Обзор драйвера шагового двигателя drv8825

Регулировка ХХ на инжекторе

На автомобилях, оснащённых инжекторными двигателями, система подачи топлива считается более надёжной, однако и здесь бывают проблемы. Но возникают они, как правило, не внезапно, прогрессируя по мере эксплуатации машины. Наиболее частые проявления неисправностей подобного рода – задержки с реакцией СА на утопленную педаль акселератора, скачущие обороты при работе в режиме ХХ, потеря приёмистости, увеличения расхода горючего, невозможность работы мотора в нормальном режиме на определённых режимах.

Плохо то, что подобная симптоматика характерна для большого числа неисправностей, относящихся к самым разным узлам авто, поэтому самый простой способ локализировать причину нестабильной работы силового агрегата – провести компьютерную диагностику, которая может исключить большую часть неисправностей – от неработоспособности датчиков ЭСУД до загрязнения форсунок, от неправильного формирования топливной смеси до подсоса воздуха.

Если диагностика не выявит неисправных узлов и агрегатов, имеет смысл выполнить настройку ХХ.

Итак, приводим примерный алгоритм действий, объясняющий, как отрегулировать холостые обороты на инжекторном двигателе.

Начинаем с проверки работоспособности датчик (который правильнее назвать регулятором) холостого хода. Это устройство представляет собой комбинацию миниатюрного шагового моторчика с исполнительным механизмом в виде штока с конусообразным наконечником. Регулировка РХХ осуществляется следующим образом:

• отключаем плюсовую клемму АКБ,
• демонтируем РХХ (как правило, он крепится к корпусу мотора двумя винтами),
• производим тщательную очистку установочного отверстия датчика, используя компрессор,
• производим разборку РХХ, что позволит оценить состояние направляющего штока. Он может быть деформирован или изношен. В этом случае проще поменять сам датчик, чем возиться с его ремонтом,
• необходимо проверить также конусную иглу – она не должна иметь видимых признаков повреждений. Если дефекты имеются – регулятор также подлежит замене,
• используя мультиметр, проверяем, нет повреждений в обмотке катушки датчика ХХ. Возможно, потребуется произвести очистку контактной группы,
• собираем прибор и устанавливаем его на штатное место, запускаем мотор и проверяем его работу на всех режимах, включая, естественно, холостой ход.

Другими словами, вручную что-то регулировать не требуется – бортовой компьютер самостоятельно производит все необходимые регулировки после каждого отключения положительной клеммы аккумулятора (или отключении питающего напряжения от РХХ).

Впрочем, достаточно часто плохая работа мотора на ХХ является причиной поломки не самого регулятора, а именно сбоев в функционировании программного обеспечения. Кстати, многие параметры, оказывающие влияние на работу системы жизнеобеспечения двигателя, можно регулировать программно. Осуществляется это посредством использования специального прибора – автосканера. Зная, как работает регулятор холостого хода, устанавливаемый на инжекторном силовом агрегате, можно самостоятельно менять некоторые из его характеристик, предварительно выполнив диагностику автомобиля сканером, подключаемым к ЭБУ с использованием стандартного OBD разъема.

Если диагностика показывает, что с регулятором всё в порядке, возможно, причина заключается в несовместимости ПО с конкретной моделью РХХ. Если замена последнего на правильный вариант не решает проблему, придётся выполнить перепрошивку БК. Такая процедура в среде специалистов называется чип-тюнингом. По идее, если такая процедура выполняется профессионалами, она должна не только решить проблему нестабильной работы мотора на ХХ, но и адаптировать работу ЭБУ под конкретного автовладельца. Самостоятельно перепрошивать бортовой компьютер не рекомендуется – это может привести к появлению множества новых проблем, и далеко необязательно, что будут исправлены старые.

Положение дроссельной заслонки на холостых оборотах

Какие должны быть показания положения ДЗ на оборотах холостого хода?

Разные! Почему?

Этот параметр в большей степени относится к ярым фанатикам чистки дроссельной заслонки каждую неделю, а то и через день.

Существует два основных способа управлять оборотами холостого хода при помощи РХХ (регулятор холостого хода)

Именно управлять оборотами хх! А не поддерживать обороты хх! Это очень важно!. Так вот:

Так вот:

1. При помощи регулятора холостого хода, установленного в байпасном канале
2. При помощи регулятора холостого хода, управляющего непосредственно дроссельной заслонкой

И та, и другая система встречается на разных автомобилях. Даже Шевроле Лачетти использует разный способ регулировки холостого хода. На двигателях 1,4л и 1,6л используется второй метод, а на двигателях 1,8 используется первый метод.

Этот параметр в диагностике обзывается, как «Шаги РХХ» или «Положение ДЗ Шаг». Это более подробно мы рассмотрим в одной из будущих статей, а сейчас кратко объясню в чём заключается принципиальная разница этих двух способов. Это необходимо для понимания диагностики положения дроссельной заслонки.

Как мы уже знаем, все процессы в двигателе начинаются с подачи воздуха. Подачей воздуха мы можем регулировать обороты двигателя в разных режимах. То же самое происходит и при регулировке оборотов холостого хода. Подавая определённую массу воздуха, мы регулируем обороты хх в нужных пределах.

Примечание! Регулятор холостого хода осуществляет грубую регулировку оборотов хх (порядка +/- 50 об/м. После этого более точно обороты хх регулируются посредством изменения УОЗ

Но это тема другой статьи и сейчас это не столь важно

Так вот, в первом случае заслонка полностью закрывается, а необходимый для холостого хода воздух, подаётся в обход дроссельной заслонки по специальному каналу. В этом канале находится специальный клапан-регулятор, который регулирует массу воздуха, проходящую через этот канал.

А во втором случае подача воздуха осуществляется через саму дроссельную заслонку. Заслонка приоткрывается/прикрывается при помощи электродвигателя и через неё проходит необходимая масса воздуха для работы двигателя на холостом ходу.

То есть, очевидно, что в первом случае при работе двигателя в режиме холостого хода правильные значения положения ДЗ будут равны нулю! Так как воздух идёт не через дроссельную заслонку, а через специальный канал РХХ.

А во втором случае при работе двигателя в режиме холостого хода правильные значения положения ДЗ будут равняться нескольким процентам (градусам). Равняться нулю показания не могут, так как если заслонка закроется полностью, тогда двигатель заглохнет.

Вот у нас уже получился первый вывод. Вот его суть.

Чтобы правильно диагностировать положение дроссельной заслонки, первым делом необходимо определить, как осуществляется регулировка оборотов холостого хода на этом конкретном автомобиле. Если по первому способу — тогда положение ДЗ на холостом ходу должно быть равно 0%! А если по второму способу — тогда несколько процентов!

Примечание: Во всех сферах нашей жизни встречаются исключения. Тут тоже. Например, Лачетти 1.8 ЛДА хоть и имеет отдельный регулятор холостого хода, но положение дроссельной заслонки на холостом ходу составляет 10-11%

В первом случае всё просто и понятно. Если значения отличны от нуля, значит либо дроссельная заслонка не может плотно закрыться из-за грязи или ещё чего-то, либо датчик положения дроссельной заслонки показывает не правду, что означает его износ и поломку.

А вот во втором случае не всё так однозначно.

Бытует мнение, что если открытие ДЗ составляет более 5%, тогда необходима обязательная чистка этой самой заслонки. Это так, но со множеством нюансов.

И самые главные из них — это те, о которых мы уже говорили выше:

• регулятор холостого хода не поддерживает холостой ход, а регулирует его
• нагрузка на двигатель высчитывается по расходу воздуха (давлению в коллекторе). Чем больше масса потребляемого воздуха — тем больше нагрузка. И наоборот, чем больше нагрузка на двигатель, тем больше ему необходимо воздуха.

Шаговый режим vs подчиненное регулирование: практика

Шаговый режим vs подчиненное регулирование: сравнение в динамике

Способы отладки ПО микроконтроллеров в электроприводеРис. 7. Осциллограмма реакции на импульсный наброс нагрузки в «шаговом» режиме работы – к двигателю приложен вектор тока фиксированной амплитуды и фазы. Фиолетовым показано отклонение ротора от заданного положения в электрических градусах (для перехода в механические делить на 4), голубым показана амплитуда тока статора, красным – частота вращения вала. В одной клетке по оси времени 21 миллисекунда.Рис. 8. Осциллограмма реакции на импульсный наброс нагрузки с трехконтурной системой подчиненного регулирования. Фиолетовым показано отклонение ротора от заданного положения в электрических градусах (для перехода в механические делить на 4), голубым показан текущий ток статора по оси q (моментообразующий ток), синим – его задание, а красным – текущая частота вращения. В одной клетке по оси времени 21 миллисекунда.Рис. 9. Осциллограмма реакции на импульсный наброс нагрузки с трехконтурной системой подчиненного регулирования. Фиолетовым показано отклонение ротора от заданного положения в электрических градусах (для перехода в механические делить на 4), голубым – выход пропорциональной части ПИД регулятора положения, красным – интегральной, синим – дифференциальной частей. В одной клетке по оси времени 21 миллисекунда.Рис. 10. Осциллограмма реакции на импульсный наброс нагрузки с трехконтурной системой подчиненного регулирования. Коэффициенты регулятора положения повышены в полтора раза.Рис. 11. Осциллограмма реакции на импульсный наброс нагрузки с трехконтурной системой подчиненного регулирования. Токоограничение поднято с 5А до 7А.

Принцип работы

Принцип действия клапана состоит в следующем:

1. Блоком управления выполняется калибровка показаний датчика, если он обнаруживается в системе.
2. Сам контроллер представляет собой шаговый электрический мотор. Он оснащается конусной иглой, которая располагается в специальном отверстии канала заслонки дроссельного узла.
3. Регулятор не передает информацию на микропроцессорный модуль, но получает ее от него. Поэтому правильнее его называть не датчиком, а исполнительным механизмом — клапаном.
4. Блок управления определяет по сигналу от расходомера, что в горючей смеси отсутствует воздух. Затем он сравнивает эти импульсы с теми, которые передает ДПДЗ.
5. На регуляторное устройство поступает напряжение. Это приводит к выдвижению иглы из канала. недостающий объем воздуха подается в горючую смесь для смешивания.

Также микропроцессорный модуль получает импульсы об уровне температуры хладагента и моторной жидкости. Если двигатель запускается при низких отрицательных температурах, его необходимо прогревать, что позволит снизить износ элементов и узлов трения. Чтобы обогатить смесь, канал датчика холостого хода приоткрывается, для этого водителю не нужно жать на газ.

В начале работы устройства алгоритм действия такой:

1. Ключ прокручивается в замке, зажигание активируется.
2. Шток выдвигается до упора. Благодаря этому игла перекрывает байпасный канал.
3. При упирании штока в калибровочное отверстие блок управления начинает отсчитывать шаги назад.
4. Выполняется подача напряжения на обмотки. В результате клапан возвращается в изначальное открытое состояние.

Число обратных шагов настраивается при прошивке блока управления, этот показатель может изменяться в зависимости от модели устройства. К примеру, на ЭБУ Бош он составляет 50 шагов, а на модулях Январь — 120.

Пользователь Дмитрий Шарк рассказал вкратце о принципе действия, а также о диагностике контроллера холостого хода.

https://youtube.com/watch?v=Ai7I4v7_dwM

Инжектор

На входе коллекторного устройства в инжекторных двигателях используется дроссельная заслонка. Она оснащается индивидуальным контроллером определения положения в конкретный момент времени.

Когда выполняется запуск двигателя или силовой агрегат останавливается, происходит следующее:

1. Микропроцессорный модуль получает данные об оборотах вращения.
2. Затем блок управления анализирует работу силового агрегата, уточняет целевое назначение.
3. Показания от контроллера дроссельной заслонки и воздуха сравниваются. Блок управления определяет, закрыта заслонка или нет. Также он может «понять», какая в цилиндры силового агрегата поступает смесь — обедненная или обогащенная.
4. Происходит открытие клапана РХХ. Воздушный поток подается в обход заслонки. Это обеспечивает возможность поддержания оборотов на определенном уровне, запрограммированном заранее.

По факту в этом процессе участвует несколько устройств системы зажигания. Если двигатель автомобиля останавливается или глохнет из-за неполадок, проверка работы осуществляется вручную. Это связано с тем, что обратной связи у РХХ и системы диагностики нет.

Дизельные силовые агрегаты не оснащаются дроссельной заслонкой, поэтому в них не используются датчики холостого хода, они бесполезны.

Пользователь Alex ZW подробно рассказал о принципе действия контроллера РХХ в автомобиле.

https://youtube.com/watch?v=B3sKh9GvJZo

Признаки неисправности регулятора холостого хода (РХХ)

Признаки неисправности регулятора холостого хода (РХХ)

Электронная система управления двигателем автомобиля (ЭСУД) имеет в качестве одного из исполнительных устройств регулятор холостого хода (РХХ). В простонародье — датчик холостого хода.

Что такое регулятор холостого хода?

Он представляет собой шаговый электродвигатель, который своей запорной иглой по сигналу с блока управления ЭСУД перекрывает или наоборот открывает канал подачи воздуха в двигатель. Тем самым обеспечивается пуск двигателя и поддерживаются необходимые обороты холостого хода. Поэтому при выходе регулятора ХХ из строя в первую очередь начинаются проблемы с запуском и работой двигателя на холостых.

Признаки неисправности регулятора холостого хода (РХХ)

Двигатель автомобиля не запускается

Пуск возможен только с нажатой педалью газа, либо с активным дросселированием. Объясняется это тем, что игла неисправного РХХ перекрывает сечение воздушного канала и воздух необходимый для пуска двигателя не поступает под закрытую дроссельную заслонку.

Двигатель автомобиля запускается и глохнет

Двигатель автомобиля запускается после нескольких попыток, но практически сразу же глохнет. Причина — игла неисправного регулятора не устанавливается в положение необходимое для обеспечения поступления через канал достаточного количества воздуха для холостого хода двигателя.

Трясется и дергается на холостых, периодически пытаясь заглохнуть. В этом случае игла клапана слегка приоткрыла сечение канала подачи воздуха, но его объем недостаточен для обеспечения устойчивых оборотов холостого хода.

Обороты холостого хода «скачут»

Падают до минимальных и резко увеличиваются до 3000-4000 тыс об/мин. Периоды нестабильной работы чередуются с периодами нормальной. Причина игла неисправного РХХ не может занять нужное положение.

Провалы, рывки и подергивания при движении автомобиля

При нажатии на педаль газа при движении автомобиля возможны провалы, рывки, подергивания различной продолжительности. Причина все та же игла регулятора не занимает положение, требующееся для данного режима работы двигателя. Например, открывает кана подачи воздуха при открытой дроссельной заслонке. В двигатель поступает «лишний» воздух, топливная смесь обедняется, наступает провал в работе двигателя автомобиля.

Если перечисленные выше признаки присутствуют в работе двигателя автомобиля, то имеет смысл проверить РХХ. Сделать это можно при помощи диагностического оборудования или заменив его заведомо исправным. При замене необходимо знать как «обучить» новый датчик.

Примечания и дополнения

В зависимости от показаний датчика положения коленчатого вала (ДПКВ), датчика скорости (ДК), датчика массового расхода воздуха (ДМРВ) или датчика давления во впускном коллекторе (ДД) блок управления определяет нагрузку на двигатель и рассчитывает на сколько приоткрыть или наоборот закрыть канал подачи воздуха под дроссельную заслонку при помощи регулятора холостого хода. В зависимости от конструкции игла регулятора может выдвигаться или задвигаться на определенное число шагов. Поэтому РХХ называют шаговым двигателем.

Источник

Как выбрать шаговый двигатель? На какие параметры обратить внимание.

По большому счету, выбор двигателя сводится к выбору нескольких вещей:

1. вида двигателя (его размеры)
2. тока фазы
3. индуктивность

Что касается вида двигателя, то при отсутствии каких-то определенных предпочтений мы бы рекомендовали использовать биполярные шаговые двигатели с 4 выводами, так как они наиболее распространены и, что не менее важно, не менее распространены драйвера для них. То есть случае какой-либо поломки вы легко найдете замену и отремонтируете станок

Размер двигателя и его ток проще всего подобрать, ориентируясь на готовые станки от известных производителей, которые близки к конструируемому по размерам и характеристикам — проверенная конструкция означает, что двигатели уже подобраны оптимальным образом и можно взять их характеристики за основу. Производитель двигателя в данном случае не особо важен, так как ввиду отработанной технологии производства их характеристики у разных производителей примерно одинаковые. Остается одна характеристика – индуктивность.

При одинаковом напряжении питания двигатели с большей индуктивностью имеют больший момент на низких оборотах, и меньший – на высоких, как видно из графика. Но большая индуктивность потенциально дает вам возможность получить больший крутящий момент, повысив напряжение питания, тогда как при использовании двигателей с небольшой индуктивностью повышение напряжения может привести к тому, что двигатель будет перегреваться без заметной прибавки в характеристиках. Это связано с тем, что нарастание тока в обмотках с низкой индуктивностью идет быстрее и мы легко можем получить среднее значение тока выше номинального, а как следствие этого – перегрев. Таким образом при прочих равных лучше выбрать двигатель с большим значением индуктивности.

Способы диагностики датчика

Простейший способ проверить датчик холостого хода на работоспособность – завести мотор и снять с колодки разъем подключения питания. Когда элемент исправен, обороты резко упадут и двигатель остановится – при отключенном электропитании пружина вытолкнет конус вперед и сечение обводного канала полностью закроется. Если работа мотора осталась прежней или изменилась незначительно, переходите к другим способам проверки.

Следующий этап диагностики – измерение напряжения питания, выполняемый в таком порядке:

1. Отсоедините разъем РХХ и включите зажигание.
2. С помощью вольтметра измерьте напряжение на соответствующих контактах снятого разъема (в автомобилях ВАЗ это клеммы с обозначениями A и D).
3. Если напряжение отсутствует либо не достигает 12 вольт, нужно искать проблему в электропроводке. В противном случае переходите к диагностике самого регулятора.

В основном на автомобилях можно проверить работоспособность шагового электромотора без снятия с машины. С помощью мультиметра замерьте сопротивление между следующими парами контактов: A – B, C – D (оно должно составлять примерно 53 Ом). Затем измерьте другие пары – A – C, B – D, на исправном регуляторе прибор покажет бесконечность.

Дальнейшая проверка датчика холостого хода производится так:

1. Отключите колодку электропитания, открутите винты крепления и вытащите элемент из блока дроссельной заслонки.
2. Чтобы исключить загрязнение штока, почистите конус и пружину щеткой с мягким ворсом, используя керосин, солярку, а лучше – жидкость для промывки карбюраторов. Не применяйте ацетон и растворители типа 646 – они разрушают пластик.
3. Продуйте очищенную деталь и подключите разъем.
4. Приложив палец к штоку, попросите помощника включить зажигание. Конус работоспособного регулятора должен ощутимо сдвинуться. Если ничего не произошло, смело меняйте датчик.

Для установки нового регулятора обязательно снимите «минусовую» клемму аккумуляторной батареи. После сборки и подключения производится калибровка РХХ контроллером – нужно включить зажигание и обождать 15 секунд. Если аккумулятор не отключать, ЭБУ пропустит этап калибровки, отчего двигатель может работать нестабильно.

https://youtube.com/watch?v=zQf1vBy3MeE

Какие признаки неисправностей или «смерти» ДХХ?

Регулятор холостого хода, будучи достаточно простым устройством, не имеет никаких диагностических систем, поэтому ни бортовой компьютер автомобиля, ни чек эйндж не сможет сообщить о его неисправности. Но если встретятся последующие проблемы, это может означать, что требуется замена, ремонт или чистка датчика холостого хода:

• двигатель отказывается работать на холостом ходу, глохнет;
• холостой ход имеет не постоянные (плавающие) обороты;
• во время запуска холодного мотора нет повышенных оборотов;
• в момент отключения передачи на коробке двигатель глохнет.

Эти причины также может вызвать неисправность ДПДЗ (датчика положения дроссельной заслонки). Только дело в том, что о неисправности ДПДЗ даст знать бортовой компьютер автомобиля.

Местоположение датчика холостого хода.

Двигатели семейства Ваз 2114 оснащены датчиком холостого хода, размещенным на специальном посадочном месте непосредственно на дроссельном узле. Чистка РХХ невозможна без снятия датчика. Процесс демонтажа этого элемента двигателя достаточно простой. Это объясняется тем, что датчик крепится к патрубку двумя крепежными винтами под крестовик. В зависимости от модели двигателя он может находиться как в свободно доступной зоне, так и нуждаться в снятии всего дроссельного узла.Как осуществить демонтаж РХХ?
Как упоминалось выше, чистка регулятора холостого хода невозможна без его предварительного демонтажа. Для того чтобы произвести демонтажные работы для регулятора, автомобиль необходимо поставить на стояночный (ручной) тормоз и снять клемму «минуса» с АКБ. После этого необходимо отключить все провода от датчика и вычистить от грязи его посадочное место, чтобы она не попала внутрь дроссельного узла

Далее откручивается два винта при помощи «трещотки» или отвертки и готово, датчик снят.
Процесс чистки датчика холостого хода на Ваз 2114.
Как только появляются какие-либо проблемы в работе двигателя (выше они были приведены) свое внимание нужно обратить на датчик холостого хода, возможно, его нужно чистить. И тут многие задаются вопросом: как почистить клапан холостого хода?
Процесс чистки, на самом деле, весьма простой и не занимает много времени и для этого требуется всего лишь смесь для чистки карбюраторов или же широко распространенную WD-40.
Итак, как почистить регулятор холостого хода на Ваз 2114:
1

Самое первое, что нужно сделать — это отключить все подходящие к датчику провода (при этом можно заодно и почистить контакты).
2. С помощью крестовой отвертки выкручивается два винтика на датчике. (В том случае, если крепежные винты отсутствуют, это явный признак того, что регулятор посажен на лак. Для чистки такого РХХ требуется демонтаж всего дроссельного узла.)
3. Вытаскиваем ДХХ и оцениваем его состояние. При этом следует обратить внимание на состояние клапана. Наличие масла и черной грязи на нем явный признак необходимости чистики дроссельной заслонки целиком.
4. Берется жидкость для очистки (WD-40 или очиститель для карбюраторов) и обильное брызгается на конусную иглу и пружину, что позволяет их очистить. Далее датчик высушивается и устанавливается на место. Перед возвращением датчика на его место стоит также проверить длину высунутого штока. Она не должна быть больше 23 мм.
Как почистить датчик холостого хода на Ваз 2114 с 1,6 литровым двигателем с 8 клапанами:
На Ваз 2114 оснащенных 1,6 л двигателем процесс демонтажа датчика холостого хода отличается первым шагом. Нужно предварительно отсоединить дроссельный узел от ресивера. Для этого необходимо немного открутить две крепежных гайки таким образом, чтобы была возможность отсоединить дроссельный узел от торцовой части ресивера хотя бы на 1 см. При этом дроссельный узел снимать полностью не нужно. Далее весь процесс точно такой же, как было описано выше.
Как почистить регулятор холостого хода на Ваз 2114 с двигателем 1,6i:
Для того чтобы снять на таком двигателе датчик холостого хода требуется полный демонтаж дроссельной заслонки. Это объясняется тем, что РХХ размещен таким образом, что один винт легкодоступен, а вот второй – нет (невозможно просунуть отвертку для его откручивания). В остальном процесс чистки аналогичен с двумя другими двигателями.
После того как датчик был почищен и установлен на свое место и никаких изменений в работе двигателя не произошло, это может означать выведение датчика холостого хода из строя и необходимость в его замене или ремонте. Причинами выхода из строя ДХХ могут быть как изнашивание направляющих конусной иглы, так и обрыв какого-либо провода внутри датчика и прочее.

Опубликовано:
23 июня 2015