Устройство и принцип работы дроссельной заслонки
Устройство и принцип работы дроссельной заслонки
Дроссельная заслонка — это одна из важнейших частей системы впуска двигателя внутреннего сгорания. В автомобиле она расположена между впускным коллектором и воздушным фильтром. В дизельных двигателях дроссель не нужен, однако, его все равно устанавливают на современных моторах на случай аварийной работы. Аналогичная ситуация и с бензиновыми двигателями при наличии в них системы управления подъемом клапанов. Основная функция дроссельной заслонки — подача и регулирование потока воздуха, необходимого для образования топливовоздушной смеси. Таким образом, от корректной работы заслонки зависит стабильность режимов работы двигателя, уровень расхода топлива и характеристики автомобиля в целом.
Устройство дросселя
С практической стороны дроссельная заслонка является перепускным клапаном. В открытом положении давление в системе впуска равно атмосферному. По мере закрытия оно уменьшается, приближаясь к значению вакуума (это происходит, поскольку двигатель фактически работает как насос). Именно по этой причине вакуумный усилитель тормозов соединен с впускным коллектором. Конструктивно сама заслонка является пластиной круглой формы, способной поворачиваться на 90 градусов. Один такой оборот представляет собой цикл от полного открытия и до закрытия клапана.
Блок (модуль) дроссельной заслонки включает в себя следующие элементы:
— Корпус, оснащенный несколькими патрубками. Они соединены с системами вентиляции, улавливания топливных паров и охлаждающей жидкости (для обогрева заслонки).
— Привод, приводящий в движение клапан от нажатия на педаль газа водителем.
— Датчики положения, или потенциометры. Они производят замер угла открытия дроссельной заслонки и подают сигнал в блок управления двигателем. В современных системах устанавливается два датчика контроля положения дросселя, которые могут быть со скользящим контактом (потенциометры) или магниторезистивные (бесконтактные).
— Регулятор холостого хода. Он необходим для поддержания заданной частоты вращения коленвала в закрытом режиме. То есть обеспечивается минимальный угол открытия заслонки, когда педаль газа не нажата.
Виды и режимы работы дроссельной заслонки
Тип привода дросселя определяет ее конструкцию, режим работы и управление. Он может быть механический или электрический (электронный).
Устройство механического привода
Старые и бюджетные модели автомобилей имеют механический привод клапана, в котором педаль газа напрямую соединена с перепускным клапаном при помощи специального троса. Состоит механический привод для дроссельной заслонки из следующих элементов:
— акселератор (педаль газа);
— тяги и поворотные рычаги;
— стальной трос.
Нажатие на педаль газа приводит в движение механическую систему из рычагов, тяг и троса, что заставляет заслонку совершить поворот (раскрытие). В результате в систему начинает поступать воздух и формируется топливовоздушная смесь. Чем больше воздуха будет подано, тем больше поступит топлива и, соответственно, увеличится скорость. Когда акселератор находится в неактивном положении, заслонка возвращается в закрытое состояние. Помимо основного режима, механические системы могут включать и ручное управление положением дросселя при помощи специальной ручки.
Принцип работы электронного привода
Второй и более современный тип заслонок — электронный дроссель (с электрическим приводом и электронным управлением). Его приоритетными отличиями являются:
— Отсутствие прямого механического взаимодействия между педалью и заслонкой. Вместо нее, используется электронное управление, что также позволяет изменять крутящий момент двигателя без необходимости нажатия на педаль.
— Холостой ход двигателя регулируется перемещением дросселя автоматически.
Электронная система включает в себя:
— датчики положения педали газа и дроссельной заслонки;
— электронный блок управления двигателем (ЭБУ);
— электрический привод.
Система управления электронной дроссельной заслонкой также принимает во внимание сигналы от коробки передач, системы управления климатом, датчика положения педали тормоза, круиз-контроля.
При нажатии на акселератор датчик положения педали газа, состоящий из двух независимых потенциометров, изменяет сопротивление в цепи, что является сигналом для электронного блока управления. Последний передает соответствующую команду на электропривод (моторчик) и поворачивает клапан дроссельной заслонки. Ее положение, в свою очередь, контролируется соответствующими датчиками. Они посылают ответную информацию о новой позиции клапана в ЭБУ. Датчик текущего положения дроссельной заслонки представляет собой потенциометр с разнонаправленными сигналами и общим сопротивлением 8 кОм. Он располагается на ее корпусе и реагирует на вращение оси, преобразуя угол открытия клапана в напряжение постоянного тока.
В закрытом положении клапана напряжение будет около 0,7В, а в полностью открытом около 4В. Этот сигнал получает контроллер, узнавая таким образом о проценте открытия дроссельной заслонки. Исходя из этого, рассчитывается количество подаваемого топлива.
Обслуживание и ремонт дросселя
При неисправности дросселя его модуль полностью меняется, но в некоторых случаях достаточно сделать корректировку (адаптацию) или чистку. Так, для более точной работы систем с электрическим приводом необходимо проводить адаптацию или обучение дроссельной заслонки. Такая процедура предполагает занесение в память контроллера данных о крайних положениях клапана (открытия и закрытия). В обязательном порядке адаптация для дроссельной заслонки проводится в следующих случаях:
— При замене или перенастройке электронного блока управления двигателя автомобиля.
— При замене заслонки.
— Если отмечается нестабильная работа двигателя в режиме холостого хода.
Проводится обучение блока дроссельной заслонки на СТО при помощи специального оборудования (сканеров). Непрофессиональное вмешательство может привести к некорректной адаптации и ухудшению эксплуатационных характеристик автомобиля. Если проблемы возникают на стороне датчика, на приборной панели загорается лампочка, уведомляющая о неполадках. Это может свидетельствовать как о неправильной настройке, так и об обрыве контактов. Еще одной частой неисправностью является подсос воздуха, который можно диагностировать по резкому увеличению оборотов двигателя.
Несмотря на простоту конструкции, диагностику и ремонт дроссельного клапана лучше всего доверить опытному специалисту. Это обеспечит экономную, комфортную, а главное, безопасную эксплуатацию автомобиля и повысит срок службы двигателя.
Устройство и принцип работы дроссельной заслонки
Дроссельная заслонка – это одна из важнейших частей системы впуска двигателя внутреннего сгорания. В автомобиле она расположена между впускным коллектором и воздушным фильтром. В дизельных двигателях дроссель не нужен, однако, его все равно устанавливают на современных моторах на случай аварийной работы. Аналогичная ситуация и с бензиновыми двигателями при наличии в них системы управления подъемом клапанов. Основная функция дроссельной заслонки – подача и регулирование потока воздуха, необходимого для образования топливовоздушной смеси. Таким образом, от корректной работы заслонки зависит стабильность режимов работы двигателя, уровень расхода топлива и характеристики автомобиля в целом.
Устройство дросселя
С практической стороны дроссельная заслонка является перепускным клапаном. В открытом положении давление в системе впуска равно атмосферному. По мере закрытия оно уменьшается, приближаясь к значению вакуума (это происходит, поскольку двигатель фактически работает как насос). Именно по этой причине вакуумный усилитель тормозов соединен с впускным коллектором. Конструктивно сама заслонка является пластиной круглой формы, способной поворачиваться на 90 градусов. Один такой оборот представляет собой цикл от полного открытия и до закрытия клапана.
Блок (модуль) дроссельной заслонки включает в себя следующие элементы:
Виды и режимы работы дроссельной заслонки
Тип привода дросселя определяет ее конструкцию, режим работы и управление. Он может быть механический или электрический (электронный).
Устройство механического привода
Старые и бюджетные модели автомобилей имеют механический привод клапана, в котором педаль газа напрямую соединена с перепускным клапаном при помощи специального троса. Состоит механический привод для дроссельной заслонки из следующих элементов:
Нажатие на педаль газа приводит в движение механическую систему из рычагов, тяг и троса, что заставляет заслонку совершить поворот (раскрытие). В результате в систему начинает поступать воздух и формируется топливовоздушная смесь. Чем больше воздуха будет подано, тем больше поступит топлива и, соответственно, увеличится скорость. Когда акселератор находится в неактивном положении, заслонка возвращается в закрытое состояние. Помимо основного режима, механические системы могут включать и ручное управление положением дросселя при помощи специальной ручки.
Принцип работы электронного привода
Второй и более современный тип заслонок – электронный дроссель (с электрическим приводом и электронным управлением). Его приоритетными отличиями являются:
Электронная система включает в себя:
Система управления электронной дроссельной заслонкой также принимает во внимание сигналы от коробки передач, системы управления климатом, датчика положения педали тормоза, круиз-контроля.
При нажатии на акселератор датчик положения педали газа, состоящий из двух независимых потенциометров, изменяет сопротивление в цепи, что является сигналом для электронного блока управления. Последний передает соответствующую команду на электропривод (моторчик) и поворачивает клапан дроссельной заслонки. Ее положение, в свою очередь, контролируется соответствующими датчиками. Они посылают ответную информацию о новой позиции клапана в ЭБУ.
Датчик текущего положения дроссельной заслонки представляет собой потенциометр с разнонаправленными сигналами и общим сопротивлением 8 кОм. Он располагается на ее корпусе и реагирует на вращение оси, преобразуя угол открытия клапана в напряжение постоянного тока.
В закрытом положении клапана напряжение будет около 0,7В, а в полностью открытом около 4В. Этот сигнал получает контроллер, узнавая таким образом о проценте открытия дроссельной заслонки. Исходя из этого, рассчитывается количество подаваемого топлива.
Графики выходных сигналов датчиков положения заслонки являются разнонаправленными. За управляющий сигнал берется разность между двумя значениями. Такой подход помогает справиться с возможными помехами.
Обслуживание и ремонт дросселя
При неисправности дросселя его модуль полностью меняется, но в некоторых случаях достаточно сделать корректировку (адаптацию) или чистку. Так, для более точной работы систем с электрическим приводом необходимо проводить адаптацию или обучение дроссельной заслонки. Такая процедура предполагает занесение в память контроллера данных о крайних положениях клапана (открытия и закрытия).
В обязательном порядке адаптация для дроссельной заслонки проводится в следующих случаях:
Проводится обучение блока дроссельной заслонки на СТО при помощи специального оборудования (сканеров). Непрофессиональное вмешательство может привести к некорректной адаптации и ухудшению эксплуатационных характеристик автомобиля.
Если проблемы возникают на стороне датчика, на приборной панели загорается лампочка, уведомляющая о неполадках. Это может свидетельствовать как о неправильной настройке, так и об обрыве контактов. Еще одной частой неисправностью является подсос воздуха, который можно диагностировать по резкому увеличению оборотов двигателя.
Несмотря на простоту конструкции, диагностику и ремонт дроссельного клапана лучше всего доверить опытному специалисту. Это обеспечит экономную, комфортную, а главное, безопасную эксплуатацию автомобиля и повысит срок службы двигателя.
Что такое дроссельная заслонка в машине
Дроссельная заслонка (иногда ее еще называют задвижка) – узел бензиновых или дизельных двигателей, который регулирует поступление атмосферного воздуха в цилиндрогруппу, из которого в дальнейшем формируется топливная смесь. Поговорим более подробно, как она выглядит, где находится, за что отвечает и на что влияет ее поломка.
Описание
Одним из видов дросселя является карбюраторная дроссельная заслонка, регулирующая поступление воздуха в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Рабочий орган представляет собой пластину, закрепленную на вращающейся оси, помещенную в трубу, в которой протекает регулируемая среда. В просторечии всегда именовалась «газ». В автомобилях управление дросселем производится с места водителя, причём в некоторых случаях (как правило, в автомобилях с карбюраторным двигателем) предусматривается двойная система привода: от руки рычажком или кнопкой (обычно именуется «ручной газ») и от ноги педалью (собственно, «педаль газа»).
Их обычно (например, в ГАЗ21) связывают между собой так, что при нажатии водителем на педаль кнопка ручного управления остаётся неподвижной, а при вытягивании кнопки ручного управления педаль опускается. Дальнейшее открывание дросселя можно производить педалью. При отпускании педали дроссель остаётся в положении, установленном ручным управлением, если таковое имеется. При закрывании воздушной заслонки карбюратора (обычно именуется «подсос», пользуются при запуске холодного двигателя) дроссельная заслонка приоткрывается.
При использовании системы электронного впрыска управление дросселем на холостых оборотах осуществляет шаговый электромотор либо подача воздуха производится клапаном холостого хода (КХХ), поэтому на современных автомобилях рычаг или кнопку «подсоса» можно встретить крайне редко. Для увеличения подачи воздуха в непрогретый бензиновый двигатель также может применяться т. н. «прогревочный» клапан.
Дроссельная заслонка с механическим приводом
Механический привод дроссельной заслонки в настоящее время применяется на большинстве бюджетных машин. Привод предполагает связь педали газа и дроссельной заслонки с помощью металлического троса.
Элементы дроссельной заслонки объединены в отдельный блок, который включает корпус, дроссельную заслонку на валу, датчик положения дроссельной заслонки, регулятор холостого хода.
Корпус дроссельной заслонки включен в систему охлаждения двигателя. В нем также выполнены патрубки, обеспечивающие работу системы вентиляции картера и системы улавливания паров бензина.
Регулятор холостого хода поддерживает заданную частоту вращения коленчатого вала двигателя при закрытой дроссельной заслонке во время пуска, прогрева и при изменении нагрузки во время включения дополнительного оборудования. Он состоит из шагового электродвигателя и соединенного с ним клапана, которые изменяют количество воздуха, поступающего во впускную систему в обход дроссельной заслонки.
Дроссельная заслонка с электрическим приводом
На современных автомобилях механический привод дроссельной заслонки заменен на электрический привод с электронным управлением, что позволяет достичь оптимальной величины крутящего момента на всех режимах работы двигателя. При этом обеспечивается снижение расхода топлива, выполнение экологических требований, безопасность движения.
Отличительными особенностями дроссельной заслонки с электрическим приводом являются:
Так как между педалью газа и дроссельной заслонкой нет жесткой связи, используется электронная система управления дроссельной заслонкой. Электроника в управлении дроссельной заслонкой позволяет влиять на величину крутящего момента двигателя, даже если водитель не воздействует на педаль газа. Система включает входные датчики, блок управления двигателем и исполнительное устройство.
Помимо датчика положения дроссельной заслонки в системе управления используется датчик положения педали акселератора, выключатель положения педали сцепления, выключатель положения педали тормоза.
В работе системы управления дроссельной заслонкой также используются сигналы от автоматической коробки передач, тормозной системы, климатической установки, системы круиз-контроля.
Блок управления двигателем воспринимает сигналы от датчиков и преобразует их в управляющие воздействия на модуль дроссельной заслонки.
Модуль дроссельной заслонки состоит из корпуса, собственно дроссельной заслонки, электродвигателя, редуктора, возвратного пружинного механизма и датчиков положения дроссельной заслонки.
Для повышения надежности в модуле устанавливается два датчика положения дроссельной заслонки. В качестве датчиков используются потенциометры со скользящим контактом или бесконтактные магниторезистивные датчики. Графики изменения выходных сигналов датчиков направлены навстречу друг другу, что позволяет их различать блоку управления двигателем.
В конструкции модуля предусмотрено аварийное положение дроссельной заслонки при неисправности привода, которое осуществляется с помощью возвратного пружинного механизма. Неисправный модуль дроссельной заслонки заменяется в сборе.
Для чего нужна ДЗ
ДЗ является элементом топливной системы двигателя, работающего на бензине. Основная задача ее заключается в дозированной подаче воздуха, подающегося в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, и формирования топливной смеси. Устанавливается этот элемент после воздушного фильтра и перед впускным коллектором.
Внешний вид дроссельной заслонки
Фактически ДЗ используется как воздушный перепускной клапан. Если она находится в открытом положении, то никакого избыточного давления во впускной системе нет. Если же заслонка закрывается, то в системе формируется отрицательное давление.
Есть два основных способа управления дроссельной заслонкой:
Рассмотрим оба варианта работы механизма.
Механика
Таким вариантом привода награждают автомобили бюджетной категории. Так производитель снижает стоимость машины для покупателя. Принцип работы дроссельной заслонки с механикой достаточно прост: осуществляется прямое управление ДЗ через педаль акселератора посредством стального гибкого троса.
Механический привод ДЗ
Составные части ДЗ скомпонованы в едином модуле. Он объединяет корпус, саму ДЗ зафиксированную на вращающейся оси, регулятор холостых оборотов, датчик положения ДЗ.
Нужно знать, что система охлаждения двигателя подогревает корпус ДЗ.
За функцию регулирования оборотов силовой установки отвечает предусмотренный в конструкции регулятор. Его задача менять объемы воздуха, поступающего мимо заслонки, при запуске какого-либо допоборудования. Основными его элементами являются клапан и электрический двигатель.
Электрика
Для современных автомобилей характерно использование более дорогого, но эффективного электрического привода. За счет установки такого узла конструкторы добиваются нужной величины крутящего момента. Это происходит при всех основных режимах силовой установки. Также удается добиться понижения расхода топлива, соблюдаются требования по безопасности и чистоте выбросов.
Электрический привод ДЗ
Особенности ДЗ с приводом от электрического мотора заключается в следующем:
Отсутствие прямого влияния на ДЗ при нажатии на педаль акселератора позволяет применять электронную систему для управления ДЗ.
Работа электроники помогает устанавливать нужные обороты двигателя даже без нажатия на педаль водителем.
Проводится подключение контрольных датчиков, запускается блок, управляющий мотором, и активируется исполнительный механизм.
Электронное устройство должно дополнительно оборудоваться датчиком положения педали «газа», блокиратором положения «сцепления», блокиратором положения тормозной педали.
Если в автомобиле подключены климат-контроль, коробка-«автомат», круиз-контроль и другие узлы, влияющие на мощность авто, то датчики от них также подключены к ДЗ.
Схема работы дроссельной заслонки
Управляющий двигателем блок принимает сигналы от датчиков и соответствующе реагирует, отдавая «приказы» заслонке.
Регулятор холостого хода
Дроссельная заслонка на автомобиле
При помощи регулятора холостого хода, поддерживается необходимая частота вращения коленчатого вала, при абсолютно закрытой заслонке. К примеру, если мотор нагревается или увеличивается нагрузка, к процессу подключается дополнительное оборудование.
Устроен регулятор следующим образом: корпус, куда крепится шаговый электрический мотор, соединенный с конусной иглой. Во время работы мотора на холостых оборотах, игла как поршень, регулирует площадь сечения воздушного канала.
Обслуживание и ремонт дроссельной заслонки
Заслонку необходимо время от времени чистить. Это обусловлено двумя факторами:
Для чистки потребуется:
Вместо растворителя можно взять бензин. Однако следует иметь в виду, что он будет растворять нагар несколько хуже.
Для чистки потребуется выполнить следующие действия:
Нужно помнить, что схема подключения заслонки на разных моделях авто отличается. Перед началом работы лучше посмотреть фото отсоединенного от двигателя узла или изучить наглядную схему разборки. Это существенно облегчит выполнение процедуры.
Чего не следует делать, так это самостоятельно работать с механизмом, который имеет электропривод – его можно легко повредить. Это касается и электронных приводов (причем даже в большей степени).
Также перед процедурой чистки следует почитать отзывы о вашей модели механизма. Некоторые устройства не переносят замачивания в бензине или растворителе и начинают после него некорректно работать. В частности, такое происходит с заслонками Mitsubishi Lancer 9 4G18.
Надо понимать, что нередко чистка не дает желаемых результатов и мотор продолжает работать некорректно. Это говорит только об одном – задвижка вышла из строя. В таком случае ее ремонтируют или полностью меняют. Если речь идет о заслонке с электронным приводом, проблема может быть в нарушении работы блока управления.
О необходимости чистки или неисправности могут говорить следующие признаки:
Потенциометр
Иными словами, потенциометр изменяет угол открытия заслонки и тем самым воздействует на контроллер. При закрытой заслонке напряжение не превышает 0,7 В, а при полном открытии достигает 4В. Так и происходит контроль подачи топлива.
Если дроссельная заслонка перестала реагировать на импульсы, исходящие от датчика положения, могут возникнуть такие поломки как:
Возможные проблемы дросселя
Нужно учитывать, что наличие большого количества соединительных элементов рано или поздно может оказаться причиной различного рода поломок, либо же способствовать «зависанию» системы с последующим сбоев ее работы.
Если такое произошло, присутствует риск, что транспортное средство начнет немного «тупить», а именно:
В зависимости от типа дроссельного привода (механический, электрический) исправить повреждение можно очисткой, либо же регулировкой. Для этого потребуется провести ряд небольших манипуляций, связанных с проверкой узла крепления заслонки.
Выполняется это путем последовательной разборки всего узла с дальнейшей его диагностикой (визуальным осмотром), очисткой, заменой (при необходимости) поврежденных, либо отработавших свой ресурс частей. Сборка конструкции осуществляется в обратном разбору порядке.
В случае же электрической системы, когда «руководством» всего процесса занимается общий блок управления, целесообразно обеспечивать диагностику в специальном центре, с использованием специализированного, электронно-компьютерного оборудования. Ведь в этом случае проблема может скрываться даже не в дроссельной заслонке, а многочисленных контролирующих ее работу датчиках.
Иногда неприятность находится даже вне системы подачи воздуха. Но, если ее не устранить, она попросту будет блокировать какие-либо действия со стороны дроссельной заслонки. Обычно такие датчики не подлежат ремонту, они меняются только на новые.
Нужно понимать, что неисправность всей топливной системы влечет за собой практически мгновенную остановку автомобиля. Поэтому, если присутствуют даже минимальные намеки на возможные неприятности, следует мгновенно на них реагировать, не скупиться на полную диагностику автомобиля и быстро устранять неполадки.
Как устранить проблему
Если вы заподозрили, что дроссельная заслонка неисправна — нужно проверить весь узел, куда она крепится. Для этого точно соблюдайте следующий алгоритм:
После того, как вы установили узел на место, необходимо проверить герметичность системы охлаждения, куда вы снова залили жидкость. Не должно быть капель и потеков.
Неисправности, регулировка и ремонт
1. Основное слабое место – датчик положения дроссельной заслонки. Именно он чаще всего выходит из строя, в результате чего начинаются сбои в работе двигателя:
Однако ни один из этих признаков не указывает напрямую на неисправность именно дроссельной заслонки. Для определения причины придется провести диагностику.
2. Еще одна проблема, хоть не такая неприятная, как поломка датчика – засорение обходных каналов. В этом случае симптомы будут связаны только с работой двигателя на холостом ходу. Плавающие обороты, внезапная остановка – всё это может быть поводом для проверки и чистки дросселя.
3. Третья неисправность – подсос воздуха через сам блок дроссельной заслонки или сквозь пробой во впускном коллекторе. В результате в двигатель поступает кислорода больше нормы и повышаются обороты тогда, когда этого не требуется. К тому же нет ничего хорошего в том, что в цилиндры поступает воздух в обход фильтра.
Если нарушена герметичность соединения дросселя и впускного коллектора, либо сама заслонка не закрывается нормально, это решается путем ее чистки и повторной установки. Однако подсос воздуха может идти и через другие слабые места, так что лучше обратиться на СТО за квалифицированной помощью. Возможно, «травят» уплотнители форсунок, место подвода вакуумного усилителя тормозов, есть другие неисправности на пути воздуха к цилиндрам. Проблемы нужно найти и устранить.
4. И, наконец, может сбиться адаптация заслонки. Адаптация – это настройка ЭБУ, чтобы он корректно увязывал положение педали газа с положением дросселя. Сбой адаптации может произойти при отключении аккумулятора или ЭБУ, снятии самой заслонки для чистки и ремонта, ее замена и т.д. Провести адаптацию можно и самостоятельно, но лучше доверить это специалистам. Стоит услуга недорого, делается быстро, напортачить там сложно.
Работа дроссельной заслонки зависит от других элементов системы подачи воздуха. В частности, на нее влияет качество воздушного фильтра: если владелец автомобиля нарушает регламент ТО, фильтр пропускает меньше воздуха, чем необходимо, и появляются проблемы, с признаками неисправности.
Также важно состояние антифриза, если он подается для обогрева регулятора холостого хода. И, конечно, сбои в работе ЭБУ могут привести к проблеме с подачей воздуха. В свою очередь, дроссельная заслонка при поломке может наделать много неприятностей, особенно при работе двигателя на переобогащенной смеси. Берегите свою машину, и она будет служить верой и правдой!