Дроссельная заслонка

В современных автомобилях силовая установка работает с двумя системами: впрысковой и впускной. Первый из них отвечает за подачу топлива, задача второго – обеспечить поступление воздуха в цилиндры.

Назначение, основные конструктивные элементы

Несмотря на то, что вся система «управляет» подачей воздуха, конструктивно она очень проста и ее основным элементом является дроссельный узел (многие называют его по старинке дроссельной заслонкой). И даже этот элемент имеет простую конструкцию.

Принцип работы дроссельной заслонки остался прежним со времен карбюраторных двигателей. Он перекрывает основной воздушный канал, тем самым регулируя количество воздуха, подаваемого в цилиндры. Но если раньше эта заслонка была частью конструкции карбюратора, то на инжекторных двигателях это совершенно отдельный узел.

Система подачи льда

Помимо основной задачи — дозировки воздуха для нормальной работы силового агрегата в любом режиме, эта заслонка также отвечает за поддержание требуемых оборотов холостого хода коленчатого вала (ХХ) и при различных нагрузках на двигатель. Она также участвует в работе усилителя тормозов.

Дроссельная заслонка очень проста. Основными структурными элементами являются:

1. Рамки
2. Демпфер с валом
3. Приводной механизм

Механический узел дроссельной заслонки

Дроссели разных типов также могут включать в себя ряд дополнительных элементов: датчики, перепускные каналы, каналы нагрева и т.д. Более подробно конструктивные особенности дроссельных заслонок, применяемых в автомобилях, мы рассмотрим ниже.

Дроссельная заслонка установлена ​​в воздушном канале между фильтрующим элементом и коллектором двигателя. Доступ к этому узлу не затруднен любыми способами, поэтому при проведении работ по техническому обслуживанию или его замене добраться до него и разобрать его с автомобиля не составит труда.

Типы узлов

Как уже отмечалось, существуют разные типы ускорителей. Всего их три:

1. С механическим приводом
2. Электромеханический
3. Электронный

Именно в таком порядке и разрабатывалась конструкция этого элемента впускной системы. Каждый из существующих видов имеет свои конструктивные особенности. Примечательно, что с развитием технологий устройство узла не усложнялось, а, наоборот, становилось проще, но с некоторыми нюансами.

Заслонка с механическим приводом. Конструкция, особенности

Начнем с демпфера с механическим приводом. Этот вид деталей появился с началом установки на автомобили системы впрыска топлива. Его главная особенность заключается в том, что водитель самостоятельно управляет заслонкой посредством передающего троса, соединяющего педаль акселератора с газовым сектором, соединенным с валом заслонки.

Конструкция такого агрегата полностью заимствована у карбюраторной системы, разница лишь в том, что амортизатор является отдельным элементом.

В конструкцию этого узла дополнительно входят датчик положения (угла открытия амортизатора), регулятор холостого хода (ХХ), перепускные каналы и система обогрева.

Дроссельный узел с механическим приводом

Вообще датчик положения дроссельной заслонки присутствует во всех типах узлов. Его функция заключается в определении угла открытия, что позволяет электронному блоку управления форсунками определять количество воздуха, подаваемого в камеры сгорания, и исходя из этого корректировать подачу топлива.

Ранее применялся датчик потенциометрического типа, в котором угол раскрытия определялся изменением сопротивления. В настоящее время широко используются магниторезистивные датчики, которые более надежны, так как не имеют подверженных износу пар контактов.

Датчик положения дроссельной заслонки потенциометрического типа

Регулятор ХХ на механических дросселях — это отдельный канал, который шунтирует основной. Этот канал оснащен электромагнитным клапаном, корректирующим расход воздуха в зависимости от условий работы двигателя на холостом ходу.

Устройство контроля холостого хода

Суть его работы такова: на ХХ амортизатор полностью закрыт, но воздух необходим для работы двигателя и подается по отдельному каналу. При этом ЭБУ определяет частоту вращения коленчатого вала, на основании чего регулирует степень открытия этого канала электромагнитным клапаном для поддержания заданной скорости.

Байпасные каналы работают по тому же принципу, что и регулятор. Но его задача поддерживать скорость силовой установки за счет создания нагрузки в состоянии покоя. Например, при включении системы климат-контроля увеличивается нагрузка на двигатель, из-за чего скорость снижается. Если регулятор не может подать в двигатель необходимое количество воздуха, включаются перепускные каналы.

Но у этих дополнительных каналов есть существенный недостаток – их сечение мало, из-за чего они могут засориться и замерзнуть. Для борьбы с последним дроссельная заслонка подключается к системе охлаждения. То есть теплоноситель циркулирует по каналам кожуха, нагревая каналы.

Компьютерная модель каналов в поворотном затворе

Основным недостатком механического дроссельного узла является наличие погрешности приготовления топливовоздушной смеси, влияющей на экономичность и мощность двигателя. Это связано с тем, что ЭБУ не управляет заслонкой, он получает только информацию об угле открытия. Поэтому при резких изменениях положения дроссельной заслонки блок управления не всегда успевает «подстроиться» под изменившиеся условия, что приводит к перерасходу топлива.

Электромеханическая дроссельная заслонка

Следующим этапом развития поворотных затворов стало появление электромеханического типа. Механизм управления остался прежним — тросовый. Но в этом узле нет дополнительных каналов за ненадобностью. Вместо этого в конструкцию был добавлен электронный механизм частичного демпфирования, управляемый ЭБУ.

Конструктивно этот механизм включает в себя обычный электродвигатель с редуктором, который соединен с валом амортизатора.

Работает этот узел так: после запуска двигателя блок управления рассчитывает количество подаваемого воздуха и открывает заслонку на нужный угол, чтобы установить требуемые обороты холостого хода. То есть блок управления в агрегатах такого типа имел возможность регулировать работу двигателя на холостом ходу. В остальных режимах работы силовой установки водитель сам управляет дроссельной заслонкой.

Использование механизма частичного управления позволило упростить конструкцию узла ускорителя, но не устранило главный недостаток — погрешности формирования смеси. В этой конструкции дело не в демпфере, а только на холостом ходу.

Электронная заслонка

Последний тип, электронный, все больше внедряется в автомобили. Его главная особенность – отсутствие прямого взаимодействия педали акселератора с валом заслонки. Механизм управления в этой конструкции уже полностью электрический. Он по-прежнему использует тот же электродвигатель с коробкой передач, соединенной с валом, управляемой ЭБУ. Но блок управления «управляет» открытием ворот во всех режимах. В конструкцию добавлен дополнительный датчик — положения педали акселератора.

Электронные элементы дроссельной заслонки

При работе блок управления использует информацию не только от датчиков положения амортизатора и педали акселератора. Учитываются также сигналы, поступающие от устройств слежения за АКПП, тормозной системы, оборудования климат-контроля, круиз-контроля.

Вся поступающая информация от датчиков обрабатывается блоком и на этой основе устанавливается оптимальный угол открытия ворот. То есть электронная система полностью контролирует работу впускной системы. Это позволило исключить ошибки при формировании смеси. При любом режиме работы силовой установки в цилиндры будет подаваться точное количество воздуха.

Но эта система не была лишена недостатков. Также их немного больше, чем в двух других типах. Первый из них заключается в том, что заслонка открывается электродвигателем. Любая, даже незначительная неисправность узлов трансмиссии приводит к неисправности агрегата, что сказывается на работе двигателя. В тросовых механизмах управления такой проблемы нет.

Второй недостаток более существенный, но касается он в основном бюджетных автомобилей. А все упирается в то, что из-за не очень проработанного софта дроссель может срабатывать с опозданием. То есть после нажатия на педаль акселератора ЭБУ требуется некоторое время для сбора и обработки информации, после чего он подает сигнал на электродвигатель механизма управления дроссельной заслонкой.

Основная причина задержки от нажатия электронного дросселя до реакции двигателя — более дешевая электроника и неоптимизированное ПО.

В обычных условиях этот недостаток особо не заметен, но при определенных условиях такая работа может привести к неприятным последствиям. Например, при трогании с места на скользком участке дороги иногда необходимо быстро изменить режим работы двигателя («играть педалью»), т е в таких условиях важна быстрая «реакция» необходимого» двигателя к действиям водителя. Существующая задержка в работе акселератора может привести к осложнению управления автомобилем, так как водитель «не чувствует» двигатель.

Еще одной особенностью электронного дросселя некоторых моделей автомобилей, которая для многих является недостатком, является специальная настройка дросселя на заводе. ЭБУ имеет настройку, исключающую возможность пробуксовки колес при трогании с места. Это достигается тем, что в начале движения блок специально не открывает заслонку на максимальную мощность, фактически ЭБУ «душит» двигатель дроссельной заслонкой. В некоторых случаях эта особенность оказывает негативное влияние.

В автомобилях премиум-класса проблем с «откликом» впускной системы не бывает за счет нормальной разработки ПО. Также в таких автомобилях часто можно установить режим работы силовой установки по предпочтениям. Например, в режиме «спорт» также перенастраивается работа впускной системы, и в этом случае ЭБУ при запуске больше не «душит» двигатель, что позволяет автомобилю «быстро» тронуться с места.