Электромагнитный клапан для бензина

Клапан электромагнитный: устройство и принцип работы

На всех типах автомобилей, автобусов, тракторов и спецтехники широко применяются устройства управления потоками жидкостей и газов — электромагнитные клапаны. О том, что такое электромагнитные клапаны, как они устроены и работают, и какое место занимают в автотракторной технике — читайте в этой статье.

Что такое электромагнитный клапан, и где он применяется?

Электромагнитный клапан — электромеханическое устройство для дистанционного управления потоками газов и жидкостей.

В автотракторной технике электромагнитные клапаны применяются в различных системах:

– В пневматической системе;
– В гидравлической системе;
– В топливной системе;
– Во вспомогательных системах — для дистанционного управления агрегатами трансмиссии, самосвальной платформой, навесными агрегатами и другими устройствами.

При этом электромагнитные клапаны решают две основных задачи:

– Управление потоками рабочей среды — подача сжатого воздуха или масла на различные агрегаты в зависимости от режима работы системы;
– Отключение подачи рабочей среды в аварийных ситуациях.

Данные задачи решаются различными по типам и конструкции электромагнитными клапанами, о чем необходимо рассказать подробнее.

Типы электромагнитных клапанов

В первую очередь электромагнитные клапаны делятся на две группы по типу рабочей среды:

– Воздух — пневматические клапаны;
– Жидкости — клапаны для топливной системы и различных по назначению гидравлических систем.

По количеству потоков рабочей среды и особенностям работы клапаны делятся на два типа:

– Двухходовые — имеют только два патрубка.
– Трехходовые — имеют три патрубка.

В двухходовых клапанах предусмотрено два патрубка — впускной и выпускной, между ними рабочая среда протекает только в одном направлении. Между патрубками находится клапан, который может открывать или перекрывать поток рабочей среды, обеспечивая ее подачу к агрегатам.

В трехходовых клапанах предусмотрено три патрубка, которые могут соединяться друг с другом в различных комбинациях. Например, в пневматических системах часто используются клапаны с одним впускным и двумя выпускными патрубками, и при различных положениях управляющего элемента сжатый воздух от впускного патрубка может подаваться на один из выпускных патрубков. С другой стороны, в клапанах ЭПХХ (экономайзера принудительного холостого хода) присутствует один выпускной и два впускных патрубка, которые обеспечивают подачу нормального атмосферного и пониженного давления на систему холостого хода карбюратора.

Двухходовые клапаны делятся на два типа по положению управляющего элемента при обесточивании электромагнита:

– Нормально открытые (НО) — клапан открыт;
– Нормально закрытые (НЗ) — клапан закрыт.

По типу привода и управления клапаны делятся на два типа:

– Клапаны прямого действия — управление потоком рабочей среды осуществляется только силой, развиваемой электромагнитом;
– Пилотные электромагнитные клапаны — управление потоком рабочей среды осуществляется частично за счет использования давления самой этой среды.

В автомобилях и тракторах чаще всего применяются более простые по конструкции клапаны прямого действия.

Также клапаны отличаются рабочими характеристиками (напряжением питания 12 или 24 В, условный проход и другие) и конструктивными особенностями. Отдельно стоит упомянуть о клапанах, которые могут собираться в блоки по 2-4 штуки — они благодаря определенному положению патрубков и крепежных элементов (проушин) могут объединяться в единую конструкцию с большим числом впускных и выпускных патрубков.

Общее устройство и принцип действия электромагнитных клапанов

Все электромагнитные клапаны, независимо от типа и назначения, имеют принципиально одинаковую конструкцию, и в них есть несколько основных компонентов:

– Электромагнит (соленоид) с якорем той или иной конструкции;
– Управляющий/запорный элемент (или элементы), соединенные с якорем электромагнита;
– Полости и каналы для потоков рабочей среды, соединенные со штуцерами или патрубками на корпусе; – Корпус.

Также клапан может нести на себе различные вспомогательные элементы — устройства для регулировки натяжения пружин или хода управляющего устройства, сливные штуцеры, рукоятки для ручного управления потоками рабочей среды, выключатели для управления другими устройствами в зависимости от состояния клапана, фильтры и т.д.

Клапаны делятся на три группы по типу и конструкции управляющего элемента:

– Золотниковые — управляющий элемент выполнен в виде золотника, который может распределять потоки рабочей среды по каналам;
– Мембранные — управляющий элемент выполнен в виде эластичной мембраны;
– Поршневые — управляющий элемент выполнен в виде поршня, прилегающего к седлу.

При этом в клапане может быть один, два или более управляющих элементов, соединенных с одним якорем электромагнита.

Принцип работы электромагнитного клапана очень прост. Рассмотрим работу наиболее простого двухходового мембранного нормально закрытого клапана, используемого в системах подачи топлива. Когда клапан обесточен, якорь под действием пружины прижат к мембране, которая перекрывает канал и предотвращает поступление жидкости дальше по системе. При подаче тока на электромагнит в его обмотке возникает магнитное поле, за счет чего якорь втягивается внутрь — в этот момент мембрана, которая больше не прижимается якорем, под действием давления рабочей среды поднимается и открывает канал. При последующем снятии тока с электромагнита якорь под действием пружины вернется в первоначальное положение, прижмет мембрану и перекроет канал.

Двухходовые клапаны работают аналогичным образом, однако в них вместо мембраны используются либо золотники, либо управляющие элементы поршневого типа. Для примера рассмотрим конструкцию и работу клапана ЭПХХ карбюраторных автомобилей. При обесточенном электромагните якорь под действием пружины поднят вверх, и запорным элементом закрывает верхний штуцер, соединяя боковой и нижний (атмосферный) штуцеры — в этом случае на пневмоклапан ЭПХХ подается атмосферное давление, он закрыт и система холостого хода карбюратора не работает. При подаче тока на электромагнит якорь втягивается, преодолевая усилие пружины, закрывает нижний штуцер, одновременно открывая верхний, который связан с впускной трубой двигателя (где наблюдается пониженное давление) — в этом случае на пневмоклапан ЭПХХ подается разрежение, он открывается и включает в работу систему холостого хода.

Электромагнитные клапаны очень надежны и неприхотливы в работе, они обладают значительным ресурсом (до нескольких сотен тысяч срабатываний), и, как правило, не требуют специального обслуживания. Однако при возникновении неисправности любой клапан необходимо как можно скорее заменить — только в этом случае будут обеспечиваться необходимые эксплуатационные характеристики и безопасность транспортного средства.

Электромагнитный клапана карбюратора – как сэкономить свои деньги

Любой карбюраторный двигатель имеет несколько больший расход топлива, чем инжекторный. Для того чтобы его уменьшить применяются разного рода конструкторские решения, одно из которых – электромагнитный клапан карбюратора.

Некоторые водители считают это устройство необязательным и даже ненужным, но при его использовании в городском режиме можно уменьшить расход топлива у автомобиля ВАЗ 2107 на 3-5%. В условиях, когда бензин постоянно дорожает, такая экономия может оказаться весьма существенной, особенно если автомобиль ездит постоянно.

За счет чего происходит перерасход бензина?

Когда автомобиль работает на холостом ходу, карбюратор перестает подавать в двигатель топливо-воздушную смесь – так уж устроен механизм подачи. Но для того чтобы двигатель не заглох, ему все же необходимо потреблять некоторое количество бензина и нужен воздух для его сгорания.

Воздух попадает в карбюратор через клапан холостого хода (КХХ), после чего он смешивается с бензином и дальше поступает в двигатель. В такой системе подача топлива происходит непрерывно, так сказать, самотеком. Потребность в топливе не всегда бывает одинаковой, так как автомобиль может ехать в разных условиях.

К примеру, при торможении двигателем потребление топлива периодически падает и возрастает, но так как подача бензина не регулируется, происходит его перерасход. То же самое когда автомобиль идет накатом с горки и в других случаях. Чтобы сэкономить столь дорогое топливо и был разработан электромагнитный бензиновый клапан.

Что делает электромагнитный клапан карбюратора?

Если вы до сих пор не знали, то оказывается электромагнитный клапан, в итоге, значительно экономит средства автовладельца.

Какие полезности для вашего автомобиля и кошелька, соответственно, выполняет клапан:

• электромагнитный клапан призван уменьшить расход топлива за счет регулировки его подачи. В зависимости от потребностей он попеременно перекрывает канал подачи воздуха и топливо-воздушной смеси, находящийся в карбюраторе и тем самым дозирует его. Преимущества такого устройства на этом не заканчиваются;
• за счет того, что двигатель сжигает ровно столько топливно-воздушной смеси, сколько нужно, камера сгорания и поршни не испытывают дополнительных нагрузок. Соответственно – увеличивается ресурс поршневой группы;
• кроме того, когда в камере сгорания давление воспламенившихся газов превышает норму, они начинают «вымывать» масляную пленку с поверхности цилиндров и поршней. За счет этого также уменьшается износ деталей двигателя;
• и последний эффект, который для кого-то может показаться не таким важным, это уменьшение выброса СО в атмосферу.

Как устроен электромагнитный клапан ваз 2107?

Электромагнитный клапан «семерки» установлен непосредственно в карбюраторе. Его режим работы управляется с помощью экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ). Верхняя рабочая часть клапана перекрывает воздушный канал. После открытия воздух попадает в камеру, в которой смешивается с бензином.

При этом нижняя рабочая часть клапана перекрывает канал, который ведет из камеры и не позволяет приготовленной смеси поступать в двигатель. Во втором такте клапан перекрывает воздушный канал и соответственно, открывает нижний, по которому топливо-воздушная смесь попадает в двигатель.

Казалось бы – система проста и необходимости в ней нет, но есть один нюанс. Процесс открытия-закрытия каналов происходит с одной и той же частотой, но насколько они открываются – регулирует ЭПХХ. Именно за счет этого просвета регулируется уровень подачи топлива в двигатель.

Ход клапана обеспечивается за счет электропитания напряжением 12 В. Когда на него подается питание, он открывает воздушный канал, перекрывая канал для топливо-воздушной смеси. Когда питание, подаваемое через экономайзер ПХХ, не поступает, клапан закрывается за счет установленной в нижней части пружины. Поэтому, когда зажигание выключено, подача топлива не производится.

Совет для автолюбителя – не убирать электромагнитный клапан

Многие владельцы автомобилей, имеющие довольно большой стаж, не знают, зачем установлен электромагнитный клапан в карбюраторе. При его выходе из строя они часто допускают следующую ошибку – вместо того чтобы купить новый и установить его вместо старого клапана, такие водители просто блокируют его работу, специально выламывают запорный механизм и оставляют в открытом положении.

Как результат – перерасход топлива обеспечен. Причина такого отношения – либо банальное невежество, либо необоснованная скупость. Достаточно подсчитать, сколько можно сэкономить на топливе и соотнести со стоимостью нового клапан и все встанет на свои места. Нередко переплата за бензин может быть больше в десятки раз.

Клапан электромагнитный: уверенная работа гидравлических и пневмосистем

В любом транспортном средстве можно найти несколько электромагнитных клапанов — устройств для управления различными гидравлическими и пневматическими системами. Все об электромагнитных клапанах, их существующих типах, конструкции и работе, а также о выборе и замене клапанов — читайте в этой статье.

Функции и роль электромагнитного клапана в автомобиле

Электромагнитный клапан (э/м клапан) — устройство управления и коммутации потоков газов и жидкостей в различных системах транспортных средств; жидкостный или газовый клапан, запорный элемент которого имеет привод от встроенного или вынесенного электромагнита.

В любом транспортном средстве есть множество систем, в которых необходимо управление потоками жидкостей и газов: системы питания двигателя, стеклоомывателя, в пневматических системах, в предпусковых подогревателях и т.д. Наиболее часто в этих системах находят применение электромагнитные клапаны. Данные устройства позволяют автоматизировать системы управления узлами и агрегатами, они просты и могут работать с высокой точностью — за счет всего этого они и получили широкое распространение.

Однако выход клапана из строя может нарушить работу всего автомобиля, поэтому данная деталь нуждается в скорейшей замене. Но прежде, чем делать покупку, необходимо разобраться в существующих типах автомобильных электромагнитных клапанов, их устройстве и применяемости.

Типы и применяемость клапанов с электромагнитным приводом

Жидкостный клапан

Клапан омывателя

Клапан карбюратора

Применяемые на транспортных средствах электромагнитные клапаны подразделяются на несколько типов по рабочей среде и числу коммутируемых потоков, принципу работы, назначению, применяемости и некоторым иными особенностям.

Все электромагнитные клапаны можно разделить на три категории по рабочей среде:

• Жидкостные (гидравлические);
• Газовые (пневматические);
• Универсальные — могут работать либо с жидкими, либо с газообразными средами.

Устройства первого типа применяются в системах, в которых циркулируют жидкости, на автомобилях устанавливается большое число таких клапанов:

• Топливные клапаны основной системы питания — для подачи топлива, специальные детали дизельных двигателей, клапаны системы экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ) карбюраторов бензиновых двигателей и т.д.;
• Топливные клапаны вспомогательных систем — электрофакельного устройства, предпускового подогревателя и прочих;
• Клапаны стеклоомывателя;
• Клапаны климатических систем — штатного или дополнительного отопителя, кондиционера;
• Клапаны гидравлических систем;
• Клапан гидравлического привода вентилятора охлаждения (в двигателях с приводом вентилятора от гидравлической муфты).

Устройства второго типа применяются в тех системах, где рабочей средой являются газы:

• Клапаны управления пневмосистемой транспортного средства;
• Клапаны вспомогательных пневматических систем управления различными агрегатами транспортного средства — межосевого дифференциала, делителя передач, управления самосвальной платформой и другими агрегатами;
• Клапаны управления противоугонных средств в пневматических системах;
• Топливные клапаны в автомобилях с газобаллонным оборудованием;
• Клапаны моторного тормоза;
• Клапан ЭПХХ с пневматическим управлением;
• Клапаны управления систем экологии двигателя — вентиляции картера, улавливания паров бензина, рециркуляции выхлопных газов и других.

Устройства третьего типа являются универсальными, они обычно используются во вспомогательных системах транспортных средств. Например, на грузовых автомобилях одна модель клапана находит применение в жидкостном контуре отопителя, в системе пневматического моторного тормоза и в пневматических системах управления различным оборудованием.

Двухходовый гидравлический клапан

Трехходовый пневматический клапан

Клапаны всех типов делятся на две группы по количеству коммутируемых потоков:

• Двухходовые — управляют одним потоком газа или жидкости, обеспечивая его открывание или перекрытие. В клапане присутствует два патрубка или присоединительных штуцера для установки в разрыв потока;
• Трехходовые — управляют одним потоком газа или жидкости, разделяя его на два потока и обеспечивая их открывание или перекрытие в разнообразных комбинациях. В таком устройстве присутствует три патрубка или присоединительных штуцера.

Для обоих типов клапанов предусмотрено два основных состояния:

• Нормально открытые (НО) — клапан без подачи напряжения открыт;
• Нормально закрытые (НЗ) — обесточенный клапан перекрыт.

Двухходовые агрегаты принимают только одно из этих состояний и переходят между ними при подаче напряжения и обесточивании. Трехходовые клапаны обычно выполнены таким образом, что коммутируемые ими потоки всегда находятся в противоположных состояниях, но существуют и клапаны с независимым управлением потоками — они оба одновременно могут открываться и закрываться.

Наконец, все автомобильные э/м клапаны разделяются на две категории по назначению:

• Управляющие клапаны — для штатного управления потоками рабочих сред;
• Аварийные клапаны — для автоматического открытия или закрытия потока при возникновении нештатных ситуаций.

К первой категории относятся клапаны, участвующие в нормальной работе систем — обеспечивают подачу топлива, воды, воздуха или иных сред к управляемым узлам и агрегатам. Ко второй группе относятся устройства, которые предотвращают аварию или снижают ее негативные последствия — стравливают избыточное давление, отключают неисправные контуры и оборудование, и т.д.

В отдельную категорию выделяются э/м клапаны с возможностью ручного управления — в них предусмотрен ручной привод, который позволяет переводить клапан в то или иное положение в зависимости от текущего режима работы агрегата или в случае поломок.

Конструкция и принцип действия автомобильных электромагнитных клапанов

Прежде всего, следует отметить, что клапаны, в отличие от кранов, могут принимать только два положения — открыто или закрыто. Переход между этими положениями должен выполняться быстро, а промежуточных положений не предусмотрено — все это обуславливает те конструктивные особенности, которые имеют электромагнитные клапаны.

В любом э/м клапане можно выделить два связанных узла:

• Механический клапан с запорным элементом той или иной конструкции, подключаемый к управляемой системе:
• Управляющий клапаном электромагнит (соленоид), подключаемый к электросистеме автомобиля.

Основу устройства составляет клапан, выполненный в пластиковом или металлическом корпусе с полостями, каналами и патрубками (штуцерами). В корпусе клапана на седло опирается запорный элемент, в качестве которого может выступать:

• Диафрагма (мембрана) — плоская эластичная пластина, которая закрывает впускной и выпускной каналы;
• Золотник — стержень с проточками и каналами, который может закрывать или перераспределять несколько потоков жидкости/газа (в золотниковых клапанах седла как такового нет);
• Поршень — плоский или цилиндрический поршень, закрывающий один или сразу оба канала.

При этом в одном клапане может быть один (обычно у двухходовых), два (у трехходовых клапанов) и более управляющих элемента с единым приводом. Наиболее часто автомобильные двухходовые клапаны строятся на основе мембраны и поршня, а трехходовые — на основе золотника. На корпусе клапана могут предусматриваться винты и другие регулировочные элементы.

Над клапаном располагается электромагнит с подвижным подпружиненным якорем, который жестко соединен с запорным элементом. В некоторых устройствах клапан расположен непосредственно внутри соленоида, что помогает снизить габариты. На соленоиде или корпусе клапана располагается стандартный разъем с ножевыми или штырьковыми контактами, либо с индивидуальными разъемами на проводниках.

Работает данная деталь просто: в обесточенном состоянии клапан нормально открыт или закрыт, при подаче тока на соленоид его якорь втягивается и поднимет запорный элемент — клапан переводится в другое состояние или перераспределяет потоки рабочей среды; при снятии напряжения якорь электромагнита освобождается, и запорный элемент клапана занимает предыдущее положение. Управление клапаном может быть как ручным (с помощью соответствующих кнопок), так и автоматическим в зависимости от управляемой системы.

Вопросы подбора и замены электромагнитного клапана

Как правило, при неисправности электромагнитные клапаны не ремонтируются, а меняются в сборе. На замену следует выбирать устройства тех типов и моделей, что использовались ранее. Особое внимание следует уделять рабочему напряжению клапана (12 или 24 В), диаметру присоединительных патрубков/штуцеров и положению обесточенного клапана (НО или НЗ).

Замена клапана должна выполняться в соответствии с инструкцией по ремонту транспортного средства. В большинстве случаев эта работа проста: нужно демонтировать старый клапан, сняв с него все трубопроводы и отключив электрический разъем (в некоторых случаях потребуется открутить один-два винта или снять кронштейн), и на его место поставить новый. Если меняется гидравлический клапан, то может потребоваться частично или полностью слить жидкость из системы.

При верном выборе и правильной замене электромагнитный клапан сразу начинает работать, обеспечивая нормальное функционирование отдельных систем и всего транспортного средства.