулироваться
обычным способом (штатными режимами работы
системы вnрыска) .
Если автомобиль nереведен обратно на эксплуата­
цию с неэтилированным бензином , то система ЭСК
может бьпь быстро nриведена в действие nутем ус­
тановки кислородного датчика вместо nробки-за­
глушки и его nодключением к блоку RЭС.
20.7. Эколоrическая система автомобиля
с рециркуляцией отrаботавwих
rазов (система ЭСР
Система зер (В зарубежной литературе - систе­
ма EGR) относится к таким системам. в которых име­
ет место воздействие на npouecc горения ТВ-смеси в
камере сгорания с целью nонижения токсичности от­
работавших газов (ОГ).
Система ЭСР работает no nринциnу nонижения
темnературы в цилиндре на режимах средних (самых
расnространенных) нагрузок две. При этом интен­
сивность образования оксидов азота NOx значитель­
но nонижается .
Понижение темnераrур.1 горения в цилиндре дости­
гается nутем введения в него части ОГ из выnускноrо
коллектора через вnускной комектор, т.е . путем рецир­
куляции nрощктов горения. Так как ТВ-смесь nри зrом
разбавляется nассивными выхлопными газами, то ра-

Эк0Аоrи11еские системы современноrо Аеrковоrо авrомобмl\я
tt
t
D отработwннwе...... CJ ~"8НВЛЫ CJ ~
Рмс. 20.7 . Зk0Аоr11Ческа11 смстема рецмрkуАRцмм отработавwм11 ra:soe, вм11юче11на11 в состав смстемы •к.Jetronlc":
1 - реrулятор уnр<1вляющеrо д<1вления; 2 - обр<1тный клапан; З - дозатор.р<1спреде1111тель; 4 - страв1111вающий (редукц~+
онный) кл<1п<1н; 5 - поршне-щелевой вентиль: б
-
рот<1метр р<1сходомер<1 воэдУХа: 7 - дроссельн<1я з<1слонка; 8 - nуско­
в<1я форсунк<1; 9 - клапан дополнительной под<1чи воэдУХ<1; 10 и 11 - в<1куумные к<1нмы 1< клапану рециркуляции or; 12 -
клапан рециркуляции (КР), 13 - канм мя подачи в систему ЭСР выхлопных отработавших rазов из выпускноrо комектора
(ВК); 14 - nредклаnанная зона вnускноrо комектора; 15 - термореле времени (ТРВ) мя пусковой форсунки 8; 16 - тер­
моnневмоклаnан IТПК) управления системой ЭСР; 17 - блок цилиндров; 18 - рабочая форсунка.
бочее соотношение "бенэижюэщх" в смеси остается
неи3Ме!-iНЫМ, НО Темперсnура Горек.!Я ПОl-*1ЖаеТСЯ.
Для реализации системы ЭСР в систему впрыска
бензина добавляются следующие устройства:
1) клапан КР рециркуляции отработавших газов с
управлением от разрежения в близкой преддрос­
сельной зоне вnус1<ного комектора (в системах груп­
пы •к•), либо с управлением от ЭБУ впрыска {в сис­
темах группы •L");
2) Термопневмоклаnан mK (В системах группы
" К"), или датчик темпера1}'Ры двигателя (в системах
группы "L") которые устанавливаются в поюке ох­
лаждающей жидкости две и разрешают работу кла­
nана рециркуляции после прогрева дВиrателя.
На рис. 20.7 представлена фун~альная схема
экоюгической системы с рециркуляцией, которой ос­
нашена система "K-Jetronic" . На рис . 20.8 показаны
основные 81.ементы этой системы. Система ЭСР ра­
ботает следующим образом.
При температуре охлаждающей жидкости две ни­
же 45°С термоnневмоклапан (поз. mк16 на рис.
20.7 и поз. ТПК на рис. 20.8, а) закрыт, и рециркуllЯ­
uия не имеет места, так как пневматический канал 3
к клапану рецир~<уляции (КР) перекрыт. При темпера-
1}'Ре выше бООС клапан ТПК открывается за счет
прогиба биметаллической диафрагмы 9 (рис. 20.8,
поз. г) в сторону охлаждающей жидкости 10, и с это­
го момента разрешается работа клапана рециркуля­
ции КР. Таким образом, как и в системе ЭСК, работа
системы ЭСР начинается после прогрева две.
Система рециркуляции ЭСР в системах впрыска
группы "К" работает тОJIЫ(о на режимах частичных
нагрузок . Как видно из рис. 20.8а, эю имеет место
потому, чю вакуумный канал 2 клапана рециркуля­
uии КР выведен не в задроссельную, а в ближнюю,
преддроссеJ\Ьную зону впускного комектора {чуть
выше края дроссеJ\Ьной заслонки 1). При таком поло­
жении вакуумного канала 2 дроссельная заслонка
может управлять степенью разрежения в клапане
рециркуляции КР только в начале своего открытия,
когда разрежение в канале 3 достаточно высокое.
Когда дроссеJ1ЬнаЯ заслонка закрыта (рис . 20.8 , а -
режим ХХ), канал 2 к клапану рециркуляции находит­
ся в зоне атмосферного давления и клапан КР тоже
заl<рЫТ. При всех остальных (после ХХ) режимах ра­
боты две (на частичных нагрузках) клапан КР открыт
(см . рис. 20.8, б). Но как только дроссельная заслон­
ка открывается более чем на 70 уrловых градусов,
разрежение в вакуумном канале 3 начинает падать
(переход в режим по11Ной нагрузки) и под действием
возвратной пружины 5 клапан рецир~<уляции КР сно­
ва закрывается ( см. рис. 20.8, в).
Следует отметить, что в некоторых вариантах си­
стем ЭСР термоnневмоклапан (поз . 16 на рис. 20.7)
отсутствует. И тогда вакуумный канал несколько из­
мененного по конструкции клапана рециркуляции КР
подключается непосредственно к впускному коллек­
тору. В системах впрыска с злекrронным управлени­
ем клапан реuир~<уляции управляется электрИчески
от ЭБУ впрыска.
:1.9:1.

rA88820
@
КР-
®
®~~
[;ij-....,.,._-..,..
о--llО\АКОСТl>•двс
о--""~...,,,_
Рмс. 20.8 . Пмеематмческиii 11Ааnам рецмркуляцмм (КР) с
термоnнеематмческмм КАаnаном (ТПК) уnрав11енмя:
а - состояние клапанов при ХХ (КР - закрыт); б - состоя­
ние клапанов при частичных наrрузках (КР - открыт); в -
состояние клапанов в режиме полной наrруэки (КР - за·
крыт); r - состояние тnк при непроrретом две (диафрагма
9 вверху - тnк закрыт); 1 - дроссельная заслонка; 2 и
З - вакуумные каналы мя КР и тnк; 4 - клапан тnк; 5 -
возвратная пружина и диафрагма вакуумной камеры КР;
6 - запорный шток клапана КР; 7 - патрубок мя потока ОГ
в предклапанную зону 1nкз1: 8 - патрубок для потока ОГ от
выпускноrо комектора (ВК); 9 - запорная биметамическая
диафрагма в тnк; 10 - охлаждающая жидкость из две.
ВЫшеоnисанный npauecc рецир~<уляции отрабо­
тавших газов с nомощью наружного nневматичеа<о­
го клапана рецир~<уляции называется внешней ре­
цирмуляцией. Но рецир~<уляuия отработавших газов
может иметь место и неnосредственно в камерах
сгорания двигателя, механизм газорасnределения
которого работает со значите11Ьным смещением фа­
зы nерекрытия клаnанов в сторону вnуска . Такая ре­
UИРl<УЛЯUИЯ называется внутренней. Предrюлагается,
что на двигателях следующего nоко11ения, коrда ста­
нет возможным электронное управление клаnанами
в газорасnреде11ИТе11Ьном механизме, необходи­
мость во внешней рециркуляuии оmадет.
20.8. Эколоrические системы автомобиля
с нейтрализацией отработавших
rаэов в выпускном тракте
(система ЭClt)
Нейтрализацию токсичных веществ в выnусю-юм
канале nосле их эвакуации из UИ/IИНАРОВ можно реа/\И­
зовать с п~ ра31\ИЧ'"*'IХ газонейтрализаторов .
2.92
На современных легковых автомобилях самы~
расnространенными в настоящее время являются
комбинированные каталитичесние газонейтрализ&
торы (КГН).
На рис. 20.9а nоказан комбинированный ТреХ­
комnонентный двухсекционный ката11итический га­
зонейтра11изатор (КГН), состоящий из двух nоследо­
вате11ЬН0 соединенных нейтрализаторов - восста­
новите11ЬНоrо (ВГН) и ОКИС/\ИТе/\ЬНОГО (ОГН). в обоих
случаях ката/\ИЗатором являются тонкие nлатино-ро­
диевые n11енки, нанесенные на внутреннюю nоверх·
ность сотовой керамики 2. Отработавшие газы nро­
nускают через соты . Сотовое тело комбинированно­
го газонейтра11Изатора разделено на две секции.
Конструкция сот и 11Инейные размеры секuий не­
СКОl\Ько ра311Ичны . Ряд КГН изготаВ11Ивается с nри­
менением керамических гранул вместо сотовых
секций. Но гранулы, как и соты, nокрываются ТОt+
кой пленкой катализатора из благородного метал­
ла. Первая секuия (no наnравлению движения отра­
ботавших газов) выnо11НЯет функuии однокомпо­
нентного высокотемnературноrо (600•. .800°С) ВОС·
становите11Ьного нейтра11изатора (ВГН) д11я оксидов
азота NОк . Здесь nротекает химическая реакция
2NO + 2СО =N2 + 2СО2, из которой видно, что ВОС·
становление азота N2 из моноокиси азота NO nро­
исходит nри на11Ичии некоторого избытка угарного
газа СО. который в данном случае является восста­
новительной средой . Таким образом, нейтра11Иза­
uия окиси азота NO nротекает бollee эффективно,
если двигатель работает на несКОl\Ько обогащенной
ТВ-смеси (о.= 0,95), а восстаноеите11Ьный нейтрали­
затор установлен до окислите11ЬНоrо. Для бollee эф­
фективной работы в некоторых констру~щиях КГН
(для мощных две с большим объемом uилиндров)
nредУсматривается nодача доnолнительного возду­
ха в секuию окислите11Ьного нейтра11Изатора через
сnеuиальный штуuер.
При сrора....,и бollee богатых ТВ-смесей (о. s; 0,9) в
выхлоnных газах образуется водород, который в
этом случае работает так же, как восстановите/\ЬНая
среда для моноокиси азота:
2NO + 5Н2 =2NH3 + 2Н20, где NH3 - аммиак.
Образовавшийся водный раствор аммиака способ­
ствует nромывке труб и глушителя выnускной системы
и выбрасывается в nарообразном состоя....,и вместе с
ОГ в атмосферу. Пары аммиака хотя и с/12i'ю токсич­
ны , но менее опасны, чем оксиды азота NОк.
Вторая секция - каталитический окислите11ЬНый
газонейтрализатор (ОГН). В ОГН nроисходит нейтра-
11Изация двух компонентов СО и СН.
Комбинаuия из ВГН и ОГН nредставляет собой со­
ставной трехкомnонентный нейтрализатор, который
конструктивно выnолнен в одном моноблоке и уста­
навливается в выnускном тракте вместо nереднего
глушителя (рис. 20.9 , б).

ЗкоАоrические системы современноrо Аеrковоrо автомобИАЯ
б)
Рмс: . 20.9 . Ком611н11рованныli двухс:екцмонныli трехкомnо-
нентны" катаА11т11чеек11ii rа3онемтраА11:sатор (КfН) :
а - конструкция; б
-
подсистема выпуска отработавших
газов (ОГ) без КГН (1) и с КГН (11) ; 1- датчик конuентраuии
КИС/\орода (ДКК) ; 2 - сотовая керамика КГН ; З
-
утоnи­
тель ; 4 - корпус с термоизоляцией ; 5 - приемная труба;
6, 7 , 8 - передний . средний и выпускной r11ушитеАи (соот­
ветственно); 9 - КГН .
Экоюгичеа<ая система автомобиля с нейтрализа­
тором КГН работает только совместно с кИС11ород­
ным датчиком (иllИ с двумя киС11ородными датчика­
ми). так как Г/\8ВНЫМ условием норм81\ЬНого функци-
1Н1рования нейтрализатора КГН яВ/\ЯеТСЯ Требова­
ние строгого поддержания коэффициента избытка
воздуха о. в заданных пределах. Это возможно обес­
печить при реrу11Ировании состава смеси в системах
вnрыа<а ТОП/\ИВа с обратной связью по содержанию
КИСllОрода в ОГ (см. рис. 20.3).
На выходе экоюrической системы ЭСН с нейтра­
АИЗаТОром КГН и l<ИС/\Ородным датчиком ~<артина
монuентрации токсичных веществ резко от11Ичается
от конuентрации этих веществ на входе. Выше. на
рис. 20.4 . приведены графики зависимости СН . СО ,
7 Автотроника
NOx от коэффициента избытка возщха о. для совре­
менной системы ЭСН. Из графиков видно, что кон­
uентрация всех токсичных веществ после их обра­
ботки в ЭСН с киС11ородным датчиком практически
равна ну/\Ю. Но зона ЭКО/\ОГИЧески ЧИСТОЙ работы
две очень уз~<ая - 0,99 s о. s 1 ,01. При работе деи­
гателя в режимах частичных нагрузок ширина *окна
экО11огической безопасности· до11ЖНа строго выдер­
живаться. Это достигается в З/\ектронной системе
впрыска тоП11Ива высокой стабиllЬНОСТЬЮ работы
всех составных ее частей.
Важно отметить, что при работе хоюдного двига­
теля на обогащенных тв-смесях (пуа<. прогрев) кис­
юродный датчик в системе ЭСН ОТКllючается элек­
тронным бюком управ11ения . Но даже в таком С11учае
нормы выброса токсичных веществ не нарушаются,
так как продО11Жает функционировать КГН перед ко­
торым доnО11Ните11ьно устан8В/\ивается адсорбер.
Адсорбер - это накопите/\Ь токсиногенов, содер­
жащий по/\ИООбменную СМО/\У - Uео/\ИТ. Пока двига­
Те/\Ь не прогрет , цеО11Итовая СМО/18 адсорбирует (на­
каП11Ивает) токсичные вещества, которые ПОС/\е ра­
зоrрева комбинированного газонейтра11Изаюра КГН
(до Т = 500" .бОО°С) перетекают в переую его сту­
пень (в ВГН).
В ГIОС/\еднее время стали применять и однокомпо­
НеНJl-l>IЙ накопитель для оксидов азота NОк. который
ВЫПО/\НеН из пористого 81\ЮМИНИЯ, покрытого тонкой
n11енкой ката11Изатора (например, родия). Родиево­
алюминиевый накоnите/\Ь (РАН) монтируется перед
КГН, но в от11Ичие от адсорбера с uеО11ИТом может на­
к8П/\Ивать то11ЬК0 NOx. Сброс накОП/\енных в РАН ока+
дов азота происходит при повышенных нагрузках дви­
гателя, когда температура ОГ заметно возрастает.
РАН предназначен мя исnо11Ьзования совместно
с системой впрыска бензина из группы *О" (непо­
средственный впрыск в камеру сгорания}, которая
обеспечивает работу автомобИ11ьного двигателя в ре­
жимах частичных нагрузок на очень бедных ТВ<ме­
сях ( см . главу 18).
В З8К/\Ючение С/\едУеТ подчеркнуть , что из всех
проб11ем современного автомобИ11Ьноrо двигателе­
строения нейтрализация выХ11Опных отработавших
газов самая 31\ободневная.
:1.93

=== Глава двадцать первая=================
ДАТЧИКИ ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ
АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
АВТОМОБИЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
11ю6а11 э11ентронна11 снстема автонатнчесноrо упраВ11енн11 (ЭСАУJ Bl(JIIOWJeт в cвoii состав
множество раз11Нчных прео6разовате11ей неэ11еюрнчесннх воЗАеiiствнй в э11ектрнчеснне снr·
НВ11Ы. Танне устройства прннято называть датчннамн, тан нан онн ЗВАВЮТ нeo6xOAlfltlYIO
ВХОАН)'Ю ннформацню А1111 работы ЭСАУ. nрн этом одна rpynna датчннов реаrнрует на внеш­
нне управ1111ющне снrнВllЫ н с11учайные возмущення, а APYraR воспрнннмает снrшмы от са­
мой снстемы управ11ення н возвращает нх о6ра7Но в снстему. первая rруппа непосреАствен­
но управ1111ет работой снстемы н адаптнрует ее н с11уuйным внешннм воЗАеiiствням (возму­
щенням}. Вторая - образует о6ра7Ные связн, чем способствует у11учшенню параметров "
харантернстнн снстемы, повышает эффентнвносn. ее работы. В данной rllВВe опнсываютс•
датчннн, ноторые нан6011ее часто нспО11ьзуются в э11ентронных снстемах автоматнчесноrо
управ11ення автомо6н11ьным Авнrате11ем.
21.1. Предварительные замечания
Самые обобщенные (струкrурные) схемы да1""1кое
J1)ИВедены на рис. 21.1, а, 21.1 , б, 21.1, в. Датчик
(Д), как nреобразователь неэлектричес~<оrо воздейеТ­
вия (НВ) в электрический сигнал (ЭС), всегда состоит,
как минимум, иэ двух частей (рис. 21.1 , а) - иэ чув­
ствительного элемента (ЧЭ), который об11ЗДает сnо­
собностью восnринимать входное неэлектрическое
воэдействие, и иэ nреобраэователя (П) неэлектричес·
коrо сигнала (НС) от чувствительного элемента в эле­
ктрический сигнал (ЭС).
Датчики бывают активными устройствами, в кото­
рых электрический сигнал воэникает за счет внутрен­
него энергетического nреобраэоеания без исnользо­
вания внешней электрической энергии {рис. 21.1 , б).
И nассивными, в которых электрический сигнал -
есть следствие МОдУляции внешней (ВЭ) электричес·
кой энергии (рис. 21.1 . в). Наnример, обычное nере­
менное соnротивление с nолзунковым контактом (по­
тенциометр) может выn0днять функции nассивноrо
датчика угла nоворота.
21.2 . Датчики yrnв поворота
Модель nотенциометрического датчика угла nово­
рота nокаэана на рис. 21.1г. В таком nассивном дат­
чике чувствительным элементом (ЧЭ) является ось
вращения, на которую установлен nолзунковый кон­
такт, а реэистивная дорожка П - это nреобразова­
тель углового nоl\Ожения оси (коюрое является не.
электрическим сигналом (НС) на выходе ч)'ВСТВИТель­
ноrо элемента) в выходную резистивную величину
:1.94
(рис . 21.1 , д). Электрический сигнал (ЭС) на выходе
nотенциометрическоrо датчика nоявится только no-
Cl'J3 тоrо, как на резистивную дорожку будет nодана
внешняя электрическая энергия (ВЭ) в виде nостоян­
ного наnряжения . Тоrда электрический nотенциал на
nО113унковом контакте относительно одноrо из вьsо­
дов резистивной дорожки и будет выходным электри­
ческим сигналом (ЭС) датчика.
На рис. 21.1е nоказана линейная характерис1М­
ка nреобразования nотенциометрического датчика.
Характеристику можно 11еrко изменить и сделать не-
1\ИНейной, ступенчатой, с раэной крутизной нв уча­
стках, чем широко nо11ьзуются при изготовлении
датчиков с требуемой характеристикой nреобразо­
вания. Достигается это как изменением ширины ре­
зистивной дорожки на участках, так и расnределе­
нием ТОl\WИНЫ резистивного С/\Оя на ней . Иноrда
•)
-----------~
1
1
~~
:
д:
-----------·
~)!IЭ;ВЭ•соnоt
д)
г---------·
l n /tочэ:
вэ Q-{~-6з
нс-+- ОС:
•
*о
----------·
е)
Рмс. 21.1 . МодеАМ даТ'iмков ЗСАУ
(обозначения в тексте)
нс

прИменяются многодорожечные двухползунковые
потенциометры.
С11едует заметить, что погрешность преобразо­
вания пассивного потенциометрического датчика
зависит как от точности изготоВJ1ения чувствитель­
ного э11емента ЧЭ и преобразователя П, так и от
стабильности постоянного напряжения внешней
энергии ВЭ. Поэтому там, где требуется высокая
точность, применяются специальные конструкrив­
'*'!е меры (см. главу 14), а rюстоянное напряжение
ВЭ стабилизируется.
К потенuюметрИческим датчикам ЭСАУ·д• отно­
сятся: датчик углового положения дроссеJ\ЬНОЙ за­
слонки - ДПД (рис. 14.4); датчик углового положе­
ния ротаметра расходомера воздуха - ДРВ
2
34
Рмс: . 21.2.
9
- -·1
1
1
1
1
1
1
1
111
1
1
1
1
1
1
1
___ __J
Расходомер во:sдуха с демпфе~жоii камероii
11 даТ'lмком температуры:
1-винт реrу11ировки СО; 2 - обводной кана/\; 3 - штекер..
ный разъем расходомера: 4 - воздушная заt11онка расходо­
мера (ротаметр); 5 - потен1111ометрический датчик по11оже­
ния ротаметра (датчик расхода воздуха); 6 - демпферная
камера; 7 - мастина демпфера: 8 - датчик температуры
воздуха на впуске; 9 - контактная пара для вымючения Э11е­
ктробензонасоса при отсутствии вращения ко11енва/\а АБС,
но вмюченном зажиrании .
• ЭСАУ-А- Э11еКТfJОННВ11 снсrема авrомаrичес1<DГ0 упр- -
r~АВНГаrелвм.
(рис. 21.2}; датчик положения педали акселератора
(ДПА) [7]; датчики положения различных поворотных
устройств (например. поворотного барабана в узле
дроссельной заслонки системы "Motroпic" -
см. рис. 18.6).
Классические датчики уровня топлива в бензоба­
ке и давления масла в две - также потенциометри­
ческие. Все потенuиометрические датчики имеют на
выходе аналоговый электрический сигнал и при рабо­
те в составе цифровой ЭСАV требуют применения
аналого-uифровых преобразователей . Стандартная
(образцовая) форма сигнала для потенциометричес­
ких датчиков угла поворота (на примере ДПД) пока­
зана на рис. 21.9, в.
21.3 . Контактные детчики ЭСАУ·д
На современном автомоби11е , помимо потенцио­
метрических, имеется достаточно большое количест­
во контактных датчиков, состоящих из электричес­
кой контактной пары (преобразователь датчика) и
механического толкателя (чувствительный З11емеНТ) .
Такие датчики являются пассивными. работают по
принципу разрыва или замыкания э11ектрической це­
пи и поэтому на выходе имеют дискретный сигнал
•да-нет·. который легко преобразуется в цифровой .
В совремеНМ>!Х ЭСАV-Д контактные датчики прИ­
меняются в основном как датчики краевых положе­
ний дроссельной заслонки в составе датчика ее по­
ложения, или как отдельные устройства. В некоторых
случаях контактный датчик используется как микро­
выключатель электробензонасоса при неработаю­
щем двигате11е, но вмюченном зажигании. Такой
датчик устанаВJ1Ивается в расходомере ВОЗдУХа (см.
рис. 21.2, поз. 9).
21.4. Даnикм Хома
В совремежых системах автоматического управ­
ления двигателем для определения частоты вращения
и поюжения коленчатого и распределитВJ\ЬНЫХ валов
испОNoЗуется датчик на эффекте Холла (рис. 21.3).
Суть эффекта Хома состоит в том. что если прямо­
угольный токопроводный брусок К, по которому проте­
кает постоянный электрический ток 18 , поместить в по­
перечное постоянное магнитное поле В, то в третьем
декартовом направлении на боковых гранях бруска бу­
дет наводиться электродвижущая сила Ех, которая по
имl!l-iи ее открывателя названа ЭДС-Холла. Направле­
ние этой ЭДС, как и в классическом индУКЦИОННОМ тре­
зубце (ШЗl.F), определяется по правилу левой руки . На
рис. 21 .за показана модель элемента Хома. Если маг­
нитные силовые линии ПОАЯ В в зазоре Р перекрыть
магнитонепронvuаемой ШТОJЖой, ЭДС-Хома исчезнет.
:1.95

б)
Рмс. 21.3. Датчмк Хама дм~ смстемы :sажмганмн:
а - моде11Ь 31\емента Хома ; 6 - электросхема датчика Хол­
ла ; в - конструктивный макет ; 1 - Э11емент Хома; 2 и З -
северный и южный nолюсы nостоянноrо магнита NS : 4 -
вращающийся магнитный аттенюатор; 5 - маrнитоnроэрач­
ное окно ; Х, У , Z - контакты микросхемы элемента Хома .
Если шторку, которую часто называют магнитным ат­
тенюатором, убрать, то эдсхома nоявится вновь. Та­
~<им образом элемент Хома совместно с магнитным
аттенюатором образуют датчик, в котором чувстви­
ТеJ\ЬНЫМ элементом является аттенюатор, а nреобра­
зованием - элемент Хома. Ясно, что А/1Я работы дат­
чика Хома требуется внешний источник постоянного
тока, то есть этот датчик (как и вышеоnисанные) явля­
ется nассивным. Для устойчивой работы и стабилиза­
uии выходного сигнала датчи~<а элемент Хома собира­
ется на nолуnроводниковой микроnлате вместе с ЭJ~е­
ктронной схемой (рис. 21.3, б). В микроэлектронную
схему входят: усилитель-<>граничитель W. формирова­
тель на триггере Шмидта Т, эммитерный nовторитель
VТ и стабилизатор St наnряжения nитания.
В реа11ЬНом датчике Хома микроnлата 1 и nосто­
янный магнит 2, З устанОВJ1ены неподвижно и разде-
1.96
лены вращающимся аттенюатором 4, который вы­
nО11Нен в виде поюrо uилиндра с магнитопрозрачны­
ми Оl<НаМи 5 (рис. 21.З. в). Выходной сигнал такого
датчика nредстаВ11Яет собой последовательность
прямоугольных имnульсов со стабильной ампли'J}'дой
и формой (см . далее рис. 21.9, поз. з), которые не
зависят от скорости nереключения датчика. Число
импульсов в единицу времени и их длитеJ\ЬНость оп­
ределяются частотой врашения магнитного аттенюа­
тора и чИС11ом окон на нем. Число окон на аттенюа­
торе ровно ЧИСllУ uилиндров две. Длительность каж­
дого имnу/\ЬС8 при конкретной часюте следования
оnределяется размером окна аттенюатора по nери­
метру его окружности. Окно АМ! nервого uилиндра
шире остальных, благодаря чему может быть зафИ(­
сироеана точка начала отсчета. Таким образом с по­
мощью датчика Хома и Э11ектронной схемы обработ­
ки его выходного сигнала могут быть оnределены ТР14
главных входных параметра Al>S'. системы за жи га ни я :
частота вра.цения ко11енвала две (применяется эле­
ктронное умножение частоты импульсов датчика),
его ПО/\ОЖение относительно верхней мертвой точки
д/1Я /IЮбого uилиндра в 1\Jобой момент времени и по­
ложение точки начала отсчета. БезынерUИонность
датчика и стабильность параметров сигнала позволя­
ют реализовать уnравление углом опережения зажи­
гания в каждом такте. то есть для каждого uилиндра
в отдельности.
21.5. Пыэоэ11ектрические датчики
В современных ЭСАУ-А помимо вышеоnисанных
пассивных датчиков достаточно широко исnользуют­
ся и активные. В активных датчиках реализуются са­
мые разнообраЗН:>lе физичес~<ие эффекты, при кото­
рых имеет место внутреннее энерrетическое преоб­
разование внешнего неэлектрического воздействия
в выходной электрический отклик .
Примером к сказанному может служить nьеЗОЭJ\е­
ктрический эффект. Устройство. реализующее этот
эффект называется nьезоэлементом (рис. 21.4 , а).
Суть пьезоэлектрического эффекта в том, что при
механическом воздействии НВ на пластинку ПК nье­
зокристама, которая с обеих сторон покрыта токо­
проводной пленкой ТК и одним конuом жестко за­
креплена в фиксирующем держате11е ФА. на токо­
проводных покрЬГГИях ТК появляется разность элект­
рических nотенuиалов (элекrрический сигнал ЭС), ве-
11Ичина и форма которой прогорuиональна степени
nрогиба nластинки nод воздействием входного меха­
нического усилия НВ. Пьезокристаллический э11емент
может быть /IЮбой формы: nрямоугольным бруском,
плоской nластиной, круглой шайбой, трубчатым uи-
1\ИНдром, что оnределяется конструкuией оnоры и ме­
стом приложения внешнего усилия к пьезоэлемеН'J}'.

AanММlt электронных сксtем автомаtк'18Скоrо уnравмнu автомобиАЫtwм двмrатеАем
а)
б)
В)
- ---
з.. .5мм --- -
Рмс. 21.4 . Пьезоэлектр1111ескме дат1111км:
а - модель пьезодатчика (обозначения в тексте), б - конструкuия датчика детонаuии: 1 - поршень дВС; 2 - поршневые
кОАЬuа; 3 - камера сгорания; 4 - головка блока; 5 - охлаждение блока; 6 - блок uилиндров; 7 - натяжной болт; В - кор­
пус датчика; 9 - прижимная втулка; 10 - пьезоэлемент датчика; 11 - гравитаuионная (инерuионная) масса; 12 - упругая
шайба; 13 - контактные кольuа; 14 - электрические контакты; в
-
устройство датчика МАП абсолютного давления (разре­
жения): 1- силиконовый полупроводниковый резистивный мост; 2 - вакуумная камера: З - силиконовая пластина-дмафраг­
ма; 4 - вакуумная герметичная полость; 5
-
корnус датчика со штуuером; 6 - входные клеммы; 7
-
выходные клеммы;
8 - поможка из тугоплавкого стема .
ПьеЗОЭl\емент сnособен реагировать на самые раз­
нообразные механические воздействия, начиная от
одиночного удара и до высокочастотных ультразвуко­
вых колебаний . Пьезоэлемент (преобразователь)
совместно с конструктивным устройством д1\Я вос­
приятия и передачи входного механического усИllия
(чувствительный Э/\емент) образуют пьезоЭ/\ектриче­
ский датчик. Достоинствами такого датчика являют­
ся малые размеры, безынерционность и активный
принцип действия (не требуется внешний источник
Э/\ектрической энергии).
На автомобиле пьезоэлектрические датчики при­
меняются в ультразвуковых системах защиты стекО/\
дверей от несанкционированного вскрытия, в систе­
ме предотвращения от соударений автомоби/\Я с пре­
пятствием, но главное испо11ЬЗОвание пьеЗОЭ11ектри­
ческих датчиков - в качестве датчиков ЭСАУ·А. Та­
ких датчиков два: измеритель абсО11ютноrо давления
(разрежения) во впускном комекторе двигате/\Я
(тензометрический датчик МАР нагрузки двигате11Я)
и детонационный датчик .
•
ПьезОЭ11ектрический преобразователь детона­
ционного датчика (Ад) выпо11Няется в виде шайбы,
которая посредством стяжного бО11та и инерционной
массы прижимается к ПО/\ированной nлощадке на
бюке ЦИllИндров (рис. 21.4 , б). Точка установки дат­
чика опреде11Яется экспериментально на этапе конст­
~вной разработки двигате/\Я (в жидкостной ван­
не опреде11Яются УЗllЫ ультразвуковых ВО11Н на блоке
ЦИllИНдров и выбирается тот, которЫй поб11ИЖе к ка­
мере сгорания). Для отработанной модели блока ме­
сто установки датчика детонации остается постоян­
ным. Стандартная форма сигнала детонационного
датчика показана на рис. 21.9д. В электронном бло­
ке такой сигнал сначала фильтруется, а затем амП11и-
1}'да огибающей ф)1-lкции сравнивается с допусп~­
мым уровнем для сигнала детонации. При превыше­
нии заданного уровня автореrулятор зажигания кор­
ректирует yr011 опережения зажигания соответствую­
щим образом.
•
Тензометрический датчик (МАП) абсолютного
давления в отличие от детонационного является пас­
сивным преобразователем. Под воздействием
внешнего усилия в тензодатчике изменяется его
внутреннее омическое сопротивление. Конструктив­
но тензодатчик представляет собой полупроводнико­
вую микрострук1)'ру, пьезОЭ11ементом в которой яв-
11Яется тонкая (окою 0,2 мм) си11Иконовая пластина
(рис. 21.4 . в). На этой пластине техноюгически
сформированы четыре резистивные зоны (омичес­
кие сопротивления), которые соединены между со­
бой по мостовой схеме. В одну диагональ моста по­
дается стабИ11изированное напряжение +5 В, а на­
пряжение, снимаемое с другой диагонали, - есть ли­
нейная ф)1-lкция от абСО11ютного давления (разреже­
ния) над силиконовой пластиной . Для того чтобы тен­
зодатчик имел требуемую характеристику преобразо­
вания, под сИ11иконовой пластиной создается герме­
тизированная вакуумная по/\ОСТь (между пластиной и
стеклянной под/\ожкой). Остаточное давление в поло­
сти не превышает 0,1 бар, благодаря чему си/\Иконо­
вая пластина, как упругая диафрагма, прогибается в
сторону вакуумной по/\ОСТИ - при нормальном атмо­
сферном давлении над Пllастиной, Иllи пО11ностью
прогибается вверх при разрежении над пластиной -
диафрагмой. Линейные размерЫ чувствительного
Э11емента тензодатчика не превышают 2 ••• 3 мм. Ес­
ли тензодатчик предназначен для работы с цифро­
вой ЭСАУ-А. то его аналоговый сигнал преобразуется
в форму, показанную на рис. 21.9и. Подобно датчи-
З.9.7

rмвеа.
ку Хома, тензодатчик ВЫПОl\Ж!ется на общей под-
1\Ожt<е с генераюрной микросхемой д/1Я формирова­
ния сигнала. Такой датчиt< обычно устанавливается
непосредственно в элеt<Тронном б/\Оt<е ЭСАУ-Д и со­
единяется с задрОССе11Ьной зоной впускного комек­
тора с помощью ТОНt<ого вакуумного Ш/\ЗНГа. Но воз­
можны и другие варианты устанОВt<И датчиt<а МАР.
L насажена на постоянный стержневой магнит NS.
Один полюс магнита (например, северный N) ВЫСl}'·
пает в сторону зубuов Z ферромагнитного дие1<а ФА.
а другой (южный S) упирается в uилиндричеСt<Ий маг­
нитопровод МП. магнитопровод МП и выс~уnающий
торец (магнитный щуп N) постоянного магнита сов­
местно с зубuами Z ферромагнитного диеt<З ФА обра­
зуют рабочий воздушный зазор датчика. При враще­
нии диеt<а ФА (кО/\енвала ДВС) 8еJ\Ичина рабочего
воздушного зазора постоянно изменяется - от , .. ., ,_
нимума, когда зубец находится под магнитным щу-
8 ряде ЭСАУ-Д в качестве датчиt<ов частоты вра- пом датчика (соответствует чертежу рисунка), до
щения и уГ/\ОВОГО ПО/\Ожения КО/\еНЧатого вала двига­
ТеJ\Я вместо датчика Холла исnО11Ьзуются активные
магнитОЗ11ектрические (индуt<ТИвные) датчики.
• Модель инщктивного датчика (ИД) показана на
рис_ 21. 5а. Как ВИдНО из рисунка, основными состав­
ными частями такого датчика являются ка~ушка ин­
дуктивности L с постоянным магнитом NS (преобразо­
вате11Ь) и зубчатый АИСt< ФА. зубцы Z которого выпоr.­
нены из ферромагнитного материала (чувствите11tr
ный элемент). Спецификой иНдУКТИвного датчиt<а яв­
ляется конструктивная разобщенность его элементов
(ДИСt<а и инщктивного преобразоватеJ1Я). Таким обра­
зом, индуктивный датчик Ид представляет собой ТОllЬ­
ко пО11Овину преобразователя неэлектрической веле­
чины (круговой частоты rод ко11енвала) в элеt<Тричес·
кий сигнал (в частоту Fc следования элеt<Трических им­
П)'/IЬСОВ). Другая ПО/\ОВИна - зубчатый диск ФД.
Принцип действия индуктивного датчика основан
на первом законе Эllеt<Тромагнитной индукции и за­
ключается в юм, что уве11Ичение И11И уменьшение
(изменение) магнитного потока Ф через витки Wд ка­
~ушки индуктивности L вызывает возникновение в
них (в витках) Эl\ектродвижущей силы (ЭДС)
Ед= WdФ/dt. Сог11асно приведенной моде/\И
(см. рис. 21.5, а), д/1Я реализации описанного прин­
ципа в реальном индуктивном датчике , его ка~ушка
8)
бJ
ДНО~
максимума - когда под щуп попадает впадина меж·
ду зубuами. Изменение рабочего зазора вызывает
изменение его магнитного соnротиВ11ения, а значит,
и магнитного поюка Ф через витки Wд ка~ушки L
Эю и приводит к появ11ению знакопеременной ЭДС
(почти синусоидальной формы), точка перемены зна­
ка (нулевая точка) которой соответствует середине
вершины (центру) зубца . Ну11евая точка может быть
11егко зафиксирована с помощью несложной обра­
ботки ЭДС Е в ЭllеКТронной схеме . Это позволяет до­
статочно точно определять угювое пО11ОЖение каж­
дого зубца диска (а значит, и кО/\енвала) относитель­
но точки начала отсчета. стандартная (образцовая)
форма сигнала иНдУКТИвного датчика по~<азана на
рис. 21.9е .
• Индуктивный датчик устан8В/\Ивается так, что­
бы его магнитный щуп находи11ся в непосредствен­
ной б11Изости (0,5. . .1.5 мм) к ферромагнитным зуб­
цам диска. а сам диск распо11ЗГается /\Ибо на перед­
нем, /\Ибо на заднем торце кОАенвала. Такой индук·
тивный датчик иногда называется датчиком оборо­
тов двигателя (ДОД), так как он позволяет опреде­
лять частоrу rод вращения коленвала двигателя по ча­
стоте Fc е11едования генерируемых им имnу11ЬСов.
Кроме того, с его помощью можно измерять уго11 по­
ворота КО11енвала между двумя хараt<rерными собы-
8)
дод
Рис. 21.5 . Индуктивные даТ'lмКJt:
а - моде/\Ь инду~<тивноrо датчика (обозначения в тексте); б - датчик частоты вращения (оборотов) двмrате11я (ДОД) и дат­
чик начала отсчета (ДНО); в - датчик КО/\енчатоrо вСl/\а (ДКВJ с функuиями дод и ДНО; 1 - ДНО; 2 - штырь мя ДНО: З -
венечная шестерня маховика ДВС: 4 - ДОД; 5 - картер маховика; б
-
маrнит N-S; 7 - ферромаrнитный сердечник; 8 -
катушка; 9 - спеuиа11Ьный зубчатый диск (чувствите11ьный 31\емент датчика) на ко11енвС111е; 10 - ДКВ.
1.98

тиями, сосчитав межщ ними число импульсов даl'ЧИ­
ка. В последнем случае индуктивный датчик называ­
ется датчиком угловых импульсов (ДУИ).
Так как зубчатая (стартерная) венечная шесrерня
маховика двигателя выполняется из ферромагнитно­
го материала, то ее (шестерню) часто используют в
качестве зубчатого диска индуктивного датчика. В
rаком случае для определения точки начала отсчета
устанавливается второй (дополнительный) индуктив­
ный даl'ЧИК, генерирующий один импульс за один
оборот коленвала. Ферромагнитным возбудителем
дополнительного датчика является стальной штырь,
ввернутый в маховик сбоку в определенном месте
(рис. 21.5 , б). Это место соответствует точке положе­
ния коленвала, от которой до верхней мертвой точки
(ВМТ) перsого поршня остается столько угловых гра­
дусов , скОЛЫ<о предусмотрено микРQпроцессором в
данной цифровой ЭСАУ-Д для проведения вычисле­
ний угла опережения зажигания (обычно 45•••60°).
Такое устройство называется датчиком начала от­
счета (ДНО) и используется совместно с датчиком уг­
ловых импульсов (ДУИ).
Но функции датчика начала отсчета может выпол­
нять и сам датчик угловых импульсов, если его возбу­
дителем является зубчатый диск с пропуском одного
или двух зубцов в том месте, где устанавливается
стальной штырь для ДНО (рис. 21.5 , в) . Такой даl'ЧИК
называется индуктивным датчиком коленчатого вала
(АКВ). Образцовая осцимоrрафическая форма сиг­
нала ДКВ показана на рис. 21.9ж.
На современном автомобиле проблемы нейтрали­
зации токсичных веществ в выхлопных отработав­
ших газах (ВОГ) решаются с применением специаль­
ных газонейтрализаторов. Эти устройства более на­
дежно работают совместно с системой впрыска бе1+
зина, которая оснащена датчиком (или двумя датчи­
ками) концентрации кислорода (ДКК) в выпускном
тракте двигателя (рис. 21.6 , а).
КИслороднЫй датчик• вырабатывает сигнал об­
ратной связи Uд для электронного блока управления
впрыском (ЭБУ- В). который (ЭБУ) корректирует со­
став ТВ.Смеси по коэффициенту избытка воздуха а
на входе системы . Корректировка реализуется изме­
нением продолжительности впрыска бензина фор­
сункой ФВ (изменяется длительность уг~равляющего
импульса Si).
Датчик кислорода для ЭСАУ-Д может быть выпол­
нен в трех вариантах: как химический источник тока
(ХИТ) с уг~равляемой по концентрации кислорода элек­
тродвижущей силой; как хеморезистор••, у которого
• В нносrранноii техннчеаюн Антер;rrуре кисюроАНЫii даrчнк на­
зывается АЯМбда-зоНАо.ч (А·ЗtЖА).
величина злектрическоrо соnроrивления зависит от
парциального давления кислорода в омываемых дат­
чик ВЫХ11О1'Н>1Х отработавших газах; как термопара с
термоеде, зависящей от концентрации кислорода.
• ДаТЧИt< кислорода как ХИТ (рис . 21.6 , б) состо­
ит из двух платиновых элетродов Pt и твердого элек­
тролита из диоксида циркония Zr02 межщ ними. ди­
оксид циркония имеет порис1}'Ю струюуру и нанесе1+
ные с обеих сторон (в вакууме) на его поверхность
тонкие пленки платины (электроды) , тоже пористые,
с микроскопическими отверстиями. По газовым по­
токам ЭllеКТроды разобщены так, что один из них на­
ходится во внешней окружающей атмосферной сре­
де (ВАС), а другой - омывается выходными отрабо­
тавшими газами (ВОГ).
Таким образом создается электрохимическая сис­
тема ((O'~Pt] (Zr02 ) (Pt(0'2)J, которая становится ак­
тивной при нагреве до темпераfУРЫ выше 350°С .
Природа возникающей активности указанной сис­
темы связана с высокотемnера1}'рным разложением
молекул кислорода 0 2 на положительные ионы и сво­
бодные электроны (02 -+ 20. + 2е). Такая реакция
имеет место в порах твердого электролита за плати­
новыми пористыми электродами, где в присутствии
платинового катализатора и при темпераtуре выше
350°С кислород переходит в ионизированное состо­
яние. Если концентрация кислорода с обеих сторон
ТВt)Рдо~9 циркониевого электролита одинаковая
(02 =0 2 ), то разность электрических потенциалов
на платиновых электродах равна нулю (количество
носителей Э11ектрических зарядов в противополож­
ных зонах одинаковое). С уменьшением ,конttнтра­
ции кислорода в отработавших rазах (02 > 0 2 ), по
сравнению с оt<руЖаЮЩей атмосферой (за счет вы­
горания 0 2 в цилиндрах ДВС), равновесие электриче­
ских зарядов нарушается, образуется движенив ио­
нов кислорода в электролите и на ЭАектродах возни·
кает электродвижущая сила (ЭДС) Ед датчика. Поляр.
ность Ед относительно наружного электрода, соеди­
ненного с ·массой" (с корпусом) датчика, - положи­
тельная.
На рис. 21.6г показан чертеж датчика концент­
рации кислорода в разрезе, который ввернут в тру­
бу 1 выпускного коллектора. Атмосферный воздух
(ВАС) попадает внутрь активного элемента 4 датчи­
ка через воздушные каналы 6, просверленныв в
крепежном корпусе 8. Выхлопные отработавшие
газы (ВОГ) •омывают" наружную поверхность 3 ак­
тивного элемента 4, к которому они проникают че­
рез прорези 16 в защитном колпачке 2. Наружный
контактный платиновый слой 3 активного элемента
•• Тер.чин •м.чорезнстор" преА1tDжен авторо.ч н состmмен по
внвлоrнн с тер.чнно.ч "терморезистор". ЕСАИ в тер.чорезнсторе ве­
N/ЧННВ омического сопротнВl\еНИЯ з•исит от ВОЗАеЙСТВНЯ те.чле­
раrуры, то по отношению к хе.чорезнстору контродируе- внеш­
,,_ воздеНствне.ч ЯВАЯеТСЯ парцнвм.ное дав.енне rазоо6разноrо
11....,.,есюrо вещества (напрнмер 0 2J.
:1.99

ГАава 22.
4 З11ектрически соединен с корпусом 8 и да11ее че­
рез уп11отнительную шайбу 14 - с ·массой" двига­
теля. Внутренний п11атиновый С/\ОЙ 5 (поюжите11ь­
ный э11ектрод) соединен с клеммой 11 выходного
сигна11ьного контакта посредством прижимного
контактного соединения 7 и соединительного шты­
ря 12 с контактной шайбой 15. Внутренняя по11ость
13 - керамический изО11ятор. Назначение других
деталей датчика концентрации киС11орода (ДКК)
очевидно из чертежа. Характеристика преобразо­
вания кис11ородного датчика показана на
рис. 21.бв, а образцовая форма текущего значе­
ния сигнала ДКК - на рис . 21.9r.
При коэффициенте а> 1 ве11ичина Ед< 0,1 В. При
а< 1 Ед изменяет свою ве11Ичину скачком до 0,95 В.
Образовавшаяся с1)'flенька имеет средний уровень
О,42 ...0 ,45 В, который соответствует коэффициеНJу
•1
--
о- 0111._.. Овоr
~~.Ео
(-11) Eo"'fo)
400
т
200
0о.е 0.1 1
,.,
1.2
о -..--
.._.... __(PI)
0--...-10.1
·--а.о.1
о ---._. -
Р'м Р'"~~,_.,....О~• ВАСмевоrtсоо 1 м 1 ",_...,
r)
Рмс. 21.6 . Аатч1111 11онцентрац1111 1111сАорода:
а - экологическая система автомобиля с двумя ДКК; б -
ДКК - как химический источник тока (ХИТ); в - характе­
ристика преобразования ДКК; г - конструкция ДКК и его
установка в трубе выпускного комектора (цифровые обо­
значения в тексте) .
200
избытка возщха а = 1. Таким образом, с помощью
киС/\Ородного датчика можно 110гко зафиксировать
момент, когда ТВ-смесь становится стехиометричес­
кой. Этим пользуются д/1Я создания так называемого
окна зко11огической безопасности (0,98 s а s 1,02)
при работе системы впрыска. когда выброс токсич­
ных веществ с отработавшими газами становится
минималl>t*>lм .
• Кис/\ородный датчик, как хеморезисrор яВ11Яет­
ся пассивным преобразовате110м реостатного типа.
в котором омическое сопротиВ11еК1е изменяется под
воздействием изменения парциального• даВ110ния
кИС/\Орода в окружающей газовой среде. Резисwв·
ная часть датчика выпО11нена из окиси титана (Тi02),
которая представ11Яет собой криСТа1111Ическую ПО/\у­
проводниковую керамику с высокой поверХностной
чувствительностью к свобоАНОму кИС11орощ при вы­
сокой температуре . Восприимчивость керамики к
кИС/\ОродУ обусювлена наличием в кристаллической
решетке окиси титана свободных связей, которые
могут быть легко восстаноВ/\ены ионами кисюрода.
Ионы киС11орода о•. как и в циркониевом Э11ементе,
образуются в поверхностном С1\Ое керамики под ВО3-
действием ВЫСОt<ой температуры (омою 650°С) в
присутствии активного катализатора. РО11ь катализа­
тора играют платиновые контакты, нанесенные в ви­
де ТОН<ИХ П/\еНОt< (В вакууме) на ПО8ерХНОСТЬ хеморе­
зистора. Так как ионы КИС/\Орода по опюшению к ro
11упроводнику Ti02 яв11Яются •11етучей" донорной при­
месью. то они легко покидают криста1111Ическую ре­
шетку при понижении внешнего парциального давле­
ния кИС/\Орода. ЗапО11нение И11И освобождение узю­
вых связей в криста1111Ической решетке ионами кис-
11орода играет рОАЬ peryllЯТopa омического сопротив·
11ения по11уnроводника .
Однако хеморезистор помимо чувствительности к
изменению концентрации кис11орода обllадает еще
более ВЫСОt<ой чувствительностью к изменению тем­
пературы нагрева . Так, при повышении температу­
ры в два раза (350••• 750°С) и при неизменной кон­
центрации кисюрода вокруг титаниевого датчика
его омическое сопротивление изменяется на пять
порядков (от 103 до 108 Ом). Это приводит к необхо­
димости применения и внутренней, и внешней тер­
мокомпенсации. При иэготов11ении датчика наруж­
ный С11ой окиси титана наносится на стержневой по-
11упроводниковый терморезистор, который обладает
температурным коэффициентом сопротиВ11ения
(ТКС) с противопоюжным знаком по опюшению к
хеморезистору из Ti02 • Кроме того, терморезистор
• '1арцнон8N>НОе давление равно АВВЛеf1UЮ OIJ)IOГO из IЮМfЮНеН­
rов rазовой смеси. еСАН в обьеме. эвняrом rвэовой смесью, эrur
1«Wt1ОНеНТ ОСJаАСЯ 6ы ОАНН. Обшее АВВЛеНИе КО#>ff/ОНенrов rаэо­
воН смесн равно qr.iмe нх тчщнальньпt АввленнН. Напрнмер, 87·
ЖJСферное АВВАеНЮ в~ ерем смадываеrся из пар
ЦНl1АЬНЫХ AВIJAeНfii АВ)'Х ОСНОВl-./Ж llOМllOНeI008 аr1'ЮСферы -
llНСNoродВ 02 н ВЭОJВ N2.

Датчики эАектронных сметем автоматическою уnраВАенмя автомобиАьным двмrателем
нагревается внешним электротоком до рабочей тем­
пераrуры датчика, которая автоматически поддер­
живается посrоянной.
•
Кислородный датчик как термопара с термоэдс,
зависящей от концентрации кисюрода, является не­
которой модификацией датчика с хеморезистором.
Керамическая основа та же - окись титана Ti02 • Вы­
водные контакты платиновые. Но теперь испо/\ЬЗуется
не изменение резистивности полупроводника, а его
термоэлектрический контакт с металюм внешнего со­
единителя. Образуется термопара "TiOzPt", термоэдс
которой при постоянной темпераrуре зависит от кон­
центрации свободных носителей заряд0в в полупро­
воднике, а та в свою очередь зависит от концентра­
ции кисюрода во внешней среде. Термопара стано­
вится активным термоэлементом с чувствительностью
к концентрации кисюрода. Такой датчик подогревает­
ся в потоке ВЫХl\ОПНЫХ отработавших газов, а его ра­
бочая темnераrура автоматически устанавливается
электроподогревателем. При этом один электрод тер­
мопары (наружное металлическое покрьпие керами­
ки) подвержен более сильному нагреву, что способст­
вует повышению чувствительности датчика .
21.8. Датчики температуры
Самыми распространенными на борrу автомоби­
ля являются датчики темпераrуры . С их помощью
контролируется темпераrурный нагрев бензина, ма­
сел и таких технических жидкостей, как охлаждаю­
щая и тормозная, хладоагент в кондиционере , а так­
же контролируется темпераrура воздушных и газо­
вых потоков. В некоторых случаях применяется из­
мерение темпераrуры на поверхности металлических
деталей.
датчики темпераrуры моrут быть активными (термо­
пары и термоэлементы) и пассивными - самые разно­
образные термочувствительные устройства: полупро­
водниковые диоды, терморезисторы, ферриты с изме­
няющейся магнитной проницаемостью, конденсаторы,
биметаллические пластины и т.п. (15].
Для контроля и измерения темпераrурных пара­
метров современного автомобильного двигателя в
ЭСАУ-А используются следующие датчики: темперmу­
ры всасываемого воЗдУХа АТВ (-40 <Тв< 70"С) :
темпераrуры охлаждающей жидкости в блоке цилин­
дров АТА (-40 < Тд < 120"С) и в радиаторе ДТР
(-40 < ТР < 100"С); темпераrуры масла в масляном
картере АТМ (-40 < Тм < 100°С) и в автоматической
коробке
переключения
передач
АТК
(-40 < Тм < 80°С); темnераrуры бензина в бензобаке
АТБ (-40 < ТБ < 60°С); темпераrуры выхлопных отра­
ботавших газов в выпускном комекторе
(100 < Т.,.. < 1000"С). Часть датчиков темпераrуры
дЛЯ ЭСАУ-А относится к термомеханическим преоб-
разователям (задатчикам), в которых используется
темпераrурное расширение металлов. Такие задат­
чики изготовляются в виде биметаллических пластин
или спиралей. К ним относmся задатчики в терморе­
ле времени (см. рис. 22.5) и в реrуляторах прогрева
холодного двигателя (рис. 13.11). Миниатюрной по­
лупроводниковой термопарой является датчик тем­
пераrуры ВОЗдУХа дЛЯ некоторых модификаций рас­
ходомеров возщха . Но большинство датчиков темпе­
раrуры дЛЯ ЭСАУ-А- это полупроводниковые термо­
резисторы (термисторы).
Омическое сопротивление терморезисторов су­
щественно изменяется (убывает или возрастает) с
ростом темпераrуры. Отрицательным темпераrур­
ным коэффициентом сопротивления (NТС) обладают
спекаемые керамические полупроводниковые массы
(КПМ). Их формуют в гранулы, стержни или пласти­
ны. Темпераrурная чувствительность КПМ лежит в
диапазоне -40.. .800°С, что полностью отвечает
всем потребносrям датчиков ЭСАУ-Д. Как следствие,
датчики темпераrуры с чувствительным элементом
из керамической (спеченной) полупроводниковой
массы находят широкое применение в автомобиль­
ных бортовых системах автоматики .
Спецификой спекаемого термистора как датчика
темпераrуры (рис. 21.7) является то, что он одновре­
менно выполняет функции чувствительного элемента
и резистивного преобразователя .
Термистор 3 помещается в защитный теплопро­
водный корпус 2 с крепежной резьбой для установки
датчика в нужном месте и с электрическими контвк­
тами 1. По мере прогрева двигателя омическое со­
противление чувствительного элемента такого датчи­
ка (с NТС) уменьшается, а следовательно уменьшает­
ся и падение напряжения на АТА. При этом образца-
Rg(КОМ)
б) 50
40
·-
"
30
20
10
~
""...
3
8
8
4
3
2
'
0.8
о~
О.4
~
0.1
О.08
0 .06
о.о.
о.оз
0.02
о.о
,...
...
........
-
~~:::
v
=i2
"""
'-
-
-
Гтёl .......
-30-20 о 20 40 50 80 100120(:'
Рмс. 21.7 . Аатч1111 температуры
охАаждающей ж11д11остм в АВС:
а - конструкция:
б - хара ктеристика преобразования .
201.

ГА88а21.
вая форма сигнала да"Nика соответствует осuимо­
грамме, показанной на рис. 21.9 , б. •
В заключение следует отметить, что известен так·
же uелый ряд "экзотических" да"Nиков для ЭСАУ·А
(см., например (7)). Но их применение на современ­
ных легковых автомобилях крайне ограничено.
21.9. JЬtаrностмроuмие аатчмков
Э'САУ·д с nououaыo аnектронноrо
осчммоrрафа
Большинство да"Nиков из числа вышеописанных
может быть проверено с помощью стрелочного тес­
тера или цифрового мультиметра. Эти приборы поз­
воляют определять такие параметры да"Nиков, как
резистивность электрических uепей, наличие или от­
сутствие контактного соединения, электрическое на­
пряжение, подаваемое на пассивный датчик. Все
эти параметры могут быть определены только в ста­
тическом состоянии, когда да"Nик отключен от систе­
мы управления. Такая проверка не дает объективной
информации о всех неисправностях датчика, так как
в этом случае он проверяется без воздействия ре­
альных дестабилизирующих факторов.
Для диагностики автомобильных электронных сис­
тем автоматического управления двигателем (ЭСАУ·А)
и их составных компонентов разрабатываются специ.
альные автомобильные электронно-цифровые (однолу­
чевые или двухлучевые) осциллографы (АЭUО) .
АЭUО выпускаются в составе стационарных мо­
тор-тестеров или как автономное контрольно-измери­
тельное устройство. Как и в обычных аналоговых эле­
ктронных осцимографах, на экране АЭUО по гори­
зонтали отображается время развертки, а по верти­
кали разность потенциалов - напряжение или ЭДС.
На экран АЭUО нанесена масштабная сетка (см. да­
лее рис. 21.9 , а). Время разверrки t может быть ста­
билизировано кварцевым генератором и тогда оно
переключается по длительности только д~.1скретно.
При этом числу масштабных единиц по горизонтали
строго соответствует кратная или дольная единица
времени, имеет место число-импульсная интерпрета­
ция времени. Это позволяет получать высокую точ­
ность при измерении временных интервалов в сигна­
лах да"Nиков и в других электрических сигналах
ЭСАУ-Д. Второй (вертикальной) ко0Рд~.1натой на экра­
не АЭUО является амплитуда А проверяемого сигна­
ла, которая, как и время, имеет число-импульсное
представление.
•
В отличие от тестерной проверки цифровой ос­
циллограф обеспечивает контроль параметров дат­
чиков на работающем двигателе. Это позволяет об­
наруживать не только устойчивые неисправности, но
и нереrулярные погрешности да"Nиков, которые от­
четливо проявляются в ·динамике".
202
Основной принцип диагностирования техническо­
го состояния да"Nика с помощью цифрового осцимо­
графа заключается в сравнении формы сигнала с
его печатной образцовой формой - шаблоном. Пе­
чатные образuовые формы (шаблоны) публикуются в
специальных руководствах по проведению осuилю­
графической диагностики (см.. например: Рlп Data.
Разъемы блоков управления двигателем. М.:
Autodata, 1999 r. , 51 с).
При использовании шаблонов следует иметь в ви­
ду, что они представляют собой типичную (штатную)
форму сигнала, отображающую лишь "внешний вид"
функциональной зависимости, и могут не соответст­
вовать масштабам осцилографических изображений
реальных сигналов.
• Для проведения д~.1агностических проверок с
помощью осциллографа и других внешних контроль­
но-измерительных приборов (сканерных мулыимет­
ров, стационарных мотор-тестеров и т.п.) диагности­
ческие посты дОllЖНЫ быть укомплектованы набором
переходных кабелей и переходных разъемов (пере­
ходных соединителей).
На рис. 21.8 показан стандартный комплект со-
единителей из диагностического набора
" Autodiagnos" (США), в который входят:
-
блок 1 проверки электрических цепей (БПЩ, со­
единенный жгутом проводов 2 с контрольным
разъемом З;
-
переходный соединитель, состоящий из контроль­
ного разъема 3, соединительного кабеля 4 и пере­
ходного диагностического разъема 5;
-
поверяемый электронный блок управления (ЭБУ)
6 с главным соединительным разъемом 7;
-
ответная часть 8 главного соединительного разъ­
ема 7 в бортовом жгуте проводов 9;
2
Рис. 21.8 . Стамдартмыii комn11ект
дмаrмостмчес:кмх соедмммте11еii
(обозначения в тексте)
8

-
автомобильный электронно-цифровой осцимо­
граф 10 с положительным (красный) и "эеМllЯным "
(черный) щупами в соединительном кабеле 11.
С помощью 60-ти клемм наборного поля блока 1
можно подключиться к любому рабочему контаl<l)' в
разъеме 7 (разъемы 8 и 5 разъединены. а разъемы
5 и 7 соединены) и в ответной части 8 этого разы~·
ма (разъемы 5 и 7 разобщены, а разъемы 5 и 8 со­
единены). При неработающем двигателе это позво­
ляет контролировать потенциалы, резистивности и
контактные соединения как внутри ЭБУ, так и в бор­
товом жгуте проводов 9 . Если все три разъема (5, 7 ,
8) сочленены, возможен контроль электрических па­
раметров в ЭСАУ·А при работающем двигателе.
21.10 . Проверка двТ'lмасов ЭСАУ~
с nаuащыо nечвтных wаеnанав
На рис. 21.9 в виде таблицы представлены печат­
ные шаблоны (типичные образцовые формы) сигна­
лов ЫS1 некоторых датчиков ЭСАУ-А.
на рмс. 21..9а показано осцимоrрафическое иэо­
·бражение электрического сигнала Uд = f(t) миандро­
вой формы (как образец) .
на рис. 21..96 в виде печатного шаблона представ­
лен закон изменения сигнала датчика темпера'fУРЫ
двигателя (ДТД). Этот сигнал Uдт является медленно
изменяющимся энакопостоянным положительным на­
пряжением, величина которого падает от 5-ти до 1-ro
вольта по мере прогрева двигателя, а значит, и чувст­
вительного элемента датчика . Обычно дтд включает­
ся последовательно с измерительным сопротив11ением
потенциала-чувствительной электронной схемы в ЭБУ
и со стабилизированным напряжением +5 В. Умень­
шение напряжения на дтд определяется соответству­
ющим падением омического сопроТИВ11ения чувстви­
тельного э11емента (терморезистора с отрицательным
темперсnурным коэффициентом сопротив11еК1Я). При
этом соотношения величин (на примере датчика оте­
честве1+1Ого производства 19.3828-ГАЗ) такие:
1. Тд = -20"С. Rд = 10,0 кОм, Uдт =4.98 В:
2. Тд = 0°С (начало прогрева), Rд = 6,0 кОм,
Uдт=4,91В;
3. Тд = 200С (две минуты прогрева), Rд = 2,5 кОм,
Uдт =4,72 В:
4. Тд = 60°С (четыре минуты прогрева),
Rд=0,6кОм,Uдт=4,00В:
5. Тд = 80°С (шесть минут прогрева),
Rд=0,3кОм,Uдт=2,50В;
6. Тд = 1000С (восемь минут прогрева).
Rд=О,15кОм,Uдт=1,25В;
7. Тд =120°С (после 10.ти минут прогрева),
Rд=о,11кОм,Uдт =1,00В.
на рмс. 21..9в приведена временная диаграмма
(осциллограмма - шаблон) сигнала потенциометри-
ческого датчика положения дроссельной заслонки
(ДПД) . Величина сигнала ДПД (на примере датчика
0280122001 - ВОSСН) может изменяться от 1 В
при полностью закрытой дроссельной заслонке (ДЗ)
до 5 В при полном ее открытии . Как и в датчике тем­
пературы, опорным напряжением ЫS1 АПА служит
стабилизированное напряжение +5 В.
Для проверки АПА в •динамике" запускают двига­
тель и на прогретом холостом ходу с помощью цифро­
вого ощимоrрафа измеряют напряжение на ползунко­
вом (ПодВИЖНDМ) контакте потенциометрического дат­
чика положения дз. Оно АОJ\ЖНО быть не бо11ее 1 В. /Jр­
лее быстрым нажатием на педаль газа надо полностью
открыть дроссельНуЮ эасюнку. Напряжение на подвиж­
ном контакте до/\ЖНо возрасти до 4,5 .• .5 В. На(wодая
за осцимоrраммой на экране АЭUО. КОНТJЮJIИРУеТСЯ
форма сигнала от ДПД. Она должна быть относительно
прямолинейной (при плавном нажатии на педаль газа)
на участке от закрытого до открытого состояния дз.
на рис. 21..9r показана образцовая форма (шаб-
1\Он) осцимограммы электрического сигнала датчика
концеНТраЦИи кислорода (ДКК). Его проверку осуще.
ствляют с11едующим образом . Запускают и прогревают
двигатель до установившейся (рабочей) температуры.
Подсоединяют щупы измерительного кабеля АЭUО к
соответствующим гнездам блока проверки (БПU) или
неnосредствеl+IО к клеммам дкк. Несколько раз нажи­
мают на педаль газа и наблюдают. как изменяется
форма сигнала датчика . Амплитуда сигнала до/\ЖНа из­
меняться от 0.1 В при низких оборотах (-600 мИН-1)
до О,95 В при высоких (3500 мин-1). Если при любых
установившихся оборотах сигнал АКК приобретает вид
прямой линии, то при напряжении Uдк s 0,15 В топли­
вовоздУШная (ТВ) смесь обеднена бензином, а при Uдк
?: О,65 В - ТВ.Смесь богатая. Богатая ТВ-смесь на про­
гретом холостом ходу чаще всего свидете/\ЬСтеует о не­
исправности датчика концентрации кислорода.
На рмс. 21..9д приведена обраэцоеая форма
(шаблон) для осциллограммы сигнала датчика дето­
нации (Ад). Датчик детонации можно проверить толь­
ко с помощью АЭUО. Для этого запускают и прогре­
вают двигатель до рабочей температуры. Щупы
АЭUО подключают либо к гнездам БПU. либо к клем­
мам Ад. Далее необходимо резко и до отказа нажать
на педаль газа и визуально сравнить полученную на
осцилюграфе форму сигнала с печатным шаблоном .
ДОllЖНО наблюдаться 34 периода с нарастающей
амплитудой переменного напряжения и 2-3 с затуха­
ющей (сигнал-всплеск).
На рмс. 21..9е предстаВ11ен печатный шаблон для
индуктивных датчиков (ИД) частоты вращения две.
Индуктивный датчик вырабатывает сигнал по форме,
близкой к синусоидальному напряжению . Основной
признак работоспособности ид - это увеличение
амплитуды и частоты повторения вырабатываемого
переменного напряжения при изменении частоты
203

Глава 21
im
~
..,........,___ __ ___ ,....._...._. .. .. . .. .
>
1
im
"'
•
>
1'
~
"' fIO<>
,...
--~
... . ....
~~·
lt- '1
Г"-,._
r-....
~r-.... ~· "_
''l"'P
--
-
-
1m
~
•
>
~
....
"""
•
~~
v
/
·-
·-
r _ ,,...
"
~
~
i""' ~ t>ю
'"'' ""'
)
'1'
--- -1= 12мин. ---+
----- t=бс----+
1m
м
N
>
1'
k!>
\
v
'\
f'\
_\
1
'\J
"
!J а 1,1" 1"'
./\
/111
1
1/1·J
,,./' r
1m
м
11о
>
1
~
--
,___ ,__
1
т
1 1••.
У\ ,,, ~·
д·~
-
1
f.IJ.
1,,
"1
....
1m
...
•о
>
j
f@
л
1
--
-u ,_
'
н
n=tюo N> 1
.", ~
.
_}
-
J_~ ~n
L
L-
~
-
--
lJ
vj
l=бс
---- 1 = 0,Обс----
----1=0,Обс----
111!
•
>
j
~..
'
\
11
•
1•
-
-
'• ·•
t
~
1
1
/\
1~'
1
\/1
v
'~ANI tm: llТI
"
"
im
~
"
>
1
~
,_.
v
MJ
•
1~ ..... ·1
"
-
1m
...
•
I
-0
-
-
\.
о
• лh1
т
1
-
,....,
-п
~1
11
1
~\
\.
\\
---- 1=0,Обс ----
----1 " 0,ОЗс----
----1=0,Обс----
Рмс . 21.9 . Тмпкчмые образцовые осцммоrрафм'lескке формы (nечаткые wабАоны) смrиаАов датчиков ЭСАУ·А
вращения коленвала двигателя , что о"Nетливо на­
блюдается на экране осциллографа .
На рис. 21.9ж показана образцовая форма (шаб­
юн) для сигнала инщктивного датчика ДКВ, фикси~
щего положение коленчатого вала двигателя. Особе~+
ность эюго датчика в том, что на зубчатом ферромаг­
нитном диске (чувствительном э.-.ементе) датчика отсут­
ствует од111н зубец (рис . 21.5, в). это привод111r к пропус­
ку (прова11у) двух ПО/\уво.'\Н на синусоидальной форме сиг­
нала. Таким способом на зубчатом диске фиксируется то
угювое поюжение коленвала, от которого ю ВМТ пер­
вого цилиндра остается такое чисю угловых гращсов
поворота, которое заложено в программу управ.-.ения.
204
На рис:. 21.93 в виде печатного шаблона пред­
ставлена типичная (образцовая) форма сигнала дат­
чика углового положения и частоты вращения коде~+
вала две, выполненного с использованием эффекта
ХDма. В отличие от индуктивного, в да"Nике Хома
сигнал импульсный, с постоянной амnлИ1удой. Прова­
ла в последовательности импульсов нет, а импульс
начала отсчета имеет увеличенную длительность.
Благодаря этому Э11ектронная схема в ЭБУ легко "на­
ходит" импу11ЬС начала отсчета.
На рис. 21.9м показана осцимографическая фop.iia
сигнаt.а с выхода генераторной э.-.ектронной схемы
формирования для датчика МАР абсолютного дав.-.ения.

==== Гпава двадцать вторая
ФОРСУНКИ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
ДЛЯ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Форсунка является основным исполнительным устройством в любой системе впрыска. Ее глав­
ная задача - распыll.RТЬ топ11.Иво на мелкие частицы в нужном месте впускного воздушного
тракта И11.И непосредственно в ЦИ11ИНАраХ двигатеll.Я. Форсунни бензиновых и дизельных двига­
телей вЫ1Ю11.няют одинаковые ф)'НIЩИИ, но по принципу действия и конструкции - это совер­
шенно разные устройства. В данной ГllВВВ описwваются форсунки только А1\Я бензиновьl}( двн­
rателеН.
22.1. оащие сведения
Форсунки впрЬКN! бензина (ФВБ) гю консrруктив­
ному устройству и по типу реализованного в них спосо­
ба уnрав11еНия подразделяют на гидромеханические,
электромагнитные, магнитоэлектрические и Э11ектроги­
дравлические [15). В современных системах впрыска
бензина иаюльзуются в основном первые два вида.
По назначению в системе впрыска форсунки бы­
вают пусковыми и рабочими. Рабочие форсунки де-
1\ЯТ на два вида: центральные форсунки для одното­
чечного импульсного впрыска и клапанные форсунки
мя впрыска топлива с распределением по ЦИllИН­
драм. Разрабатываются рабочие форсунки мя впры­
ска бензина под высоким даВl\ением непосредствен­
но в цилиндры двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Слещет отметить, что форсунки впрыска бензи­
на изготовляются под каждый тип двигателя инди­
вищально, т.е. форсунки впрыска не унифицируют­
ся и, как правило, не могут переставляться с одно­
го типа двигате11Я на другой. Исключение состаВЛR­
ют универсальные гидромеханические форсунки
фирмы BOSCH д11я механических систем непрерыв­
ного впрыска бензина, которые широко применя­
лись на различных двигателях в составе системы
·к-Jetronlc". Но и эти форсунки имеют несколько не­
взаимозаменяемых модификаций.
Почти все форсунки впрыска бензина содержат
внутри корпуса мелкосетчатый фильтр тонкой очист­
ки топлива, который часто является причиной нару­
шения работоспособности форсунки. Восстановить
нормальную работу форсунки с загрязненным фильт­
ром можно принудительной промывкой всей систе­
мы впрыска специальным многокомпонентным рас­
творителем, который добавляют в моторное топливо
(в бензин), и двигатель включают в работу на холос­
том хощ на 30-40 мин. В настоящее время д11я этой
цели продаются специальные промывочные установ-
• В зарубежной литературе форсуН118 BtlpblCllВ rOIWlllВ называеr­
ся ннженrором.
ки и растворитель. Промывка форсунки вне двигате­
ля путем ·отмачивания" в ацетоне или прощвкой
возщхом не эффективна.
Слещет также заметить, что современные фор­
сунки впрыска бензина неразборные и ремонту с де­
монтажом на детали не помежат.
22.2. Гидромеханические форсунки
Гидромеханические форсунки (ГМ-форсунки)
бывают открытого и закрытого типов. Первый тип
ГМ-форсунок представляет собой жиклерные фор­
сунки и в современных системах впрыска бензина
не используется. ГМ-форсунки закрытого типа пред­
назначены для применения в механических системах
непрерывного распределенного по цилиндрам впры­
ска топлива на бензиновых две. Такие форсунки не
имеют электрического управления. Они открываются
под напором бензина. а закрываются возвратной
пружиной. Давление напора бензина, при котором
закрытая форсунка открывается, называется на­
чальным рабочим давлением (НРД) форсунки и обо­
значается как РФН· ГМ-форсунки закрьпого типа уста­
навливаются в предклапанных зонах впускного кол­
лектора для каждого цилиндра в отдельности.
По конструкции закрытые форсунки могут разли­
чаться устройством запорного клапана и способом
крепления в литом корпусе впускного комектора. По
типу запорного устройства закрытые форсунки под·
разделяют на форсунки со сферическим, дисковым и
штифтовым клапаном; по способу крепления - на
вставные и резьбовые (рис. 22.1).
Закрьпые ГМ-форсунки в дозировании топлива
участия не принимают. Их главная функция - распы­
ЛRТЬ бензин на горячие впускные клапаны двигателя.
При этом распыленные частицы бензина переходят в
парообразное состояние, а впускной клапан охлаж­
дается. Чтобы не было соприкосновения струи бензи­
на со стенками предклапанной зоны впускного кол­
лектора, бензин распы11Яется с раскрывом на угол не
205

Глава 22
а)
б)
в)
г)
10
11
12
Рмс. 22.1 . Комстр)'Ктмвмов мспоАмемме форсумок:
а - форсунка со сферическим запорным клапаном; б
-
форсунка с дисковым клапано м: в - форсунка с штмфтовым
(мrом.ч81Ым) клапаном; r - модем. здекrромаrнмтной форсунки; 1 -саnун; 2 - корпус; З
-
шток (подвижный стержень)
заnорноrо кмзпана : 4 - упдотнитем.ное кодьцо; 5 - входной штуцер ; 6 - рабочая клапанная подость: 7 - прямоточное
распЫАмтем.ное сопАо ; 8 - конусное расnЫАИтеАЬное соПАо ; 9 - сопдо с турбудентной поюстыо ; 10 - возвратная пружи­
на ; 11 - обмоП\а катушки соденоида; 12 - магнитопровод соАеноида .
более 35°, а форсунка по отношению к клапану уста­
навливается по строго заданной геометрии
(рис. 22.2).
дозирование ТОП/\Ива в механической системе
впрыска производится изменением напора бензина
у постоянно открытого распылительного сопла фор­
сунки. При этом давление напора формируется дав­
лением вне форсунки - в дифференциаАЬном клапа­
не дозатора-распределителя механической системы
впрыска.
ДАя того чтобы клапан форсунки закрЫТого типа
находился в состоянии •открыто", давление бензина
в клапанной полости б (см рис. 22.1) должно быть
все время несколько выше усилия Pn возвратной пру­
жины 10 (РфН > Рп).
Рмс. 22.2 . Устамовка форсумкм
в предКАаnанмую эому впускмоrо комектора:
1 - вnускной комемтор; 2 - форсун11а впрыска бензмна;
З - прокладка; 4 - впус11ной клапан; 5 - преАКЛапанная
зона в rоt.овке бдока uидиндров две: 6 - камера сrорания .
206
Это достигается заданием достаточно высокого
(не менее б бар) рабочего давления Р5 (РДС) в систе­
ме (в тоnливоподающей магистрали ю дозатора-рас­
пределителя) и поддержанием РАС на постоянном
уровне .
Основными параметрами закрытой форсунки яв­
ляются пять показателей.
1.. НачаАЬное рабочее давление РфН (НРД) форсун­
ки сразу после ее сборки на заводе-изготовителе
(давление открывания новой форсунки). НРА д/1Я за­
крытых форсунок разных модификаций лежит в пре­
делах 2,7 ••• 5,2 кг/см 2• ДМ! новых форсунок из одно­
го типоразмерного ряда НРА может отличаться не
более чем на ±20%. При подборе комплекта форсу­
нок на двигатель различие НРА не должно превы­
шать ±4%. В продажу (как запчасти) форсунки посtу­
пают с одинаковым НРД в упаковке. Замена форсу­
нок неполным комплектом может стать причиной на­
рушения нормаАЬной работы двигателя.
2. Минимальное рабочее давление РФ m1n (МРД)
форсунки после ее приработки на двигателе (после
5000 км пробега). Это давление становится меньше
НРА новой форсунки на 15...20% и стабилизируется
(за 5 лет нормальной эксплуатации изменяется не
более чем на 5%).
З. Рабочее давление РФ форсунки после ее при­
работки . Это изменяющееся во время работы двига­
теля давление во внутренней полости форсунки от
минимального рабочего давления РФ m1n (МРД) до
максимального значения рабочего давления Рs mвх
(РДС) в механической системе впрыска
(РФmlnSРФSPsma.J.

Форсункм впрыска ТОПАМва ААЯ бенэмновых двмrатеАеА
4. Давление отсечки форсунки Р0 (ДОТ). Это дав­
Аеti1е, ниже котороrо форсунка н""ежно закрыта
(иногда называется давлением слива). Давление от­
сечки всегда меньше РФ m1n на 1,0.. .1 ,5 кr/см2, но
несколько больше остаточного давления РОС1' в систе­
ме впрыска сразу после выключения двигателя
(Рост< Ро <РФ m1n)·
6. Производительность ПФ форсунки. Это количе­
ство бензина, которое распыляется через постоянно
открытую форсунку за единиuу времени при опреде-
Рмс. 22.Э. Рабочая млаnанмая форсумма
имрытоrо тмnа (rмдромехаммческая):
а - внешний вид форсунки; б - форсунка в разрезе ; в
-
форсунка с присоединительной резьбой (M10f1.0) : 1- ни­
жний резиновый фиксатор; 2 - корпус форсунки; 3 - то­
чечная вмятина для фиксации сетчатого фильтра внутри
форсун11и; 4 - маркиров11а; 5 - верхний резиновый фикса­
тор; 6 - стопорная проточка; 1 - уnАОТнмтель фмксатора;
8 - шестигранник nод ключ 513; 9 - резьба M12f1,5 (до
1978 r.) и M10f1,0 (после 1978 г.) для подсоединения шту­
цера томмвоподающей магистрали: 10 - топливный вход
форсун11и; 11 - внутренний топливный канал: 12 - мелко­
сетчатый фильтр; 13 - опорная тарелочка возвратной пру­
жины запорного клапана форсунки; 14 - внутренняя
полость клапана; 15 - возвратная пружина; 16 - седло
запорного клапана (снизу завальuовано при сборке форсун­
ки); 17 - дисковый запорный клапан форсунки (открывает­
ся напором бензина - вниз); 18 - струя распыла бензина;
19 - фирменный переходник VAG 1349/1 ВО5СН для
подсоединения 11онтрольноrо прибора при ТО; 20 - шести­
rранник под ключ 512. резьба на форсунке M10f1,0 (после
1978 г.); 21- распылнтельное сопло
ленном рабочем давлении РФ в полости форсунки.
Обычно ПФ закрытой форсунки 3""ается для двух
кpaiitiиx значений рабочего давления: РФ m1n и Рs mвх·
Этим двум значениям соответствуют два режима ра­
боты двигателя: РФ m1n -
холостому ходу. Р8 """' -
полной нагрузке. Производительность ПФ 3""ается в
см3/мин или в гр/с. Например, для закрытых форсу­
нок &ти uилиндрового две автомобиля AUDl-100
(2,2 л, 140 л/с) показатели производительности соот­
ветственно равны 30 и 90 см 3/мин (при работе в си­
стеме "K-Jetroпic").
Вышедwие из строя форсунки закрытого типа ре­
монту не подлежат, но, как и любые другие, могут
быть •промыты" в составе системы впрыска на рабо­
тающем двигателе.
На рис. 22.З показана конструкция рабочей кла­
панной форсунки закрытого типа фирмы ВОSСН для
механических систем впрыска бензина ·к· и "КЕ·
Jetronic". В форсунке пр им ен ен дис ков ый зап орн ый
клапан 17 и прямоточная подача топлива через сет­
чатый фильтр 12. Когда давление во внутренней по­
лости 14 становится выше РФ mln• тарелочка запорно­
го клапана опускается вниз и форсунка открывается .
Она будет открыта до тех пор, пока давление не упа­
дет ниже указанного значения•.
аа.а. ЭJ!октромаrнмтныо форсунки
Электромагнитные форсунки применяются в совре­
меНН>tХ системах впрыска бензина в качестве клапан­
ных рабочих и пусковых форсунок (для систем распре­
деленного- по uилиндрам впрыска с электронным уп­
равлением), а также в качестве uентральных форсу­
нок впрыска (в системах питания с моновпрыском).
Uентральная форсунка наиболее распространенной
конструкции для систем впрыска бензина группы
·моnо" подробно описана ранее (см. главу 14).
На рис. 22.1 , г показана модель электромагнит­
ной форсунки впрыска в упрощенном виде. Как вид­
но из чертежа, электромагнитная форсунка (ЭМ-фор­
сунка) отличается от закрытой гидромеханической
(см. рис. 22.З) тем, что шток запирающего элемента
клапана (внутренний подвижный стержень З на
рис. 22.1) помещен в катуuжу 11 электромагнитного
соленоида. Таким образом, стержень 3, который вы­
полняется из маrнитомягкоrо материала, и катуuжа
11 соленоида с магнитопроводом 12 образуют элек­
тромагнит с подвижным стержнем внутри катушки.
Теперь запирающий клапан форсунки может откры­
ваться не под воздействием давления топлива (как в
• Когда /lfеJ(ВННческая снсrема впрысна бензнна работает nрн мн­
ннмам.нык оборотак коюстоrо кода прогретого две, давАенне в
поюсrн пw;юнекВН1ческон форсунин незначнтельно превышает
давАенне РФ-.. Это прнводнт к тому. что запорный клапан форсун­
ки начннает работать в вибрационном режнме.
207

rлвва22
ГМ-форсунке), а под воздействием электрического
тока, протекающего по кщушке. Закрытие клапана в
ЭМ-форсунке, как и в ГМ-форсунке. реализуется воз­
вратной пружиной 10. Форсунки, имеющие принуди­
тельное электромагнитное управление запорным кла­
паном, позволяют создавать системы впрыска бен­
зина с управлением от электронной автоматики (от
ЭБУ). При этом ЭМ-форсунки не только распыляют
топливо в нужном месте впускного комектора, но и
дозируют его количество при впрыске. При подаче
напряжения UФ на обмотку 11 (см. рис. 22.1), кото­
рая имеет омическое сопротивление ~. по ней на­
чинает протекать ток IФ = UФfRФ. Если намагничива­
ющая сила j 5 магнитного поля соленоида с числом
витков Ws в катушке Os = IФ W8 ) превысит силу Fnуп­
ругости возвратной пружины 10, то запорный клапан
форсунки откроется. При этом Os > 1,5••• 2 Fn) фор­
сунка сработает на впрыск бензина, так как он нахо­
дится в полости б (см. рис. 22.1) форсунки под опре­
деленным внутренним давлением РФ. Впрыск Ьудет
происходить до тех пор, пока форсунка открыта, т.е .
до тех пор, пока по обмотке 11 соленоида протекает
ток IФ• достаточный для удержания ферромагнитного
стержня во втянутом в катушку соленоида состоя­
нии. Однако следует заметить. что скорость открыва­
ния и закрытия форсунки зависит не только от фор­
мы и амплитуды электрического импульса. вызываю­
щего срабатывание форсунки. но и ряда ее электро­
механических параметров . Так, инерционность фор­
сунки обусловлена индуктивностью Ls катушки соле­
ноида, магнитными свойствами ~ и массой Ms фер­
ромагнитного стержня з . массой других подвижных
частей, упругостью возвратной пружины 10 и т.п .
дt.я уменьшения степени влияния указанных причин
на быстродействие форсунки индуктивность Ls и мас­
су Ms стержня з . а также упругость возвратной пру­
жины 10 стремятся свести к минимуму. Но это допу­
стимо только до определенных пределов. Так, напри­
мер. желание уменьшить индуктивность Ls приводит
к необходимости уменьшения числа витков Ws ка­
тушки соленоида, что тут же сказывается на величи­
не намагничивающей силы j 8 = IФ w•. Казалось бы .
величину j 5 , которая падает при уменьшении w•.
можно повысить увеличением тока IФ• но и эта мера
ограничена , так как при одновременном парамель­
ном включении нескольких форсунок (на многоцилин­
дровом двигателе) ток управления от ЭБУ становится
недопустимо большим. Сделать ферромагнитную
массу М5 стержня З (главная подвижная деталь фор­
сунки) очень малой также невозможно, так как она
определяет степень магнито-механического взаимо­
действия меж,ду магнитным полем соленоида и фер­
ромагнитным керном (подвижным стержнем) . Чрез­
мерное уменьшение упругости возвратной пружины
нецелесообразно, так как ее обратное (запорное)
действие ослабевает.
208
Таким образом, сложность создания работоспо­
собных ЭМ-форсунок на начальных этапах конструи­
рования всегда сводится к поиску наиболее опти­
мальных компромиссов меж,ду указанными противо­
речиями и требуемыми параметрами форсунки.
Современные ЭМ-форсунки способны надежно
срабатывать со скважностью* S = 0,5 и при этом ус­
тойчиво (управляемо) удерживать открытое состоя­
ние в течение 2 . ..2,5 мс. Разброс этого параметра в
конкретном типоразмерном ряде форсунок не более
±5%. Такой быстроте срабатывания ЭМ-форсунки от­
вечает частота возвратно-поступательного движе­
ния подвижного стержня электромагнита форсунки в
200. ..250 с-:1.. Это является пределом возможного
для данного типа электроуправляемых форсунок.
При применении ЭМ-форсунок в качестве клапан­
ных рабочее давление Р5 в системе впрыска может
быть понижено с 6,5 бар (В механических системах)
до 4,8•••5 бар, что повышает надежность работы
9
10
Рис. 22.4 . ЗАектромаrннтная форсунка
фирмы BOSCH:
1 - расnылитеАЬ с штифтовым заnорным маnаном; 2
-
корпус; З - nодвижный стержень (якорь) электромаrнита; 4
-
возвратная пружина; 5 - сердечник катушки соленоида;
6 - двухконтактный электрический разъем; 7 - топливный
Шl)'Uep; 8 - мемосетчатый фиАЬтр; 9 - обмотка катушки
соленоида; 10 - оrраничитеАЬ хода заnорноrо мапана.
• Скв аж нос ть (S) - отношение АЛНТеJ\ЫЮСrн (t) дейсrвия к перио­
АУ {Т) nовторення этого Аейсrвня. S = t/Т (00/\И'Мiа безразмерная).

электробензонасоса и понижает вероятность проте­
чек то11АИва в уплотнительных соединениях бензома­
rистралей.
При электронном уnраВ11ении форсунками точ­
ность дозирования впрыснутого бензина значитель­
но повышается. Это становится возможным потому.
что даВ/\ение внутри ЭМ-форсунки поддерживается
постоянным. и количество впрыснутого тоnлива оп­
ределяется только временем открытого состояния
форс)tiКИ.
Основными параметрами ЭМ-форсунки яВllЯются:
1. Постоянное рабочее даВ/\ение в полости фор­
сунки (РДФ), равное рабочему даВ/\ению Р5 системы,
выраженное в бар.
2. Производительность форсунки (пропускная
способность в открьrтом состоянии - в см3/мин или
в г/с при заданном Р5 РДС).
3. Минимальное напряжение надежного срабаты­
вания форсунки (постоянное напряжение в вольтах).
4. Минимальное время цикловой подачи тоnлива
(минимальное надежно уnраВ11Яемое время продол­
жительности открытого состояния форсунки - в мс).
5. Внутреннее омическое сопротиВ/\ение RФ фор­
сунки (сопротиВ/\ение катушки соленоида - в омах).
На корпусе форсунки набивается цифровой код
(см. рис. 22.3, а), по которому в справочном катало­
ге можно определить все вышеперечисленные пара­
метры. На корпусе выбивается также торговый знак
или название фирмы-изготовителя.
О внутреннем омическом сопротиВ/\ении RФ фор­
сунки следует сказать отдельно. Если катушка соле­
ноида намотана медным проводом, то получить вели­
чину RФ более 2 ••• 3 Ом невозможно (накладывается
требование минимизации ИНдУКТИвности Ls катуш­
ки). В таком случае А11Я ограничения величины рабо­
чего тока IФ форсунки последовательно с катушкой
соленоида включают дополнительный резистор. При­
меняют также обмоточный провод с высоким уде111r
ным сопротиВ11ением (Д11Я катушки соленоида), что
исключает необходимость установки дополнительных
резисторов. Но в любом случае общий средний ток
управления сразу всеми форсунками (или группой
форсунок) впрыска на двигателе не должен превы­
шать значения 3 ••• 5 А. В некоторых случаях на мно­
ГОUИl\Индровых двигателях применяют ·групповое"
упраВ11ение форсунками. Это когда форсунки объеди­
нены в группы, а каждая группа управляется от от­
дельного электронного блока. Но наиболее эффек­
тивной яВ11Яется система впрыска бензина, в кото­
рой каждая рабочая клапанная ЭМ-форс}tiка управ­
ляется независимо от других (последовательный син­
хронизированный распределенный по цилиндрам им­
пульсный впрыск бензина с упраВ11ением от многока­
нального ЭБУ впрыском).
По тиnу запирающего клапана ЭМ-форсунки, как
и гидромеханические, подразделяют на три вида:
-
форсунки со сферическим профилем запорно­
го элемента;
-
форсунки с штифтовым клапаном (с конусным
или игольчатым запорным стержнем):
-
форсунки с дисковым клапаном (с nлоским или
тарельчатым запорным элементом).
На рис. 22.4 показана конструкция ЭМ-форсунки
фирмы BOSCH с подробной деталировкой. Как и все
форсунки фирмы BOSCH, эта форсунка прямоточная
и с внутренним мелкосетчать1м фильтром 8. Солено­
идный элеКТромагнит образован катушкой 9 и втяги­
вающимся якорем (керном) 3.
Выпускаются форсунки с внутренним электричес­
ким сопротиВ11ением 2.4 Ом; 12,5 Ом; 16 ом. Малое
сопротиВllение связано с применением обмоточного
провода из меди и с необходимостью иметь малую
величину ИНдУКТИВности L соленоида, которая прямо
зависит от числа витков Wc обмотки соленоида.
Низкое сопротиВ11ение форсунки увеличивают до­
полнительным сопротиВ/\ением в 6 ••• 8 ом. что умень­
шает потрябляемый ток. Обмотки высокоомной фор­
сунки выполнены из провода с большим удельным со­
протиВ11ением (например, из латуни). что позволяет
иметь малое L и большое R.
По производительности П впрыСJ<а форсунки под­
бирают по типам и мощности тех двигателей. на ко­
торь1е эти форсунки устанаВ11Иваются. Производи­
тельность форсунки определяется под рабочим дав­
лением системы, как количество К.. бензина. про­
шедшего через форсунку за единицу времени t, если
она постоянно открыта.
В таблице 22.1 приведены данные ряда электро­
магнитных клапанных форсунок иностранного произ­
водства.
Таблица 22.1
N8
т... форсумюо R{OМJ
1К8
Фl'СВОSСН
16
133"4ci('
-
0280150206
Фl'СВОSСН
2.А~"-;-см' -
0280150201
ёWАМТРjN
"""
523135 М111ес
12,2
1,92r
22.4. Пусковые эnектромаrмитмые
фОрсунки
n
1,66r/ca
AudiA-4
2.'XJrfca
Мercedes 500
1,92r/ca
fofdSccrp
• К электромагнитным форсункам относятся и
пусковые гидроклапаны с электромагнитным управ­
лением. которые по принципу действия мало чем
отличаются от ЭМ-форсунок. Именно поэтому пус­
ковые гидроклапаны чаще называют пусковыми
форсунками.
Основное назначение пусковой форсунки (ПС-фор­
сунки) - это работа в механической системе непре­
рывного распределенного впрыска во время запуска
холодного двигателя. Иногда ПС-форсунка использу­
ется как форсажное устройство, наподобие ускори-
209

rA88822
ТВJ\ЬНОГо насоса в карбюраторе, или как устройство
мя запуска перегретого двигателя с -rурбонаддуеом.
Пусковая форсунка применяется и в некоторых сис­
темах впрыска группы "L •• В любом случае ПС-фор­
сунка работает непосредственно от бортсети автомо­
биля, а в систему электронного управления двигате­
лем включается опосредовано через специальное
электронное реле управления .
•
К ~рсункам требования высокой скорости
срабатывания не предьЯВ11ЯЮтся, что значительно уп­
рощает конструктивное исполнение ее cocтaвtl>IX ком­
понентов. Так, масса якоря ЭАектромагнита, который
(якорь) одновременно ЯВ/\ЯеТся и зanиpalOIJJo!М ЭАемен­
том клапана форсунки, число витков ксnушки электро­
магнита, сечение распылительного сопла , упругость
возвратной пружины - все это заметно увеличено по
сравнению с рабочей клапанной ЭМфорсункой.
На рис. 22.5 показаны пусковая форсунка в разре­
зе, термореле времени и схема их соединения. В отли­
чие от клапанных форсунок пусковая может устанав­
ливаться на впускном коллекторе жестко и без тепло­
изоляции, так как ее работа не подвержена заметно­
му влиянию температуры. ПС-форсунка надежно сра­
батывает от напряжения бортсети даже тогда, когда
оно падает до б В. П~рсунка К ПОЛОЖИТВJ\ЬНОму no-
TetU18ЛY бортсети подключается стартерными контак­
тами в замке зажигания, а к "массе" автомобиля -
через термореле времени (рис. 5, б), которое установ­
лено в •водяной рубашке" две. Ecлi.t температура ох­
лаждающей жидкости в двигателе выше +100С, то в
термореле времени размыкаются контакты 10 на би­
метамической пластине и ПС-форсунка обесточивает­
ся. При темпераtуре две ниже +10°С контакты 10 в
термореле замыкаются, чем пусковая форсунка под­
готавливается к работе при запуске двигателя. ОСо-
•1
•1
wо
•
··~·-)
'l
••
! ""'
"
Р11с. 22.5 . Пусковая форсунка (а), термореде 11рвмени (6)
11 схема 11х с:оеД11нен11я (в):
1 - 11онrс~кtная колодка; 2 - сетчатый фильтр; 3 - 11opnyc;
4- центробежны\\ распылитель; 5 - запорный клапан (я11орь
электромагнита); б - обмотка электромагнита; 7 - возврат­
ная пружина; 8 - биметамическая пластина; 9 - rюдогрева-
' тель; 10- конта11tная пара; 11 - контакт на •массу·.
21.О
бенностью распылительного сопла пусковой форсунки
является наличие в нем -rурбулентной полости (центро­
бежный распылитель 4 на рис. 22.5, а), которая при­
дает струе бензина вихревое вращение. Благодаря
этому бензин Эффективно перемешивается с возду­
хом при относительно низком давлении в струе.
22.5 . Форсунка эакрытоrо типа
с п11унжернь1м насосом
Ведутся исследования в направлении поиска
принципиально новых сnособов впрыска бензина с
помощью форсунок . Испытаны так называемые маг-
20
0 Плунжер
о Бен3ж
Р11с. 22.6. Насос.форсу1111а (модеА•):
1 - фрагмент бло11а ци1111ндров в зоне камеры сгорания;
2 - магнитозле11тричес11Ий гидромаnан в сливном канале;
3 - главная бенэомагистраль; 4 - подающая бензомагис­
траль; 5 - сливной 11анал (обраtная бензомагистраль); 6 -
11opnyc насос·форсунки; 7 - возвратная пружина плунже­
ра; 8 - опорная тарелоч11а пружины плунжера; 9 - толка­
тель плунжера; 10 - 11улачо11 распредвала; 11 - запорное
кольцо опорной тарелочки; 12 - поршень плунжерного на­
соса; 13 - рабочая полость насо~орсун11и; 14 - гидро­
механичес11ая форсун11а закрытого типа высо11ого давления
(100-150 бар); 15 - перепускной 11анал из полости плун­
жерного насоса в полость форсунки; 16 - возвратная пру­
жина запорного мапана форсунки; 17 - дис11овый запор­
ный мапан форсун11и; 18 - свеча зажигания (СЗ); 19 -
центральный эле11трод СЗ; 20 - боковой электрод; 21 -
конус (струя) распыленного бензина; L - ход плунжера.

нитоэлектрические форсунки, которые отличаются
высоким быстродействием (0,5 мс), так как работа­
ют с принудительным высокочастотным (до 1000 с-1)
переключением полярности магнитного поля в ка­
тушке соленоида.
Перспективными считаются также форсунки за­
крытого типа с дополнительным электромагнитным
управлением (электрогидравлические)_
В системах впрыска бензина груnпы •А· (впрыск
в камеру сгорания) используется насос-форсунка за­
крытого типа с плунжерным насосом высокого давле­
ния, который приводится в действие от кулачка рас­
предвала (рис_ 22.б).
Насос-форсунка оснащен сливным каналом с быс­
тродействующим электрогидравлическим клапаном.
Комбинация - плунжерный насос. закрытая ГИАро­
механическая фореУ!:IКЭ, электроуправляемый от эле­
ктронной автоматики сливной канал - дает возмож­
ность реализовать так называемый ·послойный
впрыск бензина" непосредственно в камеру сгора­
ния две. Это обеспечивает значительную экономию
топлива за счет работы двигателя на очень бедных
ТВ-смесях (а = 2.0), а также повышает ряд его экс­
плуатаuионных показателей.
При послойном впрыске цикловая подача бензи­
на непрерывно дифференцируется по времени по­
средством управления давлением в рабочей полости
насос-форсунки (под плунжером)_ Давление реrули­
руется электроуnравляемым гидроклапаном в слив­
ном канале. Суть послойного впрыска топлива состо­
ит в его подаче отдельными, строго дозированными
порциями. Получается так: за один uикл впрыска
бензин подается прямо в цилиндр не сплошной од­
нородной струей, а несколькими частями, каждая из
которых образует •свой" коэффициент избытка воз­
духа а. В объеме цилиндра образуется ·послойный
пирог" из ТЕН:меси разной концентрации. Преиму­
щество послойного впрыска бензина состоит в том.
что в первый момент воспламенения в зону цент­
рального электрода свечи зажигания подается нор­
мальная (стехиометрическая) ТВ-смесь с а = 1. кото­
рая легко возгорается_ Далее процесс горения топ­
лива в очень бедной ТВ-смеси (а= 2.0) поддержива­
ется за счет ·открытого огня". образовавшегося в
первый момент воспламенения_ Однако система
впрыска бензина с насос-форсунками обладает дву­
мя существенными недостатками: она содержит до­
рогостоящие и очень сложные механические устрой­
ства. а также способствует появлению значитель­
ных количеств оксидов азота (NO.) в выхлопных от­
работавших газах двигателя, бороться с которыми
крайне сложно. Тем не менее система выпускается
фирмой ТОУОТА для двигателей TD4 легковых авто­
мобилей (см. главу 18).
21.1 .

=== Глава двадцать третья
АВТОМОБИЛЬНЫЙ
ЭЛЕКТРОБЕНЭОНАСОС
/\юбая современная система впрыска бензина обязате11ЬН0 СОАержнт в пОАснствме топ11Нвопо­
АгЧН электро6внзонасос. Это устройство может устанавливаться как нвпос~стввнно в бензо­
баке, так и вне бензобака, но рядом с ннм. В любом случав весь поток бензина протекает не
только через нагнетатель, но и через внутреннюю полость прнвоАНОrо элвктроАSНrате1111. Элвк·
тро6внзонасосы бывают ОАНО- и двухступенчатые и разрабатываются под каЖАЫii тип системы
впрыска ИНАНвндуально. В данной rлаве детально рассмотрен элвктро6внзонасос поrружноrо
типа, п~назначенныii для работы в системах впрыска бензина группы "К".
Любая система впрыска топлива, которая уста­
нав11Ивается на современном автомобильном двига­
теле внутреннего сгорания, снабжена бензонасосом
с приводом от электродвигателя (ЭДВ) постоянного
тока [16]- Электробензонасос может быть располо­
жен либо вне бензобака, но рядом с ним под дни­
щем кузова, либо непосредственно в бензобаке, где,
в таком случае, он будет погружен в бензин.
В качестве примера рассмотрим устройство и прин­
цип дейетвия nогружного электробензонасоса серии
0580254 фирмы BOSCH, коюрый используется во всех
МОДИФИКСU1ЯХ системы впрыска топлива "К-Jetroпic".
На рис. 23.1 приведено схематическое изображе­
ние конструкции злектробензонасоса. Его приводной
частью является ЭДВ постоянного тока с двумя посто­
янными магнитами 6, расположенными на стаюре, и
с 12-ти секционной рабочей обмоткой, намотанной
на 12-ти пазном якоре 8. Якорь барабанного типа.
Якорная обмотка петлевая, короткозамкнутая, по от­
ношению к внешней электрической цепи - разделе­
на щетками на две парамельные ветви. Всего в об­
мотке 288 витков медного провода диаметром
0,6 мм, по 24 витка в каждой секции. Два статорных
магнита создают постоянное магнитное поле В' с по­
люсами N и S, которое пронизывает магнитные мас­
сы и витки якоря ЭДВ. Коллектор 4 имеет 12 ламелей,
которые попарно соединены с бортовой электричес­
кой сетью напряжением 12 В посредсmом подпружи­
ненных щеток 5 и двух внешних злектроклемм 3.
Щетки к клеммам подсоединены многожильным гиб­
ким медным проводом. Клеммы выведены за преде­
лы корпуса бензонасоса (обозначены соответственно
"+"и"-") и имеют герметическое уплотнение.
Электробензонасос устанавливается на переход­
ную площадку, посредством которой он крепится к
бензобаку. А приемный торец электробензонасоса с
сетчатым фильтром 16 грубой очистки топлива опус­
кается точно в выемку 19 днища бензобака. Рабо­
чее положение злектробензонасоса ВОSСН-0580254
вертикальное.
212
1
Рмс. 23.1 . З11ектро6еиэонасос:
1 - выходной WТ}'IJep; 2 - обратный маnан; 3 - электро­
КllеММа; 4 - комектор; 5 - шеткодержате11ь с nружи~ой и
шеткой; б - статорный nостоянный магнит; 7 - неnодвиж­
ная ось А/\Я якоря ЗАВ и А11Я ротора насоса; 8 - якорь ЗАВ;
9 - сцеnная вилочка; 10 - центробежный ро/\Ик; 11 -
крышка наrнетате11я с выnускной ше11ью; 12 - статор на·
rнетате11я с эксцентрической цилиндрической nо/\Остью;
13 - ротор наrнетате11я с nятью центробежными ро11иками;
14 - донце наrнетате11я с входной шелью; 15 - входная
ше11Ь; 16 - сетка фи11Ьтра грубой очистки тоnлива: 17 -
выпускная шель; 18 - маnан сброса; 19 - выемка в дни­
ше бензобака.

Электродвигатель рассчитан на рабочее напряже­
ние 12 В и в нагруженном режиме потребляет ток до
6 А. Мощность электродвигателя примерно 80 Вт.
Принцип действия ЭДВ можно объяснить с помо­
щью рис. 23.2.
На клеммы +К и -К подается напряжение 12 В от
бортовой сети автомобиля через схему управления
электробензонасосом. Эта схема включает ЭДВ бен­
зонасоса в момент пуска двигателя внутреннего сго­
рания (ДВС) на 3 ...5 с, а во время работы две удер­
живает его постоянно включенным. Если две заглох­
нет при включенном зажигании, схема управления
отключает электробензонасос от бортовой сети до
следУЮщего пуска две.
Под действием бортового напряжения 12 В по
виткам рамки R якоря ЭДВ начинает протекать пуско­
вой ток IЯ. Этот ток, согласно закону ома равный
Uc/Rя (где Uc - напряжение бортовой сети, Rя
-
омическое сопротивление обмотки якоря), вступает в
электромагнитное взаимодействие с магнитным по­
лем В' постоянного магнита статора. Как следствие,
на рамку R начинают действовать две механические
силы F1 и F2, каждая из которых (согласно закону эле­
ктромагнитной инщкции) определяется по формуле :
F = BLI cosa, где L - активная длина витка рамки R;
В - инщкция магнитного поля; а
-
угол поворота
рамки R относительно направления поля В' . Направ­
ление действия силы F легко определяется по прави­
лу левой руки.
Силы F1 и F2, приложенные в противоположных
направлениях к оси вращения якоря, образуют вра­
щающий момент Мя, который посредством сцепной
вилочки (рис. 23.1, поз . 9) передается ротору шибер­
ного бензонасоса. Момент определяется по формуле:
Мя = (F1 + F2) г, где r - приведенный радиус якоря .
Слещет заметить, что щепная вилочка выполне­
на из жесткой, но ломкой пластмассы и при заклини-
-к
Рис. 23.2
АвтомобИА11Нwй эАекqюбензонасос
вании ротора бензонасоса (например, при замерза­
нии зимой случайно попавшей в бензобак влаги)
должна сламываться, предотвращая тем самым ко­
роткое замыкание ЭДВ насоса.
После пуска электродвигателя ток якоря lя значи­
тельно уменьшается (IЯ ~ З lя)- Это явление имеет
место потому, что, во-первых, якорь сам становится
вращающимся постоянным магнитом и силой этого
магнита ослабляет магнитное поле в· статора элект­
родвигателя (реакция якоря), во-вторых, ток lя при
работе электродвигателя ослабляется противоэлект­
родвижущей силой и постоянно переключается по
виткам якоря комекторно-щеточным механизмом
(КЩМ), за счет чего его среднее значение становит­
ся меньше тока заторможенного якоря.
Частота вращения якоря ЭДВ, а следовательно, и
ротора насоса, не регулируется. так как зависит
только от приложенного к клеммам ЭДВ напряжения
и в незначительной степени от механической нагруз­
ки на ось.
Новый электробензонасос ВОSСН-0580254 при
наhряжении 12 В может развивать давление на за­
глушенном выходном штуцере {рис. 23.1 , поз. 1) до
7 ,8 бар. Клапан сброса (рис. 23,1 , поз. 18) оттариро­
ван на 6 ,8 бар. При этом электродвигатель насоса
вращается с частотой до 100 об/с. Производитель­
ность насоса около 1,8 дм3/мин. что значительно
выше потребления топлива двигателем внутреннего
сгорания в форсированном режиме.
Для поддержания требуемого давления в системе
и для сброса излишнего бензина обратно в бензобак
все системы питания современных две оборудованы
обратным бензопроводом и регулятором давления в
рабочей топливной магистрали, благодаря чему дав­
ление, развиваемое бензонасосом, поддерживается
постоянным (для ВОSСН-0580254 около б бар).
Бензоподающим устройством электробензонасо­
са является шиберный гидр0нагнетатель (рис. 23.1 ,
поз . 10-15), который работает по принципу проталки­
вания отдельных порций бензина центробежными
роликами через эксцентрическую насосную полость.
основные составные части шиберного бензонасоса
(рис. 23.3) следующие: ротор R с роликами Р, статор С
с экщентрической насосной полостыо S, донце А с впу­
скной щелью L и крышка В с выпускным отверстием М.
В собранном виде центробежный насос представ­
ляет собой трехслойный пакет, в средней части кото­
рого междУ крышкой В и донцем А образована глав­
ная насосная полость S, эксцентрично сдвинутая от­
носительно центра вращения ротора R, в которой и
вращается ротор R с роликами Р.
Работает центробежный гидронагнетатель следу!(r
щим образом. Ротор нагнетателя приводится во вра­
щение вышеописанным способом. Под действием цен­
тробежных сил все ролики нагнетателя плотно прижи­
маются к стенке эксцентрической статорной полости и
21.З

ГАава 23
Рмс. 23.З.
начинают кататься по стеже. Эта полосlЬ SЕляется
главной насосной полостью наrнетателя. Там, где J»
тор нагнетателя вnлотную подходит к стенке насосной
ПОl\ОСТИ {рис. 2З.З, б, поз. Pl), ролики почти полностью
утапливаются в направляющие пазы. Там, где зазор
между ротором и статором нагнетателя максимален
(рис. 2З.З, б, поз . Р2), центробежные ролики выступа­
ют из пазов почти на половину своего диаметра. Таким
образом через вnуа<ную щель {рис. 2З.З, а, поз. L) на­
сосной полости S происходит захват очередной порции
бензина очередным набежавшим роликом. Эта порция
интенсивно проталкивается в выпускное отверстие
{рис. 2З.З, в, поз. М) крышки нагнетателя и оттуда
вверх, через все детали электродвигателя, к выходно­
му WJYUePY э11еКтробензонасоса (рис. 2З.1, поз. 1).
Бензин не проводит электрический ток, но беспре­
пятственно пропускает магнитные силовые линии . по­
этому на электромагнитные процессы в эдв бензин
никакого влияния не оказывает. Вязкость бензина
очень низкая, поэтому гидромеханическое сопротив­
ление слоев бензина, протекающих через рабочий
•Возщшный• зазор ЭДВ, незначительно.
Прокачка бензина через •Внутренности• электJ»
двигателя повышает его надежность. Имеет место
постоянная и эффективная промывка КЩМ и смаз­
ка проточным бензином оси вращения, на которой
вращаются ротор нагнетателя и якорь ЭДВ.
В конструкции электробензонасоса нет подшипни­
ков качения. А втулки скольжения с плотной посад·
кой на ось лучше работают с жидкой смазкой - бен­
зином. Помимо сказанного, бензин интенсивно ох­
лаждает элекrродвигатель. который никогда не пере­
гревается. Как следствие, электробензонасосы с
прокачкой бензина через внутреннюю полость элек­
тродвигателя обеспечивают работу две до 200 тыс.
км пробега.
Следует заметить, что расположение электродви­
гателя бензонасоса в бензобаке на первый взгляд
вызывает недоумение. Действительно, хорошо изве­
стно, что в КЩМ электродвигателя может возникать
интенсивное искрение. Это может стать причиной
взрыва бензобака, когда он пустой. а концентрация
паров бензина соответствующая. Однако фирма
ВОSСН выпускает погружные электробензонасосы
более 30 лет, а случаев взрывов бензобака не заре­
гистрировано. Объясняется этот феномен так: элект-
21.4
роконтактная пара ·щетка-ламель" не искрит, так
как, во-первых, работает в режиме переключателя
малых энергий без разрыва цепи тока, во-вторых, ее
компоненты изготовлены из специально подобран­
ных электропроводных материалов, и, в-третьих, в
ЭNo с короткозамкнутой петлевой обмоткой на яко­
ре искрение в КЩМ ограничено встречно-параллель­
ным соединением рабочих ветвей якорной обмотки
на щетках. Кроме этого, бензонасос и его эдв при
работе постоянно наполнены бензином, искрение в
котором практически невозможно. За счет герме­
тичности в системе топливного питания в бензонасо­
се бензин или его чрезмерно богатая смесь присут­
ствуют даже тогда, когда бензобак пустой.
Таким образом, вероятность взрыва бензобака
от присутствия в нем электробензонасоса практиче­
ски сведена к нулю.
В заключение следует сказать несколько слов о
·неисправностях электрических бензонасосов се­
рии ВОSСН-0580254, о способах их обнаружения и
устранения .
Электродвигатель бензонасоса отказывает край­
не редко. Как уже отмечалось, объясняется это тем,
что он работает в режиме интенсивного охлаждения
бензином, а также постоянно им промывается.
Чаще всего выходит из строя центробежный ши­
берный гидронагнетатель. За счет перетирания
мельчайших твердых частиц. которые попадают в
бензобак вместе с бензином, трущиеся части нагне­
тателя (ротор, статор, донце, крышка и ролики) со
временем значительно изнашиваются. При этом ос­
лабевают уплотнения между ними. Это приводит к
потере производительности и падению рабочего дав­
ления, развиваемого бензонасосом. Причина такой
неисправности заключается в естественном старе­
нии насоса и долгое время отчетливо не проявляет­
ся. Она может быть обнаружена только на специаль­
ном проверочном стенде по падению производитель­
ности и развиваемого давления на закрытом выход­
ном штуцере . На работе автомобиля начальное ста­
рение бензонасоса сказывается в виде потери при­
емистости и в виде перебоев работы две в переход·
ных режимах. При значительном износе бензонасо­
са давление в системе питания может упасть на­
столько, что две перестает запускаться.
При неисправности бензонасос начинает рабо­
тать с повышенным ШУМОМ, что может быть призна­
ком не только естественного износа его нагнетате­
ля. Этот же признак характерен и для нагнетателя с
сильными задирами трущихся частей, возникающих
от твердых абразивных частиц.
Такая неисправность чаще всего начинает прояв­
ляться зимой вследствие попадания в бензин влаги,
из которой образуются кристаллообразные частицы
льда. Эти кристаллики совместно с твердыми части­
цами, попадая в жернова бензонасоса, исrирают и

даже надирают стенки статора, ротора, а также по­
верхности роликов нагнетателя до образования на
них глубоких раковин. Часто и в направляющих па­
зах ротора имеются задиры и выработка.
Подшипники скольжения злектробензонасоса и
его клапаны редко изнашиваются раньше трущихся
деталей нагнетателя, поэтому главной причиной на­
рушения нормальной работы электробензонасоса яв­
ляется износ трущихся частей rидронагнетателя.
Теперь о ремонте. В при~иnе, бензонасосы се­
рии ВОSСН-0580254, как и любые другие, ремонту
не подлежат и при неисправности требуют замены.
Однако практика показала, что nри умелом и осто­
рожном вскрытии завальцовки алюминиевого корпу­
са дальнейшие процещры восстановительного ре­
монта бензонасоса не вызывают заrруднений.
После вскрытия и полной разборки бензонасоса
следует провести тщательный осмотр всех его дета­
лей. В первую очередь надо определить, подлежит ли
восстановлению гидронагнетатель. Если он подлежит
восстановлению, то можно взяться за .ремонт.
В электродвигателе слещет заменить щетки, взяв
их от другого такого же электробензонасоса, и про­
точить комектор. Если имеются повреждения витков
обмотки якоря, она может быть перемотана. При пе­
ремотке слещет обратить внимание на сохранность
проточных канаюв д/1Я бензина в пазах якоря.
В центробежном нагнетателе. который, кстати го­
воря, разборный, следует прошлифовать на станке с
магнитным столом трущиеся поверхности донца, ро­
тора и крышки. Шлифовочный камень должен быть
с зерном не более 50 мкм. Незначительный износ
пазов ротора большого значения не имеет, их мож­
но не обрабатывать. Однако при обратной сборке ро­
тор шиберного насоса надо уложить в статор обрат­
ной стороной. Ролики с большими задирами необхо­
димо заменить, подобрав их от отечественных под­
шипников. Если такой возможности нет, то юрцы ро­
ликов следует прошлифовать в наганной оправке на
магнитном столе под общий размер с ротором.
Сцепная вилочка в условиях российской зимы
очень часто является причиной выхода из строя еще
совершенно работоспособного бензонасоса . В прин­
ципе эта деталь несменяемая и даже несъемная.
Тем не менее ее можно заменить. д/1я этого потребу­
ются высококвалифицированные токарно-слесарные
ремонтные работы на якоре электродвигателя .
Необходимо крайне осторожно и точно специаль­
но изготовленным резцом сточить часть пластмассо­
вого тела вилочки и на образовавшуюся проточку
плотно насадить вновь изготовленную.
зафиксировать новую вилочку можно либо стома­
тологическим цементом, либо микровинтами, либо и
тем и другим. Изготавливать новую вилочку из пласт­
массы не следует, ее лучше выточить из бронзы или
алюминия.
Высокое качество ремонта внутренних деталей мо­
жет быть сведено на нет, если не удастся надежно за­
вальцевать наружный стакан электробензонасоса.
Как правило, вскрытие и обратная завальцовка стака­
на возможны только один раз и только при очень ква­
лифицированном проведении работ. Вскрывать ста­
кан лучше всего вручную, например, затупленной от­
верткой и на жестком опорном столе. Так как под за­
вальцовкой находится резиновая прокладка в виде
жгутика круглого сечения, ее надо сохранить в целос­
ти. Зав;w.цевать стакан можно обкаткой на токарном
станке. д/1я фиксации электробензонасоса в суппорте
юкарного станка и д/1Я прижатия стакана к корпусу
потребуется изготовить специальную оснастку.
Из всего вышесказанного видно. что д/1Я ремон­
та электробензонасоса t1едостаточно одного жела­
ния и мастерства. Необходимо также наличие спе­
циального оборудования. Поэтому описанная техно­
логия ремонта может быть реализована только на
хорошо оснащенных станциях технического обслу­
живания. Кроме того, на станции накапливается
"обменный парк" деталей, бывших в употреблении,
но еще пригодных к работе. В этих условиях качест­
венному ремонту ПОдilежат два электрсбензонасо­
са из трех.
Практика показала, что восстановленные электро­
бензонасосы могут работать еще достаточно долго.
21.5

=Глава двадцать четвертая============
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ГИДРАВЛИЧЕСКИМИ ТОРМОЗАМИ АВТОМОБИЛЯ
С помощью обычной тормозной системы автомо6НМI реализовать равномерное замедленне ско­
рости вращення всех четырех колес ~ременно практнческн нево3МОжно. Ааже еслн АОIJ)'­
стнть, что все колесные ЦНЛННАJJЫ сообщают торнозным барабанам (нлн АНСкам} ОАИнаковые
торнозные уснлия, то и в таком случае сцеменне колесных шин с автОАороrой не может быть
оАНнаковым. Всем известно к чему это может прнвезтн при АВИженни автомо6НМ1 по скользкой
Aopore. Так появнлась НАея - зареrнстрнровать неравномерность вращения колес и по получен­
ной ннформацни автоматнческн откорректнровать тормозные уснлня в каждом колесном ~
мозном цнлнндре в отАельностн. Такнм способом можно уровнять скорости вращення всех Ч&­
тырех колес и повысить безопасность АВИжения автомо6НМI при ннтенснвном торможении.
На сернiiных леrковых автомо6НJ1ЯХ автоматическое управление rНАравлнческнми тормозамн
стало применяться в конце 70-х rОАов, н первой была система антнблокнровкн колес (АВS}. Ло
мере накомення опыта эксмуатацнн снстемы АВS стало ясно, что с помощью автоматнческо­
rо управлення торнозамн можно реалнзовать целый РЯА совершенно новых способов управле­
ння Авнженнем автомобнля. Описанню систем автоматнческоrо управлення nfАравлнческнмн
торМОзами посвящена Аанная rлава.
24.1 . Пред11рите11ьные э1меч1ния
Езда на автомобиле no мокрому или по обледене­
лому асфальту часто приводит к авариям . Причина
тому - потеря управляемости автомобилем из-за
юза и заноса при торможении или пробуксовки веду­
щих колес при резком газе.
Справиться с авюмобилем , потерявшим управле­
ние, умеет не каждый водитель . Неприятная ситуа­
ция возникает и в тех случаях, когда автомобиль по­
падает в глубокий снег , в пески или в непролазную
грязь на дороге. - одно ведущее колесо проворачи­
вается и все глубже зарывается, а другое - непо­
движно . Стронуть автомобиль с места без посторо1+
ней помощи очень сложно .
С целью предоmращения подобных случаев на со­
временных легковых автомобилях устанавливаются
системы управления тормозами , которые в нештат­
ных ситуациях адаптируются под условия движения и
отрабатывают свои функции автоматически. Таких
систем четыре•: система антиблокировки тормозов
(ABS), система блокировки дифференциала вещще­
го моста (EDS) . система перераспределения тормоз­
ных усилий межщ передним и задним мостами авто­
мобиля (EBV) и система антипробуксовки ведущих ко­
лес (ASR или DSA).
"
Используются аббревиатуры от немецких названнй снсrем:
АВS - AntiЬlock Вremssystem; EDS - Elektronen Differentlal Sys-
tem; ЕВV - Elektronen Вremse VariatJon; ASR -Assistance StaЬ/litl
Rucken; DSA - Dynвmic Sta/Jil/U Assistance.
21.6
На рис . 24.1 показано, как влияют перечислен­
ные системы авюматического управления тормоза­
ми на устойчивость и равномерность движения авто­
мобиля . Рисунок демонстрирует, что системы ABS и
ЕВV обеспечивают плавное торможение без юза и
заноса, а системы EDS и ASR сnособствуют устойчи­
вому движению автомобиля вnеред при страrивании
с места и в начале разгона.
24.2 . Тормозная система 1втомо6иnя
Тормозная система автомобиля (ТСА) - это уст­
ройство, с помощью которого водитель может полно­
стью остановить движущийся автомобиль , или пони-
Рис_ 24.1. Влияние систем ASR, EDS , ABS , EBV
на движен11е автомо6иля

Системы автоматическоrо управАенмя rмдраммческмми тормозами автомобимl
зить скорость его движения, И11И обесnечить стоя­
ночную блокировку колес с целью удержания от са­
мопроизвольного скатывания с места.
ТСА (рис. 24.2) принято подразделять на две части:
на стояночный тормоз с ручным приводом и на рабо­
чие тормоза с управлением от усилия ноги водителя.
• СтоR-iочный тормоз (рис. 24.2, а) - это механи­
ческое усrройство, с помощью которого водитель бло­
кирует задние колеса на время стоянки автомобиля.
Оно состоит из: ручного рычага 1, троса 2 ручного тор­
моза, колесной тормозной колодки З, тормозного ба­
рабана заднего колеса 4, возвратной пружины 5,
шарнира тормозной колодки б и защелки 7 рычага.
• Рабочий тормоз - это та часть тормозной сис­
темы, которая работает на притормаживание или на
полную остановку автомобиля во время его движения.
Современные рабочие тормоза легкового автомо­
биля - это достаточно сложное механико-гидравли­
ческое устройство, основная функuия которого за­
ключается в передаче усилия от тормозной педали
водителя к колесным тормозным колодкам . Тормо­
жению подлежат все колеса автомобиля.
На рис. 24.2б приведена блок-схема гидравличес­
кой тормозной системой (ГТС) автомобиля. на кото­
рой обозначено: 1 - тормозная педаль водителя в
салоне; 2 - главный тормозной цилиндр (ГТU); З -
бачок для тормозной жидкости; 4 - тормозные труб­
ки; 5 - колесные тормозные ЦИ11Индры; б - колес­
ные тормозные колодки: 7 - колесные тормозные
барабаны; 8 - возвратные пружины тормозных ко­
лодок: 9 - разветвители (тройники) для тормозных
Трубок; 10 - тормозная жидкость.
Ручной тормоз
@
®
4
Г~.v:u>авлическая тормозная
система
Рмс. 24.2 . Тормозная система аатомобиля:
а - стояночный (ручной) тормоз; б
-
блок-схема ГТС
Все каналы и устройства тормозной системы за­
полнены тормозной жидкостью.
Показанная на рис. 24.2б ГТС является двухкон­
турной, так как жидкостные каналы передних и зад­
них гидравлических тормозов разделены конструкци­
ей главного тормозного цилиндра. Это позволяет по­
высить надежность гтс - при отказе одного из жид­
костных каналов второй продолжает работать. Суще­
ствуют также 3-х и 4-х контурные ГТС.
•
По конструкции исполнения гидравлические
тормозные системы подразделяют на барабанные и
дисковые.
Дисковые тормоза от барабанных отличаются
тем, что площадью соприкосновения с тормозными
колодками в них являются не внутренние поверхно­
сти тормозных барабанов, а наружные поверхности
тормозных дисков.
Дисковые тормоза эффективнее барабанных,
меньше боятся загрязнений и дорожной влаги, а так­
же проще в обслуживании и ремонте. В настоящее
время на легковых автомобилях дисковые тормоза
устанавливаются как на передние, так и на задние
колеса.
24.3. Тормозные сиnы и бnокировка
коnес в ГТС
В любой тормозной системе эффект рабочего
торможения автомобиля достигается за счет исполь­
зования двух видов тормозных сил. Ими являются:
R,-
тормозное сопротивление трению, возникаю­
щее междУ тормозными колодками и тормозной по­
верхностью колесных тормозных дисков; Rд - до­
рожное сопротивление трению, возникающее междУ
шинами колес автомобиля и поверхностью дороги.
Если R, меньше Rд, то процесс торможения проте­
кает устойчиво вплоть до полной остановки автомо­
биля . При этом движение автомобиля в режиме ин­
тенсивного замедления протекает плавно, без юза,
без заноса, без блокировки колес.
Однако при резком нажатии водителем на тормоз­
ную педаль соотношение сопротивлений трению мо­
жет поменяться на обратное. т.е. R, станет больше
Rд. и произойдет так называемая блокировка колес.
Блокировка колеса автомобиля во время тормо­
жения - это явление полной остановки вращения ко­
леса при продолжающемся движении кузова автомо­
биля. Ясно, что блокировка приводит к юзу колеса,
т.е. к его движению по автодороге без вращения.
•
Юз любого колеса автомобиля, любой пары ко­
лес И11И всех колес сразу приводит к потере устойчи­
вости движения автомобиля по автодороге:
-
если заблокированы передние колеса, то ста­
нет невозможным управление автомобилем с помо­
щью рулевого управления, так как оно при блокиров-
21.7

ке передних колес не
дейсmует;
-
при блокировке
задних колес из-за раз­
ницы величин дорожных
сопротивлений трению
Rдп правого и Rдл лево-
го колеса станет воз-
можным занос задней
части автомобиля. При
этом, если Rдп - Rдл > О,
то занос вправо; при
Rдп-Rдл<О-занос
влево;
36УАВS
-
-
при полной блоки­
ровке всех четырех ко­
лес движение автомоби­
ля по автодороге будет
неуправляемым и совер­
шенно непредсказуе­
мым, что неизбежно
приведет к аварийной
ситуации. Особенно
опасна* блокировка ко­
лес при движении авто-
Рис. 24.Э . Четwрехконтуриая rтс, доnоАнеииая фун1ЩН11мн снстемw ABS
(обозначения в тексте)
мобиля на большой скорости и на поворотах .
Водитель с обычным умением воЖдения в подоб­
ной ситуации, как правило. сразу пытается rюставить
руль в сторону выравнивания движения, что приво­
дит к полной потере контроля над движением.
Движение автомобиля юзом наиболее часто воз­
никает на скользких дорогах зимой, а также летом
во время или после доЖдЯ.
•
Из сказанного ясно, что блокировка колес при
торможении является главным и потенциально опас­
ным недостатком классической тормозной системы
автомобиля. от этого недостатка свободна тормозная
система с автоматической антиблокировкой колес.
Гидравлическая тормозная система {рис. 24.З)
может быть реализована таким образом, что каждое
колесо будет иметь свой, отдельный от всех осталь­
ных колес, гидравлический контур автоматического
управления. В этом случае поток тормозной жидкое-
• Опытный воднтl!J\Ь прн flOЯSl\ef/HH бюкнровкн 1ЮЛеС н юза может
вывесrн автомобw.ь нз нештатной СНJУВЦНН управмжня путем l<lfIO-
roкperнoro н бысrроrо нажатия на nедаАЬ тормоза внесrо однора­
зового Г/fЮАD/IЖlfТfМЫЮГо н ннтенснвного. nрн этом он на очень ко­
роJ"Кое время ставнт поворот pyllЯ не в сторону выравннвання NoН­
ження, а в сторону заноса автомобнl\я, чrо бысrро обеслечнвает
возобновмжне управляемого АВнження пеf)еАНИХ IЮЛеС.
21.8
ти от главного тормозного цилиндра (ГТU) надо раз­
делить на четыре потока и обеспечить торможение
каждого колеса в отдельности.
•
Для реализации 4-х контурной ГТС с автомат~+
ческим управлением в каждом канале устанавлива­
ют электроуправляемый гидравлический клапан. ко­
торый обеспечивает регулирование давления тор­
мозной жидкости в колесном тормозном цилиндре
(КТU). Электроуправляемые гидроклапаны конструк­
тивно объединяют в центральный исполнительный
механизм (UИМ), который управляется электричес·
кими сигналами от ЭБУ ABS. Алгоритм автоматиче­
ского управления электроклапанами задается пу­
тем сравнения скорости вращения колес с приве­
денной скоростью движения кузова автомобиля,
что реализуется в цифровом электронном блоке yn.
равления (ЭБУ), который получает сигналы о скоро­
сти вращения колес от колесных датчиков (КД) в ви­
де числа электрических импульсов, приходящегося
на один оборот колеса. скорости вращения всех че­
тырех колес сравниваются в ЭБУ, где вырабатыва­
ются электрические сигналы рассогласования. кото­
рые и подаются на электроуnравляемые гидрокла­
паны, расположенные в UИМ. Таким образом обес­
печивается автоматическая корректировка эффек­
тивности торможения каЖдого колеса в отдельно­
сти. Такое управление гидравлическими тормозами
не допускает блокировки колес в любых режимах
движения автомобиля.
В сказанном заключается основная концепция лю­
бой современной тормозной системы с автоматичес-

Системы аВ1'оматмческоrо уnра&Аения rмдраВАИческими тормозами автомо6иАА
кой антибюкировкой колес, которая чаще называет­
ся антибюкировочной системой тормозов (АВS).
• Теоретические предпосылки полезного функци­
онирования системы ABS заключаются в следующем.
При движении автомобиля с постоянной скоро­
стыо разниць1 в скоростях вращения колес не возни­
кает. При этом не возникает также разницы между
приведенной скоростью Va движения автомобиля и
согласованной с ней усредненной скоростью Vк ара­
щения колес, т.е. Va = Vк. При этом под усредненной
скоростью вращения колес понимается ве11Ичина
Vк=<Vк1 +Vt<2+VкЗ+Vк4)/4,
где Vкi + Vк4 - скорости вращения каждого коле­
са в отдельности.
Но как юлыю начинается процесс интенсивного
торможения, приведенная скорость кузова автомобиля
V8 начинает превышать усредненную скорость Vк ара­
щения колес, так как кузов "обгоняет" колеса под дей­
спзием СИ1\Ы инерции массы автомобиля. т.е. V" > Vк.
В такой ситуации между колесами и дорогой воз­
никает явление равномерного умеренного скольже­
ния. Это скольжение яаляется рабочим параметром
юрмозной системы и определяется как
S = [(V" - VJ/Vel 100%.
Физически рабочее скольжение в отличие от ава­
рийного юза реа/\Изуется за счет прогибания протек­
тора колесных шин. сдвига мелких фракций на по­
верхности дороги, и за счет амортизации авюмо­
бильной подвески. Эти факторы удерживают авюмо­
биль от юза и отображают полезную суть рабочего
скольжения колеса при его торможении. Ясно, чю
при эюм замедление вращения колеса происходит
постепенно и управляемо, а не мrноаенно, как при
блокировке.
Ве11Ичина S названа коэффициенюм скольжения
и измеряется в процентах. ЕС/\И S = 0%, то колеса
аращаются свободно, без воздействия на них до­
рожного сопротивления трению Rд. Коэффициент
скольжения S = 100% соотаетстаует юзу колеса, ког­
да оно переходит в заблокированное сосюяние.
При пояВtении эффекта рабочего скольжения, при
котором все еще имеет место нормальное качение ко­
лес, между ними и дорогой возникает равномерно
возрастающее сопротивление трению Rд, коюрое яв­
ляется функцией от рабочего скольжения S и создает
силу торможения автомобиля F, = КRд(S). К - конст­
руктивный коэффициент пропорциональности, завися­
щий от состояния протектора шин. тормозных коло­
док, тормозных дисков и тормозных суппортов.
• На графике 24.4 приведена зависимость силь1
торможения F, от коэффициента скольжения S, из
которого видно. что максимального значения аели­
чина F, достигает при значениях S в интервале от
10%до30%.
Важно заметить, что при маль1х S (от 0% до 7%)
сила торможения линейно зависит от скольжения,
20
1ВО ~ 100
~...,,..,..._ S•((Va-VICWIJI~
Смl\8т-Fт
Cмl\81iocDeo<1>-Fa
Рмс. 24.4 . Эавмсммость см11ы УорможенМll F, м см11ы 60110-
воrо увода F. оУ 11оаффмцмента с110111оженм11 S
что обеспечивает наиболее эффектианое торможе­
ние . Это имеет место при плавном и медленном на­
жатии на педаль тормоза.
При более интенсивном юрможении скольже­
ние S растет. а сила F, юрможения начинает умень­
шаться ИllИ, в лучшем случае, остается постоянной.
Из сказанного ясно, что основной задачей ABS
является авюматическое (без участия водителя) под­
держание коэффициента скольжения S а пределах
от 10% до 30%, когда сила торможения автомобиля
максимальна. На графике этот рабочий мя ABS уча­
сток заштрихован.
• При некоторых состояниях дорожного покры­
тия, например, на твердом и сухом бетоне. система
ABS может привести к 1:1екоюрому увеличению тор­
мозного пути авюмобиля по сравнению с этим пока­
зателем для случая интенсивного торможения с вы­
ключенной ABS. Однако в последнем случае устойчи­
вость движения автомобиля не гарантирована, а из­
нос колесной резины и тормозных колодок резко
взрастает. В большинстве же случаев тормозная си­
стема с ABS значительно эффектианее классической
тормозной системы.
24.5. Рuнавидности систем ABS
В настоящее время на легковых автомобилях при­
меняется достаточно большое количество самых раз­
нообразных вариантов исполнения систем антибло-
21.9

fАаВа24
@
~
-
°""'"""""
..........
III т~.wс
АВS-Т1 : МН1'Мn.наJ1
,...._,.._
.,.,_
........-с
С~ОТПl.,\
._"эд
I I Одноо<анаnо.на• W..
АВS-Т2-
НДНМJ1 JCМlc), UJ(
c-cn
,...._,.._
"""'°""'"'""""""'
ческиотГУР..
-----
I
АВS-Т3·~
з.. ......... ~
-с-
с-
--
з.•... -
........ __
--
-
"""' ""
°"'-
3БУf." YJ!. 3 зд. uмм.
пц здnзк. 4111(
35УТ,' -~дз.
ГУР. пц. 'ДПЭК.
ЛХК.~ГIО(
36Yf. 3.,..." 1СД дэ.
2 "*1д. РРД. • тnэк.
2Pt(
.__ ..
·--а.пм
._..,,,.
"""""°""
_. . .,........
-~
--·
_ ......,,,, .,_
-......
--
~тnэк
на четыре типа по четырем от­
личительным
признакам
(рис. 24.5): а - конструктивным
особенностям системы: б -
функциональным возможностям
системы: в - компонентному
составу; г - эксплуатационным
свойстаам (преимуществам и
недостаткам).
1. Если система АВS выполне­
на с применением шариковых
клапаноа (ШК), коюрые управля­
ются поршневыми юлкателями,
а последние в свою очередь ПрИ­
водятся в действие червячными
передачами (ШЧМ) от электро­
двигателя - ЭД (рис. 24.6), то
такая система работает без гид­
ронасоса с использованием дав­
ления от глаВl-tоrо тормозного щ+
линдра (ГТU) и классифицируется
как веНТИ11Ьная АВS (AВS.V) или
как АВS первого типа (АВS.Т1).
2. Если система ABS реализо-
вана с применением шариковых
Рис. 24.S . КАассмфмкацм11 сметем антмб11окмровкм тормозов (ABS)
клапанов, которые управляются
от гидроусилителя руля (ГУР) по­
средством поршневых толкате­
лей. а переключение режимов
торможения - с помощью двух·
ПОЗИЦИОННОГО электрогидрокла-
кировки тормозов (ABS). Общим
для всех АВS яаляется то, что
они ДОПО/ll-IЯЮТ рабочие функции
гидравлической тормозной сис­
темы (ГТС) автомобиля принuи­
пиально новым качеством -
способностью интенсианого тор.
можения без блокировки колес.
Для достижения этой uели любая
система ABS помимо основных
компонентоа ГТС включает в
свой состав датчики (КД) часто­
ты вращения колес, электрон­
ный блок управления гидроюр.
мозами (ЭБУ-Т) автомобиля и
uентральный гидравлический ис­
полнительный механизм (UИМ),
который раздельно управляет
колесными тормозными uилинд­
рами (КТU). а сам управляется
от электрических сигналов ЭБУ-Т
( см. рис. 26.З).
•
Разновидности систем
ABS можно классифицировать
220
~-------------- ·,;..;па""'н~а;;..(ДПЭК). то система может
Рис. 24.6 . Основные комnоttенты вентМАьной ABS (первый тнn):
1 - поршень-то11кате11ь (красный) с червячным механизмом (синий); 2 - обратный
шариковый мапан (открывается поршнем-то11кате11ем 1, закрывается - возврат­
ной пружиной); З - r11авный двухпозиuионный rидромапан с Э11ектромаrнитным уп­
рав11ением дав11ения в канале АВ; 4 - 11орпус ЦИМ; 5 - реверсный мектродвига­
те11ь постоянного тока мя управ11ения поршнем -то11кате11ем 1 и даВ/\ением в кана-
11е АВ; б - редуктор; 7 - шестерни редуктора; 8 - uентральный rидрав11ический
испо11ните11ьный механи2м (ЦИМ); 9 - 611ок из трех Э11ектродвиrате11ей 5 ; А и В -
вход и выход управ11яемоrо rидромапана АВ.

Системы авюматическоrо управления rмдраВАИческими тормозами автомобиля
быть отнесена в отдельный (вто­
рой) ТИП (СМ. ПОЗ. АВ5-Т2). 8 со­
став UИМ такой системы допол-
1+1Тельно входят три гидравличе­
ских клапана: предохранитель­
ный (ПХК), перепускной (ППК) и
переключающий (ПКК).
ст.,,....
--
Фото-
"IJ)8tQМCtop Nt1
Фото-
УраН>МСТор N'2
ЦмфроооАDnlОЛ
ДПRЭБУ
Щелевая
~~_.._ __
Nt1
•
-~
,___ .".
Фото-
тpaк!ltC'l<>pW Nl2
--·
--2
с-
--
()r_ ,
-
-
()r_ ,
°""'""
°""'""
з._.
-
1-1
0-1
о.с
1.()
.. ..,.._ _
--
~
~- ТО-
~-$-~ ~
От_.- о._,
-
о._, -
<>r_,·Зupwr
Положение щелевой nnacn1НЫ
3 . Если в системе ABS давле­
ние в колесных тормозных ци­
линдрах управляется посредст­
вом двух- или трехпозиционных
гидроклапанов (ТПЭК), которые
в свою очередь управляются
электрическими сигналами от
ЭБУ-Т. и в системе имеется эле-
Рис. 24.7 . Икерциоииыii датчик (датчик 3амедr.еии11) системы ABS
ктрогидронасос низкого давле-
ния (ГННД), то такая система называется электро­
клапанной (АВS-К) и относится к третьему типу
(АВS-ТЗ). Система дополняется регулятором-рас­
пределителем давления (РРД) и рещкционным кла­
паном (РК).
4. Если система ABS содержит в саоем составе
гидроаккумулятор высокого давления - ГАВД
(120•• •180 бар) с подпорным герметичным пневмо­
рессивером - ПРВД (азот, гелий). то эта система со­
держит гидронасос высокого давления (ГНВД) с авто­
матическим гидровыключателем насоса (ГВК) и клас­
сифицируется как ABS с rидроаккумулятором (АВS-Г),
или как АВS четвертого типа (АВS-Т4). давление в
КТU управляется посредством четырех клапанно-пор­
u.невых регуляторов (КПР), которые в свою очередь
управляются трехпозиционными электроrидроклапа­
нами. кащдый из коюрых составлен из двух двухпо­
зиционных клапанов. Системы ABS-T4 более эффек­
тивны в работе, обладают высоким быстродействи­
ем и могут применяться совместно с электронными
системами EDS, ЕВV и ASR.
5. Если регулировке с помощью АВS подвергают­
ся два передних колеса в отдельности, а два задних
кО11еса вместе по одному общему гидроканалу регу­
лирования (Select low), то система называется трех­
канальной. Наиболее простой вариант такой систе­
мы реализован с использованием давления от глав­
ного тормозного цилиндра ( см. поз. АВS-Т1) .
6. Если регулировке с помощью ABS подвергают­
ся только два задних колеса, но по одному (общему)
гидроканалу, ю система называется одноканальной.
Такая система выполняет функцию регулятора юр­
мозов заднего моста и устанавливалась на японском
автомобиле "ТОУОТА" еще в 1971 г. Это первое при­
менение системы ABS на серийном автомобиле. В
классификацию включена более поздняя однока­
нальная система АВS (для японского автомобиля
"ТRUCK", 1989 год выпуска), в которой в качестве
"3абочего давления используется давление гидроуси­
лителя руля - ГУР (см . АВS-Т2).
7. Если с помощью АВS регулировке подвергает­
ся к~ое из четырех колес в отдельности. то систе­
ма называется четырехканальной. Применяется на
большинстве современных автомобилей высокого
потребительского класса (см. поз. АВS-ТЗ и ABS-T4).
В. Если АВS используется на полноприводном ав­
томобиле, то в системе устанавливается специаль­
ный инерционный датчик (рис. 24.7), а система на­
зывается ABS с датчиком (ДЗ) замедления (может
быть одно-. трех- или четырехканальный , в отдельный
тип не выделяется, см. ABS-T2 и АВS-ТЗ).
9. Если давление в управляемом с помощью АВS
колесном цилиндре может удерживаться для трех
случаев торможения (торможение с повышением
давления. торможение с удержанием давления, тор­
можение с понижением давления), то система АВS
трехпозиционная (см. АВS-ТЗ и АВS-Т4) . Специфиче­
ский компонент З.х позиционной АВS - трехпозици­
онный гидроклапан с электромагнитным управлени­
ем от ЭБУ·Т.
10. Если давление в колесном цилиндре может
удерживаться только для двух случаев торможения
(с увеличением и понижением давления), то система
ABS - двухпозиционная. Реализуется такая система
с применением двухпозиционных гидроклапанов. Од­
нако с помощью пары двухпозиционных клапанов
можно создать один трехпозиционный электрогид­
роклапан (используется в системах АВS-Т4).
24.6. Работа системы ABS
Для уяснения принципа действия системы автомап+
ческой антиблокировки тормозов (АВS) рассмотрим ра­
боту трехканальной трехпозиционной электро.клапан­
ной АВS с гидронасосом низкого давления (АВS-ТЗ).
Составными компонентами такой системы ABS
являются:
1. Датчики вращения колес (КД);
2. Колесные тормозные цилиндры (КТU):
222.

rмiaa24
Рис. 24.8 . Распо11оже11ие 11oмn0ttettтoв сисrемы ABS tta
автомо6и11е:
1
1 - центральный исполнительный механизм ABS (ЦИМ); 2
-
реле управления ЦИМ; З - ЭБУ ABS; 4 - главный тор­
мозной цилиндр (ГТl.J); 5 - контрольно-диагностический
разъем ABS; б - ротор (зубчатый задатчик) переднего ко­
лесного датчика; 7 - колесный датчик частоты вращения
(передний); 8 - ммпа ABS; 9 - педа11Ьный выключатель
системы ABS; 10 - ротор заднего колесного датчика; 11-
датчик замедления (для 4WD); 12 - задний колесный дат­
чик; 13 - скоба задних дисковых тормозов; 14 - скоба
передних дисковых тормозов.
3. Uентральный ГидраВJ\Ический узел системы АВS
(центральный исполнительный механизм - UИМ);
4. Главный тормозной uилиндр (ГТU);
5. Э/\екrронный блок управления (ЭБУ-АВS);
б. Контрольная лампа ABS;
7. Датчик (ДЗ) замедления инерuионного типа
(для авюмобилей 4 WD).
Перечисленные компоненты ~анаВJ1Иваются на
автомобилях по-разному. В качестве примера на ри­
сунке 24.8 показано расположение составных час­
тей системы АВS на японском автомобиле "SELEКA".
Главным функuиональным узлом системы АВS яв­
ляется uентра11Ьный исполнительный механизм
(UИМ). Он состоит из:
-
элекrрогидронасоса (Н);
-
трех редУКUионных гидроклапанов обратного
дейстаия К~. К2. Кз;
-
трехrюзиuионного электромагнитного rидро­
клапана (ГК), который включает в себя даа запорных
клапана К~ и Кs.
•
На рис. 24.9 приведена функuионS11Ьная мо­
дель системы АВS для одного переднего колеса .
Схема в зависимости от режима торможения мо-
жет находиться в пяти состояниях:
1. Режим ·торможение без АВS". В эюм случае:
а) Vм1 =V1<2 =VмЗ =Vм4 =V8 , где
Va=<Vм1+Vм2+Vмз+Vои1)/4;
б) АВS аключается педS11Ьным датчиком ПА. но не
функuионирует, так как нет рассогласования скоро­
стей вращения колес;
222
в) тормозная жидкость из ГТU поступает в ка­
нал М и далее через клапан К~ в колесный тормоз­
ной UИЛЖАР КТU. Клапаны К1 и К3 закрЫТЫ и пере­
крывают каналы L и N. Клапан К5 также закрыт. Про­
исходит обычное торможение без участия АВS;
г) когда педS/\Ь тормоза оmускается, ю под об­
ратным давлением жидкости из КТU клапан К3 от­
крывается и перепускает тормозную жидкосtь обрат­
но в гтu.
2. Режим •снижения давления" в КТU (ослабr.е­
ние СИ/\ЬI торможения колес).
Этот режим возникает, когда от колесного датчи­
ка 1<д данного колеса в ЭБУ поступает сигнал с о за­
медлении вращения (состояние, близкое к блокиров­
ке колеса). При этом:
а)Va=СVм1+V1<2+VмЗ+Vм4)/4>Vf<1,такК81<
Vм1 < (VМ2 + VмЗ + Vм4)/3;
б) ЭБУ ABS по сигналу с выдает на контакт А на­
пряжение Uм =10 В. и через соленоид W главного ги­
дроклапана ГК начинает протекать ток 5 А (сопротив­
ление Rw = 2 Ом). Одноаременно на контакт В с ЭБV
nостуnает напряжение Uн = 12 В, от которого прихо­
дит во вращение гидронасос Н;
в) под напором гидронасоса Н обратные клапана
К1 и К2 открываются, клапан Кs главного электроги­
дроклапана ГК также открывается, а клапан ~ за­
крь1вается под аоздействием керна соленоида W;
r) указанные переключения клапанов открывают
обратный канал для тормозной жидкости из КТU в
гтu: через клапан Кs. далее через клапаны К2 и К~
обратно в гтu. При этом часть тормозной жидкости
переnускается в бачок Б системы ABS.
3. Режим •удержания давления· в ктu.
L
м
N
ЗбУ
АВS
"i
: NCli
1
_._
:r
Рис. 24.9 . Фун11циоиа11ьиа11 моде11ь системы ABS
(для одного колеса)

Системы автоматическоrо управления rидравлическими тормозами автомобиля
Этот режим вознИJ<ает, когда система ABS авто­
матически аыходит из режима •снижение даем­
ния" . Это происходит по сигналу С от колесного дат·
чика, когда V" 1 снова становится равной V8 :
а) ЭБУ АВS на контакт А выдает напряжение 4 В,
и ток в соленоиде W падает до 2 А. Гидронасос Н про­
должает работать, так как на контакт В по-прежнему
подается напряжение 12 В;
б) при токе 2 А (в соленоиде W) электромагнитный
клапан закрывает оба рабочих клапана ~ и К5 и
обеспечивает стабилизацию дааления тормозной
жидкости в КТU. так как в этом состоянии клапанов
тормозная жидкость запирается клапанами Кз. ~ и
Кs в колесном цилиндре ктu. Электрогидронасос
продолжает работать, создавая противодавление в
Пl1 и удерживая клапан К3 в закрытом состоянии.
4. Режим "увеличения давления" в KTU.
Этот режим вознИJ<ает, когда от колесного датчи­
ка кд приходит сигнал с поаышенной скорости ера.
щения данного колеса, т.е. сигнал, при котором
V1<1 > V8 (колеса со скоростью вращения V1<2, V" 3 ,
Vl<4 - тормозятся. а со скоростью V" 1 - вращается
свободно):
а) ЭБУ ABS по сигналу С аыключает напряжение
на контакте А (lw = О), но напряжение Uн = 12 В на
гидронасос продолжает поступать с контакта В. При
этом ГК аыключается, занимает исходное положе­
ние, клапан ~ открывается, а Кs закрывается;
б) в колесном тормозном цилиндре КТU давление
жидкости увеличивается, так как гидронасос Н пода.
ет жидкость иэ бачка Б в КТU через клапаны К1 , ~
и ~. которые открыты.
5. Во асех четырех состояниях функциональная
схема при обратном ходе тормозной педали работа­
ет на возврат тормозной жидкости обратно в Пl1 че­
рез обратный клапан К3•
Когда тормозная педаль поднимается вверх до от­
каза, концевой выключатель ПА аыключает ЭБУ и си­
стема АВS перестает функционироаать.
Таким образом, выключатель ПА является датчи­
ком включения и выключения системы АВS.
На некоторых моделях автомобилей дополнитель­
но к ПА на шоферском пульте управления устанавли­
вают второй выключатель системы АВS, которая в
таком случае может бьгrь выключена водителем.
• Описанные пять состояний системы (тормо­
жение без ABS, снижение давления в КТU. удер­
жание давления в КЩ, увеличение давления в
КТU. возарат тормозной педали) реализуются с по­
мощью трехпозиционного гидроклаnана (ГК) с эле­
ктромагнитным упраалением. Работа ГК может
быть пояснена с помощью модели показанной на
рис. 24.10 .
Если в соленоиде W ток lw = О (торможение без
АВS, возврат тормозной педали и увеличение давю­
К1Я в КТU), то в ГК клапан Кs закрыт. а клапан К4-
о
11
ii
ii ·-
ii
11..
11..
11..
IJ
о
1(5
1-SA
Ja2A
1(5
Рис. 24.10. МодеАь трехnоэициомиоrо rмдрокАаnана
с эАектромаr1111тиым уnравАением
открыт. При токе lw = 5 А (снижение давления а KTU)
в гидроклаnане ГК клапан Кs открыr , а клапан ~ -
закрыт. При токе lw = 2 А (удержание давления в
КТU) оба клапана ~ и Кs - закрыты.
В табл. 24.1 приаедены обозначения различных
рабочих состояний гидроклапанов и управляющих
электрических сигналов д/1Я различных режимов
функционирования системы АВS.
·+· -
открытое состояние клапанов; ·-· - за­
крытое состояние клапанов; F" -
частота сигнала с.
соотаетствующая скорости колеса V"; F. -
частота
сигнала с, соответстаующая скорости V•·
Таблица 24.1
Сос:ТО11нме
Сос:ТО11нме
Режимы
пw-nапаюв
alМllClplf'iecJOOC
АВS
вЦИМе
CllПl8JIOll
KtК2К3К4К5Ав с
1. Реме "rормо-
+00 08 F."'F0
. etl!e без МЭ$
~Режим "ою:е-
давления•
++
+108 128 1F.> F0
з. Реме )'дер-
48 128 F.•F.
..:;iw да8'
.
~=l+l+l-1+1-IОВ11281F. <F0
~~
++-1-
24.7 . УстроАство и работа Э6У·Т
На рис. 24.11 приведена принципиальная элект­
рическая схема системы ABS. в которой главным
компонентом является электронный блок управления
тормозами (ЭБУ-Т).
223

fАаВа24
в.s.очат....
РКВ
сrоn-ск"8Л8
w
ВАТ
м смстемы A8S
ю
SТР
~
FR+
FR·
д.....
ОТd38
мт
c:ror>olf1W18
Э6УАВS
NЛ
RR•
RR·
SFR
LFSOL
RL•
SFl
RL-
RRSOL
SRR
те
tRSOL
TS
SRL
GS1
SR
GS2
GSТ
R-GН> GНJ
Рмс. 24.11 . ПрммциnиаАьная эАектрическа11 схема системы ABS
(обозначения в тексте)
ЭБУ-Т конструктивно выпо11Нен на полупроводни­
ках и микросхемах, заключен в герметичный кожух,
который устанаВJ\Ивается либо а салоне, либо в ба­
гажнике автомобиля.
С внешними устройствами и бортоаой электро-
сетью ЭБУ-Т связан многоконтактным разъемом .
К внешним входным устройствам ЭБУ-Т относятся:
-
колесные датчики -4 шт.;
-
датчик замедления (только для 4WD);
-
датчик отказа стоn-сиnнала;
-
датчик педали стоп-сигнала (выключатель сис-
темы ABS);
-
датчик аварийного уровня тормозной жидкости;
-
датчик стояночного тормоза;
-
предохранители - 8 шт.
К внешним выходным (испо11Нительным) устройст­
вам ЭБУ-Т относятся:
-
релейный блок управления (РБУ). Внутри РБУ
установлены два реле с "сухими· контактами. Одно
для включения электроNoиrателя гидронасоса, другое
для включения и переключения электромагнитных со­
леноидоа рабочих гидроклапанов системы АВS;
-
испо11Нительный механизм ABS с рабочими
гидроклапанами и с электрическим гидронасосом.
Каждый рабочий гидроклапан управляется с помо-
224
щью электромагнитного соленоида, а соленоиды -
от электрических сигналов ЭБУ-Т;
-
сигнальная лампа АВS. Предназначена для
контроля за исправностью системы;
-
сераисный разъем для вывода кодоа неис-
правностей системы ABS;
-
контрольный разъем для стендовой диагностики.
•
ЭБУ-Т работает следующим образом.
1. Включается ключ зажигания, и на контактах IG
и ВАТ устанавливается напряжение +12 В от
аккумуляторной батареи (АКБ). При этом на З сек за­
горается контрольная лампа АВS.
Если один из предохранителей MAIN. ALT. АМ. или
лампа ABS перегорают, система ABS не включается.
2. После пуска две и разгона автомобиля до скоро­
сти более 6 км/час в ЭБУ-Т отрабатывается функция
первичного контроля. При этом аыключатель стоn-сиг­
нала на педали тормоза должен быть разомкнут. Если
в системе все исправно, то загорается лампа контро­
ля стоrн:игнала, а на лампу ABS подается код готовно­
сти системы ABS к работе. При достижении автомоби­
лем скорости более 6 км/час обе лампы гаснут.
3. Если в АВS есть неисправность, то в системе
отрабатывается функция самодиагностики. и лампа
ABS начинает мерцать.

Смстемы автоматическоrо уnраВАения rидравАическимм тормозами автомобиля
В системе АВS прещсмотрена и функuия надеж­
ности. Эта фун1щия отрабатывается при l}ОЯвлении
любой неисnрааности. В таком случае сигналы управ­
ления от ЭБУ-Т на исполнительный механизм ABS не
подаются, а тсрмозная система аатомобиля начина­
ет работать без АВS.
Следует отметить, что сигналы ЭБУ-Т низкопотен­
циалы...ае (поступают от микросхем). а сигналы от
РБУ к исполнительному механизму ABS силовые, так
как проходят от АКБ через сухие контакты реле для
ЗА и соленоидов ЭМК. Напряжение на соленоиды ги­
дроклапанов в режиме снижения давления подается
непосредственно от АКБ (U" = 12 В). Так формирует­
ся прямой ток соленоида 5 А. При этом контакты
SFR, SFL, SRR, SRL через мощные транзисторы в
ЭБУ замыкаются на ·массу·.
В режиме •удержания давления· через соленои­
ды протекает обратный ток 2 А (см. схему на
рис. 24.11).
При этом в соленоидах направление магнитного
потока изменяется на противоположное. Это способ­
ствует быстрому срабатыванию гидроклапанов при
меньшем токе упрааления и фиксирует их в задан­
ном для данного режима положении.
Если в тормозной системе автомобиля срабаты­
вает датчик аварийного уровня тормозной жидкос­
ти, или введен а действие стояночный тормоз, то
ЭБУ-Т выключается (от закорачивания на ·массу"
контакта РКВ).
D
v
о
-
-
Н! !!!!!НН :::: ®
дw-
1р Н! i!:!!H:i i!ii
_...~
·:::::::···::: ::
~
:
~··
1
:·
._....
@
8-(cet<.I
t~
Рис. 24.12 . Зависимость скоросУМ v. и v., ускорени11 G
КОАеса, TOKI lw СОА8НОМД8 W В ГК И даВАВНИll р
торМО3МОЙ IККдКОС'JИ в ктц - от nродоАЖМтеАЬНОСТИ t
процессов торможени11 (обозначения в те11сте)
8 Аеюrроника
•
ЭБУ-Т через исполнительный механизм АВS уп­
равляет скоростью вращения колес с соблюдением
определенной закономерности (рис. 24.12).
Если какое-либо колесо затормаживается сильнее
остальных, то в тормозном цилиНдРе этого колеса
давление под действием системы АВS понижается,
так как ЭБУ устанавливает ЭМ-гидроклапан (ГК) в по­
ложение ·снижение давления· (участок А).
/j;Jлee при повышении скорости колеса до состоя­
ния "удержание давления• ()'Часток меж,ду А и В) ги­
дроклапан удержиаает давление постоянным до тех
пор, пока снова не н~ит состояние, при котором
v"*va.
'
Если V" < V8 (замедление арацения колеса) , то
снова повторяется режим •снижение давления".
Если V" > v". то ABS переаедет клапан ГК в со­
стояние •увеличение давления·. Так как ABS сра­
батывает практически мгновенно, то время тормо­
жения, как и время растормаживания колес, очень
короткое, и состояния увеличения и удержания
давления быстро чередуются (участок В) до тех
пор , пока подконтрольное ABS колесо не сравняет
свою скорость вращения со всеми остальными ко-
лесами.
Скорость враLЦвния колеса при воздействии на
него системы АВS изменяется по закону, близкОМу к
синусоидальному (рис . 24.12, поз. 1), постепенно
приближаясь к скорости движения автомобиля:
V" =(V.u + V112 + Vкз + Vм)/4.
Ясно, что ускорение G колеса при таком законе
изменения скорости будет знакопеременным и при­
нимает вид, показанный на рис. 24.12, поз. 2. На
графике рис. 24.12, поз. 3 показан электрический
токовый сигнал lw, который при снижении давления
соответствует току 5 А, при удержании давления -
току 2 А. при увеличении давления - ток сигнала lw
рааен нулю. Закономерность изменения дааления Р
в колесном тормозном цилиндре оюбражена графи­
ком (рис. 24.12, поз. 4).
24.8 . Коnесные датчики системы ABS
В любой системе автоматического управления гид­
равлическими тормозами аатомобиля используются
преобразователи частоты вращения колес а электри­
ческий импульсный сигнал. Такие преобразователи на­
зываются колесными датчиками АВS. По виду прео6-
раэоаания колесные датчики быаают индуктивными
или датчиками Холла. В индуктивном колесном датчи­
ке (рис. 24.13) задатчиком частоты врацения являет­
ся ферромаrнmный зубчатый диск 2 - ротор датчика
(РД), который устанавливается непосредстаенно на
приводном валу 3 ведущего колеса (рис. 24.13,
поз. г), или на аращающейся ступица 4 пассивного ко­
леса (рис. 24.13, поз. в). Сам индуктивный датчик
225

rмва24
а)
б)
+S
,, Лрм~
,'
\ olloponx
Of+++-tгt--Нf-#-t-++-k+-1-Н~~'т-­
'.I
Рис. 24.13. Имдукtмвмыi ко11есиыi датчик системы АВS:
а - КОНСТРУJIЦИЯ; б - форма выходного СИГНдl\8; в - уста ·
новка ротора даrчика на стуnице; r - установка ротора дат·
чмка иа nриводном валу; 1 - ИНД)'l(Тивный даТ'IМк; 2 - ро­
тор (зубчатый дмск·эадатчик); З - приводной 881\ ведУЩеrо
ко11еса; 4 - стуnнца nассивноrо ко11еса; 5 - контактная
фишка; 6 - постоянный ко11ьцевой магнит; 7 - сиrнам.ная
обмотка датчмка; 8 - магнитное ярмо (щуn) даrчика.
(рис. 24.13 , поз. а) устанавливается над зубчатым
диском 2 с ВОЗдУШНЫМ зазором не более 2 мм.
По принципу действия и устройству ИндУКТИвный
колесный датчик аналогичен датчику угловых импуль­
сов (ДVИ) системы зажигания (см. главу 21). Количе­
ство зубцов на роторе колесного датчика в разных
системах АВS может быть различным (от 24 до 90).
Оно определяет число генерируемых даТ'll!Ком элект­
рических импульсов, приходящихся на один оборот
колеса. по числу импульсов в ЭБV-Т легко определя­
ется частота (или скорость) вращения 1<Олеса.
24.9. Система эпектронноА блокировки
дифференЦИ8118 ведущеrо моста (EDS)
дифференциал ведУЩего моста автомобиля пред­
назначен для перераспределения крутящего моме1+
226
та двигателя междУ правым и левым ведУЩИми коле­
сами. Планетарньа1 механизм дифференuиала поз­
аоляет ведУЩИм колесам, остаааясь под равномер.
ной нагрузкой, вращаться с неодинаковой скоро­
стыо при прохощдени.1 автомобилем крутых поворо­
тов. Это повышает устойчивость движения и защи­
щает колесную резину от чреэмерНОГо износа. При
движении автомобиля по сухой дороге в прямом на­
правлении дифференциал работает как обычный по­
нижающий редУКТОр и ведУЩИе колеса вращаются с
одинаковой скоростью.
• Но наряду с ПО11ОЖИТельными качествами диффе­
ренциал обладает и отрицаrельными: он является при.
чиной значительного падения тягового усиления и по­
тери устойчивости движения при страгивании ~
биля с места или ~ езде по скользкой дороге. В ЭJМХ
услоаиях ведУЩее кОАеСО, которое имеет меньшее
сцепление с дорогой, начжает пробуксовывать, т.е.
вращаться быстрее всех остальных. Особенно отчетт
во это проявляется, если автомобиль попал в грязь, в
глубокий снег. в пески или на обледенелый участок до­
роги. Тогда при попытке начать движение одно колесо
врацается. а другое стоит на месте. Но бодее опасна
СИl)'ЭЦИЯ, когда на асфальтированной обледенелой ю­
роге встречается поворот. подъем или yi<IOН. В этом
случае увеличение или уменьшение обороюв двигате­
ля посредством педали газа мoryr привести к раэворо-
1У автомобиля поперек движения или к его сносу в со­
вершенно непредсказуемую сторону.
Чтобы в указажых ТяжеАЫХ дорожных условиях
обеспечить одновременное и равномерное враще­
ние ведУЩИХ колес , на грузовых автомобилях приме-
АВS
•
EDS
Рис. 24.14. Уnрощеи11ая модем. смс:темы A8S
с фуиJЩМямм EDS (обозначения в тексте)

Системы автомати11ескоrо управления rмдраВАИ11ескмми тормозами автомобимt
няют механическую блокировку дифференциала зад­
него вещщего моста. При механической блокировке
происходит жесткая фиксация полуосей относитеАЬ­
но главной шестерни планетарного механизма и ко­
леса начинают вращаться с одинаковой скоростью.
Однако механическая блокировка имеет три принци­
пиальных недостатка: с ее помощью нельзя блокиро­
вать дифференциал переднего ведУЩего моста; кон­
структивное исполнение механической блокиров­
ки - достаточно сложное техническое мероприятие;
но главное - в управление механической блокиров­
кой невозможно ввести обратную связь от степени
нагрузки каждого ведУЩего колеса в отдельности.
Последнее обстоятельство есть следствие того, что
после включения механической блокировки вещщие
колеса не могут вращаться с различной скоростью,
т.е. при включенной механической блокировке не­
возможно осуществить автоматическое перераспре­
деление крутящего момента двигателя между пра­
вым и левым ведущими колесами.
•
Для того чтобы блокировка дифференциала бы­
ла более эффективной, она должна быть мягкой, т.е.
выравнивать скорости вращения ведущих колес не
жесткой сцепкой полуосей, как при механической
блокировке, а по мере нарастания разности тяговых
усилий под ведУЩими колесами . Такую бЛОJ<Ировку
дифференциала можно реализовать с помощью автсr
матического притормаживания того ведУЩего коле­
са, которое за счет пробуксовки начинает вращаться
быстрее асех остальных . При этом автоматика управ·
ления должна быть достаточно быстродействующей,
чтобы не допускать излишнего затормаживания уп­
равляемого колеса. Этим требованиям в полной мере
отвечает система автоматической антиблокировки
колес (система АВS), дополненная функциями автома­
тической блокировки дифференциала (EDS).
•
Для реализации автоматической блокировки
дифференциала с помощью системы ABS достаточно
(рис. 24.14) rидромагистраль мl•. по которой подает­
ся тормозная жидкость от главного тормозного ци­
линдра (ПЦ) через центральный исполнитальный ме­
ханизм ЩИМ) к колесным тормозным цилиндрам
(КТU). отключить ОТ пц и через редУКIJИОННЫЙ кла­
пан (РК) подсоединить к автономному гидронагнета­
телю (АГН), а в ЭБУ-Т предУСмотреть функцию тормсr
жения буксующего колеса не от ПЦ, а от АГН . Тогда
ПЦ будет работать только в системе ABS. а АГН -
только в системе EDS. Переключение тормозной си­
стемы с функций ABS на функции EDS ревлизуется с
помощью поршня (ПВ) дополнительного гидроклапа­
на (ДГК) с электроуправлением сигналом 5 от ЭБУ-Т.
В реальных вариантах исполнения автономный
гидронагнетатель АГН одновременно является и гид­
роусилителем тормозов. В этом случае в систему дсr
бавляется еще один дополнительный электроrидрок­
лапан (ДГК) для переключения гидронагнетателя АГН
т--н(аlм~
31'2 -
-------------------------
D•-cy.-~-
cED8
ое--~-~)
11Офа1w
2000 -
е... ED8
•
е
-----
в
8ое
..-
,__
,.......,
о
Рмс. 24.1&. Дмаrрамма т11rовы11 JCllAllii
(на чертеже второй АГК не показан). Давление а АГН
поддерживается постоянным вначале за счет напсr
ра на упругую диафрагму (УА) со стороны пневморес­
сивера (ПР), наполненного азотом под высоким дав·
лением (не менее 160 бар). Когда тормозной жидксr
сти в АГН становится мало, упругий виток монометри­
ческого выключателя (ММК) сворачивается . контак­
ты КВ включают электродвигатель (ЭД) гидронасоса
высокого давления (НВД) и начинается перекачка
тормозной жидкости из резервного бачка (РБ) в ncr
лость АГН. Когда давление в АГН поднимается до
нормы . упругий виток ММК снова распрямляется и
контакты КВ выключают электродвигатель наноса.
В результате работы системы Еде возникает реак­
тивный момент в дифференциаt.е, который по прояв­
лению схож с механической блокировкой . При этом
колесо, имеющее лучшее сцепление с дороrой, cncr
собствует увеличению тягового усиления автомобиля.
Наличие электронной бЛОt<ировки дифференциала уве­
личивает тяговое усилие в 5-6 раз (см. рис . 24.15).
•
На рис. 24.16 показана функциональная гид­
равлическая схема тормозной системы •тeves•
(ФРГ), в которой реализован принцип совмещения
антиблокировки колес при торМожении и мягкой блсr
кировки дифференциала переднего ведУЩего моста
в начаt.е движения автомобиля.
Система ·тeves· работает слещmцим образом:
1. Когда система находится в статическом состсr
янии (функции ABS и EDS не исполняются) или выпол­
няется режим •торможение без двs·. дополнитель­
ный гидроклапан АГК-1 закрыт, а ДГК-2 открыт.
2. В начале торможения без ABS (когда нет рас­
согласования частот вращения колес) тормозная
жидкость под напором от ГТЦ через открытый кла-
227

ГА88824
--
-
~-­
--сжт-ЕDS
D._____e,,,__
О т-~--ео...70бер(ребоТ8еЕдС)
от-~--отГТЦ
от-~·обрmмс--
т_
_. . __ ,11Об ер(81 'ДА)
во всех колесных тормозных uи­
линдрах (КТU).
3. Если при торможении равен­
ство скоростей вращения колес на­
рушается. то система ·тeves" начи­
нает отрабатывать функuии анти­
блокировки колес (функuии АВS).
Клапаны ДГК2 и гrк остаются от­
крытыми, а входНой rидр0клапан
ВГК того колеса, которое заторма­
живается сильнее остальных, начи­
нает работать (от имnулЬО1ЫХ сиг­
налов ЭБУ-Т) прерыаисто - ю за­
крываясь, то сноаа открываясь.
Прерывистая работа клапана ВГК
f/удет сохраняться до тех пор, пока
скоросТh вращения кО11еса не ста­
нет требуемой. Если срабатыаание
клапана ВГК не приводит к желае­
мому результату, то начинает пре­
рывисто работать выходной rи.дро­
клапан ГКВ, в результате чего АЕ&
ление в колесном тормозном uи­
линдре (KTU) резко падает и рас-
тормаживание колеса происходит
более эффеl<ТИВНО.
4. ЕсJ1и при торможении возни-
кает СИl)'а.IИЯ. когда пара паред­
Рис. 24.16. Фуикциома11ьиа11 rидравАИческа11 схема
них аедУUJИХ колес начинает обго­
нять пару задних колес, а разницы
частот вращения внутри колесных
пар нет, то главный rидр0клапан
ГГК закрывается (сигналом от ЭБУ·
Т) до тех пор, пока скорости враце­
ния кО11есных пар не станут равны­
ми. Таким же образом в системе
·тeves" выПО11Няется и третья функ­
ция автоматического управления
тормозами - функ1.J1.1Я системы
тормоаиой системы ~теvе1":
РК- редуtЩионный клапан ; KEDS.rp)11na гидроклапанов, работающих на обепечение
функuий EDS; АГК1 и АГК2 - дополнительные гидроклапаны rр)11пы KEDS ; ГДА - гид­
роаккумулятор высокоrо давления ; ПР - подпорный пневморессивер {азот, гелий) ;
НВА - гидронасос высокого давления; ЭА - электродвигатель НВА; РБ - резервный
бачок; ММК - монометричеиий ~онтактор для ЭА; ГГК - главный гидроклапан АВS:
ММВ - мо1юметричес~ий предохранительный выключатеп. системы EDS; ПГУ - по­
лость гидроусилителя; КГV - механический клапан гидроусилителя ; гтtJ - главный
тормозной цилиндр; шm - щто~ тормозной педали; МУ - монтажный узел для ГГК
и гтtJ; вrк - входные гидроклапаны ; ГКВ - выходные гидроклапаны ; КТЦ - колес­
ные тормозные цилиндры; АГН - автономный гидронагнетатель .
пан ДГК2 и главный гидроклапан (ГГК) поступает к
входным гидр0клапанам (ВГК) передних вещщих ко­
лес, которые открыты сигналами от ЭБУ·Т. Происхо­
дит равномерное торможание передних колес. Зад·
ние колеса тормозятся непосредственно от главного
тормозного uилиндра ГТU. В ГТU полость гидроусили­
теля (ПГУ) находИТся под регулируемым давлением
от автономного гидронагнетателя АГН, который в си­
стеме ·тeves· выполнен в виде гидроаккумулятора
(ГДД) высокого давления (160.• . 180 бар). Гидр0акку­
мулятор ГДД сообщается с полостью ПГУ через меха­
нический клапан гидр0усилителя (КГУ), степень от­
крытия которого определяет давление в полости
ПГУ, а степень открытия КГУ определяется ходом
штока тормозной педали (Шm). Ясно, что при этом
ход тормозной педали определяет тормозные силь1
228
ЕВV-nерераспределения тормозных
усилий между мостами автомобиля.
5. При проf/уксовке одного из ведУЩИХ колес сис­
тема •тeves" переходит в режим электронной блоки­
ровки дифференuиала. Это происходит, коrда скоро­
сти вращения ведущих колес начинают отличаться
более чем на 1,5 оборота в секунду. тогда по сигна­
лам от ЭБУ-Т дополнительный клапан ДГК2 закрыаа­
ется, а дополнительный клапан ДГК1 - открывается.
Тормозная система отключается от главного тормоз­
ного цилиНдра ГТU и попадает под прямое воздейст­
вие аысокого давления (160.•. 180 бар) от rидроа1<1<у­
мулятора ГАд. Для понижения и стабилизации давле­
ния за клапаном ДГК1 перед ним устанавливается
редУКционный клапан РК, оттарированный на давле­
ние 60...70 бар. далее система ·тeves" работает в
режиме блокировки дифференuиала. при котором

Системы автомаntческоrо уnравмиия rмдр88АИчесюtМИ торМО38МИ автомобИАЯ
Рмс:. 24.17. У:1е11 дрос:с:емных :1ас:11оном:
'IДЗ - узе11 дроссе11ьных заслонО1<; ГАЗ
-
главная дрос­
сельная заслонка: ИМБД - 11сnолнительный t.1еханизм всnо­
моrате11ьной дроссе111>1iой заСАонки; ДПГД - датчик nо110-
жения главной дроссе11ьной заСАонки; ДПБД - датчик nо110-
жения всnомогате11ьной дроссе11ьной заСАонки: БАЗ -
всnомоrатеАЬная дроссе11ьная зас11онка.
управлению от ЭБУ-Т подвергаются то11Ько передние
ведущИе колеса .
6. Так как тормозные колодки, а вместе с ними и
колесные тормозные цилиндры (КЩ) передних веду­
щих колес в режиме блокировки дифференциала
подвержены значительному нагреву, то тормозная
жидкость в КТЦ может вскипеть. Чтобы этого не про­
исходило, тормозные цилиндрЫ передних колес осна­
щены датчиками темnера~уры, по сигналам которых
(если Т > 110••. 115°С) в системе "Teves" функuии
EDS блокируются (клапан ДГК1 закрЫвается, а кла­
пан ДГК2 открЫвается). При этом основные функции
тормозной системы нв нарушаются.
7. Функции АВS и EDS в системе "Teves" выполня­
ются ра~ . При нажатии тормозной педали сра­
батывает монометричвский выключатель (ММВ), кото­
рЫЙ доnолните/\Ьно блокирует функuии EDS в ЭБУ·Т.
8. Тормозная система "Teves" приходит в рабо­
чее состояние через 10 сек после запуска двигателя,
при этом контро11Ьная лампа ABS гаснет. Исполнение
функций ABS и EDS автоматически блокируется при
достижении автомобилем скорости 40•.. 45 км/час.
9. Как и все системы с электронным автоматиче­
ским управлением, система "Teves" оснащена подси­
стемой самодиагностики.
Отличительной особенностью системы "Teves" яв­
ляется то, что главный тормозной цилиндр не имеет
поршня для нагнетания тормозного давления, так
как оно формируется в полости гидроусилителя с по­
мощью механического клапана КГУ. При резком па-
дении давления в гидроаккумуляторе ГдА это может
привести к отказу тормозов.
24.10. Система акntn~буксовкм
ведущих коnес (ASR)*
Даже если диффереtl..IИЗh ведущего моста заблоки­
рован, стронуrь автомобиль с места на скользкой доро­
ге достаточно Сl\ОЖНО. Нщо уметь так де~ть педаль
газа, чтобы двигате/\Ь (ДВС) автомобиля не превышал
оптимальной частоты вращения для данного сцепления
ведУWW< кОl\еС с nокрьtтием дороги. В противном слу­
чае оба ведущих кО/\еса начинают проворачиваться и
тяговое усилие резко падает. Система антиnробуксов­
ки ведущих колес (ASR) освобождает водителя от необ­
ходимости контролировать обороты двигателя в начале
движения и при разгоне автомобиля.
Основная идея, реа.11изованная в системе ASR, со­
стоит в согласованном управлении частотой враще­
ния две посредством автоматического воздействия
на положение сnеuиальной вспомогательной дрос·
сельной заслонки.
•
На рис. 24.17 показан узел дроссельных засло­
нок для системы ASR .
Исполнительный механизм (ИМВД) всnомогате/\ЬНОЙ
дроссельной заслонки (ВДЗ) включает в себя шаговый
электродвигатель (ШЭД) с управлением от ЭБУ "дВS.
ASR" и понижающий редуктор, передаюwий шаговое
движение ШЭД на поворотную ось всnомогате/\ЬНОЙ
дроссельной заслонки. Когда ВДЗ полностью открыта,
система ASR в управлении двигателем участия не при­
нимает. При полностью закрытой ВАЗ- система ASR
активирована на 100% (т.е. две работает под нагруэ.
кой на минимально возможных оборотах). В промежу­
точных ГЮ11ОЖеt11ЯХ вспомогательной дроссельной за­
сюнки система ASR посредством ИСf1ОЛЬЗО1ЗСНtЯ сиrна­
лов от ЭБУ·АВS плавно ("шаг-з&Шагом") регулирует обо­
роты двигателя, удерживая постоянство (одинаковость)
вращения ведУWW< и пассивных колес. Тяговое усилие ,
nриюженное к автомобилю, при этом максимально.
На рис. 24.18 показана функt.J.Юна/\ЬНая схема вв­
томатизированной тормозной системы японского ав­
томобиля "Lexus-LS400" , в которой со в ме щ ен ы Фу нк·
ции ABS и ASR. СnеuиФическими компонентами систе­
мы являются: узел дроссельных заслонок (УДЗ) с дат­
чиком положения главной дроссе11Ьной заслонки
(ДПГД) и таким же датчиком для вспомогательной
дроссельной заслонки (ДПВД) и гидравлический испол­
нительный механизм ASR (ГИМ). В ГИМ-АSR входят ги­
дроаю<умулятор с электронасосом высокого давления,
редуКuионный (предохранительный) клапан и ТРИ двух·
позиционных гидравлических клапана с электромаг·
нитным управлением. Последние три клапана служат
•Аббревиаrуре ASR cooшercrsyer русское сокращею<е СРТУ (сис­
твма реrу~ировгння тормозного уснлня}, а также анr1111йское ТRС.
229

rA88824
о-
вое ускорение ввтомобиля. Эrо проис·
ходит потому, что ЭБУ "AВS-ASR" при­
крывает вспомогате/\ЬНуlО дроссе11ы-1ую
заслон~ (ВДЗ), уменьшая подачу воз­
духа в UИ/\ИндрЬ/ две и тем самым по­
нижая tфутящий момент. ОдНовремен­
но с этим система АВS следит за тем,
чтобы ведУЩИе кО/\еса вращались с та­
кой же <Жоростыо, !(аК и пассивные.
З. Система ASR в отличие от систе­
мы EDS работает одновременно с сие·
темой АВS. Для этого должны ВЫПО/\·
няться следующие ус11Овия:
-
г11авная дроссе/IЬНая заслонка не
должна нвходиться в tфаевых ПО11оже­
ниях, а должна быть приоТlq)Ытой, так
как ДПГД в краевом ПО/\ожении ·за­
lq)Ыто" делает рабоl)' системы ASR не­
эффективной, а в краевом ПО/\ОЖении
"оТlq)Ыто" - вы~wочает систему ASR ;
Р11с. 24.18. Ф,ню~-111W1" схем• смстемы
llТOМIJlll/8CllOl'O ,np1111e11111 TClpМ031Mll с Ф,НIUllllМll АВS 11 ASR
-
коробка перемючения передач
не должна находиться в ПО11ожении
• Р-стоянка" или • N-нейтра/\Ь";
дАЯ отключения главноrо тормозноrо uилиндра (ГТЩ,
резервного бачка РБ и rидроа~лятора (ГдА). Функ·
uии ЭБУ..дВS расширены функuиями ASR. дополни­
тельно вввден ЭБУ "Д-ЕСГ. Остальные компоненты
такие же, как и в обычной системв АВS.
• Система AВS-ASR работвет так:
1. В режимах штатного торможения отрабатыва­
ет свои функции система АВS, а система ASR не дей­
ствует, так как все электромагнитные маnаны в
ГИМ.АSR выключены . При этом в UИМ.АВS работает
трехnозиuионный гидроклапан ( см. рис. 24.10).
2. Если в начале движения или при разгоне авто­
мобиля ведущие колеса пробуксовывают, то в рабо-
1)' Вl</\Ючаются все три электромагнитных клапана
ГИМ.АSR и система ASR активируется. Автоматичес­
кое регулирование крутящего момвнта двигателя и
ТоРМОжения ВвдУWИХ колес обеспечивает устойчи-
230
-
хотя бы одНо буксующее колесо
должно достигнуть <Жорости вращения 1,2... 1,З обо­
рота в секунду;
-
Педа/\Ь тормоза должна быть оmущена, так
как В1<11ючение датчика стоп-сигнала активирует са­
мостояте/\Ьную рабоl)' системы АВS (без участия си­
стемы ASR) .
•
Заканчивая описание систем автоматического
управления гидраВ11Ическими тормозами автомоби­
ля, следует отметить. что эти системы представляют
собой наиболее сложную и дорогостоящую часть аа­
тотронного оборудования , устанаВ11Иваемого на со­
временном легковом ввтомобиле . В силу сложности
этих систем их надежное функuионированив воз­
можно при соблюдении условий эксnлуатаuии и при
постоянном контроле за нормальной (штатной) рабо­
той. Соблюдение регламентных работ по твхничвско­
му обслуживанию - обязаТВ/\ЬНО.

= Глава двадцать пятая
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ЗАМОК АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВЕРЕЙ
С ЗАЩИТНОЙ БЛОКИРОВКОЙ
И С ТРАНСПОНДЕРНЫМ КЛЮЧОМ
Центрам.ныii замок автомобнм.ных AВepeii - это устройство кОNфортноrо назначенн11, ко­
торое к протнвоуrонной снстеме авТОNОбнм непосреАственноrо оn1ошенn не HltffНIT. Но в
nос.АеАНне rОАЫ тре6ованн11 к защите авТОNо6нА11 or уrона н автомобнм.ных А•ерей от не­
санкцноннрованноrо вскрытн11 стВ.АН о611аатем.ныNн, н теперь автомо6н.Аестронrем.ные
фнрмы оснащают КВJКАЫii выпускае,.,,,,ii .1oerкoвoii автомо6н.1оъ центрv.ъны,., ЗВNКОN А•ерей
с 3В1Ц11П1оii 6.Аокнровкоii н с тр81С1JОНАерн""" IКJIIO'ION.
25.1. Цент~ьныА замок
автомобиnьных дверей
На рис. 25.1 показана принципиальная схема наи­
более расnространежоrо варианта центрального зам­
ка авrомобильных дверей без защиrной 61\окировки,
в состав которого входят следующие компоненты:
-
две (левая и правая) контактные группы (КГV)
д11Я управления uвнтральным замком (контакты вмон­
тированы в замковые барабаны передних дверей);
-
пневмоnриводные исnолнитвльные механизмы
(ПИМы) запорных устройетВ с самофиксирующимися
мембранами - МСФ (устаноВl\ВНЫ во всех механиче­
ских замt<SХ автомобиля);
-
nневмонасос (ПН) шиберного типа с приводом от
реВврсного электродвигателя nостояжого тока (ЭД),
которые совмещены в единый конструктивный узел;
-
релейный бюк управления (РБУ) реверсным
81\ектродвигателем;
-
воздУШная магистраль с соединительными труб­
ками (СТ) д11Я соединения nневмонасоса с пимами.
о ЦвнтрадЬНый замок работает следУЮщим обра­
зом. Когда двери автомобиля заперты, электрическая
схема обесточена, а пневмоприводные ИСПО/\НИТВllЬ­
ные механизмы всех четырех дверей находятся в по­
южении •вверх· (см. рис. 25.1, поз. а). При введении
номерноrо ключа автомобиля в 1\Ичинку замкового ба-
рабана и повороте по часовой стрелке контактная
группа КГУ замыкается в сторону •открыто". При этом
происходит ПОАКЛЮчение обмотки реле Р1 к •массе" и
ре/\е Р1 срабатывает. Своими •сухими" контактами
ре11е Р1 подключает клеммы(+) и(-) электродвигателя
(ЗА) к бортсеп~ автомобиля, ЗА приходит во враце­
ние, шиберный пневмонасос начинает нагнетать из-
1\Ишнее давление в пневмокамеры приводных испол­
нительных механизмов. Под напором излишнего дав­
ления от пневмонасоса все самофиксирующиеся мем­
браны (МСФ) щелчком пвремещаотся вниз и выталкк­
вают штоки К (см. рис. 25.1, поз. б).
Толкающими воздействиями штоков К1••. К4 раз..
блоt<Ируются запорные кнопки и внутренние рукоят­
ки всех четырех дверей автомобиля.
При запирании дверей с помощью uентрального
замка номерной ключ в замковом барабане следует
повернуть против часовой стрелки. При этом сраба­
тывает реле Р2, полярность подtw0чения электро­
двигателя ЗА к борrсети изменяется на противопо­
ложную и электродвигатель начнет вращать пневмо­
насос в NJyrytO сторону. Так как шиберный механизм
(Ш) пневмонасоса обратимый, то в пневмокамерах
исполнительных механизмов возникает разрежение,
а самофиксирующиеся мембраны МСФ перескакива­
ют из нижнего поюжения •открыто· в верхнее поло­
жение •закрыто".
~
IQ
...
•
В летний период uентральный замок
срабатывает практически мгновенно. :зи­
мой может возникнуть ситуация, при кото­
рой срабатывание •затягивается·. Это про­
исходит потому, ЧТО при НИЗКОЙ Темпераtу­
ре смазка рычажных приводов rустеет, а
упругие мембраНЫ становятся более жест­
кими и с первой попытки не доводятся в по­
ложение самофиксаuии. В таком случае по­
ворот номерного ключа в звмковом бара­
бане следует повторить несколько раз.
а"'--·-·· а-..... а- i::::J-
Pllc. 25 .1 . Пр11111111n11•АЬ1181 схем• 11ентреАЫIОl'о 38М118 днреii
(обозначения в тексте)
Следует также отметить, что на ряде
автомобилей замковые барабвны уста-
23:1.

t.)
w
t.)
@ l!J1-~1
2 .......
З·FТ
4·•12В
11ft' ;iJlll l! 1 ~~11 11
------ 1
1
:Е3):= •12Ваt __ ,3 0(&33)
Р11с. 25.2. Фу11к1111оиаАь11аА схема цемтраАьиоrо замка с защ11тной 6Аок11ровком
(обозкачекмя в тексте)
·
11
1li
AllF 1
'Оnрыто'
11 1~
'За~срыто'
•neau nереднм дмр~·
·nе... S1ДНМдеор•'
l'Пра88Я ._мдеор•'
'Пра... SIДНМдеор•'
'За---·
~
~ 1КJ.31
·мае.а 36У'
•
1К!.30
°КММ"8+12В'
•
'ПИМn-ыт"
® 'ПИМоnрwТ'
ф 'За~срытоба36'
ф
'За~срыто с ЗБ'
ммв -м......_~ ... .,,
эпн ~
______ .. _" .., ___
36У

навливаются не отдеflЬНо от дверных ручек , а поме­
щены в наружные рукоятки передних дверей . Это No­
ет возможность открывать замки передt11Х дверей
не только с помощью центрального замка, но и с по­
мощью обычного механического провода.
25.2. Защитная 6nокмровка центрапьноrо
замка автоuобнnьных дверей
Уже fJыло сказано, что центральный замок (UЗ) -
зто устройство комфортного назначения. Но при некото­
рой доработхе UЗ может выполнять фУнкuии противовз-
1\ОМНОГО устройства. Для этой uели UЗ дополняется эле­
ментами злектромаrниmой блокировки. Центральный
замок с блокировкой (UЗБ) при запирании и отирании
дверей срабатывает так же, как и обычный (без б.-.оки­
ровки). Специфика UЗБ заключается в том, что при по­
пьпке ВQ(J)ЫТЬ любую запертую дверь автомобиля ·не­
штатно" (например, поднятием запорных кнопок или
внутренних рукояток взломным приспособлением)
происходит срабатывание бюкирующих электромаг­
нитов, вмонтированных в nневмоnриводные исполни­
тельные механизмы (в ПИМы), и одl-IОвременно в~wо­
чается злектропневмонасос на разрежение. Запор­
ные керны электромагнитов механически блокируют все
рычажные приводы замков дверей, а разрежение в ПИ.
Мах противодействует попытке поднять запорную кноп­
ку Иl\И открыть дверь внуrреtНеЙ рукояn<ой.
о На рис. 25.2 приведена функциональная схема
системы •центрвльный замок с защитной блокиров­
кой" (UЗБ), которая устанавливается на немецких ав­
томобилях "Volkswageп".
Новыми элементами системы UЗБ являются бю­
кировочные устройства (БКV), вмонтированные в
пимы . которЫв включают в себя (рис . 25.2. б): бло­
кирующий з/\ектромагнит (БЭМ) с подвижным кер­
ном (ПК); толквющий шток (К), звкреП/\енный на са­
мофиксирующейся мембране (МСФ); трехконтакт­
ный микровыКЛЮЧ8ПЗf\Ь (МКК); четырехwтырьковый
разъем (РМ) мя подключения БКV к редейно-злек­
тронному блоку управления (ЭБV-UЗБ). В ЭБV-UЗБ ус­
танавливается rретье pel'oe РЗ. Э/\ектросхема допол­
няется микроэлектронным коммr.rатором ожидания.
Перечисленные устройства предназначены для
включения и оnwочения блокирующих з/\ектромаг­
нитов по программе, заложенной в схемное реше­
ние защитной бюкировки .
о Звщитная блокировка реализует следУЮЩУЮ
программу функционирования системы UЗБ.
Если двери автомобиля открываются с помощью
uентрвльного замке ·wтатно· (номерным ключом),
то защитная бюкировка отКJ\Ючается подачей сигна­
ла "Откр." (+12 В) на клемму ·дut" ЭБV-UЗБ от мик­
ровыключателя (МКВ) замкового барабана (см.
рис. 25.2 , а). В таком состоянии защитная блокиров-
ка не срабатывает при любых манипуляциях с запор­
ными кнопками и рукоятками дверей.
При запирании центрального замка номерным
ключом контакты МКВ выдают сигнал "Закр" (+12 В)
на клемму •zu· в ЭБV-UЗБ, где срабатывает реде Р2
на закрытие всех замков автомобиля. Одновремен­
но сигнал ·zu· подготавливает защитную блокировку
к работе - включается микроэлектронный коммута­
тор ожидания сигналов FТ, ВFТ, FSH, BFSH от соот­
ветствующих микроконтактов МКК в дверных блоки­
ровочных устройствах БКV. В таком состоянии тол­
кающие штоки Ki_••• ~ в пимах не блокируются, так
как обмотки электромагнитов БЭМ пока обесточены
(см. рис. 25.2, поз. гЗ).
При любом нештатном открывающем воЗдейст­
вии на рычажные органы замка (рис. 25.2. в) в ОА.
ной из запертых дверей (например, при попытке при­
поднять запорную кнопку) микроконтактами МКК
этой двери включаются электродвигатель пневмона­
сосв и блокирующие электромагниты во всех четы­
рех дверях. При этом замки дверей надежно забю­
кируются, так как керны БЭМ войдут в запорные ще­
ли толкающих штоков К, а в nневмокамерах nимов
буNoт померЖиваться разрежение - 0 ,5 бар (см.
рис. 25.2, поз. г1). Следует отметить, что защитная
блокировка замков дверей активизируется только на
время взломного ВОЗNoйствия на запорные рычаж­
ные приводы. После прекращения взломного воздей­
ствия защитная блокировка выключается, но замки
дверей остаются в звnертом состоянии.
25.3 . Проmвоуrонное устройство
автоuо6нnя с транспондерным
кnючом*
На импортных автомобилях, выпускавшихся до
1993 года, применялся обычный механический но­
мерной ключ, которЫй являлся общим мя замков за­
жигания, дверей, КрЫШКИ багажника и лючка или
nробки бензобака. Механическая личинка позволяла
получать до тысячи вариантов номерных ключей мя
одl-IОй и той же конструкции замкового барабана.
С цеf\ЫО защиты автомобиля от угона в 1994 году
был разработан и стал применяться автомобильный
ключ с транспондером. В дословном перевоNo с анг­
лийского "Трансnондер" - зто nередатчик-<~тветчик
(transmltteнesponder). а в приложении к автомобиль­
ному ключу обозначает - nередаrчик. работвющий
по принципу ответа на запрос. АвтомобИllЬНый транс­
пондер может быть выполнен с применением различ­
ных физических принципов. Главное требование к
транспондеру - исключите/\ЬНО малые размеры, та-
• В нностранюй тexllН'lecкoii лиrераrуре встречается АРУf"йе на­
ЗВВffllе: ·иммобнлайзерная снстема· (lmmoЬillzer - ycтpoilcrвo.
создвющее неподвнжность}.
2ЗЗ

rАаВа25
Рмс. 25.З. KAIO'I пмка н11111rанмя с 'ра11сПО11Дероt1:
1 - заводСl\оА ШIUIЬАИк; 2 - номер иденn~чности; 3 - код
КЛJОча; 4 - nлаамассовая rоАовка; 5 - механический
ключ; 6 - механи"еская 1'.llЧинка замка зажиrания; 7 - ан­
тенные катушки; 8 - контрольная Аамnа КЛ..трансnондера
(внешниА вид); 9 - tрансnондер (резонируюЩ11й стержень) .
кие, чтобы он мог поместиться в пластмассовую го­
ювку ключа (рис. 25.З, поз. 9).
в больwинстве случаев автомобильный транспок­
дер - зто микромжиатюрный резон~ стер­
жень. При обt.учении такоrо транспондера знергетм­
чеа<им полем он активируется и излучает злектромаr·
нитную ВОАНу, которая несет на себе поСrоянный код
транспондера. Таким образом, транспондер предстаа­
ляет собой своеобразное приемно-передающее уст.
ройство, которое работает как ответчик на запрос без
потребления сторонней электроэнергии (ВЬ/ПУСК81ОТСЯ
транспондеры и с питанием от гальваническоrо з~
мента, вмонтированного в КЛIОЧ). С помощью транс­
пондера можно реализовать кодирование около
100000 номеров для автомо-
бильных К/\ЮЧей. Подобрать или
•11'ОЧИТать• код транспондерно.
го ключа без ~ ann&
ратуры невозможно. Более юго,
двух транспондерных К/\ЮЧей с
одинаковыми посrоянными кода­
ми для разных автомобилей прак­
тически не существует.
замков автомобиля с механической 1\Ичинкой. Если
не брать во внимание транспондер, то такой автомо­
бИllЬНый ключ ничем не от11Ичается от своих ста~+
дартных прототипов.
На современном автомобиле транспондер активи­
руется только тоrда, когда ключ поворачивается в
замке зажигания, хотя возможны и друrие вариан­
ты. например срабатывание транспондера при
вставлек.tи ключа в дверной замок. Аля активации
транспондера (ТП) вокруг личинки (ЛЗ) замка зажига­
ния помещены две СПвuиальtl>lе К81}'UJКИ-аНТеtl-IЫ,
одна из которых (юпушка КИ) излучает ЭNoКJРОМЗГ·
нитную ВОАНу от генератора (ГИ), смонтирован-юrо в
электронном блоке nротивоуrожой защиты (БПЗ), а
другая (кmушка КП) принимает обратную ВО/\НУ от
транспондера и передает ее в приемник (ПР). Так с
помощью бесконтактноrо приемно-передающего уст·
ройства посrоянный код транспоРJtЮrо Кf\Юча считы­
вается и записывается в оперативную память БПЗ.
Эдектронный блок (БПЗ), входящий в состав противо­
уrонного устройства, также закодирован, и для ero
первоначального включения в работу необходимо
знание •старт-кода" .
"Старт-код• - зто цифровая гюследовательность,
составлежая из двух кодов: секретноrо (nусковоrо) и
кода транспондерного ключа. Старт-код вводится в
ячейки ПП1 и ОП2 памяти электронноrо блока БПЗ с
помощью фирмежого диагностического прибора
(ДП)• каждый раз после установки на автомобиль ак­
кумуляторной батареи (АКБ): первично - в заводских
условиях, повторно на СТО после ремонта автомобм-
1\Я со снятием АКБ. При случайном И11И несанкциони­
рованном отключении АКБ завести двиrате/\Ь автомо­
биля без повторного ввода старт-кода невозможно.
Аля формирования старт-кода в постоянную па­
мять противоуrожоrо устройства сначала записыва­
ется секретный (пусковой) код, а затем номера-коды
•
Принцип действия протм­
воуrожого устройства автомо­
биля с транспондврным ключом
можно пояснить с помощью схе­
мы, показанной на рис. 25.4 .
Микроминиатюрный транс­
nондер (ТП) залит в пластмассо­
вую головку обычноrо номерноrо
ключа (КЗ), который, как и преж­
де, является общим для всех
Рмс. 25.4. Фумк1111она-аа схема llpOJll80Jl'O -o JC'Jpoiicп•
с 'Ра11с11О11Де~ llWO'IOМ (обозначения в тексте)
234
• 1/апрнмер. МЯ не ме ц ни х гвr ом о6 НМ JЙ "Audi" н -Volkswagen" фирменным АИВГНОСТнчес­
ним Гf)Н6ором является ашнерны11 тестер VAG-J55J с AlfQ1lleeN на-..11рнсrамах. Эюr
тестер_, 11нопочное ycrpoiicrвo ВВОАВ.

Jpex трансnондерных ~wочей, прилагаемых к автомо­
билю при nрадаже (всего в постоянную память про­
mвоугонноrо устрайства мoryr быть записаны кодо­
вые номера восьми трансnондерных ключей).
д/1я каждого конкретного исполнения пративоугон­
ноrо устрайства секретный код является индивидуаль-
11>/М и в других вариатах не повторяеJся. Хранmся
номера секретных кодов вмесJе с заводскими номе­
рами пративоугонных ycJpaйcm в специальном квта-
1\ОГе завода-изготовителя. Квта/\Ог имввтся инв фир­
менной сrанции технического обслуживания (СТО).
Секретный и звводской номера указываются так­
же под тонким слоем защитной пленки на шильдике
(см. рис. 25.З, поз. 1) брелка заводских ключей. За­
щитная пленка при необходимости легко стирается.
Если шильдик ЗЗJерян, то секретный код можно опре­
делить по заводскому номеру. Этот номер называется
также номером идентичности и •зашит" в энергонеза­
висимую (неразрушающуюся) постоянную память БПЗ
(НПП). Номер идентичности может быть вызван из
НПП на дисплей диагностического прибора М1 по циф­
ровому адресу "ВЫзов БПЗ" (адрес указываеtся в~
1't1Це диагностических кодов данного автомобиля).
• С учетом вышесказанного, в пративоугонном
устрайсmе заложен следующий принцип дейстаия
(см. рис. 25.4).
После включения зажигания ключом КЗ через
котактную группу (КГ) и контрольную схему включе­
ния (СВ) излучатель энергетического поля (генератор
ГИ) и приемник (ПР) ответного сигнала от транспон­
дера (ТП) включаются в работу. Катушка-антенна КИ
генератора ГИ излучает энергетическое поле, а ка­
тушка КП принимает сигнал. Сигнал от катушк~ан­
тенны КП через приемник ПР передается в опера­
тивную память (ОПП) и далее в первый регистр циф­
ровой схемы сравнения UC1. На вторай регистр этой
же схемы подается код одного из трех разрешенных
трансnондерных ~wочей (коды записаны в постоян­
ную память ПП1 и подаются в схему UC1 поочередно
с помощью пере~wочателя кодов ПК). В схеме срав­
нения UC1 кодовое содержание nерВОго и второго
регистров сравниваются и, если коды совпадают, на
схему формиравания СФ1 поступает сигнал СВ
("свой"), а на приборной панели загорается сигналь­
ная лампа ЛК. Если в замок зажигания бЫll всrавлен
ключ с неразрешенным кодом транспондера или за­
мок бЫll вскрыт взломом, то коды в регисrрах схемы
UC1 не совnадУТ. сигнал "свой" не поступит, а лампа
ЛК начнет мерцать. ДВигатель запускаться не будвт.
По сигналу "свой" код транспондера от схемы
UC1 постуnает на первый регистр цифраВОй схемы
формиравания (СФ1) рабочвго пвремвнноrо кода.
На ВJОРой регистр зrой схемы постуnвет "сохранен­
ный" от ПредыдУЩего выключения две (в ячейке
ОП2) код случайного числа генератора ГСЧ случай­
ных чисел (ДВС пока не в~wочен).
По зrим двум кодам в схеме СФ1 сосJавляеJся ра­
бочий переменный код (РПК), который передается
чврез схему формиравания СФ2 на первый регистр
вторай схемы сравнения UC2. На второй регисJр схе­
мы UC2 поступает код предыщщего случайного чис·
ла, записанного при последней остановке двигвтеля
в оперативную память ОП2 генератора ГСЧ . Если ко­
ды совпадают, что свидетельсrвуе' об отсутствии по­
ПЫJок несанкционированного отключения сисrемы
противоугонной зациты, то сигнальная лампа ЛК по­
гаснет, а на ЭСАУ·А выдается сигнал разрешения
(СР) на штатную работу две. Если по какой-либо п~
чине в одной из двух схем (СФ1 и UC2) коды не сов­
ПадУТ. то первоначально двигmель запустится, но на
ЭСАУ·А поступит сигнал (СЗ) запрета, который фор­
мируется в схеме СФ2. По этому сигналу сисrема
впрыска топлива и сисrема электроискрового зажи­
гания двигmеля от~wочmся и через 2-З секунды дв~
гmель заглохнет. д/1я послещющего запуска потре­
буется перекодировка.
Так реализуется защитная электронная блокиров­
ка двигmеля противоугонным устройсmом с транс­
пондерным ключом• . Электранный блок противоугон­
ной защиты (БПЗ) выполняется в виде отдельного
конструктивного устройства, помещвнного в гврме­
тичный литой корпус.
25.4. Подкпt0чение центраnьноrо замка
с э1щитноА бnокировкоА к nротиво­
уrонной сиrнаnизацим автомобиnя
Противоугонная сигнализация (ПУС) может быть
световой (проблески габаритных огней), звуковой
(гудки звукового сигнала) или комбинираванной (од·
новременная подача световых и звуковых сигналов) .
Сущесmует несколько разновидностей ПУС , ~
ная от электроконтактных и заканчивая микроэлектрон­
ными с ультразвуковым упра81'&11еМ. И любая из них
может быть подключена к электросхеме центрального
замка автомобильных дверей (UЗБ).
При объедине1-11и функций центрального замка с
защитной блокировкой и противоугонной сигнализа­
ции. охранная система автомобиля получает сове~;
шенно новое качество: сигналы тревоги будут ВКЛJо­
чаться не только при несанкционираванном вскрытии
дверей, но и при попытке открыть замок двери "штат­
ным" ключом или разблокировать замки дверей каким­
либо приспособлением.
е Совместную работу двух устройсrв UЗБ и ПУС
можно пояснить с помощью электрической схемы.
изображенной на рис. 25.5 .
• С1е.<\)'ет нмт. в в.цу, что на автомобнле, оснащенном пратнво­
угонным устроiiством с тр8НСfЮНАfJрнЬlМ КЛЮЧОМ, может быть эа­
бмжирована рабата борrОВЫJ1. электронных устройсrв (напрИМер,
радномагнитолы н мобнльноrо тедефонв}.
235

rA8882&
На схеме показана релейная ком­
•12В(отЦЗБ)синаn-вsnом"'
зс
•128(orРЗС)
бинированная противоугонная сигна­
лизация (КПС), в которой продолжи­
тельность подачи сигналов тревоги и
их повторяемость ·запрограммирова­
ны" с помощью реле РЛ и термовре­
менного выключателя mв. Подключе­
ние UЗБ к схеме ПУС реализуется с по­
мощью герконового реле P/'U . Поста­
новка объединенной схемы ·на охра­
ну" и снятие •с охраны" выполняется
двумя контактными группами герконо­
вого реле, входящего в состав элек­
тронного устройства включения и вы­
ключения сигнализации (устройстао на
схеме не показано, заменено спарен­
ным ~умблером ВК-ВЛ). Имеется кон­
трольная лампа КЛ включения сигнали­
заuии (обычно используется мерцаю­
щий светодиод)*.
Рис. 25.5 . Упрощенная схемв ре11ейной nрот111оуrонной смrн•Аиэацмм
(обозначения в те1<сте)
EcllИ охрана включена (ВК-ВЛ звмкнуты), то при
вскрытии /IЮбой двери автомобиля одна из дверных
кнопок (на рис. 25.5 , поз . ВЛП, влз. ВПП. ВПЗ) за­
мыкается и реле РЛ переходит в режим самоудержа­
ния. Контакты реле РЛ включают габаритные фонари
ФГ и звуковой сигнал ЗС на подачу сигналов трево­
ги. Одновременно в термовременном выключателе
mв начинает нагреваться биметаллическая пласти­
на БМП . на которой установлен контакт ·к·. Габарит­
ные фонври ФГ и звуково;;~ сигнал ЗС останутся вклю­
ченными до тех пор, пока контакт ·к· не разомкнет­
ся. Если к этому времени вскрытая дверь будет за­
крыта, то противоугонная сигнализация вновь перей­
дет в состояние ·охрана включена·.
Если же дверь останется открытой, то после осты­
вания биметSЛ11Ической пластины контакт ·к· замк­
нется, а сигналы тревоги снова сработают. Противо­
угонная сигнализаuия периодически ·включаензы­
ключает" сигнвлы тревоги (повторяемость через 2-3
секунды), АО тех пор, пока не будет отключена.
Схема кnс может быть установлена на автомобиllе,
в котором звуковой сигнал и габаритные фонари вклю­
чаются как по ·массе", так и по цепи ·+12 в· через
специальные коммутационные реле (РЗС и РФГ). Тогда
звуковой и световой сигналы тревоги могут подавать­
ся и одновременно, и каждый по отдельности (комму­
тация с помощыо дополнительных выключателей ВКЗ и
ВКГ). Это позволяет отключать звуковую сигнализа­
цию, когда ее использование нежелательно. В некото­
рых случаях нужна только звуковая сигнализация, тог­
да габаритные фонари могуr быть отключены.
• Подобн.lii 110fll/f10нентный состав имеет японская ре11ейная про­
тнвоугонная система "Omron НЗУ-4 (Типеr}", которая работает на
автономный МНОl"ОТОНВ/IЫIЫЙ звуковой CHrнalt. нз~ свою
тонВ1tЬНОСrь rю определенной программе. и на световую снrналн­
~ автомобИ/\Я "Мнrают все )'l<азаТВАН поворотов·.
236
Если центральный замок АОПолнительно оборудо­
ван защитной блокировкой, то при ее срабатывании
(еще АО вскрытия дверей) охранная сигнализаJИЯ
начнет подавать сигналы тревоги. /J,/1я выполнения
этой функuии на схему сигнализации от схемы UЗБ
подается сигнал +12 В ·взлом·. Во время подачи
сигналов тревоги защитная блокировка постоянно
включена сигналом ·масса" к UЗБ.
•
В заключение следует отметить следующее:
1. По "Международным правилам дорожного
движения· подача звуковых сигналов в городе за­
прещена . Именно поэтому автозаводы защитную
звуковую сигнализацию на выпускаемые автомоб&+
ли АОЛГое время не устанавливали. Тем не менее в
экстремальных ситуациях подача звуковых сигналов
не запрещается. Это позволяет использовать звуко­
вую сигнализацию как средетво защиты автомобиля
от угона, что часто приводит к конфликтам с населе­
нием. Поэтому наряду со звуковой стала широко
применяться и световая противоугонная сигнализа­
ция. Оба вида тревожных сигнвлов могуr включать­
ся раздельно.
2. f!,/1Я повышения надежности противоугонной
защиты на современном легковом автомобиле могут
быть установлены три вида систем:
-
цеюральный замок с защитной блокировкой:
-
охранная система с транспондерным ключом;
-
охранная сигнализация с подачей звуковых и
световых сигнвлов тревоги.
З. Наряду с вышеописанными, уже разрвботан и
ограниченно применяется целый ряд противоугон­
ных и поисковых систем с использованием ультразву­
ковых и радиотехнических средств защиты и обнару­
жения автомобиля после угона. Такие системы в дан­
ном учебном пособии не рассматриваются.

= Глава двадцать шестая
СХЕМЫ АВТОМОБИЛЬНОГО
БОРТОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Графнческое нзо6рвженне Аоrнческюt н функцнонвАWIЫJt взвнмосвязеН н соеАНненнii раз­
личных устройств ввтомо6нАьноrо бортовоrо о6оруАОВВННR llЬllJOAHReтcR в ВНАе CXeN трех ~
пов. Это: структурные, функЦНОНВАьные н прннцнпНВ11ЬНЬ1е эАектрнческне схвNы. В нвстоя­
щеii rАаве все трн типа схем рассматрнваются на прн,..,,ах бортовоrо о6оруАоввння немеq­
кнх автоно6нАеii.
26.1. Структурные схемы
Структурная схема сюжна-о технжеао-о устройства
составляется как самая обобщенная графическая модель.
Такую модель иногда наэываот каноничеаwй и изобража­
ют в виде ~емы. на 1«>торой указываются системооб­
разующ.1е (струкrурнсмоrичеа<Ие) взаvNoСВЯЗИ [19).
На рис. 26.1 приведена с~ая схема (канони­
чеа<ая модель) электронной системы автоматического
управления двигателем (ЭСАV-Д), в которой двигате11Ь
является объеюом аэтоматичесt<ого управления. Из чер­
тежа видно. что СJРУК!УРНSЯ схема •описывает• сово­
куrн>сть ЭСАУ-Д и двигателя как единую и достаточно
сложную l!Нформациожо-энергетическую сисrему по са­
мым общим внешн-1М признакам ее фуж1,J1О-1Ирования.
Такими приэнакС1М1 яВ11Яются: входные потоки (А). вы­
ходные потоки (Б), потОt<И случайных внешних воздейст­
вий (В) и поТ<ЖИ бесnоАезных (чаще всего вредных) от­
ходов (Г). Можно показать. что все эти внешние потОt<И
состоят из материи трех видов: энергии. различных ве­
ществ (материалов) и информации* . ВНЕ!Шiие матери­
альные потоки как приэнаt<И функционирования техни­
ческой системы проявляют себя по-разному. Например,
техническое состояние двигателя может быть оценено
no таt<Им показателям бесrIОllеэных отходов, как акусти­
чеа<ие шумы (АШ) и химический СОСТСIЭ ВЫ1уСКНЫХ отра­
бо1ЗВ1.J..1.1Х rаэов (ВОГ). Это та и-~формаuия. которая ис­
ГЮl\ЬЭуеТСЯ гри гроведеt-11И инструментально техн.1чес­
кой диагностики две. Механичеа<ая энергия rаэазого
потока вьоv.оnных щработаэших газов (ВОГ) ИСПОJ1ЬЭует­
ся на некоторых автомобилях д/\Я вращения турбины в
подсистеме 'l)'Рбонаддува, а Tenl\O ВОГ - дЛЯ nодоrрева
кузова. Таким образом, поток бесnо/\еэных отходов мо­
жет стать частично ГЮАезным. Нали...,е веществ в бес·
полезных оrходах очееидНО - это все загрязнители, ко­
торые попадают в окружающую срещ при работе две.
о Опуская рассмотрение всех остальных внешних
прИэнаков функционирования техничесt«>Й системы,
заметим, что каноническая модель, составленная как
оnиса1-11е внешних материальных потоков, - это пе~>
вый уровень моделирования С11ОЖНОЙ технической СИС·
темы (голубой цвет на чертеже рис. 26.1).
• 06 •мнформаинн• кан обОА!ЮМ НЗ IЩАОВ материн а..., напрнмер[20].
Второй уровень - э"JО подробное описание всех пери­
ферийных материальных потоков и устройств системы.
Па<ажем это на примере ВХОДНЫХ даNИКоВ и ПОТОl\DВ
дЛЯ ЭСАУ-Д Входными материалами (веществами) дЛЯ
этой системы являюrся бензин (Б) из топливного бака
(ББ), атмосферный воздух (В) в ВОэдУШНОМ канале (АВ).
охлаждающая жидкость (ОЖ) и моторное масло (ММ) в
двwатеде (ДВС). Энергетичесt<ИЙ ПОТОК ээ ПОСl)'ПООТ к
эt.еКТJJОСтартеру во время ~ две or бортовой акку­
муляторной батареи (АКБ). После эаnуска двигателя вхоtt­
ным энерrетичео<им потоком ста-ювится бензин, 1<оrо­
рый выжигается в цилждрах. Перви'И>/й (входной) ~
форма.JиожьМ поток дЛЯ ЭСАV-Д- это сигналы от ВОА1+
Теl\ЬСКОЙ педали газа (IТ) и от кмесных датчжаз (Кд) си­
стемы АБС, которая по отношеtИО к двwателю выпо~
ет ~ электрожой системы управления при нерав­
номерном вращении ведущих комс во время страгива­
ния авта.юбиля с места (функции системы ASR).
Описать компоненты можно и для случайных и дЛЯ
выходных потоков (см. текст к рис. 26.1).
Третий уровень моделирования с помощью СТРУ1<ТУJ>
ных блок-схем включает в себя конкретиза1.11ю компо­
нентов внутри технической системы на уровне их rлав­
ных исполнительных функций (компоненты в зеленом
прямоугольнике на рис. 26.1).
о Uенность канонической модели и построенных на
ее основе структурных блок-схем состоит в том. что с их
nомоwью можно лert<o и просто представить полный со­
став материалыt:./Х потоков и техничесt<ИХ устройетв,
коrорые гринимают участие в работе данной сюжной
технической системы. При этом подробное схемотехни­
ческое решение системы не рассматривается.
Таt<Им образом, канонические модели и струкrурные
схемы являются инструментами системотехнического
(струкrурно-логичесt<ОГО), а не схемоrехничесt«>го (ПреА­
метноrо) моделирования.
28.2 . ФункциоН111ьные схемы
Функциональные схемы применяются на начальном
этапе схемотехнических разработок для новой Техн-1че­
ской системы или гри ИЭ}'Чен-1И уже раэработажых и
237

rАаВа28
Рис:. 26.1. Ctp)kt)PH811 611011-схема ЭСАУ-А
( КIНОИМ'18С:11811 модем.):
А - ВХОд1iЫе М- И ПОТОО\ ~ датч1'Ю1 О4СТеМЬ1 A8S,
АЗ-атмосферн.М воз,дух. rr - neдiw. rаза. ББ- 6ell3lti в беюоба­
~<е. ОЖ-оХлан\даЮЩаЯ жiwocrь. ММ-моторное масю, No.Б-ст~
терная ао<умуляторная батарея~ Б - ВЬ1ХОдНЫе дaNrtU1 и параме~
(АТВ-датчик Те/41ера'Ту!)Ы ВОэдУХа на 1311)'СКе в дw:,, МN1- датчик aб­
Ct.WOПIOro да!W!ЖЯ, ДТД- да1'М1 темnераrуры дl!Wаrеля, ММ-NП·
ЧЖ да1W!ЖЯ МЗС'No, Nof3 - даNЖ 11ОЮЖеt*1Я pacrCJeдl!Q\a, М - /,РТ·
чж t.етонаж f:IJД - датчик частОУЪ1 враще!t!Я (оборотов) дl!Wателя.
NoJl..-датчик 1<DНЦе!!1j)аJМИ IU1CIOpOдa~ В- внеtООИе ~ ~
~ меоэдейсtвия на Дf'J:,(1-гтмосфер«Jедаш.ение, 2--
ностъ. З-т~ 4-заrаэоважость, 5-с:щхх;n. ~
ro веlрЭ. 6- юменение дорожной СlflУё!ЦИМ, 7 - мэмеt!еЖе IЯJ7fЭIО1
дJ'1:, на Xo.IOC'IOМ XO/J!/r, Г - беа1О.'.еэные OlXOдl>I (11) - Щ)Ь1 бенэжа,
кг -картерные rазы, воr - ~~газы, АШ -
~ Ш)Щ, ТЖ- ~Te<f<ll техничеа<их Жl\дХОСТеЙ); д-Not
гатель внутрежего аор<»i11Я (МУ - мexatt1'leCl<lle ~ ГРМ -
~механизм. КСД-1\ЗМеР3 аор<»i11Я .А/!Wателя.
L!fТ-~rw.nа.КШМ-~М&­
ХЗНИЗМ. )(ВиМ - ~и махО8И1<, С11А-система npa д/!WатеАR.
ВС - всnомоrателЬ!t>!е с:исте~.tЫ д/!Wаrеля: сод - система о~
КIЯ, сед-система смазки, сек-система 8еНТИЛЯЦ11И картера. но­
навесное оборудование д/!Wатеж. СВ8-система ~ воэщха (Воэ­
дУШНЬ11 м.анг.\}, УАЗ-узел дроссеп,НОЙ засIОН<И. СХХ- система хою­
стоrо хода. свт - система В!1JЫС1<З бенэжа, cor - система очисn<М
13ЬW.О!И>1Х отработавших rазов. свr - система ВЬ11'jа(З О"l})аботаеuю
rазО!!1: Е- Зf.еК1РО1tiС1Я система~ двигателем (L!БК-цект­
раlЬНЫЙ бортовой ком-ыотер, ЗСЗ- Зf.еК1РО1tiС1Я система 3дЖWаt1!Я,
N:R.-система ре!)111ИРОВ111! оборотов д/!Wателя 11)11 ~ авю­
Noби.\я с места {с11С!ема~ l\Q\eC), m-nepвil'fible ~
обраэоватем~ всщNoвий, ИФВ и ВИФ-выхеwюй и
ВХОА/О! жтерфейсы, Ф8-ра00..е форt)No1 ЩJЫСКабекэина, СВ­
з.\еК1))0ИСl<jХ сsечи эажиrаtllЯ~ Ж - 11ХОД1t.1е внеt1И1е ПОТОО\
(ДС - дорожнаR С1!1)Щ!Я, 8еоздУХ, ВД - еоэдейсtвия водктеля, Б -
бенэ1t!, ЭЭ - знерrия 3apswl No.&, (1. • • 7) - CA)'ЧiЙt>le еоэдействияt,
И-выход/iЬlе 811е1ООИе IIOТ<Жll (8-~ МН&'.~
Ка!СТеме ~ юрмоэов, 9-СИН31Ы к КИП, 10-мехаж­
чеаюе вращение ккm r -ЩJеДliЫевещесПIЭИ~~ы~
238
ПОС1)11ИВШИХ в зКСГ\1\уатацию систем. Таким образом,
функиона/\Ыоt:.lе схемы являются связующим звеном
между более общим (cтpytcryptl>le схемы) и конкретн:.~м
частным (ПрИНЦ1.1пиа11ЬНЫе схемы).
Фужциональная схема отображает юrмческую взам­
мосвяэь TexttИЧeOOOI устройств внутри за.11<Н}'ТОЙ СИСТ&
МЫ С )1<аЭЗНИеМ ее рабочих ВХОДОВ И ПО/\еЭНЫХ ВЫХОАО8
и составляется д/1Я 1<8>1\дОЙ подсистемы борrовоrо обору­
дования в отдельности . Гlоllные функuиа.tа11ЬНые схемы
(сразу на все бортовое оборудование автомобИАЯ) не со­
ставмются .
•
Фунt<ЦИОНаllЬНаЯ схема может бьrrь обобщен­
ной, коrда на одном чертеже изображаются устройст·
ва с различными принципами действия (механичес·
кие, rидраЕIJ\Ические, электрические, Э11ектронные и
прочие) . Такие схемы наиболее ярко отобраЖЗЮТ 1\ОГМ­
ку построения сложной систеМы в целом. В качестве
примера можно рассмотреть обобщенную функцио­
нальную схему системы вnрыска бензина ·L -Jetronic",
которая приведена на стр. 158 (рис. 17.3).
Как видно из чертежа этоrо рисунка, на схеме изоб­
ражены воэдУШные каналы (синий цвет), бензин и бен­
эомаrистра1114 (красный uвеТ), газы (желтый цвет), ЭАек·
трические устройства и электроцепи (зеленый цвет), в
также некоторые конструктивные Э11ементы системы
(серый цвет). Разобраться в устройСТве и в принципе
действия системы ·L-Jetronk:" по полной функциональ­
ной схеме достаточно просто.
•
В некоторых случаях составляют уnрощенн)'О
функционадьную схему. Это коrда на чертеже изобра­
жаются взаимосвязи ТОJ1Ы«) одНой физической (напри­
мер, электрической или гидраВАИЧеСКОЙ) природЬJ. та­
кая схема для той же системы ·L -Jetrinic" приведена на
стр. 157 (рис. 17.2). Из черrежа видно, что схема ото­
бражает TOllЬl<O Электричесt<Ие функциональ...rе СВЯЗИ.
• /:11.Я nракn1ческого применения в усюеиях эко­
nлуатации упрощенные функцион8/\Ьные схемы часто
демют предметными, то есть вмесrо YCllOSНЫX обозна­
чений отдельных комnоненrов в виде •черных блоков "
(квадраты, треуго.\ЬНики и т.n.) изображают их Наl}'­
раllЬНЫЙ внеш......,. вид. Такая функциональная схема
дЛЯ комплексной системы •Мotronic МЗ/2" изображена
на стр. 165 (рис. 18.4). Г118Вное преимущество предмет­
ной функциональной схемы - ее нwлядносrь, &.агода­
ря чему значительно проще отыскать ту И"1 КiУЮ No­
ТЗ/\Ь на автомобиле во время его ремонта. Но саМОй
ПО/\НОЙ и наибо11ее полезной д11Я ПОИСJ<а неисправно­
стей является nрvнu.п.1аЛЬН8Я электрическая схема.
26.Э. ПринциnИ111ьные 1nектрические схемы
Классическая принципиальная электрическая схе­
ма - это развернутое и абсолютно подробное графиче­
ское изображение токогроводн>/Х сое.дlt*НИЙ на уров­
не мельчайших нераэборк.~х деталей дажого бюка или

Схемw автомо&tАЬноrо 6oproвoro о6орудованu
устройства. Такими деталями долrоа время яВllЯ/\ИСь ре­
зисторы. конденсаторы. ка1}'Шки инщктивности. ПО11у­
проводниковые приборы, реле, коммутационные З/\е­
манты и соедините111>ныа провода междУ ними (печат­
ные плеrы). дt.я наr11ЯДНОСти и сравнания с указанными
струкrурными и функциональными схемами на стр. 161
(рис. 17.6) показана принципиальная схема электриче­
ских соединений а системе впрыска "LE-Jetronic".
С ПОЯВl\ениам микросхем неразборными деталями
устройства СТ81\И це11ыа Зl\8Ктронные блоки с заданны­
ми функциоНВ11ьными свойствами, и тепарь принципи-
81\ЬНЫа схемы стали составляться на уровне микро­
злактронных блоков. Внутреннее содержание отдель­
ного неразборного блока, выполненного на микросхе­
ме, никого не интерасует, так как такой блок не ре­
монтируется.
При еще бо11ее г11убокой интеграции злактрических
схем на одном полупроводниковом монокрист81\1\е мo­
ryr создаваrься не ТО/\ЬКО функциоНВllЬНЫе б/\ОКИ злек·
ТроННЫХ устройств, но и сами эти устройства в полно­
стыо зааерwанном виде, например микроnроцассоры.
Такиа устройства на принципиальной схаме изображ&
ются в виде •черных ящикоа" с множеством пронум&
роаанных выходов и входоа.
микропроцессоры оснащаются блоками электрон­
ной памяти. а также внутренней периферией. а кото­
рую входят входНЫе преобразовате11И аналоговых сиг­
налоа в цифровые коды, выходные усИ11ИТе11И, внутрен­
ний интарфейс. Получается функциоНВ11ЬНо завершен­
ный Э/\еКТронный блок уnраВ11ения (ЭБУ), который при­
мените11ЬН0 к аатомобИ/\Ю часто называется контролле­
ром И11И автореrу11ЯЮром .
Принципиальная схама цифрового контромера, вхо­
дящая а состаа микропроцессорной системы зажига­
ния и состаВ11енная из неразборных стандартных бllо­
коа (микросхам), показана на стр. 82 (рис. 9.5 в прямо­
)'ГО/\ЬНИКе "контромер"). Эта схема бOllьwe напоминает
функциоН8/\ЬНУIО. так как на ней нет конкретных элек­
трических соединений. Но это ТОllЬКО на парвый взг/\ЯД.
На самом де11е соединания междУ микросхамами внут­
ри контромера так жа, как и сами микросхемы, - не­
раэборны и на схаме обозначаны как интерфейсы.
В )'Сllоаиях автотранспортных предnриятий (Am) И11И
станций технического обсllуживания (СТО) контролле­
ры, как и llloбыe бортовые ЭБУ, не ремонтируются, так
как д11Я обнаружения неисправных микросхам требует­
ся специальное фирменное диаrностичаское оборудо­
вание и высококвалифицироаанный персонал.
26.4. Эпектрическая схема бортсети
а1тоuо&mя
Принципиальная электрическая схема асех токопро­
водных соединений на борту автомобИllЯ называется
схемой электрооборудования.
• Э/\ектрооборудование современного 11еrкового ав­
томоби/\я - это С/\ОЖНЫЙ КОМП/\еКС электрических ма­
шин и аппаратоа, злактронных блоков уnр&В/\ения кон­
тро11ЬНО-измерите11ЬНЫХ и свеrовых приборов, ра311ИЧ­
ных реле, исnолните11ЬНЫх электромаrнитов а автотрон­
ных системах, аыК11Ючате/\еЙ. предохраните/\8Й и соеди­
НИl'еl\ЬНых проводов . Все это объединяется в общую 81\е­
ктрическую однопроводную бортсать с ИСПО11ЬЗОваниам
мет81\1\Ических деталей двиrате11Я и кузова в качестве
второго (отриЦ81е11ЬНоrо) проаода - •массы". Провод­
ная часть бортсети - это а основном жrуrы Э/\еКуРОПро­
водоа. несущие и разаодяшиа по потребиrелям поюжи­
те11ЬНый rютенциал от системы электроснабжения. Все
соединения под током бо11ее одного ампера (кроме стар­
терных цепай) защищены предохраните11Ями. Проаода
обеспачивают также информационную электросвязь
менw компонентами борr<JВого оборудования. Часть та­
ких проводов экранирована. От надежности электрообо­
рудования и токопроводных соединений в значитеАЬНОЙ
степени зависит эффективность эксП11уатации автомо­
би/\я - расход ТОП/\ИВа, заrрязнениа окружающай сре­
ды. комфортность и безопасность движения и т.д.
Номенкмтура и ЧИС/\О ИЗдам1й Э11еКтрооборудования
на автомобиllях. а такжа выполняемые ими функции по­
стоянно расширяются. В настоящее аремя приманяются
новые, бо11ее С/\ОЖНые по констру11ЦИи и схемным реше­
ниям изде/\Ия и системы на базе электроННОй и микро­
процессорной техники. Создаются автотроННЫе систе­
мы упраВ11еНИЯ. Электрооборудование соареманноrо ав­
томобИllЯ аК11ЮЧает в сабя более двухсот изде11Ий, свы­
ша 1.5 тыс. контактов и около 1,5 км соедините11Ьных
проаодоа. Его стоимость постоянно растат и в настоя­
щее время сост8Вl\Яат 25..• З()'J(, от стоимости аатомоби­
llЯ. УСllОЖНеНИе Э11еКтрооборудования и широкое приме­
наниа злактроники имеют и отрицаrе11ЬНуJО сторону. Зна­
ЧИТеl\ЬНО возрос11а С/\ОЖНОСТЬ технического обсllужива­
ния и ремонта бортовоrо оборудования, что привело к
необходимости приВ11ечения высококвалифицироаанно­
го персонала на дm и СТО, а также к исПО11ЬЗОванию
специального дорогостоящего диаrносrичаскоrо обору­
дования и фирменного ремонтного инструмента.
• На современном автомоби/\е выде/\ЯЮТ ГР}f1ПЫ уст­
ройств, образующих самостояте/\ЬНЫе системы с оnреде-
1\еННЫМИ функциями в общей схеме электрооборудования
автомобиllя. К ним относятся: системы Э/\еКТJ)ОСН8бже,
пуска, управления двигаrелем (вnрыском ТОП/\ИВВ и зажи­
ганием), автотронная система антиб11Окировки тормозов
(ДВS), системы KOН1PQllЬНOi1ЗМeel\Ьtl>IX приборов, осве­
щения, световой и звуковой сигнализации; подсистемы уп­
равления стекJ\DОЧИСТИТе/\ и стемоомыаателем, управ­
ления автоматической коробкой передач, б11окировки две­
рей; радиооборудованиа и многое NJYГoe. Кан\дая rpyma
устройств ВК111ОЧаеТ в свой состав коммуrационную аппа­
ратуру (ре/\е, ВЫК11JОЧ8Те11И, перек11ЮЧ8Те/\И), предохрените-
1\И, провода, соедините/\ЬНыа КО11ОАКИ и штекеры. Все зто
изображается на общей принципиальной Э11еКтрической
239

rA8118 26
схеме автомобильной бортсеn1. В качестве примера на
стр. 136 (рис. 13.23) приведен фраrмент принципиальной
схемы :электрооборудования No.Я аатомобиля AUDJ..80 (до
1991 г.). В приведенный фрагмент аходят электрические
и электронные устройства системы впрыска бензина "КE­
Jetronic" . Таким об р а зо м , принципиальная схема гр аф и че ­
ски отображает общий состав устройств и систем электро­
оборудования. дает полное представление об электричес­
ких взаимосвязях всех ее элементов. По таl<ОЙ схеме лег­
че проследить пути тока, проанализировать рабоl)' отдела­
ных приборов. Наглядность, полнота и простота принtМПИ­
альной схемы обуславливают ее применение в прщессе
диагностирования и ремонта электрооборудования авто­
мобwей No.Я обнаружения неисправностей как отдельных
элементов, так и блоков в целом, а также No.Я поиска по­
вреждений в соединительных проводах и разъемах.
•
ОтдеllЫiО СЛеf>УеТ сказать о перспективе совер­
шенствования электрооборудования в части электричес­
кой проводки на борl)' автомобИАЯ. Уже в ближайшие
годы предполагается заменить дорогостоящие и слож­
ные жгуты медных проводов на ОNoУ общую No.Я всех эле­
ктропотребителей токопроводную шину. По такой шине
будет разводиться положительный потенцивл от систе­
мы электроснабжения аналогично тому, как разводится
отрицате11ЬНый потеtщИал по ·массе" автомобиля. При
этом В1WОчеНИе и выКl\ЮЧение каждого потребителя Uy·
дет осуществляться от соответствующей клавиши на во­
дительском пульте управления, который подключается к
общему No.Я всех потребителей и раэветw.ежому в нуж­
ных местах световоло1Фнному кабелю. Возможен вари­
ант управления, при котором сигнальным проводом Uy·
дет сама токопроводНая шина (с использованием высо­
кочастотной селекции в потоке управляющих рс\ДИосиг­
налов). Подсистема электропроводки с общей токовой
шиной и с единым интерфейсным каналом управления
получила название •мультиплексная проводка". В муль­
типлексной проводке водительский пульт управления со­
держит источник беээнтропийной энергии (свет или ра­
диочастоту) и шифратор сигналов управления, а каждый
потребитель - избирательный дешифратор. выделяю­
щий "свой" сигнал из общеrо потока. Подсистема муль.
типлексной проводки значительно надежнее. проще при
поиске неисправностей, легко может быть оборудована
электронными схемами самодиаrностики, и главное, ис­
ключает исПОl\ЬЭОвание дорогостоящей меди. Ясно, чrо
принципиальная схема электрооборудования с мульти­
плексной проводкой также значительно упростится, так
как в ней исчезнет электропроводНая деталировка.
26.5. Схема эпект1,ообору1,~ов1ния
автомобиnя Audi-A4
Чтобы изучить логику построения немецких схем элек­
трооборудования и научиться ими поl\ЬЗОваться, достаточ­
но рассмотреть одну из них на !Фнкретном автомобиле.
240
На рис. 26.2...26.6 представлена схема электрообс;
рудования автомобиля "Audi-A4" (вып. 1995 г.) с 6-ти ци­
линдровым V-образным бензиновым двигате11ем ААН (ра­
бочий объем 2,811), которая выполнена в соответствии с
немецкими стандартными нормами DIN.
•
Перечень элементов электрооборудования авто­
мобиля и их буквенно-цифровые обозначения на схеме
представлены в табл. 26.1 . В табл. 26.2 дана информа­
ция о контактно-штекерных колодках. В табл. 26.3 при­
ведены обозначения внутренних соединений в жгутах
проводов. В табл. 26.4 расшифрованы обозначения то­
чек •массы" автомобиля. В табл. 26.5 даны буквенные
обозначения цвета проводов, которые (обозначения)
ИСПОl\ЬЗуются на схеме.
Схема электрооборудования разбита на 20 отдель­
ных функциональных блоков, в которые могут входить
устройства, схемы или целые системы. Каждый отдель­
ный функциональный блок состоит из отдельных элект­
рических компонентов и их цепей. ФунJ<ЦИональные
блоки, устройства, схемы, системы и их составные ком­
поненты располагаются на чертеже в длинный ряд /Ф'JГ
за /фуrОм и имеют сквозную нумерацию от 15 до 237.
Снизу схема ограничена горизонтальной линией rюд
No 31, которая изображает отрицательный полюс элек­
трической цеnи, т.е. •массу" автомобиля. Элементы
электрической цепи соединены соответствующими
цветными проводами. которые на схеме имеют цвето­
вое обозначение буквами (см. табл. 26.5).
Если цеnь разрывается маленьким прямоугольником
с синей окантовкой, значит, цифра в нем указывает на
то, в какой цепи продолжается провод. Например, сим­
вол 91 в электрической цепи под сквозным No 21 тяго­
вого реле стартера означает, чrо красный провод с чер­
ной полосой (ПЧ) продолжается в цепи под сквозным
No 91 (Где через символ 21 ПОДКl\IОЧаеТСЯ к штекеру
•50• выКl\ЮЧателя зажигания D).
Для соединения проводов применяются штекерные
колодки, которые надежно защищают выводы от воды и
грязи, что способствует устойчивой работе системы Эllе­
ктрооборудования. Согласно нормам DIN. отдельные вы­
воды штекерных колодок разнесены в схеме по электри­
ческим цепям. Поэтому штекерное соединение. кроме
буквенного обозначения •т•. имеет дополнительную ци­
фровую индикацию (см. табл. 26.2). Например, Тбz/3 -
это 3-й вывод шестиwrекерной 1Флодки Z (колодка крае·
ного цвета. расположенная в Е-6/\оке моторного отсека).
Связующими узлами всей бортсети автомобиля ЯВllЯ­
ются монтажные блоки, в которых помешены различ­
ные реле и предохранители. Часть этих реле изображе­
на в верхней части электрической схемы, которая окра­
шена в розовый цвет. Розовое поле на чертеже пред­
стаВ11Яет собой печатную плату монтажного блока для
установки реле со всеми цепями питания - ·зо·. "15".
·х·. ·31· (в проводе ·зо· -положительный nотеtщИал
аккумуляторной батареи; провод "15 " -
от клеммы
· 1 5· выключателя зажигания (+12 В при включении);

ID
)>
~о
i"'"
"
N
ol:li
...
1 , 1··т··--·-"~т-1;~" , о
6_,f"' !n
_sмм/s11soz /S<!• h
fl!>!:i1!:iф
тsт
~ tт1оvт
cr т!>
f- ~·
S1/Зt 130 !О
1'811
158 о50
в
l®.. ~L..ь
lt
20
21
J,
2'!
"
2S
з1
ф т,,_, ____
Э. С..СТ- уnра11118Ни• 1111рыатм бен>ина м ""'°'"'"""'" "MPFI"
~~~~~~~~~~~~~
F60' n---~:-a о Г2 9,G69
v• 'i'Lf-rj'i"э 2 v'
11
$. llG7D
уз 'i'' t'
dD /;
1~~~1
-No , 1,_1
!~(:
~~jJ
dп dn '1--i
,_"2 ~м
J192
-
t 1..t
уа
1 В17 J.в10 'i'
..,
'в"v ~
1rm'м
-
L
()N122 _
,
31.
,°'l' Dl8
iij;l~ l~ ~~· м яl,,.(; 111
-
""" ~
т'
'@
т·~"".
·~'@l®l®!®!,
1@ !..,, !
..., l® '°
"
1J
~31
"
N
~
31
;,,,'-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~--'
2. Смстема уnра11118Нм• 1111рыатм бензина м ....,rанмем "MPFI "
~
~
1.1.
"
!rx-fi !lx-fNЗi !lx-f1!lx-f'i
t
!:/
~-
;"i'r·
!\
А
!:i
~Dt
() J192
lx-ф""j
~DJO
lx-cpi
rAD"
фтоv• 1 1
~~~~iI0~1I0~!!о
1111
4
1
3'
20
27
28
20
~ D~4
35
31
4. Система уnравnения вnрыс:mм бекзмна и мжиrаннем •мРF[•
t
11i
!
==с" ""' t.7-1----~'"'
1
З3 3М.А
,~
L
1 "! . ~"t•m•·J- t
'j S315()o4SЭ11 1SМА J 1
...
!!!
;i
...
пт оИ_lrn
() J192
'j 'CA ycs ус• +~
...
~
t"I
..,
,.,,"
,,.,...,
"""'
~·· ~ct '(" оР
фт1Оz/7 фт,...,су~ 1~ ~
!tФ '!'w \!
'f
фт~о.<1 ф""2 фт1Ое12 , ~2
~~\!~
А" ~" ~" ~-"'
()J104
r., .. х"'1
1!
.___, !
!~
!1
. f TIOrlS~
~@
G4
G2I
1@
J@!Ш
~~~~им"ь
"
"
~~.~
ф ем.-"'""'Аt.с
n
=
111
i
f8'
j
f
~
1

""
,.,
""
s. еж:т- -
вnpыtla)ll бензина и......,._ 'МPFr
1·---
1.
-
-~-- !
~
0
П'°
~1111111-().1382
:>
"
~~ 111
!!!
11
\;!
.;о ~··
t,_ i!iт1.., 1•1 Ао ~ ~ [fgJ !!!
кЁм•m4
~Т1azt2
.мо
...;sc12
(1 J192
·
ус" ус- 'i'e" v- ум
"'"' , ув11·
..;t1I
!J .i;
~ !lit'~v.:l' F.
а:
J.. .1,,.
J.. l:JTIOjt7 i:ii-1°"'a"Т1""3
~1""' EJ,IM
J..
' i' 'lllz/S 'j' 'll>I 'i''"'""'~
~ ~ Tll>:I~' 1'
'i''ll>I
.i;
~
nм 11111' т1"""81.
1""" т1°"'
а:
Tll/IS~ !Ё1 ohi " .
~·~20 . то_
-
." ,,.~ @.otJ
() J217
I)
. :.)
8. См<:т-уnра11118НИR &npыtla)ll !!e+tмia м . . . . , . . _ "M PFI "
F.
F.
тф
~
-}в12
~N71
~ 'i"I
iD! JDI\
1--
' j'llO у&о увS
yu ••
,О ·~·
•" ~'f,1
f
,•
у111 .:,"
1-
-
~фl~
'
и
v'
,
1
'
@iNSO 'i'N158
~f:i.Е-Г ~
Т'3оt1 т- а
j
..f_f.,$т..,, те,.. ~ ~
;!i
~:;тс,11
..t----i-.
--
~
L- . l::::::ii
!j!Tl8/4
Ojl -;
l®
t.Jт•o.t10
11
1
'#2Z•13ч
13
ос os
"
ее111mnЯ:Я
~1~· 74
JS
11
п7171ао1
мas
31
ТtnlOc~~....... ТtnlOc.........-
1 tБ::т;·--г-v 1
s'm
'i SYl5
°1'9'
i~1
~LD
"
),. ,
1 ·-{-Щ-- 1"g;J 1
~75 r yмsr 'i""'
~J, ~
"а
6т1~ о1п ~ ~TIWC
·
1
...~"
ст
&.п
"
•
11)
~а2~
~
...
8. Эnenponaмnы наружной "" ' ' " ' " "" смrнаn. . . .ции
~
~
и
и
т.
--~~--
.i;
~:;т1м
1},
- sqF
пt:J r::::т; ••
~ Fli
&:1
:1
~'2~~g~~:1
А1 А2 .!.ИLАИ&АМ.ОА21!4А11!8RА..,...Аs А•
J
~J
1
1
1
~А!
1
t: М18 L48) U8 М.
"
~ 111\О ~112 _
'81!!
1.47
"'
Mt7
1
11
1[1
,...-f 01 'Р"
г:--1
У@i@i@
J@ i@
"
•
•
17
11
1О
111)
\01
la2
'°'
la4
i~

tl)
~
w
9 Коммута--уетроАеТ118 Е1, Е4, Е19- ~ м """"'8ОЙ-
~~~~~~~~~~~~~g
.,,
:о:
1"
lt1
f' Cf1
~ UfiJ UfiJ UfiJ
"
LТ1
TJ t. ~ t:Yl--®
""1
= =·=·=
1
1!~t+-~tfciutv
105
И18 107 tot
tot
110
1Н 112 1!3 114 HS 111
tt7
на31
!&' Т...."..,,..~-~...-.-м-. tllltrl8"..._,....,....._~.,_,........... ~"--­
' т.,r...,.. .. .. ..". ____, _", ., .. ". , .. _,
11.e.n....__
• ..,..,_,,,....,_.,...._, """""""'.~-
13t -qп CfJ -счю DiiJ uri
f1'1@1'11
--
.
----
------
tS:
t:D
'"
••
151
",
,.
118
wo
1i1
•Xi
1
10. &llOl<npeдoJ<p11нt4-renei"I м " " ' "" " ' " " " ' смстемы осее-
.
!
!
1.
!,\
rn n.
Ujil
~ ~:;п
~ t ~221LJ, l. ~."
lffi" ffia т- т- m=5 \ ffia т~ т· т· таD1
r~ ;=;;., Y=-j:: ;= •= f •= r:.
~r&i~~r!з ~ ~t-.,.~·~
@
11
~
1@ ~t
11
11
11_П
~ rd,M r.: ~1х
~ +·у•
l®-1@--1®
tft--120 --.2Г-------..'!2--..,--;~21--1:м--1}7 1}8 ·----ue
- -- -- ,30--,,,
т......,...................
_...,, ...........
12 linoc~ М 11QАСМС'ТОМ8 ~Мl)О83НИЯ ДМЬНОСТМ ~ИЯ
,·
Р,
-
--
--~-~ - -
~
cr..!,~"~"! ~m
1·" "
г.· llt
~
Lt
.!.
'j'
1...
,"
t4&
1•
t17
tiii
,"
1!0
1St
1112
tss
1$4
"'"
""
iЕ
11а
fао
l~
1
1

1\)
~
~
~
~N
1З. Бnоос nl"'дОХl)анктеnей S, nодмючение npontвoyroннoro
устройства JЗ47, nри<уриватеnь U1, аы1О1ючатель заднеrо nт cuem !018
~
-
31
,,
....
."
т2ЗО!123С
15"
[!!]
~
.......
"""'
."
t,,
im•
2"'
· t~-I'~ t•~;Df l- or ~т~м !- ~@ !2"•
cr 11'ei 11~ ~-~
~~м G,I, rnzi А
Х
Е!зт~м
~
......"
'
U1
1
"'lк950
У"' ""f .:.iSf.i:
ь®
ь® mJJ9
31
157
158
159
,
181
1&2
163
114
'
186
187
111
189
оь-е~----~ - 0 -~-~-о~" о 6- ... ,.. ... .. ... _Sllf
15. ЭБУ· ltDНТрОПА J268. комбинации прмборое RR, П<\QIО1КNoНИ8 АВS, ~асос G8
~
"
"
----------
·-
------------------------
~~ y'r"у'
Q
~
~
;!
),.'!'20а'10),.Т21!12О ),.Т'JN! ),.Т261•
~~~~-----1
(! J268
~(
111111
"'у~I~-у у
Щ!):2
01
~!1
t1
-t@-t@H@>
t-t-~1·- ·rt J, f·-
R.1 .1
.1 .2 132~
1
J1D< ~FЗ4
~
,---r2
"1:0)
~
~® ~э~ ii!i
э,
113 ,L
,05
188
t87
188
11!9
c:L-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~--'
14. Коктроn1оНые ммпы К а k0Мби111цмм прмборое RR, дат'""" F1 ,F9, G8. G88 м ЭБУ 1tDНТрОПА J268
~
~
i
!1
31
~
·-----------·-------
--------------------------------
qп
J2~
~~~арCf!~
l,_ .
,_ ., J,,_ . ._. 1• Т261231,,.,,. fТ2<1/О 1,,..."1,.,._ 1'!'20a'1'im/26
1;: С··:-:~:~ Н·": : H<I
'J'т26814
у,_,
y,.,, _ . yr21110 'J'т..., ~8'J'r2111
oti 1~
i rЬ gТ1-~Т1-~
фт1Оm111 ~т.,. ~топ
'
~
;;!
~
ВJF9
@ A21G
"'
"'
Т'
1
~~ !:
~
G88 ;зrз,
IG8 IF1
~@
®
31 t7D
rn 175 175
,"
112
173
"'
на
".
111
1&2 З\
18. Комбмнацм• nрибороо RR, ЭБУ· ltDНТрОПА J268, контрольные лампы К, д""'""' F66. G
~·~~§§g~~~§;,
"~
'
·-----------------------------
~ Il:!J!I
6
'
),.Т2118121 .Т281122),.Т21113
1?Ь.G1 7?hGЗ
КМ
Kt
КМ
Е2О
'j'
nl/18
j/
~т1.,,,,.
f
gi...
'@
,.
т
.•.
,1,
113
,.;~
е
d
•
,L.

N
о1:1о
сп
17. Подсмстемв миrвlОЩjОХ смтоеых сиrнаnм
1В. Схема уnравnения стмnоочмстмтмем и стемоомымrепем
§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§~~~;,
~
"
·-
,.;;.-;;..;.--__
1. t·"! 1t:I'·~~ ~
LЬi$t
~~~ riJ ~-~ r&
f2~
12f
фмs фм,а фмr фм10
у1 '!'
'!' '
'!'
31iэiэ
iэ i0
?.1
~J:2и1),23115 ",,,,,
i,, 1,0
'~
···-2 JЭ10
0
2М3е
'l2/J
~
о1112
:
7So - GpJ
1S215Зc'jS21J ')..S215Зс lS,,,1,
~se. ТЩI- __ _,
3!;!
5
1
so k3o
'"'
А.t"' ~ 1Ufl
/~s~I
i"~
'i'S2•
'i'53
up! Е22
""
1
3~
Б
3
~6G,6Ф
.
т"- !._
-Ф-fl·tТ2111'
L3
~1~
1/SЭе '
J.S/SЭe ~
>1!3е ,1.,
19·····-------1-----------;\1 vs[[ЗJ ~ .~
г-1"'1 V
Т'"I F77 RJ~'J'Z21
•
•
•
~Т2g12
di:J фт1Ое11
~~ф
31
~@
0
!Ш1
31
207
208
210
211
212
23
21•
215
218
19. ЦентраnьныА замсж деереА V94 и om mммута~-.ные устроАства
11
20. СХl!ма уnрамения еентмятором """"" '"' 11Щ11уха м о6оrрееом заднеm стекла
~
~~
~
11
,,
,,
,,
~~ Df
l®t
зrJI
TllWI
,._
,2JSOI
F59
F1ft
FЗ';!,'2
i!!i 31
·ЕЭ
~е
з•
.... ,
1
ф""""
~
217
28
210
220
221
22iVi т
"'
UfiJ
,,,"1 J"l т. ,.,..
~
1' ''6
~·, );
~ Lif1
11 :~ :d1 !~~ а:~.: dI
~ ~ r'j'11S1.1
tт-
1t~ в~ t..
Е9 f:::~.,'ZI
31
Ll6
:127
228
te
220
2
•
о- ",
232
ь@
....- -
233
2
~
-
l) i;.,
2311
2311
1@ 311
-
27
n
i
о
f
i
1

ГА8118 26
Таб11Ица 26.1 . Перечень и буквенно-цифровые позиционные обозначения элементов схемы
электрооборудования автомобиля "Audi-A4 "
nс-цмон-
Н.111110 ....
l1opiwo8wii
ПО311Ц11О1О1О8
Н..-0-
l1op!IДI08Wi
обоэн•••••
-·~
МО118Р 11Ш18\1111
~
.-кт•~
МО118Р 11О31Щ181
•схеме
Н8С118М8
А
luytl/1m'
lilп•w
17
Н2
3вуs:овоА cмntaJt СООТ81ПС18НfО 8ЫСХ&О'"О М
139
-в
1 Сtартёр
fg-
Н7
нюа:ао1аtа
141
r-~
22
нз
~
1!UJ
D
1 ВьалkNoтмь зажwаtмА
87=93
J2
,..,,.~
199.200
Е1
~-....,.
108-113
J4
1'9Ле Зll)'oooro °"""""
142
Е2"
Переmо..ат.,,. уuзат....М naoopora
206
Jl7
1'9Ле эnеrтробеюомвоо
56
~ooiiiiiltol!...--
t!a-2()4
JЗ!о
~cra:.nooчмcnnВIКIИCf~
200-211
I &..лvmелЬсаетоеоМ смrмапмэаL»4М м
в-
l'WWIКl"X"
86"
J;4
елм:.:иеrо авта
115, 116
J60
Рмеаво"""""""' •opoб«м flOPllA"I
2З
Е!1
lilpeouwнaт&llo """"'111Пс:рl OIW!fO llЩЦYXI
227-233
J1C4
ЭnктранныА ll>ol ,,_ . .. A SS
59(185)
Е15--, 3-~рооtный......,......,.сбоrрооа_.,
233-237
J166
~1.,и!!ор
!!Юс
CIOrJ18(<n:w:aeт...)
Смет- 88JowaтмчectOl'O контроng (JCNCМ
Е18
~ЗIWWQf1IOTИ80Т}МilННQrOCМ18
166, 167
J189
._ .. ,. ... .,,,
69,214
Е19
1 &..лvmельсr~о(ЖИR
114
Jl92
3-lрооtный б>оl_Щ>ЫХ....
27-83
""'"-""""-~"11J16>pci8 1908
-"М'fГ
f22
l'lepemo..aт&11o-CI~
101---ш
J217
3-lрооtный&ас_ ........,. .... .
66-71
Эnоnроон.lйб>оl~-
Щ>Обlой-
m
\ТOlll<~)
72.166.187
J234
Эr.!ромы'iб.u:~~
174
ПЩjUJ<di6e:Jonaoo:nl(...... ~
Е102
1 Роr}nnq>дальностм......_ фор
144-147
~6"'"-~
'"
-и.,.,.,..,_...,....,__
98
J268
OIC!ewoil
178-1908
FI
1 Да-.- ........_.. ." " "" "
181
J347
~llAOl-yn._.....
166
F2
~.....,..,,... сооnе1С181НМО....,.
~m
~(точu~)
rз
nород1181\~111рОД/111М.11811ОА--·
ш.
ЭiienJ>oн.... llAOl-"'°1180jr-
71-73
F10
"""'"$\Altollдsel>eA
223
QIC!мd
F11
224
К1
"""'-....;._.С81тафор
192
R -1 В..Л.ОЧ.т..,.С11та-•ХОДi!
103
~-........_.,,.,~
в..,.,..,.,.-~
1 136
1(2
,_,_
170
~ 1 e...w..n811o<И1WIOaJc:plCIOAltOЧНOrt>юpwo38
172"
К4
~...,.raЩ>omtofoC81тa
113
F:й
Д1п'И - ~81\Rj<OCJМ
1116
К14
~ .... -с:т~
172
F59 -
e...w ..n...QIC!..... ~--
220
-
f114
1 -tcoJWТ.,,...,<neeoilM~CЩXИI 2248
1(18
~ .... - o)C!pOiiCJea
202
RilJ
&амсна•е.D'IOC'fCIO ~
3!Т
t:29
.,,,,._ ..... ~-
171i
~
IJiп'w:И'OIМ~JDWOC:ТМ
190
Кf1
~ ....ASS
173
т
Дlп'ИИ'Qllfll~81\Rj<OCJМ
214
JS4
~..... ~-
2'03
Ff2S" -1 ~nepemoom...
-ш
"°"'-. ... """ """ -"""'""
193
G
,п..-_,.._
К94
npoecro "'*""""
191
1
Yl:aзaJ&lloИ'QllfllJ~
190d
1С72
~-........_.,,.uralК8!qll
175
G2
Д!п'И-~81\Rj<ОСJМ
62
К75
"""'-....Нl\Ц)1IНOiifllWIW'
1
174
ееэаnаснос:тм
~ -1 v.а..п.,.,-~_.с:тм
190&
~-~~
"С{
д..--.
!12""
К95
OIC!.....
166
G5
т-.р
l!UJ
К117
"""'--~QCJ-
177
Gf
З..1.,.Ь--
183
tl
11.v- . l:OOll8JC:Т.OOO neeoil ·~""'
150.152
G8
Дa-.-J-~uaclla
180
L2
148,151
G9
Ya1atu. ,~_,..
190<
L16
lliм>w_,...peгyninc:poaJW!fOllЩЦYXI
231-233
G21
1 о-"
·~
1.28
ll.v-."'-11'1~
161
дin'К"""'°"' _
_,oro..,, .
L46
Л-,.-·""'"'80JYl'ВЖD'OC81J8
96
G28
55
ш
СООТВ8ТСТВМtО месrо м npв:ro
102
_.. ....
G.19
~-
82
----uf
llaмna nopeдltOfo r.6ipmta-o аоета
154
М3
СООТ18ТСТ8МЮА88СХ"О 1С np8CtO
156
GIO
дin'КXo.w
1.12
"""""_. , raЩ>omtoro""""'
J 100
G61
1 дin'Кдвт-1
и--
""
СООТ81ПСТВ8t1Ю АеВа"О М l1p8CtO
97
CS2
~-
вr
и
/l,v-.nopeдlt8fO)'<&:ll!811!1"'*'l>On'
l!М
G66
1 ДаТЧМlдеt- в
70
М7
СООТ81Пtп8t1Ю AllВCX"O И npв:ro
197
G68
Д11t'К aqюcn<llПOIOClбмmo
177-178
М6
1na.m-01""38'1Вl!!l"'*'l>On'
96
G69
1 д.-.--~заJIОNo4
40=. 43
М8
СООТ18ТСП18t1Ю А88СХ"О М npl8CtO
101
М9
llaneюtall&J_CXIOJJl8Y.,,...,
98
rou
~-
~
MIO
A881':r011npв:t0
99
"""GI08
' Кмс: щхwы !,.. ,... М
80
М16
Леа.m: света э;wtefo хцца СООТВ8ТСТВМtО
94
н
~38jlOOllOr1>°'"'"""
142
М17
МllCX"OMnp8CtO
103
246

Схемы автомобиАьноrо борrовоrо оборудования
Продо11Жение таб11Ицы 26.1
no...i - -
Н.U.е1108111М8
Пopgдjt-
По3м-
н-"..... _
~
обо3мr•••
амuентасхемw
~11О311ЦММ
обоэl<•••-
-схемw
момерJ!О38Щ181
масхеме
мае:-
М18
Л-В-)1<ЗЗl!Т81!11"""""'8
195
V48
~Д/l!lp<y-Дillbl«)ClllOC88-
144
М19
CXIOТ8IПC7118fttO М8Сl'"О М f\p8::1'0
198
V4Э
_
ФВ~- с:ооnоетmонноа.м марв
148
N. N128 , Nl58 1 ira!)IШll.....,..... ах>rвон;1110t.,. Ni 1, 2 м З
:ю. 33. 36
3nertp(WIМ атеr. ueюpвJllНCro зам«а с
1-
1ЩN31,1Щ 3-фopcyla<XJ01118Jct8ft0
71-31
У94
.,,..,_ __Д/111_,.
222.223
NЗ3, N83, N84 Ni 1,2,З,4,5м6
OOOIOlllНll!l~O~M
N24
1боо11р\а11сНi1ЩJОЗМСТq>а>
230
1..., ..,., ..,.., rp>ТИllOj!OННCrO Jt!J)Oiic!1a
~"'""""'"""'·-
w -! IUвфон-·~
217-219
N71
~-~
Т1
W3
Л......~баru>иа
137
wciOJЪl хмостоrо XQQa
N80
, з--.,,..,..._...~
84
W6
Лап--·-
177
N122
a..cp..,._DICТ.... ...,._~
38-41
W18
r...... .........,"11or..,,...~
136
N158 -1 э---- т- 85
х
llaonl-
.......
128. 129
pen4ClpallOll1)'CIOIOМ~
у
.......
l!Юs
р
- ..............
:ю. 31. зз. 34, 36, 37
Z1
~--ст....
;j
о
°"""'""""""'"
:ю. 31. зз. 34, 36, З7
1 llarpeoaт.,..,..,.. -
_.,,о зер<а111
s
бool-uei!
120-139, 149-169
Z4
1Х>ОТ18ТС181tО ,_..о•._., fт<No1
U1
(~
160
Z5
nqдl(/)l()'t8tl)
v
••...., .,, ., .,.a&oiOO'IOC'iWtW
20$-212
Z19
~---- 83
V2
~орс:аохеrо11ЩЦУХ8
232
Z28
<XJ01118Jct8tt01 м R
81
V5
~·"-о,.._
213
2.20
Э~-СТ-81111
21S
ст-
Z21
toOIJllCIJlii'IO М8ЫА М ,... ..
216
Таб11Ица 26.2 . Буквенно·цифровые обозначения контактно-штекерных КОJ\одок (разъемов) в схеме
nоз--
Ц..Т11расr1ОJ1ОUМ1111
~
Ц..Т11~
~
1tМОД1О1
о150111•1в1•1
11А18ОА1О1
2·•~..,..wewr..._._
'Пi1
~·--... ~
Т2аЬ
Сероrо.,,.та, Щ>О811 '""'"""°" отоеосе
1!g
Ceporo.,, ., . . ~ нakoii<e
121,ng -
Но..,..... ••>'ropcrooтoeoca
Y6l
JpDtaro .,,.,.. • E -6ntu ""'""""°СТС81
S.•"""'-""'""'-- -
10·nt•oнr~wт-._
Т3k
lioo<w'o.,,.,..a..•••нop.owoтao
по
~-•E-6aeWO'Jopcrooтao
Т31
Чермоrо- ~ t МОТорноN °''*"
rtOa
~....,"~"А-с""'8
' l3m
Ceporo .,,.та, а... '""optt(IW """°
Т10Ь
oi--·-~iek""'8
1311
fOll)6ro . ,, . ," ~ 1 '""opttOW отоеоса
пес
Cl>ммeТ<J(l(l'O- cn.tle A<roil:e
1Эо
fOll)6ro.,..,.,ЩJ0811a'""-°"*"
ttOI
'llpcro.,,.тa, Щ>aOaieA-aoAr.t
JЭр
Зелено<о.,, .," .,, .. • ""' -"""°
..... ....,_, _1111'___
f!Og
~011118Т8,.,_18М:ю1'4и
tlOЬ
~-a.818A-aoAr.t
Черюrо.,, .," , _. ,'''"""'°'оотсе<а
TIO.
Черао~а.•~-
r<Ca
1 Черна"о ~а. нa lμc6optail ,_
f4g
1 ~о.,,.та,...,..,.UСЦ11аост.......- -
1'1Clm
Черюrо"'""-•Е~'""орсrостаа
t4y
'llpcro.,..,.,_a_oтao
rtO.
~11118ta,Щ>aeaнaA-aoliQ
T4l
i 'llpcro.,,.,..coooaв..,,opttOWoтoeoca
"°'
fOll)6ro .,,.та, щ.а на.А-<:r<йе
5-nt....,_Wf___
ПО,
ГО11)6rо- • Е-бпа<о '""opcroctoeoca
15
1\еdфер;
tlCz
Jl:Allпoro Чll'Т• t Е-6ае '""орсrоотао
' 151
~фер;
14-nt, 16-nt, 2()..ht IОН1'КТМW8 W"fKI..... IМOAIQI
e-nt lt0tf'f81m4W wтнернwе ICACДIO&
Т14
14-rм_w._..._'lllpМIЖO....,.."
R
JКмтоrо.,..,.,_наА-с""'8
....,...,..._."'-" ......
Тба
1 Jpotaro~a,a..iek""'8
Т16
1 16-'JМ•--~--·q>еД/IОМ-
Т6Ь
)((annro.,,.тa, ~"~
'/20
2G-Dl-"'*"IНllkOЩJ:a,18~-
Тбс
1 lrj>aataro.,,.тa,coooaie~
26-ТМ IОКТ~ шrкармw& КО11ОД1ОС
T6d
y...., _. .. .,. ,._ "koii<e
' 126
жa.ioro~""~,_,..
Т6о
1rQll)(>oro .,,.та, . _ на А - ао А Q
~
1fС>l!)(>оrоцвета,наrрtборноА_панепи
______
провод "Х" - от разгрузочного реле
J59 (+12 В); провод "31" -
·мас­
са"). Эти цепи, а также внутренние
соединения на мате, показаны тон­
кими (не цаетными) 11Иниями. Кроме
условного обозначения самого реле
(см. табл. 26.1) указывается номер
его позиции на печатной /l/\8Те мон-
тажного блока. Этот No изображен сигнала J4 маркировка клеммы
черным квадDатом с просветленной 8/87 обозначает гнездо 8 на nлате
цифрой (например, О). Так как ре. реле и контакт аыаода 87 самого
ле сгруппированы в монтажные бю- реле. Печатная 111\8Та для монтажно­
ки, то на схеМе маркируются не го блока предохранителей S на схе­
ТОl\ЬКО ВЫВОАЫ самоrо реле, но и ус- ме обозначена желтым цветом
тановочные гнезда на печатной nла- (см . сюзозную нумерацию от Nt 120
те. Например, для ре11е звукового до No 169).
247

rA8118 28
Таблица 26.З. Обозначения соединений в жгутах проводов
О6оэн8чеt.е
н.-енов-
~
Плюсовое- ·15·. приборная nанель
Пnюcoooe--sir. ~ nанеJЬ
Ппоосовоё~ \.саэатеnь '""'""о rюeopom".
...,.щна. nанель
flJJOCOВOe соеД14iе+1И8 "'указатель певоrо поворота· .
...,.щна. панель
ю
nnюсоеое_"'56Ь• . 11Р МбQ рtв опа неJ 1о
А17
Coeдw<otlte "61 • ...,.ЩН.......,.,
А18 ~ С--"'54"сзади
А19
CoeJuo- " 'S&r. nриборная панеrь
"29
А32
АЗ4
PJ1
А4З
Соединеtw~две!JНОИ выключатеnь передней МВой двери •
приборная nанель
со.д..tениёс nроеодом сиrнап скоросn11111Тoмd!itn!I •
...,.щна. nанель
~ -передНl'iiфонарьД1JАчт...,.· ~панеnь
11люсовоесоед1О10НИ8"'ЗО", ~nанель
Соеди1tе11tе 15х·, nриборная nанель
Соелинение "'58а"• . - ... . nанеnь
1 Соелинение о7Г, ~ панеrь
Т('
Таблиuа 26.4 . Обозначение точек соединения с •массой"
_
,__lr,ДI_
11
в_..,.,,..,..от<:е<е
17
1 Навnус<ном~
A-<:!tke. а~рава- · -------
44
НaA-ctoi\<e,C1181a,ВlltЗj
75
Но_.стоl\ке,....,...
81
-м..:са.1· е "'У'• qюеодов nр1<бор1ой панели
83
"Масса-!" о ..-уте qюеодов тереди....,...
84
•МОс:са• /18ИfЗТ811А 8 "'Yf8 ~ тереди Щ>ОВа
86
~."'У'.~сзади
f1
"Масса-2". "'У'• nроводое сзади
106
"Масса"•"'У'•~~....... устроi«:т11а·
124
1 МаоiЭ" _.,ем811fУ18~"°Щ>ЮrООТQЦЩ)No
135
2 е ..-уте ~ f1)Мборюо1,_ -
-.л
"Мacx:a'"l"'Yf8~f1'080i<фepьi
11§
"\lасс8""е..-уте~Мdфе~~ы
196
"Масса-3'" • "'У'• t""8С>дОВ сзади
"-""·~~rO'IDl_c._·,..~
OOW~"'J'bl"'~
~е того, желтым uзетом обозначены все выключа­
теJ\И и переключатели . Входные коммутамонные устрой.
ства и все датчики отмечены голубым uветом, а выход­
ные исполнитеJ\ЬНЫе устройства - зеленым . Электричес­
кие блоки управления окрашены в розовый uвет и обве­
дены t<рдСНЫМ КОНl}'РОМ .
• Приведенная э11е11трическая схема ЯВllЯется общей
Д/1Я всех модификаuий автомо6И11Я ·дudi-A4". Отдельные
модификаuии отличаются типом сиюаой установки (дви­
гателем и коробкой переключения передач) и имеют не­
которые различия в электрической схеме, которые, глав­
ным образом, относятся к системе управления агрегата­
ми. Так, 4-х и 5-ти 1.J1111Индровые бензиновые двигатели
оборудованы системой впрыска "Motronik З/2", а 6-ти
ЦИ11Индровые - системой впрыска "МРА". Незначитель­
ные изменения в схеме реS11Изуются путем устаноВl<И 111\И
снятия перемычек, проводов, реле и некоторых других
злектроэлементов, о чем внизу чертежа схемы указыва-
248
А45
Соелинение с nроеодом ·cиnian частоты-· ...,.ЩН..
nанель
М1
Соелинение 05", ~ панеnь
А5О
Плюсовое- "ЗОоs", ...,.щна. nанель
РЫ - - 1 ~ -зоа": ...,.щна......,..
161
Соелинение с .....,_-"увеличение частоrw sрощения
приборная панель
li/O
лООёовоеСОе.диНён..-15а· - ~ельS231 ,
...,.щна. панеnь
R2
Соед1о"'""8 71", ...,. щна. nан ель
К/4
1Ь1юсовое--15а" -nредохрон11Т811ЬS5",
1...,.щна. nанель
С-- К-~ проеод, 11>ИОq>НаЯ nанель
014
1СоедИitение 'i<arywooo..,,..,..,. -
бм<----
тереди а~рава
1)22
Соелинение ·_..,еnь823(", Cl10PIUIИ .. _
D2З --1 Соедw...... ~enьS229", тередиЩ>аВа
052
W2
ПllOCOll00-08", сзади
W15
СОеди.ение-...... liorUНIWI • сзади
~- Каждйе~Шю;реfНf..11 0~ коrоровопнсанов
rn6Jt 26.3 , на ~ООWобв/щено3ЛW1СО11.
Таблица 26.5. Обозначение цвета проводов
1
N1Н1
"_, _
Ру<:с:аое
~
Ц&е'111
обо311-..Ю
no.OIN
1
llypnyptыi (~)
п
ro
f
Белый
Б
W$
Черt+ыМ
ч·
.
""
4
1(q>и.......-;
к
Ьr
s
ФиолетоеьМ
11
8
~-
г
7
3е11еный
з
8
:Ж.mbli
1К
9
~
С"
10
~
D
"'
11
РiiЭоеъо1
р
rs
8двухцвеrнt;Хо6ознвчеlжАхпервыifсншол - ССЮl>ЮНц.sеr,_
- ---
ется в соответствующем примечании. Примечания обо-
значаются мелкими цифрами в MSllЫX кружках красного
uвета. Например, примечание 1 указывает на то , что ре­
ле JбО и его соедините/\И устанавливаются в схему толь­
ко тогда, когда автомобиль оборудован автоматической
коробкой переключения передач (iq]П). ЕС/\И же на авто­
мобиле установлена механическая КПП, то вместо реле
JбО и его соединителей в схему устанавливается токовая
перемычка (см. примечание 2 на схеме).
Буквы и uифры в Э11Ипсах черного uвета указывают
на принадлежность данного соединения к жгуту прово­
дов (см. табл. 26 . З).
•
В зSК/\Ючение слещет отметить, что имюстраuия
различных частей схемы элеюрооборудования с примене­
нием цветовых ПО/\еЙ и обозначений (как зто сделано в
данной главе) нормами DIN не прещсматривается. Одна­
ко в ряде С11учаев расuветка составных З/\ементов на
принuиПИS/\ЬНой схеме используется Д/1Я облеГ'lеНиЯ их
поиска и наг11ЯДНОСТИ чертежа. В отечественных имюст­
раuионных материалах на схемах З/\еКтрооборудования
автомобилей в ПОС/\еднее время ста/\И широко применять
цветовое изображение соединитеJ1ЬНЫХ проводов, коrо
рое Г1О11НОСТЬЮ соответствует их реS11Ьной раскраске.

= Глава двадцать седьмая
АВТОМАТИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ
ПЕРЕДАЧ С ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
На современных 11еrковых автомобилях высокоrо потре6нте11ьскоrо класса автоматическая
коробка переключения переАВЧ (АКПП} с rндротрансформатором и с rffАроприводными фрик­
цнонами теперь дополняется двумя новыми функцнями - функцнеii мrновенноrо переключе­
ния от 11erкoro прНl<основення к рычаrу AKnn (функцня "Тiptronlc"} и функцнен адаптнвноrо
проrраммноrо управления проQессами переключения (функцня "DSP"). Этн функции реа11нзу­
ются с применением средств э11ектронноrо автоматнческоrо управления и прндают AKnn со­
вершенно новое свойство - способность адаптироваться поА условия АВИжения и под мане­
ру воднтеl\R упраВllЯТЬ автомобилем.
27.1 . Общие сведения
Передача крутящего момента от двигателя внут­
реннего сгорания (Две) к ведущим колесам автомо­
биля (к движителям) реализуется nосредством
трансмиссии.
Классическая трансмиссия включает в свой со­
став сухое дисковое сцеnление, механическую ко­
робку nереключения nередач (КПП), 1<арданный вал и
задний ведущий мост. Для согласования энергетиче­
ских возможностей две с нагрузкой и скоростью
движения механическая КПП современного легково­
го автомобиля имеет шесть стуnеней nереключе­
ния - четыре nонижающие скорости, одну nовыша­
ющую ·вnеред" и одну nонижающую •назад".
Пере~wочение nередач с nомощью стуnенчатого
механичес~<ого редуктора (каковым является КПП)
связано с необходимостью разъединения 1<оленчато­
го вала двигателя и nервичного (ведущего) вала
КПП. Фун~щию разъединения валов на время nере­
ключения скоростей осуществляет сцеnление . диеt<0-
вое сuеnление и механичес~<ая 1<ороб1<а nереключе­
ния nередач )11>авляются водителем, что является
глав1-1>1м недостат~<ом классичес1<ой трансмиссио1+
ной nередачи (индивидуальное уnравление не исклю­
чает ошибок и неточностей в действиях водителя).
Так, сначала на большегрузных. а затем и на лег­
ковых автомобилях стали устанавливать автоматиче­
скую коробку nереключения передач (АКПП), кото­
рая nереключает скорости без участия водителя.
27.2 . Устройство евтометическоА
коробки передач
Обычно автоматическая КПП для легковых авто­
мобилей состоит из гидротрансформатора, nланетар­
ного редуктора со стуnенчатым nереключением и
фрикuионных устройств с гидроприводом (тормоз-
ные ленть1 и муфты). Внутри коробки устанавливеет­
ся также гидронасос /!/IЯ управляющего давления,
которое подается на гидроприводы фри~щионов.
Для автоматического nереключения скоРоСтей
АКПП дооборудована блоком электромагнитных t<ла­
nанов, который устанавливается nод nлвнетарным
редуктором и управляется электрическими сигнала­
ми от электронного блока управления (ЭБУ-АКП).
Вход1-1>1ми сигналами для ЭБУ-АКП, no совокупнос­
ти 1<оторых формируется nоследовательность маниnу­
ляuий (nереключений) в блоке электромагнитных кла­
nанов, могут являться следующие сигналы:
-
частота вращения коленвала две (от ДКВ);
-
частота вращения вторичного (выходного) ва-
ла АКПП или скорость движения автомобиля (от l<Д);
-
положение дроссельной засюнки и скорость
ее nеремещения (от ДПД);
-
нагрузка две (от ДНД);
-
темnература две (от ДТД);
-
темnература масла в АКПП:
-
положение рычага АКПП (от МФП);
-
nоложение nереключателя nрограмм (если та-
ковой имеется);
-
положение nереключателя режима "Kickdown"
(от ДТТ).
Так ~<ак все nеречисленные сигналы управления
nредставляют собой неЭ11ектрические воздействия,
то они преобразуются в эле~<трические (аналоговые
или uифровые) сигналь~ с помощью указанных датчи­
ков для АКПП.
Если автомобиль оборудован Э/\ектронными систе­
Ма.1И управления двигателем (ЭСАУ-Д) и гидравличе­
скими тормоза.1и (ЭСАУ-n. то часть управляющих
сигналов для АКПП берется из этих систем. Напри­
мер, от системы АВS используются сигналы колесных
датчи~<ов (l<Д), no которым вычисляются средняя ско­
рость движения автомобиля или частота вращения
вторичного вала АКПП. От системы уnравления дви­
гателем к АКПП nостуnают сигналы о частоте враще-
249

rмва27
~ЭCAYJ:I
дкв. дтд. днд
ЭБУ "Мotronlc"
в1"·~
J220
ЭБУ "AВS-EDS"
Датчж<и
G44__ G47
ЗУ(~)
ЗУ (неищ>ави.) -----~
~
та от двигателя к вещщим коле­
сам nри с,-рагиваt-111и автомобиля с
места и nри разгоне. Объясняется
это тем, что nередаточное ЧИСl\О
АКПП, nока в ней не заблокироваi
гидротрансформатор, может из­
меняться nод воздействием nере­
расnреде11ения крутящего МОМеt+
та между тремя рабочими колеса­
ми гидротрансформатора. Первое
рабочее колесо соединено жестко
с коленвалом две и называется
насосным. Своими лоnатками на­
сосное колесо нагнетает траНС·
миссионное масло nод uентробеж­
tl>IМ давлением (зависящим от ча­
стоты вращения ДВС) на лоnатки
второго (tурбинного) колеса, к~
рое nриводит ВО Вращек1е вто­
ричный (выходной) вал АКПП, с ко­
торым турбинное колесо связано
жестко. Третье рабочее колесо ус­
тановлено на муфте свободного
хода между насоснь1м и турбин­
ным колесами . Это колесо называ­
ется реактором . Лоnатки реактора
nринимают nоток масла от -.урбин-
J104
Р11с . 27.1. Функ1111она1.ьная 6Аок-схвма ввтомат1111ккоii коро61111
118peКAI0118HllR nврвда'I (модеАЬ •дudl-AB-018")
ния и о нагрузке две, а также сигнал о nоложении и
скорости nеремещения дроссельной заслон1<и.
На рис. 27.1 nоказана фунt<циональная блсж-схема
автоматической кпп (модель 018) А11Я немеuкого авто­
мобиля •Al.Jd.A8", на которой nомимо текстовых обо­
значекiй и обозначений, указанl-*>!Х в табл. 27.1, име­
ются следующие: МК-АКП - микроnроuессор:
П1" .П5 - входные nреобразователи неэлеt<Тричес·
1<ИХ воздействий от датчиков в эле1<трические сигналы
А11Я МК-АКП; Р1".Р5 - выходные то11овые реле с •су­
хими· контактами А11Я включения электромагнитных
l<ЛallaНOB АКПП: ЗУ (П) и ЗУ (Н) - заnоминающие УСТ·
ройства А11Я хранения программ (П) nереключения и ко­
дов неисправностей (Н) - соответственно.
Из рассмотрения блсж-схемы АКПП очевидно. что
автоматическая коробка nереключения nередач с элек­
троннь... управлением является еще одной автотронной
системой совремежого легкового автомобиля.
27.3. Работе евтомвтнческоА
коробки nередач
В отличие от обычной механической коробки nере­
дач авrоматическая кпп с гидротрансформатором
не имеет nостоянного nередаточного числа в любом
из nоложений nереключателя скоростей, чем обесnе­
чивается беоступенчатая nередача 1<рутящего момен-
250
ного колеса и изменяют направле­
ние nотока таким образом, что он (nоток) nовторно
направляется на лоnатки tурбинного 1<олеса. Турбина
nолучает доnолнительный момент вращения, 11оторый
суммируется с моментом, nолучежым 1}'Рбинн,1м ко­
лесом от насосного колеса. Таким образом, суммар­
ный круrяt11-1й момент на выходе гидротрансформато­
ра может быть больше, чем на его входе. и оnределя­
ется частотой вращения турбинного 1<олеса. Если ско­
рость движения автомобиля снижается nод воздейст­
вием увеличения нагрузки (подъем в гору), то часто­
та вращения турбинного колеса nадает, а крутяЩ;1й
момент увеличивается. При увеличении скорости ав­
томобиля (nри разгоне на nрямом участке дороги) ча­
стота вращения турбины увеличивается, что nриво­
дит 1< уменьшению крутящего момента в гидротранс­
форматоре, следовательно, тяговая сила на вещщих
колесах уменьшается. При не11оторой частоте враце­
ния вторичного (выходна-о) вала АКПП реактор начи­
нает nроворачиватъся относительно муф1Ъ1 свободно­
го хода и гидротрансформатор теряет свойства nре­
образователя крутящего момента. При этом скорости
вращения первичного и вторичного валов АКПП ста­
новятся nочти ОДИНаl<ОВЫМИ .
Диапазон изменения 11рутящего момента с nомо­
щью rидротрансформаrора ограничен увеличением
в 2,5."З раза. Этого достаточно А11Я обесnечения
нормальной работы АКПП в одном из фиксирован­
ных положений nеремючвтеля скоростей. Но этого

Автомаrиче&кая коробка переключения передач с эАектронным уnраВАением
недостаточно для устойчивой работы двигателя на
всех возможных режимах движения автомобиля. По­
этому автоматическая КПП содержит в своем соста­
ве многоступенчатую механическую коробку с пере­
ключением скоростей при помощи электромагнитных
клапанов. Сами клапаны управляются сигналами от
ЭБУ-АКП (см. рис. 27.1).
27.4 . Проrраммное уnравление
автоматическим nеремючатеnем
скоростеА
Автоматический переключатель скоростей
АКПП - это блок электромагнитных клапанов, рас·
положенных снизу коробки передач под nлвнетар­
ным редуктором. Его главная функция заключается в
механическом перемещении шестерен планетарного
редуктора в позиции, соответсmующие одной из пе­
редач АКПП. Современные автоматические коробки
легковых автомобилей имеют З или 4 передачи пе­
реднего хода и одну назад. Этим обеспечиваются
стандартные режимы движения автомобиля.
Но динамика движения. а, следовательно, и рабо­
та АКПП в значительной степени определяются це­
лью поездки и манерой вождения автомобиля, кото­
рые определяются водителем. Например при поезд­
ке •за город" на отдых водитель управляет автомоби­
лем неторопливо, спокойно и ставит перед собой
главной целью поездки экономию топлива и безопас­
ность движения. Как реализуется такой режим дви­
жения при езде на автомобиле с механической КПП?
Водитель включает скорости плавно, разгоняет авто­
мобиль медленно и равномерно, на повышенные пе­
редачи переключается по указателю спидометра
(первая скорость - до 20 км/час, вторя - до
40 км/час, третья - до 60 км/час, четвертая - до
80 км/час, пятая - не более 100 км/час), никого
без нуждЫ не обгоняет. Но такую же программу дви­
жения можно реализовать и с помощью автоматиче­
ской коробки передач, если алгоритм управления за­
ранее поместить в постоянную память ЭБУ-АКП. Тог­
да система "АКПП" будет дейсmовать аналогично во­
дителю: плавно (медленным открытием дроссельной
заслонки) увеличиввть скорость движения автомоби­
ля; при достижении скорости 20 км/час произойдет
автоматическое переключение с первой передачи
на вторую, и так далее. Такой режим движения назы­
вается ·экономичным" и закладывается в память
ЭБУ-АКП как ·первый".
Рассмотрим другой случай, когда водителю необ­
ходимо срочно приехать в заданное место. а време­
ни "в обрез". Теперь водитель маю думает об осто­
рожности и совершенно забывает об экономии топ­
лива. Передачи включает быстрым толчком рычага,
скорость автомобиля на разгоне развивает предель-
но интенсивно. с целью форсирования двигателя за­
держивает переключение на повышенную передачу
до предельно высоких оборотов две. Такой режим
движения называется "спортивным" и тоже может
быть легко запрограммирован для системы "АКПП".
При составлении программ для АКПП межщ эконо­
мичным и спортивным режимами движения в память
ЭБУ-АКП записывают еще три промежуточные стан­
дартные программы для обычных условий движения.
В автомобилях среднего потребительского класса
пять стандартных программ могут выбираться водите­
лем с помощью специального переключателя про­
грамм, и тогда АКПП выполняет свои функции строго
в рамках выбранного режима. Водитель в любое вре­
мя может перевести АКПП из автоматического управ­
ления в режим активного индивищального управле­
ния. Аля этого достаточно воспользоваться рычагом
переключения передач, но режим "DSP " (автомати­
ческого Переключения программ) не реализуется.
На автомобилях высокого потребительского клас­
са переключатель программ не устанавливается. а
программы переключаются автоматически. Для этой
uели рычаг АКПП имеет не одну, а две дорожки для
перемещения.
На первой (основной) дорожке обеспечивается
фиксация рычага в семи стандартных позициях: 1,
2. З, О, N, R, Р. На этой дорожке исполняется и до­
полнительная функция DSP. На вторую (дополнитель­
ную) дорожку рычаг может быть переведен только с
позиции ·о· на осNoвной дорожке. Для этого рычаг
наклоняется вправо и фиксируется. На дополнитель­
ной дорожке рычаг может перемещаться вперед и
назад без фиксации в этих положениях. Переводом
рычага на дополнительную дорожку включается ре­
жим "Тiptroпic". В этом режиме легкое проталкива­
ние рычага управления вперед приводит к мгновен­
ному переключению АКПП на следУЮщую повышен­
ную передачу.
Дейсmием в обратном направлении (назад) АКПП
переключается на пониженную передачу. В режиме
"Тiptronic" переключение передач выполняется без
изменения тяговой силы, приложенной к колесам.
При форсированном ускорении автомобиля в ре­
жиме "Тiptroпic" переключение АКПП на более высо­
кую передачу может осущесmляться только вручную,
следУJОЩим толчком рычага вперед. Но обратное пе­
реключение скоростей (на понижение) при замедле­
нии происходит автоматически.
Для переключения системы "АКПП" с одной про­
граммы управления на другую без участия водителя
дополнительно используются сигналы о положении и
скорости перемещения дроссельной заслонки (от
датчика положения дросселя ДПД в системе ЭСАУ-Д),
а также сигналы об ускорении автомобиля и о разни­
це частот вращения между колесами переднего и
заднего мостов (от датчиков системы ЭСАУ-Т).
251.

rмва27
Таким образом. no совокупности этих сигналов
и сигналов о частоте вращения коленвала две и
вторичного вала АКПП микропроцессор (МК) в ЭБУ­
АКП оnределяет текущую динамическую ситуацию
движения, анализирует манеру езды и намерения
водителя и no результатам обработки информации
выбирает соответствующую nрограмму уnравления
А/IЯ АКПП.
Для автомобилей высокого потребительского
класса составляется nакет из десяти (SP1 •.. SP10)
рабочих динамических nрограмм, nервые nять из
которых (SP1 ... SP5) стандартные (от экономичной
SP1 до сnортивной SPS) и еще nять сnециальных.
SРб - nрограмма для фазы nрогрева две, АКПП и
катализатора. Программа SP7 является nрограм­
мой nереключения АКПП в режиме "Tiptronic". Про­
граммы SP8, SP9 , SP10 ориентированы на работу
АКПП при АВижении автомобиля в горной местнос­
ти. Так. программа SP8 nредотвращает переключе­
ние на более высокую передачу, если автомобиль
движется nод уклон. Если nри этом вводится в дей­
ствие тормоз, то nрограмма SP9 осуществляет пе-
реключение АКПП на более низкую nередачу и реа­
лизует дополнительное торможение двигателем.
При движении на подъем nрограмма SP10 выбира­
ет оnтимальную скорость движения на nониженной
передаче, и этим предотвращает частое переклю­
чение скоростей.
Автоматический выбор nрограмм nозволяет реа­
лизовать быстрое, качественное. корректное, высо­
коточное, а, следовательно, и высоконадежное nере;­
ключение скоростей nри различных условиях движе­
ния автомобиля.
27.5. Принципиальная эnекwическая
схема системы "АКПП
На рис. 27.2 nоказана nринциnиальная электри­
ческая схема системы "Автоматическая коробка
nереключения nередач" (АКПП) мя автомобиля
• Audi-A8 " (модель 018). Схема составлена по нор­
мам DIN (ФРГ). Схему доnолняет таблица 27.1 , в ко­
торой nриведена сnецификация компонентов.
N88 N89 N90 N91 N92
о ~и коммуrацжжt<ЫВ КО""10tЮНТЫ
О Вы><одмыв м мсnоnмтвльt<ые устройст8а
О Эпектроt<~ые бr1<ЖИ упр--я
G96
lrpfi\N~iзlфl j
I
Pin7
@)
I
1V
56
24
42
31
51
Л17
J220
@@@
з1_~+-+-<t--<-+-+-+-+-+-t--<-+-+-+--+-+-1-1-+-+-+--+-+-1-1-+-+-+-+-+--<t--<-+-+-+--+-+-<t--<-+-+-+ з
1 2 3 4 5 6 7 6 11 10111213141516171611120212223242526272629303132333435363736311404143
Ркс. 27.2. Прки1111пкаАW1ВR :tАвктркчвска• схвма AKnn.e1s
252

Автоматическая коробка переКАЮ11ения передач с эАектронным уnраВАением
Таблиuа 27.1
О6о3118Че1t118
Е45
11еректочаr.,., дм GRд
13
F8
11ереmочатего. l(rtdown (ДКД]
16
1'41
, ~.,.,~~(ДЗХ)
19
F125
~._,,.....,.... (МФ!l)
31-43
f189
llеремоочвтепь дм TIJ)lforк (Д1Т)
12:Z7
linoк 3Ле<~ромаr>1ИТ1 маланов И да!'Оl< ДМ"""'
GЗ8
1- ...:ТОТЫ-Вlq>INЮГО валаlСОрОб<м
11·21
nеродаЧ(БЭМj()
G44
Лmм«~оты _
_, , "'8JI OIФ/ IOC8
7
G45
I ДаТ'И< частоты "IJ0Щ8> передне(О "'8JIO КО110Са
~
G46
Датч-. частоты 11р11WВНМА заднеrо neeoro 1.О/18С8
9
G\7
Да1"\М11: часrоtы 1!рЕКЦеНМА nереднеrо ПВВО!'О t:oneca
10
G96
---
26-ЭО
J10I
j Бnокуnр811J18НИ11дмдВSсЕDS
7-10
J217
~-~JОl!Об<и- 1-43
. !220
' Бnок- "Мolronic"
1-5
J221
•Рапе ПQ[!.1NМ JОКЗД/!й -мotronic•
4
J226 1Pw1e дм~ стартера;;;..,..,_ фонарА
Эl\Q/OlfOXOДO
---
37
N88
~--1
13
N89
Зоек!ромаr..,тный.,,..... 2
15
N90
~ный.,.....З(б-
17
~тора)
N91
~маnан4(реrjmПорДОВJ1еНИО..,.
1!
--1
N92
Зоек!ромаrмитный ....... 5 {реrутпорДОВJ1еНИО f1'0-
21
-о~-)
N193
i э~~.ii""""'"-""°"""~ -+
22
-
S6
~eJa.86AO<e~
1
5113
1 ~теnьдмбnоrа-евто••1Тмчес·
..Мщюб<м-
4
5114
~8"'ДМ~щюб<м,_
44
Конткт на 1q>1iyce, _.. . ст о й а а 8'"'Э)' t11e1a
16
102
C--t•""'1jCOМ. ••.. .. ,, ,. ., .• . _ ."°"
С:М.Сf8МJ
'"°""""-
Принuиnиальная электрическая схема работает
следующим образом:
1. Если многофункuиональный nереключатель
F125 находится в nоложении •p-parking" или
·N-
neitral", то возможен запуск двигателя стартером.
Во всех остальных nоложениях стартер бЛ<Жируется
и заnуск две невозможен.
2. После nрогрева две и АКПП движение автомо­
биля •вnеред" можно начинать, nоставив рычаг либо
в nоложение ·1 · . либо в nоложение ·о·. а nри дви­
жении "назад" - в nоложение •R" .
З. Если рычаг установлен в nоложении ·2· или
·з·, то АКПП работает с nереключением скоростей
только до установленного nредела и обратно.
4. Все nереключения скоростей реализуются с
nомощью блока электромагнитных клаnанов GЗ8. ко­
торый одновременно является uифровым (кодовым)
датчиком частоты вращения вторичного вала АКПП.
Блок GЗ8 уnравляется электрическими сигналами от
ЭБУ-АКП (J217).
5. Используются сигналы от ЭБY-"ABs-EDS" (J104)
о частоте вращения колес (датчики G44...G47).
6. Блок ЭБУ (J217) и ЭБУ "Motronic" (J220) nосто­
янно обмениваются информацией, тем самым реали­
зуется своевременное и качественное (корректное)
nереключение передач в АКПП и уnравление крутя­
щим моментом двигателя посредством nривода
дроссельной заслонки (ПДЗ) .
7. В режиме "Tiptronic" АКПП работает no про­
грамме SP7 и обесnечиввет мгновенное nереключе­
ние скоростей без nрерывания тяговой силы.
8. Положение рычага АКПП индиuируется на све­
товом табло G96 и на указателе, расnоложенном
вдоль основной дорожки рычага.
9. Переключатель nроrрамм и указатель выбран­
ной рабочей nрограммы в системе "АКПП-018" не
nрименяются.
10. Аля nроведения диагностики неисправностей
АКПП в условиях станuии технического обслуживания
(СТО) предУсмотрен диагностический разъем Pin7.
Диагностированию nодлежат все входные устройства
и датчики. а также все электромагнитные клаnаны.
В заключение следует отметить. что АКПП nроиг­
рывает обычной механической коробке nереключе­
ния передач no коЭффиuиенту nолезного действия
(КПД), так как имеют место значительные потери в
гидротрансформаторе .
Но за счет точного (своевременного) и качествен­
ного (корректного) nереключения скоростей АКПП
обеспечивает экономию тоnлива и работает на авто­
мобиле значительно до/\ЬWе механической КПП.
Кроме того . двигатель и трансмиссия с автомати­
ческой коробкой защищены от случайных перегру­
зок при ошибочных действиях водителя во-время nе­
реключения nередач. Но основное nреимущество
АКПП состоит в том, что она обеспечивает высокую
комфортность и простоту уnравления автомобилем.
253

=Приложение================
РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ В АВТОМОБИЛЬНЫХ
ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ*
Прн нзученнн э11екrрнческоrо, э11екrронноrо н автотронноrо оборуАовання автомо6н11я нeo6-
lfOAlfMO нметь ясное преАстав11енне о6 о6шиж прннцнпаж ра60ТЬ1 н о консrрукцнях автомо-
6н11ьных устройств, которымн управ11яет э11ектронная автоматнка. Нанбо11ее важным неэ11ек­
трнческнм аrреrатом автомо6н11я ЯВllяется двнrате11ь внуrреннеrо сrорання (АВС}. Именно
мнrате11ь яв11яется тем r11авным объектом автоматнческоrо управ11ення на автомо6н11е, на
который работает 6о11ьшая часть современной э11ектронной бортовой автоматнкн. Теперь на
АВС устанав11нваются: снстема впрыска топ11нва, SАВnтнвная цнфровая снстема зажнrання
с мнкропроцессором, снстема нейтра11нзацнн оrработавшнх rазов, снстема утн11нзацнн па­
ров 6ензнна, снстема самоАНаrностнкн н э11ектронноrо резервнровання. В 611нжайшее время
начнут шнроко прнменяться снстемы э1&ектронноrо управ11ення механизмом rазораспреАе11е­
ння. Аанная r11ава посвящена краткому рассмотренню ра6очнх процессов в тех частях бен­
знновоrо поршневого АВС, с которымн связана работа автотронноrо о6оруАовання.
П.1. Краткие сведения об евтомобм1~ном
двиrвтепе
Двигатели современных легковых автомобwlей отно­
сятся к nорwневым дl!Wателям внутреннего сгораt*1я. В
таких дsигатеt\Ях все рабочие nроцессы nревращения хи­
мической энерrии топлива в механическую энерrио вра­
щения вала nроисхоАЯТ непосредственно внутри двигателя
за счет воэвратно-nостуnате11Ьного движения nоршня в w+
/\Ждре. За nоршневым дsигате.-.ем внутреннего сrорания
JраДИUИОННО закреГ\/\еНа аббревиатура ЮС.
В nорwневом двигателе внутреннего сгорания, кото­
рый nреднаэначен мя установки на легковом автомобиле,
число цилиндРОв обычно четное (2, 4, б, 8, 12). Но извест­
ны конструкции трех- и nятиuилиндровых две. Их nримене­
ние в nоследние годы сокращается из-за невозможности
оснащения современными цифровыми системами зажига­
ния с двухвыводными катушками. Есть и другие nричины.
В многоцилиндровом две коленчатый вал суммирует
усИllИЯ О.Т всех UилиндРОВ. При ЭТОМ цилиндры рёlботi!ЮТ на
коленвал поочередно. Но в любом многоuилиндрово дви­
гателе в каждом его uилиндре в ОТдеl\ЬНОСТИ имеют место
одни и те же рабочие npoueccы, которые удобнее и nроще
рассматривать на nримере одноцилиндрового двигателя.
Схематически устройство ОдноlJИ/\Индрового ЮС nока­
зано на рис. П.1.
о К основным конструктивным nараметрам nopw-teEIO-
ro двигателя относятся:
1 . Верхняя (иногда говорят - внутренняя) мертвая точ­
ка - ВМТ. Это крайнее nоюжение nоршня в uилиндре,
nри котором nорwень максимельно nриближен шаrуном и
кривошиnом к крь1шке ЦИllИндра.
2. нижняя (наружная) мертвая точка - НМТ. Это край­
нее nоложение nоршня, когда он максимально удален от
крьа!JКИ цминдра (в мертвых точках шатун и кривошиn на­
ХОАЯТСЯ на ОДНОЙ llJllMDЙ llИНИИ).
З. Диаметр nоршня D (иэмеряется и задается в мм).
• Прн напнсаннн rлавы нспо11Ьэованы {17, 18, 21}.
254
4. Камера сгорания (на рис. П.1, ооэ. 12). Это ГЮ11ОСТЬ
внутри UИJIИндра межщ крышкой цилиндра и днvщем nop-
Р11с. П.1.
Конструкт11вная схема одноu111111ндрового АВС:
1-картер; 2 - блок u~ндра; З - Вl)'Сl<ной клапан; 4 - ВЫП)'­
Сl\НОЙ клапан; 5 - головка (l<рЫШка) IJIW1liдPil; б - поршень; 7 -
11Jа1УН; 8 - KpиllOllAIП колежатоrо ВВАа: 9 - мах~к коr.енчато­
го 8iW1; 10 - КОленчаtЬlЙ вал; 11 - Нi!Прi!Вl\еННе Bpaweнмll KO-
AetNllTOГD вала; 12 - камера cropaNIR; 13 - C111Na зажигания.

шня, когда rюршень находится в ВМТ. Объем камеры сго­
рания Vc = 0,25 n02h, где h - высота камеры сгораl-И!.
5. nолный объем ЦИ11Индра v". Это объем межщ
крышкой цилиндра и днищем nоршня. когда nоршень на­
ходИТСЯ в НМТ.
6. Ход nоршня L. Это nеремещение nоршня в ЦИ11ЖДре
из одной мертвой точки в />PYfYID (численно равен рассто­
янию междУ ВМТ и НМТ).
7. Рабочий объем Vh цилиндра. Это объем, коюрый nро­
ходит rюршень nри движении междУ мертвыми точками.
Измеряется в см3 или в лmрах и '&1СЛенНО равен разности
междУ nолным объемом ЦИllИндра Va и объемом камеры
сгорания Vc: Vh =V.-Vc =0,25 n02L. no рабочему объему
vh цилиндра в литрах оnределяют 1\ИТРВЖ v А МНОГОЦИllИндРО­
ВDГО двигателя: Vд = N vh. где N - число цилиндров /!J3C.
8. стеnень сжатия Е8• Это отношение nолного объема
цилиндра к объему камеры сгорания:
Ев= V.JVc =1 + V.JVc =1 + L/h.
9. Коэффициент неnолнения 11 . UИ/IИНдра свежим заря­
дом. Это отношение ко11Ичества q" вnущенной в uилиндр
тоnливовоэдушной смеси (ТЕkмесь) к тому ее кD11Ичесп~у
q,., которое могю бы заnолнить рабочИЙ объем ЦИ11ИНдра
nри темnерсrтуре Тк и давлении Рк ТЕkмеси во вnускном
комекторе:
11v = q.Jqк = (р" VtJ/(A. Vh) = Р./Рк.
где р., и Рк - 111\DТНость ТВ-смеси в цилиндре и во вnу.
скном комекторе (соответственно).
в двигателях беэ Наддува коэффициент НаnО/\НеНИЯ ци-
1\ИНдра всегда меньше единицы 111. < 1), так как Рк всегда
больше р., (Рк > p.J из-за неnО11НОй эвакуации отработавших
газов из цилиндра. из-за аэродинамического соnротИВ/\еНия
клаnан.- щеАеЙ гаэообменным nоюкам, а также no nричи.
не дозирования дроссельной эаслонкой того кО11ИЧеСтва воэ­
щха, которое вnускается в ЦИ11Индр nри всасывании.
Двигатель внутреннего сгорания, как и любой друrой
теnловой двигатель, вырабатывает механическую энергию
вращения вала из nотенциальной химической энергии тоn­
лива. ОТ11Ичительной особенностью rюршневого двигателя
является то. что томиво в нем сжигается не бесnрерывно,
а отдем.ными nорциями.
Одноразовая (циК/\Dвая) nорция ТО1111Ива (на один акт
сгорания в ЦИllИндре) в смеси с соответствующим КО/\ИчесУ·
вом воэщха, nеремешанная с остаточными газами в цилин­
дре, называется ТDfVIИВDВОЭдУШным зарядом (ТВ-заряд).
•
nри сжигании ТВ-эарЯДа в двигателе nроисходит ряд
энергетических nреобраэованИЙ, которые nриняю назы­
вать рабочими nроuессами. Рабочие npoueccы nротекают
один за другим в етрогой nоследовательности, которая nе­
риодически nовторяется от одного сгорания заряда к дру­
гому. nеР11ОдИЧеСКи nовторяющаяся nоследовате11ЬНОСть
рабочих nроцессов, nриходящаяся на один акт сгорания
ТО1111Ива в цилиндре, называется рабочим циклом одноци-
1\ИНДj)ОВОГО двигателя."
Рабочему uиклу соответствует целое число ходов nоршня
в цилиндре, а значит, и число nолных оборотов коленчатого
вала дВИГателя. Рабочий uикл двигателя можно ра:зюжить
на один. на два и даже на три nолных оборотв коленчатого
вала (соответственно - на два, четыре, шесть ходов nорш-
• в МНОГОЦНЛИНАJЮВОМ АВНrаТfМВ "рабочнм IJНJ(ЛOM 0 называют
ряд последовательмых процессов, лерио,Noчески повторяющихся в
каждом /.llМИfi4pe АВИГате/\Я во время его работы.
Прмдо.жение
ня). При этом каждый ход nоршня можно считать рабочим
тактом (коленчатый вал вращается в такт с ходами nоршня).
Тогда no сnособу реализации рабочего цикла nоршневые
двиrате11И МDЖNo классифиuировать как двухтактные (с Ok
нооборотным Иi1И двухтактным циклом), четырехтактные (с
двухоборотным И11И четырехтактным циклом), шеститвктные
(с трехоборотным И11И шеститактным циклом).
В некоторых случаях nод термином "рабочий такт" rюдра­
эумевают совокуп-юсть рабочих npoueccoe, nJ>ИХОДflЦИХСЯ
на один rюлный ход nоршня. Такая интерnреГсiЦИЯ "рабочего
такта" ничем не ОТ/IИЧаеТСЯ от оnределения "рабочего UИК·
lliJ", и тогда •такт" есть всего /\ИШЬ часть цикла, которая ни­
как не оnреде/\еНа граtИJами рабочих nроцессов. Это осо­
бежо неудобно nри рассмотрении двухоактных UИК/\DВ, где
один и тот же рабочий npajeCC (наnример. выпуск) nрисутст­
вует в обоих тактах. Такт как один nолный юд nоршня - это
фИ<сированная относительно мертвых rочек rюловина обо­
рота коленчатого вала. Наибольшее распространение nолу­
чили АВУХ- и четырехтактные двигатеllИ.
П.2. ДВухт1ктныА двиrатеnь
С двухтактным циклом работают в основном ди3е/\Ьные
/!J3C и бензиновые NoС М811Dй мощности. Особенностью
двухтактного дВИгателя яВ11Яется отсутствие в нем отдель­
ных тактов мя насосных npoueccoв выnуска отработавших
газов и вnуска свежей nорции ТВ-заряда. Эти nроцессы ча­
стями входят в два Г/\8ВНЫХ рабочих такта - в такт •рас·
ширения" и в такт •сжатия·. nри этом жесТКОй rраниuы
междУ рабочими nроЦессами нет.
На рис. П.2 nриведены схема газообмена и круговая
диаграмма фаз газорасnределения, ·nоясняющие рабоlу
двухтактного двигателя.
Двухтактный рабочий цикл начинается с раа.!Jирения от
ВМТ. Это соответствует рабочему хощ nоршня. Через 120"
nоворота коленвала (КВ) открывается выnускной клаnан 1
и начинается npouecc выnуска отработавших газов (точ­
ка У) nод остаточным давлением (Рост= 4 атм). nримерно
еще через 10" rюворота в точке У' IЮРWень открывает вnу­
скные (nрощвочные) окна 4 и через них от nродувочного
насоса в ЦИ11Индр начинает nостуnать свежий воэщх (в ди­
зеле) или ТВ-смесь (в бенэинDВDм ДВС). Давление nродувки
чуть выше Рост. nосле НМТ nорwень nойдет вверх, но до
точки Х' nродУВDчньа:! насос будет nродОJ\Жать вытеснять
отработавшие газы и наnОllНЯТЬ цилиндр свежим зарядом
(50" nоеорота коленвала от НМТ). В точке Х' nорwень nере­
кроет nродувные окна и до точки Х бу~ работать на nри­
нудительное вытеснение отработавших газов через откры­
тый выnускной клаnан 1 (10" nоворота КВ). В точке Х рас­
nредеJ111Тельный nривод закроет выпускной клаnан, и с это­
го момента в UИ/\Индре начинается рабочий nроцесс ·сжа­
тие·. В точке Z nроизойдет восnламенение ТВ-заряда (в ди­
зеле от сжатия, в бензиновом /!J3C от свечи зажигания), го­
рение будет nродолжаться некоторое вреМЯ (7° ..• 10" nово­
рота КВ) и эа ВМТ. Момент восnламенения в бензиновом
две задается систеМСJй ЭllеКтроискровоrо зажигания, а в
дизельном - моментом вnрыска то1111Ива (зона Z на
рис. n.2 . б). Когдв nоршень вновь nерейдет через вмт. двв­
ление газов в цилиндре д0етиrнет максимального значения
(Р8 = 50•••60 атм), и снова начнется рабочий ход.
255

ПрМl\ожение
6)
нмт
Р11с. П.2. ДвухтактttЫii двкrатеАt.:
а - прямоточная клапанно-щелевая схема газообмена
двухтактного двигателя : б - 11руговая диаграмма газорас­
пределения; 1 - выпускной клапан ; 2 - впускной патру­
бок ; З - поршень; 4 - впускные (продувочные) окна .
n.э. ЧетыреХТIКТНЫА двнrате11ь
В цилиндре четырехтактного поршневого двигателя цик­
llИчеа<ая ПDС11еАDВате11ЬНость знергетичеа<ИХ преобразова­
ний начинается с реакW11 горения ТВ-заряда. когда поршень
находится в ВМТ. В резу11ыате сrораtия ХИМ1ческая энергия
ТОП11Ива переходит в тепювую энергию СИllЬНО сжатых газов.
Так в камере сгорания образуется газообразное рабочее те-
1\О тепювого двигателя. A;Jllee Теn/\DВаЯ энергия рабочего те-
1\В за счет его интенсивного расшире1-11я переходИТ в меха­
ническую рабоl}' по перемещению поршня из ВМТ в НМТ.
Cl\eДYIOUll1M этапом преобразова1-11й ЯВ/\ЯеТСЯ кинематичес­
кое превращение 11Инейного перемещения поршня в воз-
256
Вратно-!lОСl}'Пательное его движение и получе1-11е враща­
Те11ЬНого движения на выходном валу двигателя. Это преоб­
разование реа1111эуется с помощью кривошиnно-шаl}'Нного
мехаtизма, ком:нчатоrо ва11а и его маховика. При эrом сам
ко11еt-tчатый вал и навешежые на него дета/111 (массы) ПDllУ­
чают значите/\ЬНый ИМlу/\ЬС движения, за счет которого со­
вершается ПD/\еЗНая работа двигателя, а поршень переходит
через нмт и начинает обратное движение к ВМТ. Эта часть
энергетического циК11В соответствует рабочему такl}' двига­
теля "рабочий ход" и заканчивается в нмт. С зroro момента
(от нижней мертвой точки) на ПО/\езную нагрузку ОДНDЦИl\ИН­
дрового двигателя и на ПОС/\едУJОЩИе вспомогательные про­
uессы энергетических преобразова1-11Й начинает работать
кинетическая энергия инерtJ10жых масс коленчатого вала,
ранее разогнанных рабочим ходом поршня. Вс1\ед за процес­
сом "рабочий ход" В 11Jо6ом порШiеВОМ ДВИГате/\е ДО/\ЖНЫ
быть выПО/\НеНЫ два насооtых процесса: ВЬ11уСК отработав­
ших газов и впуск свежего ТОПllИВОВОЗдУШного заряда. В че­
тырехтактном одноцилиндровом двигатеrе такты выпуска,
впуска и сжатия реа11И3у1Отся инерционным вращением ко-
11еНва11а с масСV11НыМ маховиком (Тремя ходами поршня
междУ НМТ и ВМТ). в МНОГОЦИllИIЩ)()ВОМ двигателе поршни
поочередно работают на один oбu.W KOlleНВllll, и процессы
ВЬ11)'ска, впуска и сжатия в \JW'lндpe реа/\ИЗ)ЮТСЯ не тof\ЬllO
инерциожым вращением КО/\енвала, но и рабочими ходвми
поршней в других 1.W1ИНдРах . на выпо11НеНие насосных про­
uессов затрачивается часrь энерrии рабочего хода. Чем про­
доNКИrеllЬНее насосн,~е процессы в общей Продо/\ЖИТеJ\ЫiО­
сти рабочего циК/\В, тем ниже кпд двигателя. Именно поэто­
му двухтактные двигате/\И эффективнае четырехтактных. а
четырехтактные - эффективнее шеститактных .
ПОС/\е завершения насосных процессов, сразу всr.ед
за впуском, в циl\Индре четырехrактного двигаТе/\Я начи­
нается энергетический процесс сжатия. Этот процесс ре-
81\Изуется четвертым (ПОС/\едним) в данном uиме ходом
поршня (вверх) .
Рассмотрев ПDС11едовате11ЬНDСть основных процессов
энергетического преобразования и сопутствующие им
вспомогате11Ьные процессы в четырехтактном двигате11е,
можно перейти к рассмоrрению рабочих тактов в четырех­
тактном циме.
Четырехтактным UИК/IОМ называется пDС11едовате111r
ность из четырех рабочих тактов двигате11Я: впуск, сжатие,
рабочий ход, выпуск . За начмо цима обычно принимают
такт впуска.
С/\ещет предварите11Ьно заметить, что хотя по опреде­
мжию рабочий такт Вt<l\Ючает в себя НесКОl\ЬКО рабочих
процессов, приходящихся на один ход ПОРUJНЯ, в четырех­
тактном двигате11е каН1дому такl}' присваивается наимено­
вание ТDllЬКО одного (основного) рабочего процесса. На­
пример, рабочий такт ·сжатие" (ход поршня из НМТ в ВМТ
ПОС11е впуска) Вt111ючает в себя не ТОl\ЬКО само сжатие, но
и внутреннее перемешивание ТВ-смеси, формирование
ТВ-заряда, ВОСП/\аМеНение ТВ-заряда перед его сгоранием,
нач81\О формирования газообразного рабочего Те/\В. Но
называется данный такт - тактом сжатия.
То же самое можно показать на примерах других тактов.
Но Г/\ВВНое здесь ТО, что ДDВО/\ЬНО ПродО/\ЖИТе/\ЬНдЯ ПОСl\еДО­
вательносrь ра31\Ичных процессов, имеющих место в~
такте, в целях уnрощения "раа<118ДЬ1вается" TOf\ЬllO на четы­
ре рабочих такта. Эти такты: ВПУСК, СЖАТИЕ, РАБОЧИЙ

ХОА. ВЫПУСК. Таким образом, мя четырехтактного двигате-
1\Я рабочим ЦИllЮМ можно считать не СОВОl<}'ПНОС1Ь рабочих
nроцессов, nриходящихся на один акт сгора1-&1я ТВ-заряда, а
nоследоватеJ\ЬНОСТh четырех конкретных рабочих тактов.
•
Рассмотрение четырехтактного цикла удобнее nро­
водить с nомошью индикаторной диаграммы, которая ото­
бражает изменение давления в цилиндре no хощ nоршня
за рабочий цикл (рис. П.3.).
Индикаторная диаграмма состоит из четырех характер­
ных учасп<ов:
1. Участок (71) - вnуск ТВ-смеси nод разрежением от
всасывания (Р = 0,8 атм). Темnература ТВ-смеси в конце
впуска Т1 = 100°С. Имеет место вентИ11Яционное о~е­
ние UИ/\Индра.
2. Участок (123) - сжатие. При стеnени сжатия
t;, = 10 (МЯ бензинового ДВС) давление в конце сжатия
Р. = 15 атм, темnература т. = 500"С.
3. Участок (3456) - сгорание ТВ-заряда и расширение
(рабочий ход). Воспдаменение ТВ-зарядв в точке 2. Оконча­
ние nроцесса сгорания ТВ-заряда в точке 3. Дааление газов
Р4 = 40 атм, темnература Т4 = 2800°С. К концу расшире1-&1я
(точка 5) давление Р5 = 4 атм, Т5 = 1000"С. В точке б даВNo­
ние Р6 =1,3 атм (остаточное давление газов), Т6 = 800"С .
4. Участок (67) - выnуск отработавших газов. Выпуск­
ной клаnан открывается в точке 5 . Процесс выnуска nроте­
кает nри даВ11ении, которое nревышает атмосферное. К
концу выnуска темnература nадает до Т7 = 700°С, и далее
nри вnуске - до т1 =100°с.
На рис. П.4. nриведены отдельные участки индикатор­
ной диаграммы с их разнесением no четырем рабочим так-
l-IМТ
1
JРк1ВТМm'
р
pbllr
1
-
m:
.... _______
_
вмт
tNr v
вмr
нмr v
а)
б)
р, IСГС/см•
4
Pllc. П.З. Иид11квториа11 диаграмма
четырехтамтиого да11rвтв1111:
1 - начаю такта сжатия; 2 - момент воспламенения
ТВ-смеси; З - конец такта сжатия; 4 - точка максимально­
го даВ/\ения газов (начало такта "рабочий ход"); 5 - нача­
ло открытия выпускного клапана (начало такта •выпуск");
6 - конец расширения газов ; 7 - конец такта выпуска (на­
чало такта •впуск") .
там. Здесь же nоказаны схемы текущего nО11Dжения nорш­
ня в четырехтактном двигателе.
То1111Иво и необходимый мя его сгорания BOЭIJIJX, (в ви­
де TOlll\ИВOBDЭIJIJWHOЙ смеси) , вводятся из вnуСЮiОГО КОЛ·
р
'-------~ .
ВМУ
l-IМY V
вмr
l-IМY V
в)
r)
Pllc. П.4. Схема работы 11 фрагменты 11ид11ка1111оиной д11аграммы четырехта11тиого дв11гате1111:
а - такт ·впуск"; б - такт ·сжатие•; в - такт •рабочий ход" ; г - такт •выпуск·; р- текущее значение даВАения в цилин­
дре; V- изменение объема цилиндра по ходу движения поршня между мертвыми точками; Р. - давмние во впускном кол­
лекторе (Р. =1 атм).
257

ПриАОЖение
лекrора S через открытый вnускной клаnан З в объем ци-
1\ИНдра двигателя. Начжается рабочий npouecc всасыва­
ния горючей смеси эа счет движения nоршня вниз (рис.
Г!.4,а). Это nервый рабочий такт четырехтактного двиrате­
ля - такт впуска. Ему соответспзует линия ra на КiДИК&­
торной диаrрамме а. Количество введенной nри вnуске го­
р~очей смеси оnределяется ходом rюршня (линейным nере­
мещением из ВМТ в НМТJ и диаметром nоршня, то еС1Ъ ра­
бочим объемом uилиНдРа, а твкже давлением Рк во вnус­
кном коллекторе.
Как ТDАЬКD шаrун 7, эакреrv.енный скользяцим rюдшип­
ником на кризошиnе 8, nерейдет через НМТ, nоршень 6
начнет rюдниматься вверх. С этого момента начинается вто­
рой рабочий такт четырехтактного NoС. который называет­
ся твктом сжатия (llИНИЯ ас на индикаторной диаграмме бJ.
за время такта сжатия тоnливовоздушная смесь сw.ьно (до
объема камеры сгорания 12) сжимается nоршнем и nереме­
шиеается с осmточными газами, тем самым nревращается
в тоnливовоздушный заряд. Ясно, что в такте сжатия и вnу­
скной клаnан З, и выnускной клаnан 4 закрыты.
Ynpaetiet-Мe клаnанами в nop!Цiel3blX двигателях осуще­
с1Вr1ЯеТся от сnециальноrр вала, который называется расnре­
деl\ИТельнь"1. Рас:nредеАмтеАы ВаА механически жестко
СDЧ11еНен с МОАеtNа1Ъ1М 11&\ОМ через uеnную, шесrеренча~ую
или эу6ча1ую ремежую nередачу. В двигателях с~·
ным рабочим uиклом nередвrочное отношение такой nереда­
чи равно один к двум. То есть эа два оборота комнчатоrо ва­
ла расnределительный вал д&ает один оборот. (На чертежах
рж:. П.1 и рис. П.4 расnределиТельньМ вал не nокаэан.)
Третьим рабочим тактом nopwнeвoro двигателя ЯВl\ЯеТ·
ся такт рабочмi ход (на рис. П.4 линия сzЬ, на ждикато~
НОй диаграмме в). Он начинается сразу nосле того. как
rюршень 6 начнет nеремещаться из верхней мертвой точ­
ки снова вниз. Такт "рабочий ход• наиболее важный в ра­
боте двигателя. Именно в этом такте nроисходит главное
энергетическое nреобраэование две - nревращение теn­
ювой энергии cгopeewero тоnливовоэдуwного заРЯда в
механическую рабоl}'.
В бензжовых nоршневых N3C этот такт nроисходит
следующим образом. В зоне, бllиэкой к ВМТ, еще в такте
сжатия (точка с в nоэиuии в на рис. П.4) тоnлиеовоздуw­
ный заряд nринудительно восrw~меняется от электричес­
кой искры в свече 13 зажигания. Тоnливовоздуwный за­
ряд быстро сгорает, и к началу такта ра6о'181й ход давле­
ние в образовавшихся газах достигает максимё111Ьного зна­
чения (точка Z). Газы, образовавшиеся в реэу11Ьтате сгора­
ния тоnливовоэдуwноrо звряда, с этого момента ВЫГIОllНЯ­
ют ро11Ь сильно разогретого рабоомrо теАа, сжатого в
объеме камеры сгорания. Как ТD/\Ько rюршен, эа ВМТ на­
чжает nеремещаться вниз, рабочее тею, жтенск~но рас.
ширяясь, высвобоЖдает nриобретенную Теn/\Овую эне~
rию, которая nревращается в механическую рабоl}' в виде
движения nоршня вниз nод действием расширения газов.
Последмий (четвертый) рабочий такт nоршневого двига­
теля называется тактом выпуска, так как в нем осущест­
вляется эвакуа,jИЯ из объема UИ/IИндра отработавших га­
зов. На рис. П.4 такту выnуска соответствует линия Ьr инди­
каторной диаграммы r. Выnуск nроисходит сначала за счет
ОСJаТDчноrо давления, затем nутем nринудите/\ЬНОГО вытес­
нения отработавших газов nоршнем в выnускной комектор
N через открывшийся к этому такту выnускной клаnан 4.
258
Важно nонимать. что из всех четырех тактов четырех­
тактного двигателя только такт "рабочий ход· nолеэно ра­
ботает на нагрузку Af!,C, так как ТОllЬКО в нем кОJ1еНчатый
вал 10 nолучает от nоршня 6 через шатун 7 и кривошиn 8
разгонное механическое усилие. Во всех ОСТа/\ЬНЫХ рабо­
чих тактах двигате11Ь не вырабатывает, а nотребляет часть
механической энергии от коленчатого вала.
Оnисанные четыре рабочих такта во время работы N3C
черещются друr эа другом и образуют nDllНый четырu­
твктныii рабочмii 1&11КА двигателя.
Слещет иметь в вищ, что строгого соответствия меж­
А'J рабочИМ1 тактами (ходами nоршня) и тактовыми рабо­
чими nроцессами в четырехтактных (так же, как и в двух·
тактных) nоршневых двигателях нет. Это объясняется
тем, что nри работе двигателя фазы клаnанного гаэорас­
nределения и фазовые состояния клаnанов накладывают­
ся на рабочие ходы nоршня в разных конструкциях двига­
телей nо-разному.
Работа многоuилиНдРОвых две nроисходит no uилинд­
рам nоследовате11ЬН0, в каЖдОм из которЫх рабочие npo-
ueccы nротекают так же, как и в выwеоnисанном одноuи·
1\ИНдРОВDМ деиrатвле. Все UИ11ИНдРЫ В МНОГОUИ/\ИНдРОВОМ
две работают на одж ко118t1'18ТЫА ВаА, который восnрини­
мает рабочие уси11Ия от разных UИ/1ИНдро11 через заданный
ЧИС/\DМ uилиндров угол rюворота.
Чередование срабатываний UИ11ИНдроВ в многоцилинд­
ровых двигателях носит наименование - rюрядок работы .
Порядок работы две задается конструктивно соответ­
ствующим исnолнением расnределительного и коленчатого
валов и не может быть изменен в npouecce эксnлуатаuии.
Реёll\Иэуется nоРЯдок работы две чередованием искр
зажигания, nостуnающих на свечи uилиндров от системы
зажигания. К nримеру, nорядок работы четырехuилиндро­
вых двигателей может быть либо 1342, либо 1243.
П.4. Гаэорасnредепение в четырепактном
nорwневом двиrатепе
НеотъеМ11еМой составной частью рабочего uикла в лю­
бом nоршневом двигателе внутреннего сгорания (ДВС) яв­
ляется npouecc rаэообмена в UИЛИНдРах. Этот nроцесс в
каЖдОм uилиндре в отдельности реализуется вnуском азе­
жеrо эаРЯда и выnуском отработавших газов.
•
VстрDЙСТВD, которое осуществляет газообмен в четы­
рехтактном nоршневом двигателе, называется механизмом
гаэорасnреАелеНия. Конструктивное исnолнение гаэорас­
nределиrельных механизмов ИСК111ОЧИТе11ЬНО многообразно
(18). Рассмотрим наиболее расnространенн~ верхнекла­
nанный механизм гаэорасnредвления с верхним расnоло­
жением расnределите/\ЬНОГО вала. Основными составными
частями такого механизма ЯВ/\ЯЮТСЯ: верхние вnускные и
выnускные клаnаны. которые устанавливаются в крышке
каЖдОго цилиндра: кулачковый расnределительньМ вал,
расnоложенный сверху над клаnанами; а также устройство
nередачи вращательного движения от коленчатого вала
двиrателя к расnределите/\ЬНому валу (рис. П.5.J
Любой гаэорасnреде11Ите11ЬНьМ механизм работает та­
ким образом. что очередность газообмена в каЖдОМ uили1+
дре соответствует nорядку работы двигателя. Это обесnечи­
вается СтРОГО оnредеl\еННЫМ расnоюжением кулачков no

Рмс. П.5. АВС с верхнеКАаnанным механнэмом
rазораспредеАенмя:
1, з. в. 8 - llУАаЧКИ ВЫП)'Сl<НЫХ 1\АЭПанов; 2, 4, 5 , 7 - ку­
Аачкн вnусJ<Ных мапанов: 9 - камера сrорания; 10 - ма­
пан; 11 - поршневые кольца; 12 - шестерня на КВ; 13 -
ременная зубчатая nередача; 14 - шестерня на распред­
валу; 15 - раа~редеАИтельный вал; 16 - мапанная пружи­
на: 17 - маховик двигателя; 18 - корзина сцемениS1;
19 - шатун; 20 - коАеНчатый вал; а, б, в, г - поршни .
yrAy их разворота относитеАЬно NJYГ NJУГВ на распредв<ЗАе
и самого распредва11а относитеАЬНо кОАеНчатого.
Каждый КJ1апан ОТКРЬ1вается один раз за пОАный ра­
бочий цикл (за дsа оборота КВ в четырехтактном двига­
теАе) . Спецификой работы КJ1апана с приводом от куАач­
кового распредеАИтельного ваАа явАяется его ПАавный
ход от закрытого до поАНостью открытого состояния и
обратно (рис. П .6) .
б)
;з
ПJJllAOЖ8IUl8
ПАавностью хода КАаПанов (без провалов и без ударов)
обеспечивается бесшумность работы механизма газорас­
пределения, но не ТО/\ЬКО. Если КАаПан к тому времени. ког­
да поршень подходит к ВМТ, оставить в по/\НОСТью откры­
том оостоянии. то при малой высоте камеры сгорания обя­
зательно произойдет соударение клапана и поршня. Чтобы
этого не происходило, КАаПан забl\аговременно ПАавно
опускается КАаПанной пружиной по нисходящему проф1111Ю
куАачка обратно к оедлу клапана (при закрытии), и ПАавно
поднимается вверх (при открытии).
Для эюго профиль куАачка распредва/18 имеет яйцевид·
ную форму (рис. П.6. а).
В теории автомобильного двигателя [21) профили ку11Вч­
ков расnредвала nодраэде11S1ют на гармонические (очерчен­
ные соnрrокением четырех окружностей раЭАИчных радиу·
сов) и на тангенuиS11ЬНые (очерченные сопряжением двух
окружностей и двух прямых АИний). ОП<рытие КАаПанов
обеспечивается нажимным уСИ/\Ием от восходяшего про­
ф1111S1 куАачков распредва/18, а закрытие - возвратными
действиями клапанных пружин (рис. П.6).
В газораспредеАИТеАЬНом механизме классического
две все его движущиеся составные части находятся в
строго постоянной кинематической связи . Это обеспечива­
ет посюянное и неиэменяющееся соотношение фаз га:зо­
распредеАения и фазовых сосюяний КАапанов во время
рвботы двиrатеАЯ.
• О фазах rазораспредеАения и о фазовых состояниях
клапанов в четырехтактном поршневом две надо сказать от­
деАЬНО. Есть два строгих определения термжа "фаза·. По
nервому, фаза - это момент появлениS1 события в uикличе­
ском процесое. зафиксированный в ходе развития процесса
каким-либо способом. По второму определению фаза - это
проАОАЖИтеАьНОСтъ части циклического процесса между АВ'f
мя характерными событиями, коюрые ЯВ11Яются границами
мя данной части процесса.
Uиклические процессы проще всего предстаВ11S1Ть с по­
мощью круговых диаграмм, в коюрых процессы отобража-
•)
1)
i
·41·
Рмс. П.6. Работа кмпана с кумчковым распредваАОм (РВ):
а - профw.ьные ЭАементы 11уАачка РВ; б- поюжение кулачка РВ относительно J<J1anaнa в состоS1нии •закрыто·; в
-
пою­
жение кулачка РВ относительно клапана в начале его открытиS1; г - положение кулачка РВ относительно J<J1апана в состоS1·
нии •от11рыто"; 1 2 З 4 - рабочий профиль 11улачка; 2 З 4 5 - базовая 011ружность кулачка; 1 2 5 4 --кулачковый выступ;
2 1 - восходS1щий выступ кулачка; 1 4 - нисходS1щий выступ кулачка: 1 5 - высота кулачкового выступа; 2 и 4 --базовые
точки кулачкового выступа; б - центр вращениS1; 7 - направление вращения: В
-
газовые потоки; 9 - кулачок-толкатель;
10 - клапан: 11 - возвратная пружина клапана: 12 - направляющий стержень клапана: 13 - направляющая вrулка в го­
овке блока цилиндров для стержня КАапана; 14 - проnу<:кнаS1 щель; 15 - седло клапана в головке блока; ч~ - угол между
базовыми точками 11уАачкового выступа.
259

Прмо.жение
а)
б)
в)
вмт
r)
5
НМТ
нмт
Рис. П.7. Фазы rазорасnределеник в четырехтактном АВС:
а - фазовая диаграмма (ФА) впускного мапаиа; б - ФА выпускного мапана; в - ФА д11R случая перекрытия К/\аПанов; г -
ФА четырехтактного двигате11Я; 1 - фаза нача/\а открытия впускного мапана (момент нача/18 впуска); 2 - фаза конца за­
крытия впускного К11апана (момент конца впуска); 152 - фаза впуска (продо11Жительность открытого состояния впускного
К/\апана); З - фаза начала открытия выпускного К/\апана (момент нача11а выпуска); 4 - фаза конца закрытия выпускного
мапана (момент конца выпуска); 354 - фаза выпуска (продо11Жите11Ьность открытого состояния выпускного мапана); 14 -
фаза перекрытия мапанов (продо11Жите11Ьность открытого состояния обоих клапанов); ер, - раскрыв угла. соответствующий 1
фазе впуска; ср2 - раскрыв уг11а, соответствующий фазе выпуска; ср3 - раскрыв уг/\а, соответствующий фазе перекрытия ма­
панов; О - центр круговой развертки. Все фазы измеряются в угювых градусах поворота коленчатого ва11а.
ются раэвертко\71 текущих зliё!ЧеtИ< фаэ и фаэовых состоя­
ний на периметр окружности. Фаза в таком С11учае опреде­
ляется как угол поворота редиуса развертки, а фазовое со­
стояние - как раскрыв угла . ЕС/\И фаза опреде11Яется как
момент нас1)'Пllения события. то угол поворота в угловых
rрадУсах отсчитывается по круговоt"I диаrрамме от краевой
точки процесса по часовой С'Тре/\Ке . Во втором С11учае , KOI'" ·
да фаза опреде/\Яется как продолжительность части про­
цесса. раскрыв угла измеряется в тех же уrювых градусах
между двумя границами Д/\Я данно\71 части процесса .
В теории поршневых двиrате11ей внутреннего сгорания
А11Я описания работы газораспреде/\ИТе/\ЬНОf"о механизма
испо11Ь3УЮтся оба то11Ько что описанных опреде11ения те~>
мина "фаза• . Так, когда надо опреде11ить момент открытия
И11И закрытия К/\апана относительно мертвых точек, ис­
пользуют первое опреде11ение фазы (как уг/18).
Ес/\И же необходИмо описать проДО11ЖИТе11ЬНОСть от­
крытого состояния К/\аПана, испом.зуется второе значение
термина "фаза", в соответствии с которым фаза открыто­
го состояния К/\апана - это раскрыв yr/18 на круговой диа­
грамме между началом открытия и концом закрытия дан­
ного 1\1\8Пана. ТОl'"да фаза впуска - это фазовое состоя­
ние открытого впуа1ного К/\апана, выраженное в градусах
поворота КО/\енчатого 88118 от начала открытия впускного
К/\апана до конца его закрытия. А фаза выпуска - это фа­
зовое состояние открытого выпускного К/\аПана, выражен­
ное в ГJ)адУсах угла rюворот ко/\еНВ8Ла от начала откРЫ­
тия до конuа закрытия этого К/\8Пана.
Когда фазы впуска и выпуска наК118дЫваются друг на
друга, говорят, что имеет место перекрытие фаз, или пере­
крытие ф8ЗОВЫХ состояний 111\апанов, И11И просто - пере­
крытие клапанов. Таким образом. перекрытие 1\1\8Панов -
это р8О1рыв уГ/18 от начала открытия впускноrо К118Пана No
конца закрытия выпускного.
ПеречисАеЖые терминалогические сог11ашения А11Я фаз
rазораспреNo11еНИЯ наг11ЯNoо проимюстрированы на рис. П. 7.
~овая диаграмма, изображающая фазы поршнею­
го двигате11я, называется фазовой диаграммой газорас-
260
пределения . На рис . П.8 показана такая диаграмма А11Я
двигате/\Я автомоби11Я "Москвич" .
•
КумчКll pacnpeдeAМТeJ\bltOl'O 1181\8. При теоретичес­
ком рассмотрении работы две можно допустить, что фазы
впуска и выпуска в точности совпадают по протяженности
с тактовыми ходами поршня при впуске и выпуске. Тогда
фазы газораспределения идеального двиrателя будут
иметь вид, показанный на рис. П .9а.
Как видно из диаграммы П.9а фазы впуска и выпуска
идеального д1ЗИгате11Я имеют раскрыв yr/18 в 180°. Все фа­
зы моментов равны ну/\Ю.
Чтобы К/\8Пан четырехтактного ДIЗИl'"ате/\Я мог находить­
ся в открытом состоянии в течение 180° поворота кО/\енва-
118, надо чтобы ку11ачок распредвала "нажимал• на тО/\Ка­
Те/\Ь 111\апана в течение 90° своего поворота (поворота рас-
Рис. П.8.

ПрмАОЖение
а) вмт
в)
вмт
r)
8МТ
1~~ --j--- _\
i!.
с
]1-
]1-
"'
"'
нмr
нмr
нмr
нмт
Рмс. П.9. Диаграммы фа3 rа3ораспределеttмя
nредвала) . nри этом желате/\ЬНО, чтобы КАаnан открьнзался
сразу на всю высоту своего хода и нахоДИ/\СЯ бы в твком со­
стоянии до момента закрытия . Од.1ако мгновенное откры­
тие 11Аа11ана на З<jДанную высоту и nомер111ание ЭJОЙ высо­
ты неизменной с nомощью расnредва11а осуществпь не­
возможно. Во-nервых, ни11а11ой 11)'1\аЧОК расnредвала не вы­
держит ударных nереrрузок, если восходяL11'1Й выстуn nро­
фи/\Я кулачка (уудет слишком крутым. Во-вторых, как уже
быю сказано, в современном верхнек/\аnанном механизме
газорасnределения ВОЗМОЖIЮ соударение маnана с nорш­
нем , если клаnан сразу оJКрыть на всю высоту nодъема, или
заб11дговременно не опустить его на фас11у сема . В.треnr
их. расnредваА с крутыми кулачками работает с nовышен­
ным шумом. Таким образом, кулачок расnредвала "обре.
чен" на то, чтобы быть nолоrим и иметь оnределенную фор­
му nрофw.я. Для nолучения nологосn< и нужной формы nро­
ФИЛЬ кулачка составляется соnряжением четырех окружно­
стей с разными радиусаМи (гармонический кулачок) или со­
nряжением двух окружностей и двух nрямых линий (танген­
циальный кулачок) . В любом случае д11Я идеального двигате­
ля (когда 1pi. = 112 = 180°) кулачок не может иметь высоту
вершины более чем h, . =0,5 R . (1- cOSlp)/coscp, где ер -
а)
б)
з
угол междУ базовыми точками кулачкового выс~уnа , R.. -
радиус базовой ОКруЖНОСТИ кулачка (рис . n.10).
На рис. n.10 nриведены nрофили трах кулачков:
а) идеЗАЬного двигате/\Я (с углом ер= 90");
б) с тангенuимьным nрофилем (ер = 120°);
в) с гармоническим nрофилем (ер= 150°) .
Из рис. n .1oa слещет, что высота h• вершин,1 кулачка
равна отрезку Ц5 и не может быть больше отрезка L35• ко­
торый оnреде/\ЯеJся как: L35 = S- R. где S - диагональ
квадрата 1320, R - радиус базовой окружности кулачка.
Отсюда h• =0,5 L35, где L35 = (R/coscp) - R.
В современных двигате11Ях радиус базовой окружности
кулачка расnредеала не более 16 мм IR.. s 16 мм). Тогда
nри раскрыве фаз в 180° (угол ер = 90") ход h 11Аа11ана все­
го лишь 1,В...2 ,1 мм . Такому хощ соответствует nющадЬ
nроnускной щели клаnана около 250 мм2 (диаметр D голо­
вки клаnана не nревышает 40 мм) . Этого недостаточно д11Я
современных высокоскоростных двигателей большой мощ.
ности. Чтобы увеличить nроnускную сnособность клаnана,
nриход11П:я увеличивать его ход, а значит. и угол ер междУ
базовыми точками кулачкового выстуnа . Это в свою оче­
редь nриводит к расширению фаз вnуска и выnуска.
1 Красная,_ - это о&циА mктур куn&Ч'11 с ЦОt<1J)ОМ о
П Синий JCpyr (ену~ри)- это базовая окружносn,
111 Саетnо-эаn- л-я -сжружность верw'"" кулачка (с центром 01)
Тёмно-~ л-..- ~отрезки (для 1'1ОJ1ОЦИЙ е и б) и О1фуж>ЮСТИ
(дnя ПО3К1"" В} СОпрR"ВIОЩИХ 1<ОНТ}'РОВ
Рис. П.10. Профмлм кулачков распредвала:
а - идеаАьный ; б
-
тангенциальный; в - гармонический .
26:1.

Прможеюсе
Расширение фаз реа11Изуется соответствующим изме­
нением формы кумчков. На рис. 2 .10, б rюказана rеомет­
рия ку11аЧка, который обеа~ечивает фазу открытого состо­
яния кмпана в 240° по повороl}' КВ. Профиль этоrо кулач­
ка составлен сопряжением базовой окружности с радиу­
сом 01, окружности А/\Я вершины кулачка с радиусом 54 и
АЩХ прямых llИний 13 и 23, которые ЯВllЯЮТся касательны­
ми к обеим окружностям. Из rеометрии профи/\Я CllfЩJeT,
что чем больше радиус окружности вершины (отрезок 54),
тем больше будет раскрыв уrла ер и тем бо11ЬШе высота 1\
выСl}'Па кумчка, которая равна этому радиусу. Такой кула­
чок называется тангенциальным, и он сравнИТе/\ЬНО про­
сто может быrь изготовлен с rюмощыо копира. •
На рис. П.10, в изображен профи/\Ь гарМоническоrо
(пО11оrого) ку11ачка• • с раскрывом уг11а в 150° (300" по
КВ). Он назван гармоническим потому, что на его профи­
ле сопрягаются четыре окружности: базовая, вершинная
и две сопрягающих. Главное достоинсmо ку11ачка с таким
профилем то, что он не вызывает ударных перегрузок и
вредных КО/\ебаний в конструктивных элементах распред­
вам и может работать с любым видом толкателя . Относи­
теllЬНый недостаток гармоническоrо кумчка - более
е11ожная технология обточки и ш11Ифовки . Конструктив­
ной особенностью гармонического кумчка яВ11Яется та
П11Звность хода, ко1орую он обеспечивает кмпану, и то,
что он более пригоден А/\Я работы с клапанами низких ка­
мер сгорания .
Из рассмотрения профилей раз11Ичных тиrюв кулачков
слещет, что при узких фазах впуска и выпуска (окою 180°)
высота рабочего ВЫСl}'Па кумчка ограничена значением
f\ =0 .5 R. (1- COS<j>)/coscp. В ИдеальНом двигателе такой вы­
еоtе кумчка соответствует максиМС111ЬНо возможный ход 1111&
пана всеrо л..иь 2 мм. Высоl}' рабочеrо ВЫСl}'Па кумчка
можно значИТе/\ЬНО увеличить. но при ЭJОМ ДО/\ЖНЫ быть уве-
1\ИченЫ фазы впуска и выпуска. Зто можно делать до опреде-
1\еtiНЫ)( преде/\ОВ, за которыми увеличение фаз становится
вредным ЯВ11еНием. С друrой стороны, ход клапана не может
быть больше высоты камеры сrорания в той точке, где пор­
шень б11Иже всего nодХодит к К11ЗПану. В современных дви~
телях при степени сжатия не менее 10 сближение кмпана и
rюршня доведено до 1,5 мм. Таким образом. возможность
увеличения эффективности газообмена за счет расширения
фаз, а также за счет увеличения хода клапана в К11Зссичес­
кой констру~щии двигателя с одним вnускным и с одним вы­
пускным клапаном на ЦИ11ИНДр ПО/\НОСТЫО исчерпана.
n.s. Гаэорасnредt11ите11ьнь1е механизмы
в современных nорwневых двиrатепях
При раз11Ичных режимах работы двигателя rазообмен в
его ЦИЛИ1jДрЗХ происюдит по-разному. На оборотах хоюсто­
rо хода, коrда скорость ~ния rазообразных масс в дви­
rателе низкая. 01рабоrавшие газы не )'СПевают эвакуиро­
ваться из ЦИ11Иt1дРОВ и двигатель, "задыхаясь", может оста­
новиться. Чтобы этого не произоШ110, горючую смесь обога-
*КDпир - это техноюrический wабl\он. по которому в процессе
проиЗВОДСJ118 на спеинальном копировальном станке обrn'IНВают
и w.viфyror ОТNIВКИ распреде/IИТеJ\ЬНЫХ ВВАОВ.
•• Иноrдв llYJ\ВЧOK с танrеНЦllаАЫIЫМ npoфllJ\eN НЗЗЬIВВЮТ острым,
а rврможческий - поюпw.
262
шают, что приводит к доnолните/\ЬНОму расхощ топлива и
повышенному образованию со в 01рабо1авших газах. ОпJи.
мальные условия работы деигате/\Я нарушаются. Однако эф­
фект задымления цилиндров на холостом хощ можно свес·
ти к минимуму более ранним открытием выпускного кмпана
в такте "рабочий ход". Тогда часть энергии расширения ра­
бочего тем будет затрачиваться на принудите/\ЬНуЮ и интен­
сивную эвакуаuию отработавших rазов. Но при высоких обо­
ротах двиrате/\Я под бо/\ЬШОЙ нагрузкой раннее открытие
выпускного клапана приводит к значите/\ЬНОЙ потере разаи­
ваемОЙ деигателем мошности . Получается так: фазу начала
открытия выпускного клапана желательно иметь разной, а
жесткий распредва11 этого не обеспечивает.
/!фуГой пример. Когда двигате/\Ь рабоrае1 на очень вы­
соких оборотах, скорость движения топливовозД}'ШнОЙ сме­
си на входе ЦИ/\Индра и ВЫХ11Опных rазов на его выходе то­
же очень высокая. Это придает газовым потокам значи­
тельную дОfЮ/\нительную энергию движения за счет инер­
ции. Поэтому одновременное открытие впускного и выпуск­
ноrо клапанов (перекрытие кмпанов) в ЦИ/\Индрах в конце
выпуска и в нача11е впуска ЯВ/\ЯеТСЯ крайне жемтельным
ЯВllеНИем. Фаза перекрытия клапанов в таком С11учае долж­
на быть расширена rю сравнению с режимами работы дви­
гателя в менее скорос'Пiых режимах, так как это способст­
вует дополните11ЬНой про~ке ци/\Индра rюд напором быст­
рых впускных газов и под сИ/\ЬНым разрежением быстро
1ЗЬ111етающих отработавших газов. Однако подобное расши­
рение фазы перекрытия кмпанов в режиме хО/\ОСтого хода
недопусТИмо, т.к. приводит к нарушению процесса внешне­
rо смесеобразования из-за обратного ВЫХ/\ОПЗ части отра­
ботавших газов во впускной коллектор . Из эtого примера
слещет. что и фазу перекрытия клапанов жесткий распре­
двал формирует неоптимально. д/1Я сравнения на рис. П .9
приведены д1-1аграммы фаз газораспределения теоретичес·
кого деигатеllЯ (рис. П.9, а), реального двигателя ЗИJ\.116
(рис . П.9, б) , двигателя с оптимальным холостым ходом rю
газораспределению (рис . П.9, в) и двигаrеля с форсирован­
ным режимом (рис. П.9, г).
Ясно, что ка>t\АОМ)' ВИД}' фазовой диаграммы соответст­
вует определенная форма 11улачков на распредвале. Так,
А/\Я впускного и выпускного кмпанов в ИдеаЛЬНом деигате­
ле кулачки симметричные, с идеальным профилем; у двига­
теля ЗИЛ кулачки гармонические , впускной с разворотом в
сторону опережения, выпускной - почти симметричный;
двигате/\Ь оптимальный по холостому хощ имеет 1анген­
циальные ку11аЧки - выnускной кумчок со значительным
разворотом в сторону отставания, а впускной - в сторону
опережения ; у двигателя, работаюшего в форсированном
режиме с расширеннОЙ фазой перекрытия кмпанов, впуск­
ной ку/\ЗЧОк гармонический и должен давать опережение
по открытию кмпана, а выпускной тангенциальный - 01 -
ставание rю закрытию. Опережение И11И 01ставание фазо­
вых состояний клапана определяется и формируется разво­
ротом кулачка против вращения распредвам (отставание)
И11И по напрашению (опережение). Важно также заметить,
что в реальных двигателях с Жесп\ИМ распредва/\Ом фазы
впуска и выпуска почти никогда не бывают симметричными
(их середина сдвинута относительно середины рабочего
такта - хода поршня 01 одной мертвой точки к другой).
•
Из рассмотрения диаrрамм ясно, что жес1кая при­
вязка фаз rазораспределения к вращению коленчатого

вада, даже при их расширении и (или) смещении относи­
те11ьно рабочих тактов двигателя, не является оптималь­
ным способом формирования процессов газораспреде­
ления в реальных две. Получается так: изменИ11ся ре­
жим работы двигателя, надо бы соответственно изме­
нить и фазы газораспреде11ения. Но газораспределитель­
ный механизм с жесткими кинематическими связями не
позвО/\яет этого сделать. Приходится искать ·золотую се­
редину". Компромиссное среднее положение фаз газо­
распределения относительно нижней и верхней мерmых
точек А/\Я каждого конкретного двигателя определяется
опытным путем на специальном экспериментальном
стенде. Найденные таким способом фазы газораспреде-
11ения называются установочными. До недавнего време­
ни опытный подбор установочных фаз бЫ/1 единственной
возможностью подогнать жесткий распредвал под ре­
альные процессы газообмена в две на различных режи­
мах его работы.
При подборе установочных фаз имеют в вищ С/\еЩЮ­
щие соображения. Фазы. раскрыв угла которых 60/lee
180°, могут быть сдвинуты относительно мертеых точек, а
также относите11Ьно друг друга . Манипу/\Ируя шириной фаз
впуска и выпуска и их сдвигом, можно подгонять рабочие
параметры двигателя под заданные ус11овия эксплуатации.
Такая возможность обус/10В11ена тем. что эффективность
газообмена в ЦИ11Индрах две определяется степенью их
напо11Нения свежим зарядом и степенью их очистки от от­
работавших газов. А нагIО/\Нение и очистка цилиндров не­
посредственно зависят от продОllЖИТе/\ЬНОСПI фаз впуска
и выпуска, и от фаЗЫ их взаимного наложения друг на АРУ·
га (фаЗа перекрытия К11апанов).
Можно дета11ьно объяснить, почему так происходит.
но здесь ограничимся тем, что укажем на три основных
момента :
1. В высокоскоростном двигателе наполнение цw.индра
свежим зарядом неско11Ько увеличивается (примерно на
10••• 15%) за счет напора газов со стороны впускного ко11-
лектора, если впускной клапан остается открытым на неко­
торое время ПОС11е НМТ (50"• •• 8 0 ° по углу поворота КВ).
2. При раннем открытии выпускного К11апана (за
40°• • •7 0 ° до НМТ, в та~<те "рабочий ход") бОllьшая часть от­
работавших газов (до 60%) эвакуирувтся из ЦИ11Индра до­
статочно высоким (4••• 5 атм) даалением газов. (Поршень в
такте выпуска вытесняет из ци11индра всего 40••• 50% отра­
ботавших газов. )
3. Одновременное открытие выпускного и впускного
К11аПанов (перекрьrгие клапанов) в конце такта выпуска (за
20••• 30 ° до ВМТ) и в начале такта впуска (20••• 50° пое11е
ВМТ) способствует ПродУВКе камеры сгорания, из которой
вытесняются остаточные отработавшие газы. ПродУВКВ
происходит за счет инерционного движения газовых пото­
ков ВО впускном И выпускном КО/11\еКТОрах.
ИспО/\ЬЗуЯ эти три фактора воздействия на эффектив­
ность газообмена, можно создавать двигатели с ра311Ичны­
ми рабочими характеристиками. Д11Я двигате11ей обычного
назначения фазы газораспреде11ения устанаВ11Иваются та­
ким образом. чтобы они наибО/\ее оптимально соответство­
вали применяемому на данном двигате11е способу смесеоб­
разования и конструкции газопропускных каналов и тем са­
мым обеспечивВllИ устойчивую работу двигателя при всех
возможных режимах его работы.
Однако усредненный подбор фаз газораспределения не
является единственным способом улучшения характеристик
двигателя внутреннего сгорания с жестким распредвалом.
Так, современные двигате/\и теперь Ста/\И оборудовать мно­
rоклаnамным rаэорасnреде111Пе- механизмом, в кото­
ром на один цИ/\Индр приходится до четырех и даже до пя­
ти К11аПанов. Кllапаны приводятся в действие от f!PfX рас­
преде11Ите11Ьных валов группами по два или три клапана.
Такая конструкция газораспределительного механизма
дает возможность значитеNoно увеличивать суммарную
площадь пропускных щелей клапанов во время одновре­
менного их открытия сравните/\ЬНО небо/\ьшим ходом.
Таким образом, многоклапанная система позво11Яет
реализовать более эффективный газообмен в цИ/\индрах
две при высокой степени сжатия и при высоких оборотах
без применения искусственного наддува ци11Индров све­
жей порцией возщха и без значитеNoного расширения
фаз. Эrо существенно повышает выход мощности две с
единицы его конструктивного объема. Как е11едствие, много­
К11ВПанные двигатели меньше по весу и габаритам в сраене­
нии с классическими моделями две.
На рис . П .11 приведен чертеж пятиклапанной камерЫ
сгорания А11Я двигате/\Я, КОТОрЫМ оборудУЮтся автомобИ/\и
•дudi-A4" начиная с 1994 года .
ЧетыреХцИ/\ИндровЫЙ двигате/\Ь ·дudi-A4" с двадцатью
клапанами работает без наддУва и развивает мощность в
125 11.с. уже при 5800 об/мин . Он имеет П/\аВНЫЙ ход за
счет • Д11Инной поючки" в характеристике крутящего момен­
та (крупщий момент в 165 Нм развивается на 3500 об/мин
и в 173 Нм - на 3950 об/мин) . Три впускных и два выпуск­
ных клапана своим коротким ходом и малой Д/\ИТе/\ЬНОСТЬЮ
открытия nозво11Яют приб/\Изить продо11ЖИте11Ьность и место
нахождения фаз газораспреде11ения к их соответствию с ра­
бочими Таt<Тами идеВ/\Ьноrо теоретического двигате/\Я. Пе­
рекрытие клапанов в такой конструкции минимальное. Эrо
значите/\ЬНО улучшает такие nоказате/\и работы две , как
бесшумность и П/18ВНОСТЬ хода, динамичность и расход топ-
1\Ива. Врашение ко11енчатого вала вначале передается зуб­
чатым ремнем на выпускной распреде11ИТе11ЬНЫй вал (в пе­
редней части двигателя). а с него - на впускной распреде-
1\ИТеllЬНЫЙ вал цепной передачей (сзади двигате11Я).
В настоящее время многОК/\апанные системы находят
широкое применение на две А11Я современных легковых
автомобилей.
Еще одно новшество в современном механизме газо­
распределения - это rидраВ11Ические тО11Кате11И. Сушеству­
ют две разновидности rидраВ11Ических ТО11Кателей : с пода­
чей масла под даалением от системы смазки и с герметич­
ной масляной пОдУШкой. находящейся под давлением пру­
жины И11И сжатого газа. Такие томате/\И передают усилие от
распреде/\ИТе/\ЬНЫХ валов непосредственно на К11аПаны без
промежуточных коромысе/\, что исК11Ючает необходимость
реrу11ировки КllВПанов в процессе эксплуатации две.
• Но самым перспективным напраалением в ПОВЬtшении
эффективности работы газораспределительного механизма
ЯВ/\ЯеТся гибкое программное управление работой клапанов,
что может быть реализовано неско/\ЬКИМи способами: пово­
ротом составного распредвала относительно ко11енчатоrо ва­
ла на соответствующий yro11, создавая тем самым опереже­
ние И11И отставание распредвала с одновременным расшире­
нием вершин кулачков; изменением профи/\я кулачка no за-
263

данному :закону упраеtения: или, например, сделать кулачок
вращающимся на распредвалу с жес11«>Й его фиксацией в
нужный момент от ~тронной автоматики.
Наиболее активно и плодоmорно в напраВ/\ении
внедрения электроники в уnравление механизмом
газорасnределения работали яnонские автомоби/\естрои­
тели. Так, в 1992 гощ две яnонские фирмы "Honda" и
"Mitsublshi" объяВIW1 о своих намерениях выnустить дви­
гатель с автотронной системой уп~ния маnанами. С
1993 года фирма ·нопdа" дейсmите11Ьно ОСВОИ/\а серий-
Рнс. П.11. ПятикАаПанная камера сrоранмя:
1 - блок uиАИндров; 2 - гоювка б1~ока uиАИндров; 3 - вы·
nускной клапан; 4 - свеча зажигания; 5 - ку1~ачок выпуск­
ного распредвала; 6 - выnускной расnредваА; 7 - кулачек
вnускного распредва1~а; 8 - впускной распредвал; 9 - впус­
кной маnан; 10 - пружина клапана; 11 - гидравАИческий
толкатеАЬ саморегулирующийся; 12 - поршень: 13 - шатун;
14 - камера сгорания: 15 - гнездо А/1Я свечи зажигания
264
ный выпуск таких двигателей, на которых ПО/l)'ЧИ/\а широ­
кую и выnумую характеристику ААЯ крутящего момента и
значительную уде/\Ьную мощность - 75 кВт/л . Не менее
интересны достижения фирмы "Mitsublshi" . Эта фир ма ос­
настила автотронной системой "Mivec" двигате/\Ь автомо­
биля "Lanser". Этот двигатель объемом 1600см3до модер­
низации развивал мощность 83 кВУ при 6000 об/мин и
максимаАЬный крутящий момент 137 Нм. После замены
обычной гоювки бt.ока l.JИ/IИНАров на гоювку с автотрон­
ным управлением клапанами двигатель стал мощнее на
40 l<Вт, а максимальный крутящий момент достиг значения
в 167 Нм. С этим же двиrаrелем 6о11ее /\еГКИЙ автомобиль
" Mit-Colt" показал расход ТО/1/IИВа З,75 л/100 км при по­
стоянной скорости движения 60 км/ч. Такие nоказаrели
ПО/\учены за счет применения в автотронной системе уп­
равления клапанами, в системе впрыска топлива и в сис­
теме цифрового зажигания едИной гибко интегрированной
программы управления. заложенной в память центрЗ/\Ьно­
го бортового компьютера. тем самым достигнута высокая
точность срабатывания всех систем.
На рис. П.12 показана упрощенная моде/\Ь основно­
го фунКJ.Jиональноrо уз1~а механизма газораспределения
с электромагнитным фиксатором и автотронным управ·
лением клапанами А/\Я четырехцилиндрового шестнадца­
тиклапанного двигате/\Я.
В этом механизме два верхних распредвала впускной и
выпускной . На каждУЮ пару одноименных клапанов работа­
ют не два одинаковых. а два разнопрофильных кулачка :
ОАИН ПО/\ОГИЙ, другой острый. ТолкаюЩАе действия клапа­
нам МО1)'Т сообщаться И11И от острого, w.и от поюrого кулач­
ка попеременно или от обоих кулачков сразу. Режимы рабо­
ты кулачков. зависящие от режима работы двигателя, зало­
жены в программу бортового компьютера и реаАИзуются с
помощью злектрогидраалического или электромагнитного
упраеt-ения системой передаточных коромысел. Такой рабо­
mй механизма реализуется автоматическое управление фа­
зами и высотой хода клапанов.
Показанная на рис. n.12 модель фунКЦИОНаАЬНОГО уЗАа С
~тронным уг~раалением механизмом газораа~ределения
работает С/едУЮЩИМ образом. Ес/\И по программе требуется,
чтобы клапан открь1вался и закрывался по синусоИАЗЛЬному
закону, В ра001}' ВКNОЧаеТСЯ гармонический (ПОllОГИй) кула­
чок. Для этого сигнал управления от ЭБУ подается на СО/\ено­
ИА 2, который выталкивает шток з. а тот в свою очередь на­
давливает на фиксаrор 4 . nроисходит жесткая фиксация тол­
кателя 6 на промежуточном валу 5, который одНовремежо
ЯВ/\ЯеТСЯ поворотной осью А11Я Т-образноrо коромысла 8 . nо-
11ОГИй ку11Вчок 13 набегает на левый ролик 9, и спаренные
клапаны 7 открываются наК/\ОНОМ Т-образного коромысла.
Так как в это время правый ТО/\КВТель 6 не зафиксирован на
оси 5, то он никакого действия на КоРОМЫСЛО 8 не оказыва­
ет. Аналогично работает и острь1й кулачок 11 или оба кулач­
ка сразу. В последнем С/\уч&е может быть получена СКО/\ЬКО
угодно сюжная форма упрааМ!НИя клапанами. Достоинством
системы является возможность выключения клапанов. Недо­
статки - конструктивная С/1ОЖНОСТЬ и низкая надежность
механизма фиксаJИИ тО11Кателя 6 на оси 5. Сравните/\ЬНО бы­
сrрый износ фиксаrоров !1)ИIЗОАИт не ТО/\ЬКО к нарушению
программы работы двигателя, но и к ПО/1НОЙ его остановке.
Возможны и друmе варианты ИСПО/\НенИЯ фиксаторов.
например с электромагнитным гидрофиксаrором.

2
з-----'>.-
4-----:>l!llil..,..-..,,~
---1----+--+--1з
1Z
Рмс. П.16. Модель фун1щнонал~.ноrо у:~ла механм:~ма rа:~о­
расnределеннк с эАектрмческн уnраВАкемымм 1U1аnанам11:
1 - возвратная (обратснянущая) пружина; 2 - обмотка
электромагнитного соленоида; З - шток·керн соленоида
(активатор фиксатора); 4 - фиксатор; 5 - ось толкателей
с насечкой, жестко соединена с Т·образным коромыслом;
б - толкатель (короткое коромысло) с роликом 11 фиксато·
ром: 7 - IW!Паны впускные: 8 - Т-образное коромысю,
жестко установАенное на оси 5; 9 - рол11к толкателя: 10 -
ось мя бАОка то11катеt.ей (внуrрм оси 5); 11 - острый кула
чок распредвала; 12 - распределительный вал впускной;
13 - полог11i\ кулачок распредвала; 14 - шарн11рная опо­
ра IU\апана в Т· образном коромысле .
l'llc. П.17. Схема АВмгатеl\JI с ЭАектромаrн11тным11
1U1аnанами:
1 ... 8 - электромагн11ТНые мапаны; 9 - поршень; 10 - го·
ловка блока цил11ндров с электромаrн11Тным11 мапанам11;
11 - пружина 111\апана; 12 - 111\апан; 13 - коленвал.
ПрИАОжение
Однако идеальный по газораспреде11ению двигате/\Ь
внутреннего сгорания пока еще не создан, хотя изобретен
профессором мдАИ В.М . Архангеl\ЬСКИМ еще в пятидеся­
тых годах ХХ ве11а (рис. П.17) . По идее Архангельского иде­
дЛt.нь~й двигатеАЬ должен управляться не механическими
клапанами с приводом от распределите/\ЬНого 88/18 , а эле­
ктромагнитыми клапанами с электрическим упраВ/\ением
проuессами их открывания и закрывания . Ясно. что есди
клапаны будуr включаться и выключаться по Э11еКтричес-
1<Им сигналам, то можно будет создать программу иде81\Ь­
ного rазораспреде11ения и уnрааления клапанами так, как
это де118ется в современных системах зажигания при ФО!'
мировании момента искрообразования .
Г118вной проблемой ре81\ИЗаuии идеи Э11е1<тромагнитноrо
уnрав1ения rа:зорасnреде/\ИТ&\ЬНЫМИ клапанами ЯВl\Яется по­
ка непреодолимая С/\ОЖНОСТЬ создания малоrабаритных,
мощных и быстродейсmующих ЭllеКlрИчеа<их клапанов с m
хой работой. Когда это станет возможным, npouecCЬI rазо­
расnрелеления в порuн!ВОМ две будуr осущесТВ/\ЯТЬСЯ не
газорасnределитеАЬНЫм механизмом с расnредваllОМ, а Эlеl<­
тромаrнитными КАаПанами с уnраеАенИеМ от Эl\еКТРОННОЙ ав­
томатики или от центраАЬНого бортового 1<ОМnыотера .
П.6. Томивовоэдуwная смесь
Бензин и необходимый Д/\Я его сгорания воздух посту.
пают в ЦИ/\И11дРЫ две в виде ТОПАИВОВОЗду\.UНОЙ смеси.
ТО11А11Вовоэдуwная смесь - это смесь меАЬчайших частиu
бензина с атмосферным воздухом, которую пО/\учают тща.
теАЬНым перемешиванием этих двух компонентов . Ясно,
что до перемешивания бензин должен быть pacnbl/\eН, а
затем и испарен еще до момента ВОСП/\SмеНеНИЯ .
Р8311Ичают три способа смесеобразования А/\Я поршне­
вых двигателей : 11f1Утре11ММЙ с:nособ, когда проuесс пере.
мешивания происходит непосредственно в объеме цИ/\ИНА­
ра; внеwннА сnособ- когда смесь получают вне объема
ци11И11дра, например во впускном комекторе; и смеwан­
ныА, МАИ комбнннроеанныА способ смесеобразования,
при котором первый этап перемешивания протекает вне
цилиНдРа, а второй - внутри uилиндра. Для бензиновых
две самым распространенным яВJ1Яется способ внешнего
смесеобразования. Бензин перед смешиванием с возду·
хом распыляется /\Ибо пу11Ь8еризацией. 11Ибо впрыском под
даВJ\ением . Процесс пу/\Ьверизаuии ре811Изувтся в кар&о­
раТорах , а процесс впрыска с помощью специальных уст­
ройсm вnрь1е1<а, которые называются~.
Для внешнего смесеобразования требуется 1\еГ1<О испаря.
емое ТОП/\ИВО, к которому относятся сжиженные горючие га­
зы и бензин . Бензин - ЭТО продукт переrоt11<И нефти. Состо­
Иf бензин на 85% из уrлерода и на 15% из ВQАорода и- отно­
сится К А811(8" yr~ ТОПАМВаМ. В смеси С ВОЗдУ­
ХОМ пары бензина образуют не ю/\Ьl<О горючие. но и взрыв­
ные смеси, что в основном определяется весовым соотноше­
нием бензина и воздУХа. а также их парuи81\ЬНЫМ дав/\еНием
и температурой в смеси. Соотношение 1/14,7 дN1 бензина и
воэдуха ЯВ/\яется стехнометрм--. так как оно соответ­
ствует законам строгого КО/\Ичестаенноrо соотношения масс
вещесm, участвующих в химической реакuии горения.
Следует иметь в виду, чю тоП11Ивовоздушная смесь. при­
готоаленная внешним способом смесеобразования, еще не
265

ЯВl\ЯеТся ТОПl\Мвовоздуш..,.м зарядом дЛЯ гюршневого дви­
гаrеАЯ. От мнксерной зоны (места образования смеси) и до
камеры сгорания в uилиндре топливовоздуwная смесь мно­
rокраl'НО изменяет свое аrреrатное состоян- nод действи­
ем чередУЮщихся изменений дааления и тем~ера1)'РЬ1. Как
следствие, часть nаров бензина nереходит обратно в жид­
кое состояние охлаждаясь или снова образуется nap nри со­
nрикосновении бензиновых пленок с горячими стенками
вnускнОЙ системы и цw.индра. В реэу/\Ьтате в камеА" сгора­
ния nос1}'Гlает не стеаюметрическая смесь, даже если она
Идеально nригото11J1ена в миксернОЙ зоне, а смесь, от/\Ича­
ющаяся от оnтимального состава в сторону уменЫJJения
w.и в сторону увеличения КО/\Ичества бензина.
Из сказанного ясно, что no весовому составу топливо­
воЭдУШная смесь, nриготовленная вне LJИЛИНдра, может
эамеl'НО отличаться от смеси, сжатОЙ к моменrу восnламе­
нения в камере сгорания. Это обстоятельство является
главным недостатком сnособа внешнего смесеобразова­
ния, который nриводит к доnо11НитеNoным nотерям бензи­
на, к nотере устОЙчивосrи работы двигателя nри измене­
нии его режимов, а также к доnо11Ните11ЬНым ионстру11тиа­
ным сложностям системы nриготоВ/\ения и вnуска то1111ИВО­
воздушнОЙ смеси. /:;/1я того чтобы nоддерживать состав
тоnливовоэдушного заряда близким к стехиометрическо­
му, nроцесоом nриготоВ/\ения тоnливовоЭдУШной смеси
nриходится nостоянно уnраВllЯТЬ nутем уве11Ичения И11И
уменьшения ко11Ичества nодаваемого в систему смесеоб­
разования бензина . Наибоt.ее качественно это реализует­
ся в современных системах вnрыска бензина с Э11ектрон­
ным уnраВ/\ением Э/\еКтромагнитными форсунками .
П.'t. fOfИO'tlilR СМОСЬ М 01'fI0801'08WMO fOIЫ
В реа11ЬНых авrомобИ11ЬНых двигате11ЯХ стехиометричес­
кое соотношение в горючей смеси •бенЭИtНЗОЗдух• часто на­
рушается. Это зависит от реальных режимов и )'С11ОВИЙ ра­
боты дВС . ECllИ бензина в горючей смеси становится боllь­
ше, то говорят, что смесь обоrащека, W1И 6оrатан . ЕС11И
менЫJ.Jе - то смесь ~ан. W1И бедная. Однаио в тео­
рию двигатеАЯ введен не коэффициент избытка или недо­
статка бензина. а козффнuмент мэ6ытка воздуха а (81\Ь­
фа). Коэффициент а опреде/\ЯЕ!тся иаи отношение действи­
ТеJ\ЬtЮ вь~горевшего l<ОllИчества воздуха Мд к М0 - теоре­
тически необходимому nри 11О11Ном сгорании даннОЙ гюрции
бензина. т.е. а= МJМо. При стехиометричесиом соотноше­
нии, когда бензин и воздух находятся в смеси в nрогюрции
nримерно один к nятнад1Jаrи , коэффициент иэбь~тка возду­
ха а (альфа) nринимают равным единице, и смесь считают
нормаllЬНОЙ (Мд =Моl- Обогащение или обеднение горючей
смеси дЛЯ бензиновых двигатеt.ей допустимо лишь в оnреде­
t.ежых nределах.. ЕС/\И состав горючей смеси гю иозффиuи­
енту а выходит эа диаnазон 0,7 <а < 1,35, то рабочая
смесь в К11аССИческом дос вообще не восnламеняется. Та­
ким образом, указанный диаnазон изменения а ЯВl\ЯеТСЯ
граничным рабочим интервалом дЛЯ обогащения или обед­
нения горючей смеси.
В указанном интервале мя а сгорание рабочей горю­
чей смеси nроисходит nо-разному. Сгорание беднОЙ смеси
(а> 1) может nривести к неустОЙчивости nparecca сгорания
(особенно nри а > 1,25). д это в свою очередь nриводит к
266
nеребоям в работе дЕС эа счет nроnусиов восnламенения
на nереходных режимах. Наибо/\ЫJJеЙ сиорости сгорания ра­
бочей смеси соответствует а = 0,8-0,9 . Но иогда выжигает­
ся чрезмерно богатая смесь (а < 0,8), nоявляется вероят­
ность неnолного сгорания бензина. Несгоревший бензин
частично выбрасывается с отработавшими газами в атмо­
сфеА", а частично (в виде тонких nленок) сnолэает no стен­
кам UИ/IИНАРОВ в масАЯный картер, что nриводит к ускорен­
ному износу деТ811ей двигателя. Кроме того nри недостат­
ке кислорода интенсивно образуется угарный газ СО.
Однаио nри незначительном обогащении или обедне­
нии горючей смеси имеют место nоложите/\Ьные эффеиты.
Таи, обедненная смесь на средних и умеренно
уве/\Иченных нагрузках дает заметную экономию тоnли­
ва. Обогащение смеси на высоких оборотах форси~т
двигате/\Ь, и он начинает отдавать маисимальную мощ­
ность. На рис. П.14 nриведены зависимости мощности Рд
двигателя и расхода Мд бензина от коэффициента избыт­
иа воздуха..
Из граф.11\а видно, что в ДОС с nринудитеNoным искро­
вым зажиганием и с внешним смесеобразованием мощ­
ность Рд двигатеАЯ и расход Мд тО1111ИВа на единицу разви­
ваемой МОWliОСТИ в СИ11Ьной стеnени зависят от коэффици­
ента а. Маисимальных значений развиваемая двигателем
МОWliОСТЬ достигает nри а в интерв811е 0,9 -0,95. Мини­
ма/\ЬНый расход тоnлива имеет место nри а в интервале
1,0 .1,1.
•
При рассмотрении работы nоршневого две было
уиаэано, что гюеt.е сгорания тоnливовоЭдУШного заряда в
камере сгорания в цилиндре образуется рабочее тею в ви­
де СИ/\ЬнО разогретых отработавших газов, которые ЯВllЯ­
ются nродУКТами химичесиой реакции горения .
Исходными комnонентами реакции горения яВ11ЯЮтся:
кислород 0 2 , азот N2 • разнообразные инертные nримеси Р.
и ВОДЯНОЙ nap Н20 (все это состаВ11Яюшие комnоненты окру·
жаюшей атмосферы), а также угt.ерод С и водород Н, два
гюследних иомnонента - сост8В/\Яющие части бензина.
В резу/\Ьтате сгорания исходных иомnонентов обраэуют­
ся еt.едУЮщие отходные nродУКты химическОЙ реащии горе­
ния: окись угt.ерода СО2, окислы азота NO•• газообразные
ине~е nримеси Р•• частично несгоревший бензин в виде
радикала углеводородных соединений СН, не ес1}'ГIИВШий в
реакцио горения молекулярный кислород 0 2 и не nО11Ностыо
окисленный углерод в виде угарного гаэа СО, а также ВОДЯ­
НОЙ nap Н20 и химически nассивный атмосферный азот N2 •
0,9 Обоrащiнная 1.0 ~ 1.1
смесь
смесь
Рмс. П.14. fрафмк 3aВIМ:llMOC'ПI моwностм РА двмгатеАЯ 11
расхода тоnмtва Мд от коаффмuмеttrа а из6шка воэдуха

Oru>дtt.1e продукты реакции горения и есть отрабславшие
выхлопные газы бензиновоrо поршневого двмrателя.
Слещет также отметить, что в состав отработавших rа­
зов мoryr входить свинцовые соединения, так как они ино­
гда добаВ11Яются в бензин с целью повышения его антиде­
тонационных свойств.
Концентрация угарноrо rаза в выхлопных rазах совре­
менных бензиновых две может достиrать 6-8% по объему.
Конuентрацию СН и NO. чаще выражают в миллионных до­
лях (ч/млн) в объеме выхлопных rаэов (см . табл. n.1).
Таблица n .1
NI
Tim
сн
со
NO
еа..
n/n Д811R'81111 '18СN118М181
"'
' 18 CN 11 8Ullll
r/м
~
500-3500
1.Н.0
~
о.а;
........
с._
llJ0.1000
0.1-2.0
ЗОQ.1500
o.m
-
Главным устройством на двиrате11е, которое ответст·
венно за процентный состав токсичных веществ в отрабо­
тавших rазах. является система приrотовления и канализа­
ции рабочей rорючей смеси - система топливноrо пита­
ния. Именно под воздействием этой системы в топливовоз­
дУшном заряде может изменяться коэффициент избытка
ВОЗдУХа а (альфа). а от неконтролируемоrо изменения это­
rо коэффициента в значительной степени изменяется кон­
центрация еред/*>lх веществ в отработавших газах.
На рис. n.15 представлены rрафики зависимости ен.
СО. NO•• 0 2 в отработавших газах от коэффициента а для
двиrателей без специальных средств эколоrической зашк­
ты. nри а • 1 конuентрации этих компонентов относитель­
но высокие и для ряда стран не отвечают требованиям на­
циональных стандартов на выбросы этих веществ. Как след·
ствие, для современных автомобилей разрабатываются
эколоrические системы. которые реализуют нейтрализацию
токсичности отработавших газов (о нейтрализации токсич­
ности отработавших rазов автомобиля см. rлаву 20).
сн сн
со со
NOx
o.i
0.9
со
1.0
1.1
сн
NOx
Рмс. П.15. Графеtкм зав11с11мост11 составных 11омпо11еtПов
выхлопмых rазов от 11оафф111111емта а 11з6ыrка воздуха:
СН - углеводороды; СО
-
окись углерода (уrарный rаз);
NO, - окислы азоrа; 0 2 - остаточный кислород.
ПриАОжение
П.8. Недостатки смесеобразования способом
карбюрации
Классичес~<им аюсобом приrотовления rорючей емеа1 в
бензиновых поршневых двиrателях ЯВ/\ЯеТСЯ способ карбюра­
ции. Карбюрация - это процесс внешнеrо смесеобраэова­
ния путем раа1ЫJ1еК1Я бензина в поrоке ВоздУХд за счет само­
истечения бензина из отверстия топливноrо жиклера в быст­
рый поток ВОЗдУХа под действием разрежения в зауженном
диффузоре . Г\невМОМехаК1Чес11ое устройство, ревлизующее
таюй процесс, называеrся карбюратором. 11очему карбюра­
торы, хоrя они и дешевле, не выдержали 11онкуренции перед
системами питания с форсуНками впрыска? Рассмотрим по­
дробно недостатки карбюрационноrо смесеобразования.
Из теории поршневых двигатеNo внуrреннеrо сrорания
известно, что самым совершенным из них является дизель­
ный двиrа1ель. Он меньше расхощет топлива на единицу
вырабатываемой энергии, больше отдает мощности на еди­
ницу рабочего объема uилиндров, может работать на низ­
косортных цетановых топливах, менее опасен в З11О11Оrиче­
ском отношеним и та11 далее. Суть всех преимуществ ди­
зельного дВС (при всем их разнообразии) состоит в том,
что тОПЛИВОВОЗдУШная смесь в нем образуется непосредст·
венно внутри цщндров. То есть в дизельных две имееr
место внутреннее смесеобразование, при 11отороМ nотерИ
топлива и вырабаrываемой энерrии минимальны. Во_...
ет вопрос, а почему стмь совершежь~й внутренний сrюсоб
11>ИГотовления rорючей смеси нв нашел широкоrо распро­
странения на бензиновых две? Главная особенность дизе­
ля, заключающаяся в самовоспламенении топливовоз~
ноrо заряда от сильноrо сжатия. не может быть реализова­
на с применением бензина в качестве топлива . nары бен­
зина при сильном наrревании и под большим давлением
сгорают очень быстро и взрывообразно, а значит, неуправ­
ляемо, и даже в обычных бензиновых две это в ряде случа­
ев приводит к детонациям, разрушающим двиrа1ель .
Вторая сложность состоит в том, что при применении
принудиrельного зажигания бензиновых смесей внутрен­
нее смесеобразование хотя и возможно, но 11райне затруд·
нительно из-за необходимости впрыскивать бензин во
внутрь сильно разогретого цилиндра (в 11онце вП)'Сllа тем­
пераrура воЗдУХа достиrает 300"-400°С). В таком случае
может иметь место быстрое испарение бензина и образо­
вание облаllа без перемешивания с ВОздУХОМ . Равномер.
ный качественный процеос внуrреннего смесеобразова­
ния может не состояться. Для реализации внуrреннеrо
смесеобразования бензина с воздУХом требуется интен­
сивная турбулентность внутри цилиндра , для чеrо необхо­
димо применение бензонасоса высокоrо давления. специ­
альных форсунок впрыска, специальных камер сгорания.
клапанов и поршней. КОНСТJ)У11Uо4я двиrателя при этом зна­
чителыю усложняется, а стоимость заметно возрастает.
Третьим недостатком карбюраторного смесеобразова­
ния ЯВ/\ЯеТСЯ многократное изменение arperaтнoro состоя­
ния rорючей смеси по пути из миксерной зоны в камеру сrо­
рания под влиянием изменений температуры и давления. В
карбюраторном двигателе этот путь ВКNОЧаеТ в себя : диффу­
зор карбюратора, дроссе/\ЬНу1О заслонку, трубы впускного
КО/\1\еКТора. предклапанную зону rоловки ЦИЛИНАРОВ. вnуск­
ной клапан и сам цилиндр. На к8111дом переходе горючая
267

смесь, даже если она идеально приrоrоа11еНа в М1ксерной
зоне IЩ)бюратора, теряет свои стехиомеурические свойст­
ва. и к момен'I}' воспламенения в камере аорания север.
шенно не известно. ка~<ой у этой смеси коэффициент избыт­
ка ВОЗдУХа а (81\Ьфа). На праКТИке noll)'ЧOOrcя так: в цилинд­
ре бензина аорает столько. СКОl\Ы<о это возможно в данных
условиях протекания химической реакции rорения; а чтобы
процесс горения не прерывался от цикла к цИКЛу, карбюра.
тор заблаговременно обогащает смесь с учетом потерь тоn-
1\1188 по ~нному пути. Это достигается соответСТВ)'IОЩИМ
увеличением отверсуий в топливных жvtvepax. заблаговr»
менное обогащение рабочей смеси при карбюрации есть не­
избежный недостаток такого способа смесеобразования.
Четвертым существенным недостатком карбюраторно­
го способа смесеобразования является тот факт, что в
процессе пульверизации бензин не может быть распылен
на очень мелкие капли . Диаметр капель в карбюраторе не
бывает меньше 100.120 мкм, в то время как при nринуди­
те11ьном распылении бензина под дав11ением через фор.
сунку диаметры капель не превышают 40.50 мкм. а при
впрыске бензина под высоким да11tением И11И одновреме1+
но с нагнетаемым в форсунку воЗдУХом и того менее (до
20 мкм) . Крупные каП/IИ бензина так же, как и ~нный
путь rорючей смеси при карбюраторном способе смесео&
разования, способствуют бо11ее быстрому переходУ паров
бензина обратно в жидкое состояние .
Из сказанного ясно, что система внешнего смесеобра.
зования с карбюраrором, у которой протяженность впуск·
ного канала US1 тоn11ивовоЭдУШной смеси всегда значи­
тельна, а распыленные кап11и бензина всегда достаточно
крупные, изначально является несовершенной по показа­
телям экономичностм тОП/IИва и по качеству приготовляе­
мой смеси. как следствие, часть бензина в карбюратор.
ном две расходУется бесnо11еэно, так как выбрасывается
через ВЫХl\ОПН)'Ю систему в атмосферу 11ибо в виде несго­
ревших паров бензина, /\Ибо в виде Ядовитого yrapнoro га­
за СО. Осевший на стенки ци11Индров бензин может ока­
заться в системе смазки две .
Эти обстоятельстеа и застаВИllИ разработчиков новых
моде11ей автомобИ/IЬных двигате11ей внутреннего сгорания
перейти от карбюрации к вnрь1ску бензина в системах тon­
llИBнoro питания .
П.9. Эnектроискровое 3аЖИrание
Автоматизм восn11аменения ТоП11Ивовоздvшной смеси
(Тlkмесь) , присущий дизельным двигатеАЯм, в которых хи­
мическая реакция rорения паров цетанового тоПl\ИВ8 начи­
нается под воздействием значительного повышения темпе­
рспуры и интенсивного сжатия, совершенно не пригоден
US1 1\еГКОТоП11Ивных две, т.к . устойчиво уnраВllЯТь моментом
самовосП11аменения бензиновой ТОП/IИвовоЗдУШНОй смеси в
процессе работы две пока никак не удается . Единствежый
пригодный US1 бензиновых две способ воспламенения го­
рючей смеси - это способ Э11ектроискрового зажигания . Та­
кое ВОСП118менение называется принудительным.
Интенсивная э11ектрическая искра, которая ЯВl\ЯеТСЯ
заnаюм в современных авюмобИ/\Ьных системах зажига­
ния. формируется в свече зажигания посредством разря­
да на нее иНдУКтивного накопитеllЯ (катушки зажигания) .
268
Уже отмечалось. что совокупность индУКТИвноrо накоnи­
те11Я и свечи зажигания это одно из ражих, но очень удач­
ных изобретений US1 системы зажигания . Дело в том, что ж­
дУКТИВНЫй накопитель JleП«>. точно и llIOCYO ~тся по
времени разряда любым сnусковым устройством, начиная от
контактной пары и кончая бортовым компыотером. У ИНдУК­
тивного накопитем бо1\ьше Юlд. чем у емкостного. Он высо­
конадежен, имееr стабильные параметры, недорого стоит и
прост в изготовлении. Он обладает также своf4стваМ1 повы­
шающего трансформатора, а, еtеювательно, может уnрав-
11яться по ОтноситеllЬНО низкому напряжению.
Но г11авное дОСТОИНСТВО ИНдУКТМВНОГО накопитем за­
Кl\ЮЧается в формировании эффектмвно работающей в тя­
жеАЫх уС11ОВИях камеры сrорания высоково11Ьтной искры.
Объясняется это тем, что искровой разряд от индУКТИВНО­
го на<оГЮе/\Я имеет NJe фазы: очень короткую емкостную
(не более 1-2 МКС) и дl\ИТе/\ЬнуЮ (от з до 10 МС) индУJ<ТИВНУЮ.
Емкостная фаза раЗрЯда - ВЫСОКОВОllЬТНSЯ (не менее
10 ООО ВОl\ЬТ), с большой Пl\ОТНОСТЫО Э11еКТJ)ИчеСКОЙ энергии
(N> 50 кВт-с) в импульсе . Во время этой фазы происходит
Зl'еКТрический пробой искрового промежутка свечи зажига­
ния и образование Зllet<TJ)OИQ(poВOro шнура в этом промежут­
ке . Темпераrура в искровом шнуре достигает 10 ООО°С, и про­
исходит nереонач811ЬНОе ВОСП11а-.1еНение горючей смеси.
Емкостная фаза - это разряд емкости С2 вторичной
цепи системы зажигания .
Часть энергии искрового разряда переходит в ИНдУК­
тмвную фазу разряда. Так как искровой шнур это сильно
ионизированный жгут газа с низким внутренним соnротив-
11ением, напряжение на электродах свечи быстро и резко
падает (до 2000 8), а ток разряда становится незн ачитель­
ным (ОКОЛО 100 мА).
nри этих )'С11ОВИЯХ Эllеt<Троискровой разряд переходит в
Т/lеЮЩ)'Ю НИЗКОВОЛЬТН)'Ю ИНдУКТИIЗН)'Ю фазу .
Н811Ичие Д11Ительной ИндУКТИВНОй фазы сnособствует
уве11ИЧению продолжИТеЛЬности принудительного выжига­
ния остатков тОП/\ИвоВОЗдУWного заряда.
Ясно, что А11ИТельность электроискрового разряда и со­
отношение д11ИТе11Ьностей его фаз СИ/IЬНО зависят от тех
условий в камере сгорания, в которых он протекает .
В совремежых ЗllеКТJЮЖЫХ системах зажигания с помо­
щью практически безынершюжого микропроцессора ре811и­
зуется автоматическое уn~ние таКИМ1 параметрами вь~
соковольтной ИС1фЬ1 в свече зажигания, как: .д/IИТеllЬНОСТЬ
разряда, энергия разряда, момент разряда относитеАЬНО за­
дажого начала отсчета . запрет (проnуск) зажигания при от­
Кl\Ючении ~. перемещение момента ВОСП118мененИЯ в
сторону уменьшения И11И vве- ут11а опережения зажи­
гания с це11ЫО предотвращения детонации в UW1НдРЕ! И11И US1
уnрамения часютой вращения двиrатеАЯ на хоюстом хощ.
nОС/\еднЯЯ ИЗ nереЧИС/\еННЫХ ф)'Н\UИЙ ПОЗВО/\ЯеТ клас­
сифицировать современную систему зажигания как авто­
тронную систему.
П10. Применение диэеnьноrо двиrатеnя
на nеrковь1х автомиобиnях
Дизельный двигатель - это поршневой двигатель внут­
реннего сгорания с самовосП11аменением ТОП/IИВОВОЗдуw­
ной смеси от сильного сжатия. Этот двигатеАЬ изобретен

Таблица П.2
Поtребитвnм
TllМOllOll саnвнс д81'1"111811!1,
No
18RJIOllOЙ
')(,
_...две
сOtC11!МOii _..... _ груза!О<О
~""""' Щ>ЫСlаееt!ЗIНI авrоwо1Жт1
РаеiочоеtеJЮв.....щре
20. .30
30. ..4&
40_50
l l rСмсtема~тiiё 12. •.27
15. ..35
15. ..30
°'~""" 30.. .35
25...SO
25::35
4 г~-
·-
2...5
3.. .5
3_.s
5
llorepм nрм 118О!ПММа11r
10._50
5. ..30
2 ..8
.... .,._nkwecм
6
"'°'""'""'"1'11
4... 10
з._8
2-.5
немецким конструктором РудОJ\Ьфом Дизелем в 1897 гощ и
назван его именем. Харакrерной особеннос1ЪI0 дизельного
двигателя является nрименение в нем внутреннеrо смесео­
бразования и двухтактного 1.11кла работы (сущесmуют кон­
струкции и четырехтактных дизе11ЬНЫХ две). Это обесnечи­
вает ему ряд сушественнык nреимущесm перед бензиновы­
ми двигагелями. Так. дизель no сравнению с бензиновым
двигателем равного объема расхощет тоnлива на Ю4О%
меньше, что можно nояснить слещющим образом. В мобом
nоршневом две renлo, образующееся nри сгорании тоnли­
ва в цилиндрах, ИСГ10/\ЬЗуеТСЯ на ГIО/\езную работу /\ИШЬ ча­
стично (20.• . 50%). Значительная часть теГ1/1а "ВЫ11етает" в
трубу глушите/\Я (25•• •40%). в систему охлаждения двиrате-
1\Я отводится около 12• .. 35 %. При этом теnловая энергия ,
которая образуется от химической реакции горения одного
и того же тиnа и количества тоnлива, в значительной сrеnе­
ни зависит от конструктивного совершенства двигаrеля,
его состояния и режимов его работы. В дизельном двигате­
ле ТОГl/\ИIЗО сгорает в условияк nостоянноrо избытка возду­
ка и с высокой СКорос1ЪЮ. Как следствие, оно сгорает nол­
ностью, чем и обеспечивается значиrельная экономия топ­
лива и высокий кnд короткого теnлового цикла.
Процентное расnределение тепла no его •nотребите-
1\Ям" в норм8111>Но работаюшем (в отлаженном) двигателе
называется 11111АО8ЫМ балансом двиrателя (см. табл. n .2).
Как слещет из табл. n.2. теnловой баланс наиболее яр­
ко демонстрирует nреимущества дизельного двигателя nе­
ред бензиновыми .
Кроме сказанноrо, дизельный две работает на деше­
вых (цетановык) сортак тоnлива без детонации и, что наи­
более важно, обеспечивает nостоянство крутящего мо­
мента в более широком интервале частот вращения ко­
ленчатого вала двигате11Я. Экология дизельного две так­
же более благоnриятна.
Но nри nоnытках ""'1мениУЬ дизельный две на легковых
автомобИllЯ)( моторостроители еще до сик nop не смогли
реализовать в nО11Ном объеме всек его достоинств. Оказы­
вается, дизельный двигатель nри уменьшении диаметра
nоршня ниже оnределенного значения (менее 100 мм) на­
чинает терять свои nреимущества. Это явление есть следст­
вие конструктивной сюжности nолучения высокик степе­
ней сжатия, nрисущих дизе/\ЯМ, в двигателях с малым диа­
метром nоршня. Так, для легковых автомобилей, где недо­
nустимы чрезмерно большие вес и габариты двигателя . ста­
ли изготавливать дизе/\ЬНые две со сюжной конфигураци­
ей камер сгорания. Появились nредкамерные и викрека­
мерные дизельные двигатели . Но и nри таком усовершенст­
вовании эти двигаrели не достигли nоказателей крупногаба-
ПрМАОЖ8НИ8
Таблица П.3
Аатомо6..,. ·Меnес1еа·
Модепа.
EW-210-1995r.
-П1188
Е2ОО
E220D
DIOO
r... Д11Иmе1111
-
_......_
Раоо.мм объщ <мЗ
--1
1998
2155
2996
Моо11ЮС1ъ, .вт nрм o6J-
100,W ,0
~
100}5000
Раэrок с месrа 1» J00 омJч. с
11,3
17,0
13,О
~ скоросiЬ.;;"
210
180
205-
PacXQA TOOIНI& В п/100 1М:
npм90kN/'<
6.1
5.0
5,3
nрм 120Dl/'I
7,6
6,5
6,8
IIOT~"'°"'1
10,9
8,3
10,0
ритных дизелей. Самые совершенные из современных AJ+
зельных две для легковых автомобилей. например двигате­
ли Е-2200 и Е-ЗООD $1рмЫ MERCEDES, nо-прежнему nроиr-­
рЫВаЮт круnногабаритным дизе/\ЯМ грузооых автомобилей
no раскощ тоnлива на 10-15%. А бензжовым две - no це­
лому рящ техническик показателей (см. табл. П.З), а также
по весу, габаритам и конструктивной сложности . Более то­
го, дизельные двигатели обладают nовышенным рабочим
шумом и более жесткой работой, что есть следствие высо­
кой стеnени сжатия ПК:меси в цилиндРах. а также nриме­
нения топливного насоса высокого давления.
слещет отметить, что любой дизе11ЬНЫЙ две хуже заво­
дится nри низких reмnepa'l)'Pax и требует установки АКб nо­
вышенной емкости. В системе пуска ди3е/\Я необходимо nре­
щсматривать средства об11егчения nуска, наnример калиль­
ные свечи электроnодогрева в камере сжатия.
все это привело к тому. что на современных легковык
автомобилях дизе/\ЬНые две nрименяются крайне ограни­
ченно. Американские фирмы дизе11ЬНые двиrатели на легко­
вые автомобили не устанавливают. Из автомобилей евро­
пейского производства в среднем не более 5% выпускают­
ся с дизельными две. В Яnонии такик автомобилей , не счи­
тая микроавтобусов, не более 8%. И только в Германии лег­
ковых автомобилей с дизельными двигателями выnускается
окою 17%. В России легковые дизели nока не изготавлива­
ются. Ограниченное nрименение дизе/\ЬНых две на легко­
ВЫ)( автомобилях есть следствие значиrельного nporpecca в
разработке новых конструкций бензиновых две, а также
отмеченных выше несовершенств дизельных две малык
размеров. Однако слещет заметить. что дизельный двига­
тель нельзя считать бесперспективным для легковых авто­
моби11ей. nоследние модели дизельных две с турбонащ­
вом и с электронным управлением вnрыском тоnлива, nоэ­
волили nриблизить вес и габариты дизе/\Я к классическим
размерам двигателя для легкового автомобиля, а nриемис­
тость и развиваемую мощность - к стандартным требова­
ниям для бенэиновык двигателей . Правда, такие дизели
имеют сложную конструкцию и требует высококвалифици­
рованного техобслуживания, а также nока еще очень доро­
го стоят. Но тенденции в эксnлуатации автотрансnорта Т&
ковы, что nолную стоимость автомобиля теnерь оnределяют
не no nервоначальной nокуnной цене, а no nолной стоимо­
сти эксnлуатации автомоби/\Я, вnлоть до его сnисания. По
такому nоказагелю совремежые дорогостоящие автомоби­
ли с бензиновым двигателем уже давно превзОШ/111 старЫе
классические модели. Это относится и к легковым автомо­
бИ11Ям с новейшими моделями дизельных две (nодробно о
дизе/\ЬНых двигате11Ях см., наnример (1811-
269

=Приложение
ПЕРЕЧЕНЬ
ИНОСТРАННЫХ ТЕРМИНОВ
No
Русское
Анmимс:кое
н..-ое
Русское
Aнmмiicl<oe
Немецкое
-
-
--
-
-
-
1
-
Car(mo!or-ow)
~(Auto)
49.
КлаnаttдопммтеJIЮi ПQАаЧИ
...
\1АС1
2. лвr.ооой автомобипь
Passengerar
~
_
.. . х.х.
З. Салон авrомобит1
Saloon
l1ПJlaslmum (kaЬne)
50.
Расхqдомер -
l.ufleinlassst•
1 4. Кузов леn<ОООГО авrомобит1 8ody
Кarosserie
51. 11оод)\uная (._ ...) 3ОС11ОNo1 Ао11wмЬ"
l.JJftstrollUlgSl'Ф
Двмгатw1.
152.
Злектроrl\ЦрОВ/1
1Soienold IJl'OSSUПI regi.la- ВektrohytПJlisc
Двwатепь-
--
tor
1 Drucksteeler
6.
-
\lertlrennoogsМOIOf
Мембро~"""'1реr)J111Тор
МemЬr8nepressur rogu-
1 _...(ДВС)
53.
"1emlпldn.d<re
1. ТИ1двмmеJ111
Englne mde (Туре)
154. -
1в1а
6. Хооод/1ый 3аfl)'а< (ДВС)
Coldstart
Система-
1 Coolilg syslem
KiitiПrJe
9. liJorpesдвмmeJ111
У/мтн1j)
55. 11щцу~uный ф111ыр
lil-
l.ullflttw
: 10. 'lacnNнaA tВJУ1Э1"
l'lrtload
156. Система-rазов
1E><haustsyslem
1 AuspuffПago
11. 1"1omв1НllJJYЗICll
Fulload
~- 1'QАивтq1
-
KiiNor
1 12.1 Хопостойщц
kling
156.
Вентитпор сисrемы
1Fm
1tiillw
13., у.,._
-
-
! 14.1 Системат..-опит.м fuel syslem
l<lalts1olfэlia
59. rll)ШIТм.
Мulller
1 15. бем3О18
Fueltвnk
t<rзl1slollЬeti
59е llьriyaotoй-op
1 мамо1d, lntake
16 6енэа1Х*>д
Fuelll.lq
l<raf11au/
60. ~l"P\6!
- i>lelpipes
Sqpufllei1ll1g
17 ~ ОбртМ1
Fuel 11.t>i>gЬICt
l\iddU
61 . llьriyaotoй-op (1)Jjбa}
- O'J11otpipos
Ausp.Jf/le<ll.8
18. бенэонаах:
fuelp.щ>
l<ranstolfpt.mpe
62. Tl')&I
Р1ре
1.оiЩ1
19. ЗJ~
Eledro luel 1"Щ>
Elektroloaltstolfpump 163. 1(оро6са . _, . .. _ nе р е д а ' 4
Trмsrrission
1 GetrieЬe
J 20. «арбооретq>
CarWetor
Vergaser
1 ..._..,,..,..._
1:
GeenNll mechanlsm
~
21. J!роосет.нео 3ОС11ОNo1
П.otlle ...... (ltrollle)
Drossellda/Jpe
neplWft
:1.2.1 =...<q>n'/C)~ 1hottle Ьоdу
Drossolklaj)pente
Зщvоtй мост
Rear""8
linteracise
66. ~
Dl!forenlill
23. Жмпер
Jel
Diise
167. l(onec:a
1 Wheels
1 R3<let
24. Эасnооса-
lil ......
l.U-
68. ~
Н1Ьs
Ro01al>en
25. Клanattc~ Soienold ......
~
169. Шины
ly~
1
--
~""""'"
I Auf~
70. т°"'"""
8lllkas
llnmson
26. (~)
---
1 71.
Г"""""" Тормо:!НОЙ 1»1/111<дР Stakt
/1aЩJIЬremSl)1r
27. 11wJ1.11131
-
Ca<pedal
(11\Jj
28. rav -
Fuel
l<relШolf
72. ~ J1\дРОТОР1ООО11 lt,Мdc tnlr.tpping ll<ПlвillllQllllur
~ .......
1
Н)Q"a6sxhe llnmson
29. (ТВ... ..)
hl1uelmlcx
Gerra:ll
73. Г~)Otlllffllll> Н\QlllJllC\18CWnЬoosler ' ~
130. r.w. ..m. .. .. .
........
~
74. Змrтрооборудое8
flecjrjcal8CJipnent
ElelФiw.t.e~
1 ~ liomal 11kмосо,
Ricll
~
75. Система...,.......
lgnillonsyslem
Ziindontoge
Расщцr...-
Fuel~
16.
Genenllor
l.lclwnoocln
33. l1QA/Nlr...-
Serwluel
lJ.ild
17. f>мe.perjrкпop
Reg\Ja!il1gnla)
111фс11а11е1
134. Вrp.ar...-
fuel qeclion
78. Ю)v/11оЩJН11О бе-
Storage Ьо11оrу
8al1er18
зs. ~..,...,.
Singlepoit1I u"jeclion1ВI,
79.
~--- 1 /gnillonOJil
1 ZiindspJlo
Моnо
160. Ра~:rрдммтм.с-- DillriJulor
Zii""""'*
36. Мноrот........,,Мвr....,.
~qoant.1'1 ,
1 81. еаечм--
SpnЩJs
Ziinclurnn
И'F1 , PF1
'S1. llcwqн.ii-
г -- lgnillon...,
Ziindleitll1gen
томиаа
..
С-1
зз. Pw)1itrrop f1'0JP08il
Regc4at0f WЭ1Т1НАР
Warmaufregier
83. Стартер
Slallilgmo!Of
Anlasser
39. т_..,_.
Тmв-
84. Форы
-. ,.
sm..- f8J
40. ФмnыprOfUllOIНbli4
Fuilliller
l<raftslo!l.fi11«
185. : Подфаf'нм1и
Pwkinglвn"j)5
-
41. Фмnыр тО!tКОi! """"'°'
Secondaryluel
l<r
.._.,.
86.~
Vtt1JQ
Eloktns:he l.sllungen
r...-(ФТОТ)
г ~ lnslrumenls
lnslnmonle
42. Форq1а Щ>ЫС1Са
lnjector
&1spit2venll
88. 11анеJь r"'4(lopoo
lnslnм1enlpwlel
--
43. l)аовая~
Startl1jeclor
--
69.~
1Ra<loegtipmenl
1Ra<ioousriislll1g
i 44. Рвщ~едетпель roruиia
fuelrail
-
90. 1'1wtоnриеuнмк • сборе
-
J8C8МIJ asseml>ly
Radюgol..i lwmplett
45. Дoзarop-plrlpeдeJI>
fuelrail
~
91. 1 TOI ЗJ1811)>11ЧОС1<
Cll"rent
1 Strom
......
146. ДаВ11онме
"
Prвssure
Druck
92. ~ ЗJl8IC1JJlflllC
Vollage
Spпiung
• 47.: l'eryniпq>-
Prвssure regulala
Dno.
93. Моо»юсtъ 3JIOO)JИ'leCl<a
-
UtsllJ1g
146. ' Клanatl)'1POllJ18НO!ll ПQ11a'1811
lddrtionalille8'control
94. ещхт.в-~
-
-
• ....!_
-
wlYe
Zusalluflrф
Lss. ~ ~!!""'!
IW!w~_J~
270

ПриАОЖение
Продолжение таблицы
No
l'yl:c:aoe
Aнrmdlc«Oe
t1емецkое
No
l'yl:c:aoe
Aнrmlkl!oe
Нм1ец1Ое
-
-
-
-
-
-
Sб. l\crj)ll (ЗllllК1jJllЧOCI)
sim
Ziщd (F\nca)
117. Моlорное масnо
Oil
О1е
97. Реле
1 Relay
1Schallsr
118. Ох1щдаюшая Хидrос1Ъ
Uguid re/ni)elмl
!18.
--
RelayrnoЫo
~
119. ~
"
шn
1 !19. 3 - --my\18<11 1 Solenoid
SpUe
1120. Свет
Ught
Uchl
100. н..nит-
Sknge
121.
, _(_)
a.mer
1:: Элмтроnрмбор
I Eleclroostnпoent
Genit
122.
""""'"'
-
-
~
~
Telвr
123. ВХ<!А
.....
Eil
103. 11ышочат8111о (__.,тм.)
-
Schalter
, 124_ Выход
Oulput
Aus
'
104. \1а1рс811
si-tV!iliort
Zinl
125. 11ерод1мй
fronl
Vlrd
105. ~
1 Protecta
Sicherung
126. ~
Reai
н Jsr
11И. 3111ж
~
127. 8орн1А
а.
, 101
-
3lll!<1J>!"E!O
1Dola
128. ГnавныR
Masler(8asil<)
Наuр<
105.
_
_,..,.,,_
Dsla ... amector\DLC)
129 Jl/ltanЬ
1'111
Те1е
i100.
~....,.(_Jq> 1 1.taJfunction(indicalor
'~
130. Узел
Unt
Teig\Jppon
.... ,._ .,., ..)
lan'j>)
131. Clnвn'i->"'
Aillm
Aillm
110. д.r-
Sensa
1•32 . ЗаМО1<
lock
~
, 111. , д.r--
1 l'lck-tJJ>
СвЬеr
133. 3аu11!11Ь1А
case
В1ас*
112. Т..0- ....1111*1" ~
Dolori
134. ~
Gliff
Нооd1е
1113. х-.ес.ое-
1 Slolf
1 1зs. Кнаnао
l!ullon
l<tq>I
114. 6 -tt
l'elrd
llwJi
136. ~уэеп
Нy<ral.llclМ
1 Н)<lr.Uscli l\noleri
1::
Мо!орное ТМ/МIО
1fuel
КreltslOlf
137. 3аТЪN<а
Aug
Slq>le
ГaCIQCUfМIA
Gм
Gм
138. naн.u..
Panel(cluster)
Talal
Список 11итературы
1 . &внн- с.п. Электрооборудование автомобилей. М.:
Транспорт, 1977, 288 с.
2 . Юrт В.Е. Электрооборудование автомобилей. М . :
Транспорт, 2000, З20 с.
З. 'lижиов ю.п.• Аlиfиов С.В. Электрооборудование авто­
мобИ11ей. М.: ·за рулем•. 1999, 384 с.
4 . Соснин А.А. Фотоэлектрические устройства для оnреде­
АеНИЯ степени эегряэнения передник фар и другого на­
ружного светотекнического оборудования //Сборник
трудов /МАДИ, 1981, 17 с.
5 . &оровсюц ю.и., Старосrмн АК.. 'llulufo• юл. Стар­
терные аккумуляторные батареи . М.: Фонд эr.
1997.157 с.
6. А1ии4ов А.В..~ С.В., 1\еiiкин llЛ. Генераторы эа­
~ЫХ автомобИ11ей. М .: •за рулем•, 1997, 79 с.
7. Автомобильный справочник. ВОSСН (ФРГ) /Перевод с
англ. М.: ·за рулем•, 2000, 896 с.
8. Серия пособий для самообучения /Синие тетради Ю
"Фо11ЬКСваген• М.: мцнти. 1987.
9. Спинов АР. Системы впрыска бенэиновык двигателей.
М.: Машиностроение, 1995, 108 с.
10. Росс Тнr. Системы впрыска бензина. м .: "За рулем•,
1998, 14Зс.
11. с-н А.А., КоАеСНН'lенм В.Н. Теоретические аспек­
ты соеременнык Э11ектронных систем зажигания для
двигателей внутреннего сгорания //Сборник трудов
мдди/ 1981. 34 с.
12. Руководство no ремонту автомобиля ГАЗ-З110 "Волга"
/Ашмарое А. А. и др. - М.: Третий Рим, 1999, 168 с.
1З. Зверев А.Н. Автомобильные стробоскопические прибо­
ры СТБ-1 11 "Авто-искра• / tремонт 11 Сервис, 2000,
No1,48с.
14. Reparatur aпleitung. Audi-100. Querschпin durch de
Motor-Techпik. Verlag Bucheli-ZUG . 198З, 198 с.
15. Электронные системы управления и контроля строи­
тельнык и дорожнык машин / В.М. Амелин, Ю. М . Инь­
ков, В.И. Марсов 11 др. nод ред. Б.И . nетленко. М. : Ин­
текс, 1998, 382 с.
16. Соснин А.А. Автомобильный Э11ектробенэонасос : уст·
ройство, принцип действия и ремонт / tремонт и сер­
вис, 1998, No з. 51 с.
17. дllигвте1111 внутреннего сгорания. Теория рабочик про­
цессов (том 1) / В.Н. Луканин. К.А. Морозов, А.С . Хвчи­
ян и др. nод ред. В. Н . Лу~<анина. М.: Высшая школа,
1995, 369с.
18. ~иrатели внутреннего сгорания. Устройство и работа
поршневых и комбинированнык двигателей/В.n.
Аllекссев, Н.А. Иващенко, В.И. Ивин и др. nод ред. А.С.
Орлина 11 М.Г . Круглова . М. : Машиностроение, 1980,
288с.
19. А УНАСОН, М. Уилсон. Информщия, вычис1111тельные
машины и проектирование систем. М.: Мир, 1968,
416с.
20. М. Мазур. Качественная теория информаuии. М.: Мир,
1974, 239с .
21. ApxsнrfМЬCIOfii В.М. 11 АР- Автомобильные двигатели .
М. : Машиностроение, 1967. 536 с .
271.

Содержание
Содержание
Предисловие . . •
.
. ••.
.
•••• • •••••.•••.....•..••••.•••••• .• .
.
. .. . •.••••••.•• .•••••3
Введение.Тенденции развития автомоби/\Ьноrо оборудования .••••••••••••••• .••••••.•. .••.••5
Глава 1. Системы автомобильного электрооборудования
...•• •••
• •• • ••• •• . •••••.••••. •• ••••12
Глава 2. Автомобильные аккумуляторные батареи
•.....••• •• .. • • •• •..•. .•••. ... .•••••• ••22
Глава 3. Параметры и характеристики автомоби/\Ьных аккумуляторных батарей
.•• ••..• ......•.. . 29
Глава 4. Сервисное обслуживание автомобильных аккумуляторных батарей
.
• • . . .•.......••••.••38
Глава 5. Принциnы nостроения автомобильных генераторов ••••.•• .. . .•• . .••• .•••••••••••••47
Глава 6. Конструктивное исnолнение современных автомобильных rенераторов
.•••........... .
.53
Глава 7. Регуляторы наnряжения автомоби11Ьных генераторов
...
. ••.•. . . .. . . . . .•.•.••••.•••62
Глава 8. Электростартер современного леrковоrо автомобиля
•••••. • ••••• .•••••••••••• .••••69
Глава 9. Современные автомобиJ\ЬНЫе системы зажигания
.
..
.
.
.
.
.
.
.
••••.•••• .
.
.
• . . ...••••78
Глава 10. Автомобильные свечи зажигания
......•.•....
.
...
. •.•... ••................• .87
Глава 11. Автомобильные катушки зажигания •.•• . . . . ..•• . .
.
.
.•
•••••••••........••••••101
Глава12.Фарысовременныхлегковыхавтомобилей ••. . •• . •• . ••• . ••• . ••
.
.
.
.
.. ..• .•••• . •110
Глава 13. Механические системы вnрыска тоnлива для бензиновых двигателей (гpynna "К")
..•.• •.•1 1 8
Глава 14. Системы одноточечного вnрыска тоnлива для бензиновых двигателей (гpynna "Mono") ••••137
Глава 15. Система вnрыска тоnлива ·мon~otгonic"
.
••.• .••• .••• . . .• . .•••••• .•• .•••••••143
Глава 16. Комnлексная система уnравления двигателем "ЭСАУ·ВА3"
..••...... . ....... .
.....•150
Глава 17. Система вnрыска бензина "L -Jetronic"
•• ••••••.••............ •.•••.• • .
.
•••••.156
Глава 18. Модификации систем впрыска тоnлива груnп "L " и ·м·. Системы впрыска груnпы ·о·
....162
Глава 19. МИКАС- комnлексная система уnравления автомобильным двигателем
.
.
.
.
..
..... . • .170
Глава 20. Экологические системы современного легкового автомобиля
. . •. .. .• .•••.•• .•••• .••182
Глава 21. Датчики электронных систем автоматического уnравления автомобильным двиrателем
. . ••194
Глава 22. Форсунки впрыска тоnлива для бензиновых двигателей
...•......•. .••••••. .......205
Глава 23. Автомобильный электробензонасос
••••.••••••••• . . . . .• .• .••• .••• • •. .•. .••••212
Глава 24. Системы автоматического уnравления гидравлическими тормозами автомобиля
. .• . ••..216
Глава 25. Uентральный замок дверей автомобиля с защитной бюкировкой и с трансфордерным ключем •.231
Глава 26. Схемы автомобильноrо бортового оборудования
. •• .••• .••••••• ..•• •• .•••• .•• . .237
Глава 27. Автоматическая коробка переключения передач с электронным уnравлением •••••••••.•249
Приложения. Рабочие процессы в автомобильных двигателях внутреннего сгорания • .•.• ..... . .•254
Переченьиностранныхтерминов ••••••••• . • • • .
.
.
.
.
.
.
•.....•••••••••..••••.•270
Сnисок литературы •••••..•. .•.••••••••••• • •••••••• . .. . ..• . .. . .• . • ••• • ••.•••••. .271
----------------------
272
Учебное nособие
Соснин Дмитрий Александрович
АВТОТРОНИКА
(Электрооборудование и системы бортовой автоматики
современных легковых автомобилей)
Ответственный за выnуск
Компьютерная верстка
Компьютерный набор текста
Дизайн обложки
Компьютерная графика
С. Иванов
О. Ушакова
Н. Маякова
Е.Жбанов
ООО Изд-во ·солоН-Р"
ООО Издательство "СОЛОН-Р"
ЛР No066584 от 14.05.99
MOCl<l!a. ул. Тверская. д. 10 стр. 1 ком. 522
Формат 70х100/16. Объем 17 n.л. Тираж 10000
ГУП, Чеховский nолиrрафический комбинат
г.Чехов. Моск. обn.
Заказ 4-750