Электронная дроссельная заслонка
Электронная педаль газа, дроссельная заслонка.
Подробности Просмотров: 43377Устройство и принцип действия
При электронном приводе акселератора перемещение дроссельной заслонкиосуществляется при помощи электродвигателя. При этом отпадает необходимость втрадиционной механической связи между педалью акселератора и дроссельнойзаслонкой.Это означает, что намерение водителя с педали акселератора передается в
блок управления. Затем осуществляется перемещение дроссельной заслонки.
Благодаря этому блок управления может посредством перемещения дроссельнойзаслонкой влиять на величину крутящего момента двигателя даже в том случае, когдаводитель не меняет положения педали акселератора.
Это дает возможность достижения лучшей координации между системами двигателя.
Ниже Вы увидите, что электронный привод акселератора – это значительно больше, чем простаязамена механического привода.
Механическое перемещение
дроссельной заслонки Водитель нажимает педаль акселератора,и через тягу акселератора усилие непосредственно передается на дроссельнуюзаслонку и вызывает ее перемещение. Электронное управление двигателем при этомне имеет никакой возможности повлиять на положение дроссельной заслонки.Чтобы изменить крутящий момент двигателя, необходимо воздействовать на другиепараметры режима двигателя, например, на момент зажигания и впрыска топлива.Только в режиме холостого хода и при действии круиз-контроля осуществляется
электронное регулирование работой двигателя.
Электронно-электрическое перемещение дроссельной заслонки
В этом случае перемещение дроссельной заслонки по всему пути происходит приэлектронном управлении и электрическом приводе.Водитель в соответствии с его намерениями по изменению мощности двигателя нажимаетпедаль акселератора. Положение педали отслеживается датчиками, и соответствующиесигналы передаются блоку управления двигателя. Далее происходит перемещениедроссельной заслонки в соответствии с намерениями водителя.Если же появляется необходимость изменения крутящего момента двигателя по причинамобеспечения безопасности движения или экономии топлива, блок управления двигателяможет изменить положение дроссельной заслонки без изменения водителем положенияпедали акселератора. Достоинство такого регулирования состоит втом, что блок управления определяет положение дроссельной заслонки в соответствии спожеланиями водителя, экологическими требованиями, необходимостью обеспечения
безопасности движения и снижения расхода топлива.
Описание системы
“Инструментами” управления двигателем в части крутящего момента двигателя являютсядроссельная заслонка, давление наддува, момент впрыска топлива, отключение цилиндров и
момент зажигания.
Регулирование крутящего момента двигателя посредством механическогопривода дроссельной заслонкиРазличные сигналы, касающиеся величины крутящего момента двигателя, поступают в блокуправления двигателя и там обрабатываются. Однако оптимальной величины крутящегомомента получить не удается, поскольку блок управления двигателя не может оказатьпрямого воздействия на дроссельную заслонку, управляемую механически педальюакселератора.Регулирование крутящего момента двигателя посредством электронногоуправления дроссельной заслонкойВ этом случае возможно достижение оптимального значения крутящего момента
посредством электронного регулирования работой двигателя.
Как это происходит?Блок управления двигателем суммирует все внешние и внутренние требования в отношениивеличины крутящего момента двигателя и по ним рассчитывает необходимую величину
момента. Это намного точнее и эффективнее, чем было прежде.
Внутренние требования предъявляются со стороны:- условий пуска двигателя;- подогрева катализатора;- регулирования холостого хода;- ограничения мощности;- ограничения частоты вращения;
- регулирования состава смеси по содержанию кислорода в отработавших газах.
Внешние требования предъявляются со стороны:- автоматической коробки передач (в точках переключения);- тормозной системы (контроль тяги, режим принудительного холостого хода);- климатической установки (включение и выключение компрессора);
- круиз-контроля.
Процесс регулирования
После оценки всех внутренних и внешних требований в отношении величины крутящегомомента блок управления двигателя рассчитывает оптимальный крутящий моментдвигателя. Фактический крутящий момент определяется расчетом по частоте вращения двигателя,
сигналу о нагрузке двигателя и моменту зажигания.
В ходе регулирования блок управления двигателя сначала сравнивает фактическийкрутящий момент с оптимальным моментом. Если эти величины не совпадают, блокуправления двигателя расчетом определяет направление и величину необходимоговоздействия в целях достижения совпадения фактического и оптимального крутящего
момента.
Для этого у блока управления есть два пути.
На одном пути регулированию подлежат параметры, которые влияют нанаполнение цилиндров. При этом речь идет о параметрах, изменение которыхотносительно долго влияет на направление изменений крутящего момента двигателя.Эти параметры:- угол открытия дроссельной заслонки и
- на двигателях с турбонаддувом давление наддува.
На втором пути изменению подлежат параметры, которые относительно быстроизменяют величину крутящего момента вне зависимости от наполнения цилиндров.К этим параметрам относятся:- момент зажигания;- момент впрыска топлива;
- отключение цилиндра(ов).
Электронный привод дроссельной заслонки состоит из:
- педального модуля с датчиками положения педали акселератора;- блока управления двигателя;- модуля управления дроссельной заслонки;
- контрольной лампы электронного привода дроссельной заслонки.
Педальный модуль
посредством датчиков непрерывно определяет положение педали акселератора и передаетсоответствующий сигнал блоку управления двигателя.
Блок управления двигателя
определяет по этому сигналу намерение водителя в отношении изменения мощностидвигателя и отвечает на это соответствующим изменением крутящего момента двигателя. Дляэтого блок управления подает управляющий сигнал приводу дроссельной заслонки дляприоткрытия ее или, наоборот, некоторого закрывания. При этом принимаются во вниманиедругие пожелания в отношении крутящего момента двигателя, например, со стороныклиматической установки. В этом и состоит смысл “электронного привода
акселератора” (дроссельной заслонки).
Модуль управления дроссельной заслонки
обеспечивает требуемую массу воздуха, поступающего в цилиндры.Привод дроссельной заслонки воздействует на дроссельную заслонку в соответствии скомандами блока управления двигателя. О положении дроссельной заслонки постояннопоступают сигналы от угловых датчиков положения дроссельной заслонки в блок
управления двигателя.
Контрольная лампа электронного привода акселератора сигнализирует водителю, что в системеэлектронного привода имеется неисправность.
Действие электронного привода
На холостом ходу
Блок управления двигателем узнает по сигналам от датчиков положения педалиакселератора, что педаль не нажата. Начинается режим регулирования холостого
хода.
Блок управления двигателем управляет приводом дроссельной заслонкой; при помощиэлектродвигателя дроссельная заслонка перемещается.В зависимости от того, насколько различаются фактическая и оптимальная величины частоты
вращения двигателя, зависит величина изменения угла открытия дроссельной заслонки.
Оба угловых датчика положения дроссельной заслонки непрерывнопередают информацию блоку управления двигателя. Датчики расположены в модуле
управления дроссельной заслонкой.
Перемещение педали акселератора
Блок управления двигателя из сигналов от датчиков положения педали акселератораполучает информацию о положении педали. Желаемое водителем перемещениедроссельной заслонки осуществляется по команде блока управления посредствомпривода дроссельной заслонки. Дополнительно поступают соответствующиекоманды по изменению момента зажигания, впрыска и, при необходимости, величины
давления наддува.
Оба угловых датчика определяют положение дроссельной заслонки и сообщают о нем блокууправления.
Для расчета необходимого положения дроссельной заслонки блоком управленияпринимаются во внимание дополнительные требования.
Например:- по ограничению частоты вращения двигателя;- со стороны круиз-контроля (GRA);- со стороны системы контроля тяги (ASR);
- со стороны регулирования принудительного холостого хода (MSR).
Если в конечном счете это все отражается в необходимости изменения крутящего момента,может быть изменено положение дроссельной заслонки без какого-либо воздействия водителя
на педаль акселератора.
Модуль педали акселератора состоит из:
- педали акселератора;- датчика 1 положения педали акселератора G79- датчика 2 положения педали акселератора G185.Используются два одинаковых датчика для обеспечения максимально возможнойнадежности. Здесь речь идет о резервированной системе.
Это означает, что вполне было бы достаточно информации от одного датчика.
Использование сигналовПосредством сигналов от обоих датчиков положения педали акселератора блокуправления двигателя узнает положение педали в каждый момент времени.Оба датчика представляют собой потенциометры со скользящим контактом,укрепленным на общем валу. При каждом изменении положения педали изменяетсясопротивление датчиков и, соответственно, напряжение, которое передается на блок
управления двигателя.
Работа при отсутствии сигнала
При отсутствии одного сигнала- Это вносится в регистратор неисправностей, и включается контрольная лампаэлектронного привода акселератора.- Система управляется сначала на холостом ходу. Когда будет опознан второй датчик входе определенного контрольного срока на режиме холостого хода, опять будетвозможно движение автомобиля.- При полном нажатии на педаль частота вращения двигателя увеличиваетсямедленно.- Дополнительное опознавание холостого хода по положению педали осуществляетсяпосредством выключателя сигналов торможения F или выключателя поположению тормозной педали F47.- Комфортные функции, например, круиз- контроль или регулирование двигателем в
режиме принудительного холостого хода, отключаются.
При отсутствии обоих сигналовЭто вносится в регистратор неисправностей, и включается контрольная лампа электронногопривода акселератора.- Двигатель работает только на повышенных оборотах холостого хода (максимально
1500 об/мин) и не реагирует на педаль акселератора.
Модуль управления дроссельной заслонки
расположен на впускной трубе. Он служит для обеспечения подачи нужного количества воздуха вцилиндры.
Устройство, Модуль состоит из:- корпуса дроссельной заслонки;- дроссельной заслонки;
- привода дроссельной заслонки G186;
- углового датчика 1 привода дроссельной заслонки G187;- углового датчика 2 привода дроссельной заслонки G188.
ДействиеОткрытие и закрытие дроссельной заслонки осуществляется электродвигателем по сигналублока управления двигателя. Оба угловых датчика посылают сигналы блокууправления двигателя о положении дроссельной заслонки.
Два датчика установлены в целях повышения надежности системы.
Работа при отсутствии сигналов
Если блок управления двигателя получает от одного из угловых датчиков неразличимый сигналили вообще не получает никакого сигнала:- Это вносится в регистратор неисправностей, и включается контрольная лампаэлектронного привода акселератора.- Подсистемы, которые в какой-то степени определяют крутящий момент (например,круиз-контроль, регулирование двигателя в режиме принудительного холостого хода)отключаются.- Для контроля оставшегося датчика используется сигнал нагрузки.
- Педаль акселератора действует нормально.
Если блок управления двигателя получает от обоих угловых датчиков неразличимые сигналыили вообще не получает никаких сигналов:- Это вносится в регистратор неисправностей, и включается контрольная лампаэлектронного привода акселератора.- Привод дроссельной заслонки отключается.- Двигатель работает только с повышенной частотой холостого хода 1500 об/
мин и больше не реагирует на педаль акселератора.
Электронная дроссельная заслонка: как она устроена, и как её ремонтировать?
Тренд автомобильного инжиниринга всех последних лет – планомерное отстранение водителя от непосредственного управления машиной. Пока, слава богу, мы не дошли массово до потери жесткой связи наших рук и ног с поворачивающимися колесами и тормозами, но к тому все явно идет… Как минимум, ни один автомобиль в наши дни уже не выпускается без электронной дроссельной заслонки, при которой мы не отдаем прямую команду дросселю «больше воздуха!» правой ногой через тросик, а высказываем пожелание блоку управления двигателем, который уже сам отправляет команду на заслонку. Хорошо это или плохо, и как с этим жить?
История вопроса
Принято считать, что так называемый E-газ – это технология последнего примерно десятилетия. В чистом виде – да, но интегрированный электропривод в дроссельных заслонках появился гораздо раньше – еще в 80-х. В те годы на оси заслонки с одной стороны располагался сектор газа, связанный с педалью акселератора классическим тросиком (да-да, «колесико», которое приводится в движение тросиком от педали, называется «сектором газа»!), а с другой стороны ось заслонки соединялась через шестеренчатую передачу с небольшим электромотором.
Собственно, на поведение машины при движении моторчик влияния не оказывал – связь с ногой водителя была олдскульная, механическая и четкая: как надавишь, так и поедешь! А вступал в работу электромотор только в режиме холостого хода, корректируя степенью приоткрытия заслонки обороты при прогреве и после прогрева, а также чуть добавляя газку при включении мощных потребителей электроэнергии и крутящего момента – кондиционера летом, ГУРа на морозе, разных обогревов и т.п. Чуть позже функции моторчика в дросселе расширились – при практически неизменной конструкции добавилось электронных команд: он стал управлять не только оборотами холостого хода, но и оборотами в движении – при включении круиз-контроля и при активации антипробуксовочной системы.
Сейчас же все достигло «апофигея технологичности» – механическая связь заслонки с педалью газа исчезла в принципе, и все команды – как от ноги водителя, так и от сервисных систем – дроссель получает лишь при посредничестве блока управления двигателем. Причин тому – три:
- Экологические требования;
- Рост экономии топлива;
- Удобство в реализации множества современных функций автомобиля.
Электронный дроссель в наши дни
Итак, прямая связь дроссельной заслонки с педалью упразднена полностью и окончательно. Как я уже говорил, нажатием на педаль мы отправляем сигнал в блок управления, а тот в свою очередь анализирует обстановку и множество параметров, а затем отдает команду на подачу воздуха. При этом надо сказать, что за добрый десяток лет развития тандема электронной педали газа и электронного дросселя в его современном понимании система благополучно переросла ряд детских болезней – как чисто физических, так и софтовых.
Изнашивающиеся скользящие контакты датчиков положения заслонки вытеснила бесконтактная индуктивная связь, появилось множество новых функций – не настолько явных, чтобы занять строчку в техническом описании автомобиля, но в комплексе достаточно важных.
Например, ход педали газа стал нелинейным, что позволило лучше контролировать автомобиль во время начала движения: при мощном моторе (где заслонка имеет большой диаметр) исчез риск избыточно резко рвануться вперед при легком касании педали – электронный дроссель в первой четверти хода педали газа реагирует намеренно вяло.
E-газ позволяет наиболее оптимально провести разгон на авто с турбированным двигателем, в значительной мере борясь с турбоямой и обеспечивая более ровное ускорение с низов. Е-газ поможет и при режиме «педаль в пол», когда в случае классической тросовой заслонки первые мгновения идет неоптимальное сгорание смеси, и теряются секунды на разгоне. Конечно же, нельзя не упомянуть эффективную систему автоматического управления тягой мотора для борьбы со сносами и проскальзываниями ведущих колес.
При этом, правда, нужно отметить, что поведение электронного дросселя на бюджетных машинах по-прежнему серьезно отличается от среднеценовых и, тем более, премиальных автомобилей. В «бюджетках» E-газ, к сожалению, излишне туповат, задумчив и не способствует получению истинного удовольствия от драйва.
Да еще порой и на безопасность влияет отрицательно – дроссель с неоптимальным управляющим программным обеспечением реагирует на нажатие педали с задержкой, выдавая момент на колесах тогда, когда уже поздно. При отсутствии систем стабилизации зимой на скользком покрытии и в повороте такая реакция машины способна свести на нет ваши традиционные навыки зимнего вождения и создать аварийную ситуацию…
Простота и сложность электронного дросселя
Обычно внедрение электроники сопровождается невероятным усложнением конструкции. В случае с дросселем все с точностью до наоборот! Вдумчиво изучив его, можно обнаружить, что он невероятно прост и лишен ряда хитрых технических решений, имевшихся прежде у классических дросселей с тросовым приводом. А уж старый добрый двухкамерный карбюратор по сравнению с E-дросселем – и вовсе сложнейший и дорогущий в производстве прибор эпохи «стимпанк»…
ВО-ПЕРВЫХ, КОНЕЧНО ЖЕ, E-ДРОССЕЛЬ НЕ НУЖДАЕТСЯ В РЕГУЛЯТОРЕ ХОЛОСТОГО ХОДА – КЛАПАНЕ ПОДАЧИ ВОЗДУХА ПО ТОНЕНЬКОМУ КАНАЛУ, УПРАВЛЯЕМОМУ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, КОТОРЫЙ СКЛОНЕН К ЗАГРЯЗНЕНИЮ КАРТЕРНЫМИ ГАЗАМИ И НЕСТАБИЛЬНОЙ РАБОТЕ. В СЛУЧАЕ ЭЛЕКТРОННОГО ДРОССЕЛЯ КЛАПАН РЕГУЛИРОВКИ ХОЛОСТОГО ХОДА ИСЧЕЗАЕТ – ХХ ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ ПРИОТКРЫТИЕМ ОСНОВНОЙ ЗАСЛОНКИ – ВЕДЬ ОНА И ТАК ЭЛЕКТРОУПРАВЛЯЕМАЯ, А СТАЛО БЫТЬ, ПРЕКРАСНО СПРАВЛЯЕТСЯ С РЕГУЛИРОВКОЙ ОБОРОТОВ, ПОДСТРАИВАЯСЬ ПОД ВКЛЮЧЕННЫЕ ПОТРЕБИТЕЛИ, ТЕМПЕРАТУРУ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА И АНТИФРИЗА, И Т.П.
Еще в систему холостого хода при классическом дросселе часто входили дополнительные байпасные воздушные каналы в обход заслонки, также весьма склонные к засорению. Эти каналы открывались не плавно, а по принципу «вкл/выкл», внешними электроклапанами – к примеру, для компенсации нагрузки на двигатель при включении кондиционера. В электронном дросселе это все тоже оказалось ненужным – компенсация просадки оборотов делается опять же самой дроссельной заслонкой.
Также у классического дросселя имелся подогрев антифризом от системы охлаждения, поскольку все вышеупомянутые тоненькие каналы в холодное время боялись обмерзания. В электронном дросселе, особенно если монтируется он на пластиковом впускном коллекторе, нужды в подогреве часто нет – штуцеры подвода и отвода антифриза из него исчезают.
Иначе говоря, электронный дроссель взял на себя сразу несколько функций, до предела упростив свою механическую часть.
Да, по «механике» ломаться стало практически нечему – настолько все там просто и примитивно: простейший электромоторчик, который через пару пластиковых, но достаточно крепких шестеренок связан с осью заслонки, да возвратная пружина на той же оси.
Собственно, даже вопрос периодической чистки дросселя заметно снизил свою актуальность после избавления от системы узких байпасных каналов. Однако существенно усложнилась электронная часть, преподносящая порой сюрпризы – как объяснимые, так и совершенно загадочные и беспричинные.
Проблема заключается в том, что электронная плата дросселя, являющаяся, по сути, только сдвоенным датчиком, отслеживающим положение и динамику открытия заслонки, зачастую неремонтопригодна и отсутствует в продаже. Если электродвигатель при подаче диагностических 12 вольт ровно жужжит, редукторные шестеренки не имеют повреждений и заеданий, а в проводке от заслонки к ЭБУ нет плохих контактов, может потребоваться замена дроссельной заслонки в сборе. Увы.
И ВОТ ТУТ-ТО МНОГИЕ МОГУТ СТОЛКНУТЬСЯ С НЕПРИЯТНЫМ СЮРПРИЗОМ. НА ЛАДА ГРАНТА ЭТОТ УЗЕЛ В СБОРЕ СТОИТ 5 000 РУБЛЕЙ, ЧТО НЕМАЛО, НО В ЦЕЛОМ ПОДЪЕМНО, А НА VOLKSWAGEN POLO SEDAN – 25 000 РУБЛЕЙ… ТАКАЯ СУММА СПОСОБНА ПРОБИТЬ СЕРЬЕЗНУЮ ДЫРУ В БЮДЖЕТЕ, А РАССТРОЙСТВА ДОБАВИТ ТОТ ФАКТ, ЧТО ОБЕ ДЕТАЛИ, ЗА 5 И ЗА 25 ТЫСЯЧ РУБЛЕЙ, ТЕХНИЧЕСКИ ПОЧТИ ИДЕНТИЧНЫ, НО КОНСТРУКТИВНО И ПРОГРАММНО НЕСОВМЕСТИМЫ.
Что делают «jetter», «шпора» и «бустер педали газа»?
Говоря об электронном дросселе, этот класс устройств нельзя не упомянуть. Под такими названиями известен популярный гаджет для машин с E-газом, который, по словам производителей, «дает рост динамике и скорости». «Джеттер» – небольшая коробочка, включающаяся в цепь между педалью газа и блоком управления двигателем и искажающая сигнал педали так, чтобы заставить ЭБУ думать, что «тапка в полу», когда вы лишь слегка коснулись акселератора.
На самом деле, ни скорости, ни динамики эти гаджеты не добавляют и добавить не могут. Они просто меняют электромеханическую характеристику педали акселератора. Характеристика педали всегда нелинейна – изначально электронная педаль чаще всего настроена так, чтобы в первой половине хода быть малоотзывчивой, выдавая четверть мощности двигателя, а за оставшуюся половину выдавать остальные три четверти. Это, безусловно, весьма упрощенное описание, цифры тоже условны, но суть именно такова. «Джеттер» же меняет заводскую характеристику «наизнанку» – педаль начинает выдавать почти всю мощность двигателя на первой половине хода, субъективно делая машину «резкой». Некоторый эффект действительно ощутим, особенно при первом сравнении, но надо понимать, что ничего такого, чего бы нельзя было сделать ногой без применения электронной «примочки», не происходит.
Собственно говоря, программные аналоги «джеттера» давно имеются во многих автомобилях высокого класса. Там это называется переключением режимов вождения, под которыми понимается управление настройками двигателя, КПП и иногда – шасси, если в нем имеются управляемые амортизаторы. Смена режима «нормал» на «спорт» (названия могут быть иными в авто разных марок и моделей) включает в себя наряду с изменением массы других настроек и коррекцию характеристики педали газа, как это делает и «джеттер».
Заслонка изнутри
Перед нами дроссельная заслонка Volkswagen Polo Sedan. Машина приехала на сервис с жалобой на неадекватное поведение педали газа, горящий «чек» и двигатель, явно не развивающий положенную мощность. Диагностика выявила неисправность дроссельной заслонки, которая и была заменена по гарантии. Никаких более глубоких причин выхода её из строя дилерский сервис искать не стал, поскольку подобные процедуры не предусмотрены регламентом. Пользуясь случаем, на примере «приговоренной» заслонки изучим её устройство и попробуем обнаружить неисправность. Ведь гарантия сохранилась не у всех!
Снаружи на дросселе видны четыре отверстия, через которые болты притягивают дроссель к коллектору, небольшой зазор в закрытом состоянии для поступления в цилиндры воздуха в режиме холостого хода, а также логотип итальянского производителя Magneti Marelli. Кстати, одной из старейших в мире компаний, производящих автомобильную электронику.
Вот электрический разъем – по нему на электромоторчик заслонки приходит с блока управления сигнал на поворот заслонки на тот или иной угол, а обратно передается информация о положении.
Механическая часть редуктора прячется под влагозащищенной крышкой с эластичной прокладкой, которую удерживают несколько тугих пружинных скобок-защелок. Снимаются они отверткой.
Особенность механизма заслонки – работа при полном отсутствии смазки, которая способна замерзнуть или, наоборот, – отвердеть, высыхая. Шестерни практически не имеют выработки – их состояние можно назвать безупречным, как и чистоту внутри корпуса. Очевидно, что ни влага, ни пыль в корпус заслонки не попадали!
Моторчик легко проверить, просто подав на него 12 вольт – как на отключенный от редуктора, так и на соединенный с шестернями. Это покажет отсутствие заеданий в механизме. Жужжит! А если бы не жужжал, то мотор можно легко извлечь и заменить – китайцы торгуют ими примерно по 1 000 рублей.
В общем-то, на стадии диагностики электронного модуля и наступает тупик. Все остальные части механизма дросселя исправны и целы – нет обратной связи по положению от одного из датчиков. Плата требует замены – это было бы не слишком сложно, будь возможность её приобрести.
Нельзя, правда, не упомянуть, что некоторое время назад на форумах владельцев Polo Sedan бурно обсуждался массовый выход дроссельных узлов из строя из-за окисления залитых в пластик контактных линий, идущих от платы к внешнему разъему – из-за этого ближние друг к другу контакты замыкались между собой.
Самодельщики разработали несложную технологию устранения контакта там, где его быть не должно, доступную многим буквально на кухонном столе. Но эта история несколько лет как сошла на нет (видимо, она была связана с нарушением техпроцесса при производстве определенной партии дроссельных узлов), и в нашем случае характерных признаков обнаружить не удалось. Да и дроссель принадлежал машине, выпущенной значительно позже проблемных лет.
В итоге дорогостоящий узел все же отправился в утиль, оставив владельца в недоумении от разницы цен на фольксвагеновский и вазовский дроссели, а также с чувством облегчения от того, что дефект проявился до истечения гарантийного срока.
Источник
Электронный дроссель - как он работает?
Природа человека заставляет его искать более выгодные пути существования. Согласитесь, все мы, если есть возможность, предпочитаем избежать сложностей и выбираем вариант «попроще», при чем это касается как рабочих моментов, так и повседневного быта. Вот и получилось, что одной из основных тенденций автомобилестроения наших дней есть максимальное исключение человеческого фактора в тех местах, где без него прекрасно справляются электронные системы. Конечно, довольно часто, при управлении транспортным средством, водитель может допускать некоторые погрешности: не до конца выжимает педаль сцепления или не своевременно переключает передачу, и хоть, на первый взгляд, это не серьезные проступки, однако, систематическое их повторение пагубно сказывается на работе двигателя и трансмиссии.
С развитием технологической стороны нашего существования, совершенствуется и конструкция машин. Поэтому, совсем не удивительно, что электронные системы, способные с большой точностью управлять различными механизмами, постепенно внедрились и в конструкцию современных автомобилей. В списке первых успешных устройств такого рода числится электронная дроссельная заслонка (дроссель), которую отечественные разработчики, наряду со своими зарубежными коллегами, не так давно начали массово устанавливать на транспортные средства. Если данный вопрос Вас заинтересовал и Вы не прочь более детально вникнуть в его суть, тогда уделите несколько минут своего времени на прочтение этой статьи.
1. Назначение электронного дросселя
Дроссельная заслонка – это один из конструктивных элементов впускной системы, устанавливаемых на автомобилях с бензиновым двигателем внутреннего сгорания. Главным ее назначением есть регулировка количества воздушных потоков, поступающих в двигатель для выработки топливно-воздушной смеси. Размещается дроссельная заслонка между впускным коллектором и воздушным фильтром.
Более усовершенствованным вариантом стандартного дросселя - считается электронный вид данного устройства. Электронная дроссельная заслонка, также как и традиционный механизм осуществляет контроль за объемом потоков воздуха, поступающих в камеру внутреннего сгорания мотора. Когда водитель нажимает на педаль «газа», положение установленной в корпусе заслонки меняется (открывается) и через нее проходит переменный поток воздуха. Использование такого механизма позволяет добиться большей экономичности и рабочей стабильности, ведь ошибка человека (человеческий фактор) при управлении агрегатом полностью исключается.
Автомобильные бензиновые системы, использующие электронную дроссельную заслонку теперь не редкость и в нашей стране, а в первые они появились на немецких автомобилях, выпущенных во второй половине 90-х годов. На отечественные просторы они пришли через вторичный рынок, оставив на память такие популярные в свое время машины как Golf, Volkswagen Passat B5 и некоторые другие.
Впервые, система электронной дроссельной заслонки была использована на гоночном автомобиле в далеком теперь, 1985 году. В те времена, компания Volkswagen проводила эксперименты над вторым поколением автомобилей Golf, стараясь сделать из него гоночный спорткар. С этой целью, машину оборудовали сразу двумя двигателями, а что бы синхронизировать их мощность была использована система E-Gas. Дроссель одного из них управлялся традиционным механическим путем, а вот для работы другого использовали электропривод, синхронизирующий положение заслонки. В результате эксперимента, разработчикам удалось добиться суммарной мощности мотора в 500 лошадиных сил, при чем разгон до 100 км. занимал всего 3,4 секунды.
В целом, суть системы электронного дросселя, заключается в полном автоматическом (электронном) управлении приводом дроссельной заслонки. Конечно, это сделано совсем не для того, что бы убрать механическую связь между устройством и педалью «газа», а для того, что бы обеспечить более качественное приготовление топливно-воздушной смеси. Именно благодаря электронной системе появилась возможность значительно изменить и лучше регулировать ее приготовление, что, в свою очередь, повлияло на уменьшение расхода топлива и большую эффективность его сжигания, тем самым уменьшив количество вредных выбросов.
2. Устройство электронного дросселя
Как мы уже говорили, на большинстве современных транспортных средств, механический привод дроссельной заслонки заменен на электрический, управляющейся электронным блоком. Данный факт способствует достижению оптимальной величины крутящего момента при любом рабочем режиме двигателя автомобиля. Кроме того, не на последнем месте среди преимуществ использования такой системы, находится выполнение экологических требований и безопасность передвижения.
Основными отличительными особенностями дросселя с электрическим приводом являются:
- полное отсутствие связи между дроссельной заслонкой и педалью акселератора (педаль «газа»);
- возможность регулирования холостого хода путем перемещения соответствующей заслонки.
При переходе на электронное управление, механизм заслонки остался прежним, а кардинальным изменениям подверглась только система привода. В традиционном устройстве этого прибора, ее ось связывается с педалью «газа» при помощью троса и когда водитель нажимает на педаль, происходит его сокращение, что, в свою очередь, заставляет заслонку поворачиваться, тем самым открывая ее. Движением оси в электронном дросселе, управляет специальный электромотор, а прямая связь между заслонкой и «газом» полностью отсутствует. В этом случае, педаль газа выполняет роль пульта дистанционного управления, а быстро и ровно менять положение заслонки (настолько, насколько это нужно для работы двигателя при заданной нагрузке) помогает «умная» электроника. Как результат, уменьшение потери мощности, сокращение топливных затрат, а заодно и выполнение роли пускового устройства для холодного двигателя.
Электронная составляющая управления дроссельной заслонки дает возможность влиять на величину крутящего момента, даже при отсутствии физического воздействия на педаль. Система сама включает все входные датчики, исполнительное устройство и блок управления работой двигателя.
Кроме датчика положения дросселя, в электронной системе управления также используется датчик положения педали акселератора, выключатель положения «тормоза» и выключатель положения педали «сцепления». Также важную роль в работоспособности системы управления дросселя играет использование сигналов от автоматической коробки передач, климатической установки, тормозной системы и системы круиз-контроля.
Все эти сигналы датчиков поступают в блок управления работой двигателя, который преобразует их в управляющие воздействия на модуль заслонки дросселя. Подводя итог сказанного, к основным элементам электронного дроссельного узла стоит отнести:
- электронный блок управления («мозг» системы);
- сам механизм, в состав которого входят корпус, ось и заслонка;
- управляющийся приводом дроссельной заслонки электрический мотор; датчик положения педали «газа» и датчик положения заслонки дросселя.
Датчик положения заслонки находится на ее корпусе и как только шестерня, закрепленная на торце оси, начинает перемещаться, вместе с ней меняется и сигнал датчика. Эти данные фиксируются, а сигнал о них, напряжение которого, кстати, меняется в зависимости от положения, подается в блок управления. Последний, в ходе обработки сигнального напряжения переводит его в проценты: значение от 0 до 100% - заслонка закрыта; 100% - полностью открыта.
Датчик, который устанавливается на педаль «газа», занимается фиксированием ее положения, а затем передает эти данные блоку управления. Он, естественно, их обрабатывает и в зависимости от положения педали запускает привод заслонки (открывает ее или закрывает).
Также, существует и обратная связь. Датчик отслеживает любое положение заслонки и передает сигнал на блок управления, который затем сравнивает угол ее открытия с положением педали «газа». Благодаря такой связи, электронное управление может поддерживать холостой ход двигателя, контролируя при этом, оптимально выгодное (с точки зрения заданных параметров) положение заслонки. Использование электропривода помогло решить проблему управления множественными дросселями.
3. Неисправности электронного дросселя
Рано или поздно любая деталь выходит из строя, о чем может свидетельствует ряд характерных признаков. В этом плане, не есть исключением и описанный выше датчик дросселя.
К характерным неисправностям данного механизма относят:
- повышенные обороты двигателя в режиме работы холостого хода;
- увеличение уровня расхода топлива; прекращение работы двигателя на нейтральной передаче;
- в отдельных случаях может загораться и гореть продолжительное время световой индикатор «Check Engine»;
- при разгоне автомобиля наблюдаются резкие рывки; утрудняется запуск силового агрегата.
Все это свидетельствует о неисправности датчика положения заслонки, а следовательно и о необходимости его замены.
Учитывая сложность механизма электронного дроссельного узла, существенно усложняющего конструкцию автомобиля, неудивительно, что он, как и многие другие сложные устройства, является потенциальным источником проблем. Так, например, в значительной степени отрицательному влиянию подвержена электроника и в условиях экстремально низкой температуры или влажности может работать неправильно.
Если поломка приключилась после истечения гарантийного срока обслуживания, то замена электронного дросселя выльется владельцу в существенные материальные траты. Как правило, ремонтным работам такое устройство не подлежит и меняется целиком. Механизм заслонки, в описываемом виде дроссельного узла, ничем не отличается от стандартного типа, поэтому необходимость периодической чистки сохраняется. Особенно это касается случаев, когда автомобиль эксплуатируется практически на грани своих возможностей.
Некоторые автомобилисты, исходя из собственного опыта, выделяют следующие проблемы электронных дросселей:
- проводка часто трескается и рассыхается, случаются замыкания;
- дроссельная заслонка либо вообще не работает, либо работает с серьезными перебоями;
- может выходить из строя управляющий дросселем электрический моторчик (код ошибки 022 – авария дросселя);
- дроссельная заслонка перестает «слушаться» электронику: изношенный моторчик то реагирует на нее, то нет;
- появляются проблемы с потенциомерами, а так как они зашиты в плату, добраться до них практически невозможно.
Как видите, за все когда-то приходится платить и способность электронного дросселя улучшать работу транспортного средства, сполна компенсируется частыми проблемами, возникающими из-за сложности его конструкции.
Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.
Была ли эта статья полезна?Электронный привод дроссельной заслонки
При электронном приводе акселератора перемещение дроссельной заслонки осуществляется при помощи электродвигателя, без традиционной механической связи между педалью акселератора и дроссельной заслонкой. Положение педали отслеживается датчиками, и соответствующие сигналы передаются в блок управления, где обрабатывается и передается на исполнительный механизм перемещения дроссельной заслонки. Благодаря такой системе блок управления может посредством перемещения дроссельной заслонки влиять на величину крутящего момента двигателя даже в том случае, когда водитель не меняет положения педали акселератора. Это позволяет достигать лучшей координации между системами двигателя.
Электронный привод дроссельной заслонки состоит из:
- педального модуля
- модуля дроссельной заслонки
- корпуса дроссельной заслонки
- блока управления двигателем
- контрольной лампы электронного привода дроссельной заслонки
Педальный модуль посредством датчиков непрерывно определяет положение педали акселератора и передает соответствующий сигнал блоку управления двигателя. Он состоит из:
- педали акселератора
- датчика 1 положения педали акселератора
- датчика 2 положения педали акселератора
Два одинаковых датчика используются для обеспечения надежной работы системы, но для работы системы достаточно работоспособности одного датчика.
Рис. Педальный модуль: 1 – педаль; 2 — корпус модуля педали акселератора; 3 – контактная дорожка;; 4 – датчики; 5 — рычаг
Оба датчика представляют собой потенциометры со скользящим контактом, укрепленным на общем валу. При каждом изменении положения педали изменяется сопротивление датчиков и, соответственно, напряжение, которое передается на блок управления двигателя. Используя сигнал от обоих датчиков положения педали акселератора блок управления двигателя узнает положение педали в каждый момент времени.
Разновидностью педального модуля является бесконтактный модуль с индукционными катушками. На общей многослойной плате предусмотрены одна катушка возбуждения и три приемные катушки для каждого чувствительного элемента, а также электронные элементы обработки сигналов и управления датчиком.
Ромбовидные приемные катушки расположены со смещением относительно друг друга, благодаря чему создается сдвиг фаз индуцируемого в них тока. Над приемными катушками находятся катушки возбуждения. На механизме педали закреплена металлическая шторка, который перемещается при движении педали вдоль платы на минимальном расстоянии от нее.
Катушка возбуждения запитывается переменным током. В результате возникает переменное электромагнитное поле, действующее на металлическую шторку. При этом в шторке индуцируется ток, который в свою очередь создает вокруг нее свое, вторичное, переменное электромагнитное поле. Оба поля, созданные катушкой возбуждения и металлической шторкой, действуют на приемные катушки, создавая на их выводах соответствующее напряжение. В то время как собственное поле шторки не зависит от ее положения, индуцируемый в приемных катушках ток, изменяется при перемещении шторки относительно них.
Рис. Изменение напряжения при перемещении заслонки: 1 – шторка; 2 – приемные катушки
При перемещении шторки изменяется степень перекрытия ею той или иной приемной катушки и соответственно меняется амплитуда напряжения на ее выводах. Переменные напряжения на выводах катушек преобразуются затем в электронной схеме датчика в сигналы постоянного напряжения, усиливаются и сравниваются друг с другом. Обработка завершается созданием линейного напряжения, подаваемого на выводы датчика.
Преимуществом модуля является отсутствие контактов, что повышает надежность системы.
Модуль управления дроссельной заслонки расположен на впускном трубопроводе и служит для обеспечения подачи нужного количества воздуха в цилиндры.
Модуль управления дроссельной заслонки обеспечивает необходимую массу воздуха, поступающего в цилиндры.
Модуль состоит из:
- корпуса дроссельной заслонки 1
- дроссельной заслонки 7
- привода дроссельной заслонки
Рис. Модуль управления дроссельной заслонки: 1– корпус дроссельной заслонки; 2 – электропривод дроссельной заслонки; 3 – шестерня привода; 4 – промежуточная шестерня; 5 – шестерня пружинного возвратного механизма; 6 – угловые датчики привода дроссельной заслонки; 7 – дроссельная заслонка
Привод дроссельной заслонки воздействует на дроссельную заслонку в соответствии с командами блока управления двигателя 2.
Рис. Схема управления дроссельной заслонкой: 1 – электропривод; 2 – блок управления двигателем; 3 – угловые датчики управления дроссельной заслонкой; 4 – дорожки потенциометров; 5 – дроссельная заслонка
Положение дроссельной заслонки отслеживается с помощью двух датчиков, представляющих собой потенциометры со скользящим контактом. Скользящие контакты укреплены на шестерне, которая сидит на валике дроссельной заслонки. Контакты касаются дорожек потенциометров в крышке корпуса. При изменении положения дроссельной заслонки изменяются сопротивления дорожки потенциометров и, тем самым, сигнальные напряжения, которые передаются блоку управления двигателя.
Блок управления двигателя определяет по этим сигналам намерение водителя увеличить или уменьшить мощность двигателя, суммируя внешние и внутренние требования к крутящему моменту и по ним рассчитывает необходимую величину момента и соответственно этому изменяет его. Крутящий момент определяется расчетом по частоте вращения двигателя, сигналу о нагрузке двигателя и моменту зажигания, при этом блок управления двигателя сначала сравнивает фактический крутящий момент с оптимальным моментом. Если эти величины не совпадают, блок управления расчетом определяет направление и величину положения дроссельной заслонки в целях достижения совпадения фактического и оптимального крутящего момента. После подается управляющий сигнал приводу дроссельной заслонки для приоткрытия ее или, наоборот, некоторого закрытия, например в случае включения дополнительного потребителя - компрессора климатической установки.
Контрольная лампа электронного привода акселератора сигнализирует водителю, что в системе электронного привода имеется неисправность.
"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453
Новости
-
Отзывы о Питер-АТ
Спасибо нашим клиентам за отзывы о нас:
-
Акция на ремонт вариаторных трансмиссий
-
Замена масла в двигателе в подарок
При замене масла в АКПП замена масла в двигателе бесплатно! -
Клиенту на заметку
-
Контрактные АКПП в СПб
