Систематическое ужесточение норм на выброс токсичных веществ для значительной части автомобилей потребовало оснащения их устройствами для снижения выброса токсичных веществ на режиме ПХХ. Существует два типа устройств: для улучшения процесса горения на режиме ПХХ и полностью отключающие подачу топлива на данном режиме. К устройствам первого типа относятся демпфирующие устройства, замедляющие закрытие дроссельной заслонки при резком отпускании педали управления дроссельными заслонками, различного рода клапаны для подачи дополнительного количества смеси или воздуха в задроссельное пространство, устройства приоткрывающие дроссельную заслонку на небольшой угол. В результате удается снизить выброс СН на 20...40%. Наибольший эффект достигается в изношенных двигателях с повышенными угарами масла. Устройства такого типа, обеспечивающие сгорание основной части углеводородов в цилиндре, нашли широкое применение для двигателей с каталитическими нейтрализаторами. К числу недостатков устройств для улучшения сгорания смеси на ПХХ относится увеличение расхода топлива (в среднем на 2...4%), повышение уровня выброса CO (на 7...10%) и оксидов азота, ухудшение ездовых качеств (рывок вперед автомобиля при резком отпускании педали управления дроссельными заслонками), увеличение износа тормозных накладок вследствие ухудшения эффективности торможения двигателем.
В настоящее время все большее распространение находят устройства второго типа с целью отключения подачи топлива. Для карбюраторных двигателей попытки отключить подачу смеси делались еще в середине 30-х гг. Однако вследствие незначительного эффекта и нестабильности аппаратуры для управления топливным клапаном от вакуума во впускном трубопроводе, отсутствия требований к выбросу токсичных веществ такие устройства не нашли применения. С учетом достижений в области электронной техники, позволивших применить в массовом производстве электронные блоки для управления клапаном с достаточно высокой стабильностью момента включения, в связи с необходимостью снижения расхода топлива и постоянным ужесточением экологических требований для карбюраторных двигателей, начали применяться системы отключения подачи топлива на режиме ПХХ.
Наиболее простая система ЭПХХ — клапан «антидизель», перекрывающий топливный канал системы холостого хода при выключении зажигания. Эффективность данного варианта ЭПХХ оказалась низкой: при переходе на режим ПХХ эмульсионный канал и стенки впускной системы двигателя быстро осушались и для их заполнения требовалось время. Чтобы не было провалов в работе двигателя, топливоподачу через систему холостого хода приходилось включать при n=1800... 2000 мин-1 т. е. в среднем на 1000 мин-1 больше значения n, соответствующего самостоятельному холостому ходу. Кроме того, чтобы исключить неустойчивую работу двигателя при включении и выключении системы, отключение топливоподачи приходилось настраивать на частоту вращения коленчатого вала, превышающую на 200...400 мин-1 значение nвкл, соответствующее открытию клапана ЭПХХ. В результате у таких высокооборотных двигателей, как двигатель ВАЗ, при движении автомобиля в городе на первой и второй передачах система ЭПХХ иногда вообще не срабатывала.
В некоторых случаях для того чтобы использовать клапан «антидизель» для отключения топливоподачи на режиме ПХХ приходится упрощать систему холостого хода (в карбюраторе фирмы «Солеке» система холостого хода двухконтурная). Установленный в ней клапан «антидизель» (вместо топливного жиклера холостого хода) перекрывает только один контур подачи топлива. Поэтому в карбюраторах двигателей ВАЗ-2108 в системе холостого хода (рис. 26) исключен второй контур, а на режиме самостоятельного холостого хода дроссельная заслонка приоткрыта с помощью винта, который также является концевым контактом в системе управления клапаном.
Рис. 26. Система холостого хода и переходная система карбюратора ДААЗ 2108 и его модификаций: 1, 2 - топливный, воздушный жиклеры холостого хода; 3, 4 - воздушный, топливный жиклеры переходной системы вторичной камеры; 5 - выходное отверстие переходной системы вторичной камеры; 6 - топливные жиклеры главной дозирующей системы; 7 - выходное отверстие переходной системы первичной камеры; 8 - винт качества смеси; 9 - электромагнитный клапан
В некоторых карбюраторах фирмы «Пирбург» топливопо-дача на режиме ПХХ отключается не клапаном, а дроссельной заслонкой. При этом Т-образное отверстие, обеспечивающее работу двигателя на самостоятельном холостом ходу и переходных режимах, находится выше верхней кромки дроссельной заслонки. Однако данная конструкция имеет недостатки:
- на режиме ПХХ топливовоздушная эмульсия вытекает из каналов системы холостого хода в смесительную камеру, что требует преждевременного включения топливоподачи на последующих рабочих режимах, и, следовательно, снижает эффективность работы системы;
- поскольку необходимо большое перестановочное усилие управления дроссельной заслонкой, то для работы системы требуется мембранный механизм больших размеров;
- вследствие того, что работу системы определяет положение дроссельной заслонки относительно выходного отверстия системы холостого хода, данный параметр приходится контролировать после сборки смесительных камер у каждого карбюратора.
Более эффективной является система отключения топливо-подачи на режиме ПХХ, осуществляемая электромагнитным клапаном, перекрывающим канал непосредственно перед выходом топливовоздушной эмульсии в задроссельное пространство. Недостатком системы является то, что дроссельная заслонка оставалась приоткрытой на величину, необходимую для подачи воздушного заряда на режиме холостого хода. Поэтому на режиме ПХХ происходит достаточно интенсивная продувка впускного трубопровода.
Система с отключением подачи эмульсии электромагнитным клапаном перед выходом в задроссельное пространство была применена для карбюра торов К-90 и К-91 двигателей ЗИЛ. Несмотря на проведение специальных работ, связанных с уменьшением объема эмульсионных и топливных каналов, момент включения ЭПХХ соответствовал достаточно большим значениям n=1000...1300 мин-1 т. е. на 500...800 мин-1 больше минимальной частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу.
Однако более эффективной является автономная система холостого хода с клапаном отключения подачи топливовоздушной смеси, расположенным непосредственно перед выходом в задроссельное пространство. Впервые в мировом двигателестроении один из вариантов системы холостого хода с ЭПХХ «Каскад» (рис. 27) был применен в отечественных карбюраторах ДААЗ 2105, 2107, К-133, К-131. В системе «Каскад» использована автономная система холостого хода. Одним из основных преимуществ этой системы является возможность включать ЭПХХ при частоте вращения коленчатого вала, всего лишь на 300... 400 мин-1 большей минимальной частоты вращения вала на холостом ходу, что существенно повышает его эффективность. При испытании по городскому циклу расход топлива снижается до 4...6%, а выброс CO и СН на 20...40%. Важным преимуществом является также сравнительно невысокая требовательность к герметичности посадки клапана, так как даже при интенсивной утечке воздуха через него создаваемый у распылителя вакуум недостаточен для подсоса топлива.
Рис. 27. Система холостого хода с ЭПХХ «Каскад» карбюраторов ДААЗ 2105, 2107, К-131, К-133: 1 - дроссельная заслонка; 2, 3 - ведущий и ведомый рычаги; 4 - электронный блок управления ЭПХХ; 5, 6 - клапан ЭПХХ и его мембранный механизм; 7 - электропневмоклапан; 8 - электронный блок; А, В - внешняя и внутренняя полости мембранного механизма; а - зазор, необходимый для опережения включения ЭПХХ