Что значит холостые обороты
Что такое холостой ход двигателя
Когда появились первые моторы, не существовало даже самого понятия холостых оборотов. Впрочем, на заре автомобилизма многое чего не знали, терминология только-только зарождалась.
Сегодня же любой нормальный автомобилист скажет, что холостые обороты мотора — это режим, в котором он работает без нагрузки. Но этого будет уже мало.
Толковые автовладельцы могут точно назвать правильную величину оборотов двигателей, который стоят на их машинах. Но неплохо бы знать, почему эти обороты именно такие, почему они изменяются, как и для чего поддерживаются? Тогда и эксплуатация автомобиля будет более осмысленной.
Как все начиналось?
Карбюратор относится к главным автомобильным изобретениям. Около 1915 года в двигателестроении произошел серьезный прорыв: на автомобиле Packard Twin Six появился настоящий карбюратор с жиклерами и управлением опережением зажигания.
Это позволило решить две задачи: значительно увеличить мощность, подняв рабочие обороты до 3000 в минуту; снизить устойчивые обороты за счет введения специальной системы смесеобразования на малых оборотах. Это и был холостой ход.
Более поздние конструкции карбюраторов уже предусматривали регулировку и настройку смесеобразования на холостых оборотах, часто используя для этого режима отдельные дозирующие системы.
Конечно, экология и даже ресурс для тех конструкций не были определяющими факторами. Да и само слово «экология» еще не вошло в обиход. Все силы были направлены на то, чтобы постоянно совершенствовать силовые агрегаты и конструкцию авто, независимо от влияния на окружающую среду.
Для чего «холостые» нужны?
При работающем моторе мощность растет исключительно с ростом оборотов, а крутящий момент имеет пик в области средних или высоких оборотов (на наддувных агрегатах момент появляется раньше, но тоже не с нуля).
Чтобы дать мотору полезную нагрузку, нужно, чтобы он уже устойчиво крутился и был готов создавать крутящий момент. Иначе он просто заглохнет. Никаких способов обойти это ограничение не существует. Те обороты, с которых мотор может воспринимать нагрузку, и принято называть холостыми. Обороты выше холостых — рабочие.
Для большинства моторов легковых автомобилей холостые обороты составляют 500–900 оборотов в минуту, что не так уж мало.
Почему обороты не постоянны?
Чем совершеннее система питания, тем менее заметны колебания оборотов. Если на двигателе стоит простой карбюратор, водитель сам регулирует холостые обороты. Его вмешательство требуется, если температура двигателя или нагрузка на него отличаются от выставленных при регулировке холостых оборотов. С электронным карбюратором с автоматом холодного запуска человек уже ничего не регулирует, но обороты заметно повышаются для обеспечения устойчивой работы.
А что система впрыска? Она позволят лишь немного завысить холостые обороты до прогрева лямбда-сенсоров и удерживать их до нормализации смесеобразования на 100–1000 оборотов в минуту. Обороты могут немного подняться при увеличении нагрузки со стороны системы кондиционирования или нагрузки от генератора. Во всех остальных случаях исправная система должна держать обороты практически постоянными, в пределах ± 30 оборотов в минуту.
Регуляторы холостого хода и дроссельные заслонки с электроприводом со временем загрязняются, не все свечи и форсунки работают идеально, системы EGR пропускают газы, барахлят системы регулирования фаз, а у цилиндров может быть разная компрессия. Получается, что в реальной жизни на старых машинах обороты все же немного «гуляют»: или излишне снижаются под нагрузкой или же, наоборот, завышаются.
Холостые обороты — это компромисс
Увеличивать холостой ход — значит поднимать расход топлива и теплоотдачу двигателя без нагрузки. Это — плохая идея. Снижение же оборотов приводит сразу к нескольким неприятным последствиям:
1) нарушается смесеобразование: при снижении частоты вращения ухудшается очистка цилиндров от отработанных газов, затрудняется наполнение цилиндров свежей смесью, растут потери на перепуск, а значит, падает и мощность;
2) серьезной проблемой является снижение давления масла и объема его подачи, потому что чем меньше обороты, тем ниже давление (при определенном минимуме давления подшипники скольжения выходят из режима жидкостного трения и ресурс мотора стремительно уменьшается).
3) нагрузка на мотор уже на холостых оборотах может быть значительной (особенно с МКПП). Автоматические коробки передач способны предотвратить неприятности, но проблемы полностью не решают, хотя значительно увеличивают ресурс ДВС в целом.
Кроме того, на машинах с АКПП нужно учитывать следующее: маслонасос АКПП приводится от коленчатого вала двигателя, а значит и работа коробки зависит от оборотов холостого хода. При слишком малых оборотах давления не хватит на корректную работу механико-гидравлической системы управления. А для систем старт-стоп приходится устанавливать гидроаккумуляторы и дополнительные электронасосы. Это позволяет гидравлике включаться в работу сразу при запуске двигателя, а не спустя пять-десять секунд…
Как видим, даже сегодня самые продвинутые моторы еще не приблизились к идеалу настолько, чтобы не учитывать целую сумму факторов, которые влияют на их работу. Значит, мотористам есть, куда расти.
Холостые обороты двигателя: что к чему и с чем едят?
Холостой ход — это эксплуатация устройства без какой-либо нагрузки. У автомобиля холостыми оборотами двигателя называется его работа при полностью выжатом сцеплении. В это время крутящий момент не передается от коленчатого вала мотору и колесам. Они в этом случае полностью разобщены.
Нормальные обороты холостого хода составляют 800-1000 ед. При их уменьшении мотор глохнет, при повышенном числе начинается перерасход топлива. Какие обороты должны быть у вашего автомобиля, указано в инструкции по эксплуатации.
От чего зависят обороты холостого хода?
Обороты холостого хода можно отрегулировать самостоятельно или с привлечением специалиста. Для этой цели в автомобиле имеется несколько специальных агрегатов и узлов. К ним относится:
В состав топливной системы входит инжектор или карбюратор. Это агрегаты, в которых топливная жидкость смешивается с воздухом, образуя горючую смесь. В систему включен, и топливный насос с регулятором давления смеси. Работа системы питания двигателя топливом контролируется многочисленными датчиками.
На количество оборотов большое влияние оказывает и положение дроссельной заслонки. Она регулирует подачу в двигатель воздуха. Увеличить или уменьшить обороты можно нажатием на педаль акселератора.
Двигатель автомобиля может работать не очень стабильно на холостых оборотах по нескольким причинам:
Загрязнение может осуществляться отработанным маслом, примесями, которые проходят сквозь фильтры, сажей и водой. В системе зажигания могут быть окислившиеся или плохо затянутые провода.
Как изменить обороты?
Внимательные автовладельцы всегда тщательно следят за автомобилем и его состоянием. Это дает существенную экономию на ремонте и расходе топлива, снижает риск поломок и аварий. Как снизить обороты двигателя на холостом ходу? Как уже отмечалось, это можно сделать самостоятельно или с привлечением специалиста. Для работы нужно приготовить:
Холодный мотор после его включения обычно некоторое время работает на повышенных оборотах. После прогрева они падают до нормы холостого хода, которая равняется 800-1000 об/мин. Точное их количество указано в каждом руководстве по эксплуатации автомобиля. Если же они не приходят в норму, нужно найти и устранить неисправность.
Если на автомобиле установлен двигатель карбюраторного типа, то неисправности могут быть такими:
Регулировка делается довольно просто. На старой машине нужно:
Грязный карбюратор часто бывает причиной увеличения холостых оборотов. Поэтому его нужно тщательно промыть после чистки. Если нет собственного опыта в этом деле, лучше пригласить специалиста. Шланги можно проверить на работающем двигателе путем их пережимания.
При проведении процедуры следует внимательно прислушиваться к работе двигателя. Изменение количества оборотов является указателем того, что вы нашли нужный шланг. Порванные прокладки и неплотные хомуты позволяют воздуху проникать в мотор. Обороты от этого увеличиваются.
В инжекторном двигателе невозможно механическим способом отрегулировать количество оборотов. Они зависят от прошивки бортового компьютера. Для их изменения нужно перепрошивать систему управления холостым ходом. Сделать это может только специалист. Но не следует слишком занижать обороты, так как это приведет к преждевременному износу генератора.
Перед началом эксплуатации нужно проверить правильность выставления зазоров в газораспределительном механизме, чистоту воздушного фильтра, исправность свечей, работу заслонки обогащения рабочей смеси. Далее готовится отвертка с прибором регулировки холостых оборотов. Использовать ее нужно только в том случае, если остальные принятые меры не привели к ожидаемому результату.
Работа выполняется в несколько этапов:
На двигателях, оснащенных инжектором, иногда приходится регулировать холостые обороты заменой датчика холостого хода. Поменять его довольно просто, имея в руках фигурную отвертку. Последовательность операций:
Новый датчик должен сразу же после запуска двигателя начать свою работу по регулированию оборотов холостого хода. Внутри этого приборчика находится электродвигатель и игла, регулирующая поступление воздуха в двигатель. От количества воздуха зависит показатель оборотов двигателя. При необходимости можно начинать движение даже на холодном моторе.
Заключение по теме
Двигатель — это сердце автомобиля. У него могут случаться перебои в работе. О проблемах будут свидетельствовать его обороты. Если они «плавают» — это сигнал к действиям по устранению причин неполадки. Если при работе на холостых оборотах на тахометре значится менее 800 или более 1200 ед. — это непорядок.
При отсутствии тахометра «плавание» можно услышать. Рокот включенного мотора становится то реже, то чаще. Подобные ситуации могут возникать и при других режимах работы автомобиля. Чаще всего это происходит с инжекторными двигателями.
Обороты мотора меняются в зависимости от количества, попавшего в цилиндры воздуха. Причиной может стать выход из строя электронных регуляторов и датчиков, а также шлангов и резиновых прокладок.
Нужно постоянно держать их в чистоте. Хомуты должны быть всегда плотно затянуты, прокладки — без трещин. Заменить вышедшие из строя детали можно собственными силами. Без особых проблем обновляются шланги, прокладки, регуляторы холостого хода (фото № 3). А лучше всего чаще обращаться в сервисные службы по ремонту автомобилей. Квалифицированные специалисты вовремя заметят неполадки и устранят их. Удачных вам дорог!
Гулять запрещено: что такое холостые обороты, и от чего они зависят
Если спросить автовладельца, что такое холостые обороты мотора, он наверняка ответит, что это режим, в котором мотор работает без нагрузки, и будет полностью прав. Многие даже смогут точно назвать правильную величину оборотов для их автомобилей. Но почему эти обороты именно такие? Почему не больше, не меньше, почему они изменяются, как и для чего поддерживаются? Сегодня мы попробуем в этом разобраться.
Как всё начиналось
Н а первых моторах не существовало даже самого понятия холостых оборотов. Частота рабочих и холостых оборотов практически совпадала, а рабочий диапазон двигателя был крайне мал (приблизительно всего от 250 до 450 оборотов в минуту). Ну а куда деваться: меньше нельзя, выше не крутится… Фитильные карбюраторы имели весьма небольшой рабочий диапазон и при малом потоке смеси сильно «переливали». Фактически их настраивали только на рабочие обороты.
Ситуация поменялась примерно к 1915 году. Появление на Packard Twin Six настоящего карбюратора с жиклерами и управления опережением зажигания позволило решить две задачи. Во-первых, значительно увеличить мощность, увеличив рабочие обороты до 3000 в минуту, а во-вторых, снизить устойчивые обороты за счет введения специальной системы смесеобразования на малых оборотах. Иными словами, системы холостого хода.
Под капотом Packard Twin Six Town Car ‘1916
Все более поздние конструкции карбюраторов уже предусматривали регулировку и настройку смесеобразования на холостых оборотах, часто используя для этого режима отдельные дозирующие системы. Конечно, экология и даже ресурс для тех конструкций не были определяющими факторами, но моторы просто не могли работать на оборотах ниже тех, на которых мог создавать смесь карбюратор. Но затем система стала значительно сложнее.
Зачем нужны холостые обороты?
Пока мотор заглушен, никакого крутящего момента он, разумеется, не создаёт. Но и при работающем моторе мощность растет исключительно с ростом оборотов, а крутящий момент имеет пик в области средних или высоких оборотов (на наддувных двигателях момент появляется раньше, но тоже далеко не с нуля).
Чтобы нагрузить мотор полезной нагрузкой, нужно, чтобы он уже устойчиво крутился и был готов создавать крутящий момент. Иначе он просто заглохнет. Простите, что так сложно объясняю простую вещь, но это крайне важный для понимания дальнейшего момент.
Нагрузить ДВС можно только если он уже работает на устойчивых и достаточных для восприятия нагрузки оборотах. Никаких способов обойти это ограничение нет. Можно только избежать этой проблемы, используя дополнительный двигатель, который будет работать вместо ДВС до достижения тем рабочих оборотов. Например, такую функцию выполняет электромотор на гибридах или пневматический стартер с избыточной мощностью.
Те обороты, с которых мотор может воспринимать нагрузку, и называются холостыми.
Все обороты выше холостых — рабочие. Ниже начинается зона пусковых оборотов, на которых двигатель не переносит нагрузку по тем или иным причинам. Для большинства моторов легковых автомобилей холостые обороты составляют 500-900 оборотов в минуту, что не так уж мало. В случае использования АКПП можно немного «схитрить» и установить холостые обороты без нагрузки со стороны трансмиссии ниже, повышая их только при включении режима «Drive» в коробке.
Почему холостые обороты не постоянны?
При разных системах питания причины изменения холостых оборотов различны. На ДВС с простыми нерегулируемыми карбюраторами обороты зависят от нагрузки и смесеобразования. Если срабатывают автоматы увеличения оборотов, то с ростом нагрузки обороты будут падать. То же самое произойдёт из-за плохого смесеобразования, но этого стараются избежать, применяя различные системы холодного запуска, которые завышают обороты для обеспечения устойчивой работы двигателя.
Чем совершеннее система питания, тем менее заметны колебания. С простым карбюратором водитель сам регулирует холостые обороты. Его вмешательство требуется, если температура двигателя или нагрузка на него отличаются от выставленных при регулировке холостых оборотов. С электронным карбюратором с автоматом холодного запуска водитель уже ничего не регулирует, но обороты заметно повышаются для обеспечения устойчивой работы до прогрева.
Под капотом ВАЗ-2107 Жигули ‘1997–2006
Системы впрыска разве что позволят немного завысить холостые обороты до прогрева лямбда-сенсоров и удержат их чуть повышенными до нормализации смесеобразования на 100-1000 оборотов в минуту. И ещё они могут немного увеличить обороты при увеличении нагрузки со стороны системы кондиционирования или нагрузки от генератора. Во всех остальных случаях исправная система должна поддерживать обороты практически постоянными, в пределах +/- 30 оборотов в минуту.
К сожалению, все способы регулирования не идеальны. Регуляторы ХХ и дроссельные заслонки с электроприводом со временем загрязняются, не все свечи и форсунки работают идеально, системы EGR пропускают газы, сбоят системы регулирования фаз, а у цилиндров может быть разная компрессия, отчего в реальной жизни на старых машинах обороты все же немного «гуляют»: излишне просаживаются под нагрузкой или наоборот, завышаются.
Почему холостые обороты именно такие?
Выбор холостых оборотов — это всегда компромисс. Увеличивать их – значит увеличивать расход топлива и теплоотдачу двигателя без нагрузки, что, очевидно, является плохой идеей и для гражданской машины не годится. Снижение же приводит сразу к нескольким неприятным последствиям.
Во-первых, нарушается смесеобразование. Процессы в ДВС динамические, и вся его конструкция рассчитана на рабочие обороты. При снижении частоты вращения ухудшается очистка цилиндров от отработанных газов, затрудняется наполнение цилиндров свежей смесью, растут потери на перепуск, а значит, падает и мощность.
Может, такое занижение ХХ сделает мотор хотя бы экологичнее? Тоже нет. Скорее, наоборот. Даже если двигатель сохраняет возможность восприятия нагрузки на оборотах менее холостых, его рабочий процесс будет далек от расчетного. Например, на оборотах менее 400-500 часто даже катколлекторы перестают прогреваться до рабочей температуры, а количество пропусков зажигания растет.
Серьезной проблемой является снижение давления масла и объема его подачи. Тут все просто: меньше обороты — ниже давление. При каком-то минимуме давления подшипники скольжения выходят из режима жидкостного трения, и ресурс мотора стремительно уменьшается. И чем выше нагрузка, тем выше должно быть давление, а значит, и обороты мотора.
Нагрузка на мотор уже на холостых оборотах может быть значительной (особенно с МКПП). Автоматические коробки передач способны предотвратить неприятности, но проблемы полностью не решают, хотя значительно увеличивают ресурс ДВС в целом. В результате давление масла на холостых оборотах должно быть уже достаточным для восприятия полной нагрузки на мотор. К сожалению, чем выше давление и производительность маслонасоса на холостых оборотах, тем больше избыток давления на рабочих. А значит больше расход топлива, меньше ресурс масла. Регулируемый маслонасос позволяет немного улучшить ситуацию, но в основном все же служит для компенсации избыточного снижения давления масла после прогрева двигателя, а не для снижения оборотов холостого хода.
На машинах с автоматической коробкой передач нужно учитывать и ее «пожелания». Ведь маслонасос АКПП приводится от коленчатого вала двигателя, а значит и работа коробки передач зависит от оборотов холостого хода. При слишком малых оборотах давления не хватит на корректную работу механико-гидравлической системы управления. А для систем старт-стоп приходится устанавливать гидроаккумуляторы и дополнительные электронасосы. Это позволяет гидравлике включаться в работу сразу при запуске двигателя, а не спустя пять-десять секунд.
Привод различного навесного оборудования тоже создает сложности. Генератор, насосы ГУРа и кондиционера и помпа системы охлаждения имеют ограниченный рабочий диапазон, поэтому передаточное отношение системы привода дополнительных агрегатов подбирают с учетом максимальных оборотов двигателя. А минимальные обороты любого из устройств и нагрузка на подсистемы машины ограничивают нижнее значение холостых оборотов. Слишком большое снижение оборотов может привести к перегреву многоцилиндровых моторов из-за нарушения циркуляции жидкости, к разряду аккумулятора или неработоспособности системы кондиционирования. Правда, эти проблемы тоже решаемы.
Тут выручают переход на электроприводы усилителя руля, насосов системы охлаждения и кондиционера и установка регулируемого привода помпы. К счастью, генераторы имеют очень большой рабочий диапазон и не теряют КПД при высоких оборотах. Но у этих мер есть и недостатки. Зачастую они влекут за собой лишние затраты, а часто — и снижение КПД систем за счет двойного преобразования энергии.
Вибрация мотора при снижении оборотов в основном связаны с неустойчивостью рабочего процесса, но есть у неё и несколько других причин. Например, система подвески ДВС умеет гасить колебания только в определенном диапазоне частот. И чем ниже обороты, тем сложнее гасить возникающие вибрации. Причём помимо вибраций, передаваемых на кузов и влияющих на комфорт водителя и пассажиров, существует еще такая вещь как крутильные колебания, которые разрушительно действуют на трансмиссию и колеса.
Чем ниже обороты мотора, тем сложнее их гасить. Приходится или использовать не блокируемые гидротрансформаторы или двухмассовые маховики, или сочетание двух технологий одновременно. Повышение оборотов холостого хода позволяет снизить колебания момента при каждом обороте, отодвинуть частоты всех колебаний дальше от резонансных и сделать работу всех систем подавления вибраций эффективнее.
Как отрегулировать обороты холостого хода
Первые двигатели пионеров автомобилестроения обходились без холостого хода. Изобретение карбюратора и опережения зажигания позволило снизить порог оборотов устойчивой работы двигателя путем специального смесеобразования. Конструкция современных автомобилей предусматривает холостой ход (ХХ) в диапазоне 500-1000 об/мин в зависимости от типа двигателя. У дизелей с их активными «низами» он меньше, у бензиновых – больше. При регулировке ХХ учитывают потери на работу электрических потребителей и навесного оборудования (насос ГУР, кондиционера), а также, на машинах с АКПП – необходимость создания рабочего давления в гидротрансформаторе.
ЗАЧЕМ РЕГУЛИРОВАТЬ ХОЛОСТОЙ ХОД
Работа на холостом ходу – это компромиссный режим работы двигателя. Поднятие холостых оборотов приводит к увеличению расхода топлива и повышенной теплоотдаче двигателя. Но излишнее снижение оборотов ХХ имеет еще большие минусы:
ухудшение вентиляции отработанных газов;
проблемы с наполнением цилиндров свежей смесью;
снижение давления масла.
Это может привести к возникновению отложений, повышенным нагрузкам на двигатель, снижению его ресурса, к преждевременному выходу из строя его компонентов: поршневой группы, коленвала, катализатора и свечей зажигания. Кроме того, низкие обороты ХХ приводят к возникновению вибраций, к выходу экологических параметров за пределы нормы. Наконец, чем ниже обороты двигателя, тем выше риск его остановки при увеличении нагрузки (резком нажатии на педаль газа).
ПРИНЦИПЫ РЕГУЛИРОВКИ ХХ НА РАЗНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ
Поскольку принципы подачи топлива существенно различаются в зависимости от типа двигателя, регулировка холостого хода осуществляется разными способами:
для бензиновых карбюраторных
и бензиновых инжекторных двигателей.
У дизельных двигателей регулировка ХХ производится на ТНВД (топливном насосе высокого давления) путем ограничения подачи топлива. Следует заметить, что у дизелей производится регулировка не только минимальных оборотов холостого хода, но и максимальных оборотов вращения двигателя, а также, в отдельных случаях, оборотов ускоренного холостого хода.
В процессе регулировки оборотов участвуют 4-5 регулировочных винтов. Настройка выполняется примерно по тому же принципу, что и регулировка педали сцепления: обороты корректируются винтом, после чего он затягивается контргайкой. Перед процедурой необходимо поменять фильтры, прогреть двигатель и выставить угол опережения впрыска топлива.
На карбюраторных бензиновых двигателях величина оборотов холостого хода устанавливается при помощи двух регулировочных винтов: винта качества смеси и винта количества смеси. Кроме того, нужно обратить внимание на работоспособность жиклера ХХ (электромагнитного клапана), при необходимости – прочистить его и устранить неполадки по электрической части. Также, как и в случае с дизелем, регулировка проводится на прогретом двигателе, и перед нею нужно проверить систему зажигания: угол опережения, свечи и высоковольтные провода.
Инжекторные (впрысковые) бензиновые двигатели не требуют регулировки оборотов ХХ как отдельной штатной процедуры. Однако, время от времени у них также случаются проблемы с холостыми оборотами, что свидетельствует о неисправностях систем двигателя. В этом случае нужно провести компьютерную диагностику автомобиля, обратив внимание на следующее:
Датчики ЭСУД – электронной системы управления двигателем. Поступающие с них некорректные данные могут быть причиной неправильной подачи топлива или работы системы зажигания.
Подсос воздуха в нештатных местах. Он может быть причиной обеднения смеси, следовательно, снижения оборотов.
Топливные форсунки, свечи и катушки зажигания и прочие факторы, приводящие к нестабильной работе ДВС – троению и др.
Фильтры – воздушный и топливный.
Дроссельная заслонка – она может быть загрязнена. Нужно помнить, что у многих инжекторных автомобилей (особенно тех, что оснащены электронной педалью газа) после очистки дроссельная заслонка нуждается в адаптации (обучении).
Если все эти системы в порядке, необходимо проверить РХХ – регулятор холостого хода. Он может нуждаться в чистке, замене комплектующих: направляющей втулки, иглы, или быть полностью неработоспособным.
Следует заметить, что большинство вышеописанных работ требует определенной квалификации и опыта, поэтому выполнить их самостоятельно непросто. Для того, чтобы качественно отрегулировать холостой ход двигателя, лучше обратиться к профессионалам – например, на любую из СТО сети умных автосервисов Wilgood.