Drosselklappe

In modernen Autos arbeitet das Kraftwerk mit zwei Systemen: Einspritzung und Ansaugung. Der erste von ihnen ist für die Kraftstoffversorgung verantwortlich, der zweite hat die Aufgabe, den Luftstrom in die Zylinder sicherzustellen.

Zweck, Hauptstrukturelemente

Trotz der Tatsache, dass das gesamte System die Luftzufuhr „steuert“, ist es strukturell sehr einfach und sein Hauptelement ist die Drosselklappenbaugruppe (viele nennen sie die altmodische Drosselklappe). Und selbst dieses Element hat ein einfaches Design.

Das Funktionsprinzip der Drosselklappe ist seit den Tagen der Vergasermotoren gleich geblieben. Es blockiert den Hauptluftkanal und reguliert dadurch die Luftmenge, die den Zylindern zugeführt wird. Aber wenn dieser Dämpfer früher Teil des Vergaserdesigns war, dann ist er bei Einspritzmotoren eine völlig separate Einheit.

Eisversorgungssystem

Neben der Hauptaufgabe - Luftdosierung für den normalen Betrieb des Triebwerks in jedem Modus - ist dieser Dämpfer auch für die Aufrechterhaltung der erforderlichen Leerlaufdrehzahl der Kurbelwelle (XX) und bei verschiedenen Motorlasten verantwortlich. Sie ist auch an der Bedienung des Bremskraftverstärkers beteiligt.

Die Drosselklappe ist sehr einfach. Die wichtigsten Strukturelemente sind:

1. Rahmen
2. Dämpfer mit Welle
3. Antriebsmechanismus

Mechanische Drosselklappenbaugruppe

Drosseln verschiedener Art können auch eine Reihe zusätzlicher Elemente enthalten: Sensoren, Bypasskanäle, Heizkanäle usw. Im Folgenden werden die Konstruktionsmerkmale der in Autos verwendeten Drosselklappen näher betrachtet.

Das Drosselventil ist im Luftkanal zwischen dem Filterelement und dem Motorkrümmer eingebaut. Der Zugang zu diesem Knoten ist keineswegs schwierig, daher ist es bei Wartungsarbeiten oder beim Austausch nicht schwierig, ihn zu erreichen und aus dem Auto zu demontieren.

Knotentypen

Wie bereits erwähnt, gibt es verschiedene Arten von Beschleunigern. Insgesamt gibt es drei:

1. Mechanisch angetrieben
2. Elektromechanisch
3. Электронный

In dieser Reihenfolge wurde das Design dieses Elements des Ansaugsystems entwickelt. Jeder der vorhandenen Typen hat seine eigenen Designmerkmale. Es ist bemerkenswert, dass das Knotengerät mit der Entwicklung der Technologie nicht komplizierter, sondern im Gegenteil einfacher wurde, jedoch mit einigen Nuancen.

Verschluss mit mechanischem Antrieb. Design-Merkmale

Beginnen wir mit einem mechanisch angetriebenen Dämpfer. Diese Art von Teilen erschien mit dem Beginn des Einbaus eines Kraftstoffeinspritzsystems in Autos. Sein Hauptmerkmal besteht darin, dass der Fahrer den Dämpfer über ein Übertragungskabel, das das Gaspedal mit dem Gassektor verbindet, der mit der Dämpferwelle verbunden ist, unabhängig steuert.

Das Design einer solchen Einheit ist vollständig dem Vergasersystem entlehnt, der einzige Unterschied besteht darin, dass der Stoßdämpfer ein separates Element ist.

Das Design dieser Baugruppe umfasst zusätzlich einen Positionssensor (Stoßdämpferöffnungswinkel), einen Leerlaufregler (XX), Bypasskanäle und ein Heizsystem.

Drosselklappenbaugruppe mit mechanischem Antrieb

Im Allgemeinen ist der Drosselklappenstellungssensor in allen Arten von Knoten vorhanden. Seine Funktion besteht darin, den Öffnungswinkel zu bestimmen, wodurch das elektronische Einspritzventilsteuergerät die den Brennräumen zugeführte Luftmenge bestimmen und darauf basierend die Kraftstoffzufuhr anpassen kann.

Früher wurde ein potentiometrischer Sensor verwendet, bei dem der Öffnungswinkel durch eine Widerstandsänderung bestimmt wurde. Derzeit sind magnetoresistive Sensoren weit verbreitet, die zuverlässiger sind, da sie keine verschleißanfälligen Kontaktpaare aufweisen.

Potentiometrischer Drosselklappensensor

Der XX-Regler bei mechanischen Drosseln ist ein separater Kanal, der den Hauptkanal überbrückt. Dieser Kanal ist mit einem Magnetventil ausgestattet, das den Luftstrom in Abhängigkeit von den Bedingungen des Motorleerlaufs einstellt.

Leerlaufregelgerät

Das Wesentliche seiner Arbeit ist wie folgt: Am zwanzigsten ist der Stoßdämpfer vollständig geschlossen, aber die Luft ist für den Betrieb des Motors erforderlich und wird über einen separaten Kanal zugeführt. In diesem Fall bestimmt die ECU die Drehzahl der Kurbelwelle, auf deren Grundlage sie den Öffnungsgrad dieses Kanals durch das Magnetventil regelt, um die eingestellte Drehzahl beizubehalten.

Bypass-Kanäle funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie der Regler. Seine Aufgabe besteht jedoch darin, die Geschwindigkeit des Kraftwerks aufrechtzuerhalten, indem eine Last im Ruhezustand erzeugt wird. Wenn beispielsweise die Klimaanlage eingeschaltet wird, erhöht sich die Belastung des Motors, wodurch die Drehzahl abnimmt. Wenn der Regler dem Motor nicht die erforderliche Luftmenge zuführen kann, werden die Bypass-Kanäle eingeschaltet.

Diese zusätzlichen Kanäle haben jedoch einen erheblichen Nachteil: Ihr Querschnitt ist klein, wodurch sie verstopfen und einfrieren können. Um letzterem entgegenzuwirken, wird die Drosselklappe an das Kühlsystem angeschlossen. Das heißt, das Kühlmittel zirkuliert durch die Kanäle des Gehäuses und erwärmt die Kanäle.

Computermodell von Kanälen in einer Absperrklappe

Der Hauptnachteil einer mechanischen Drosselklappenbaugruppe ist das Vorhandensein eines Fehlers bei der Herstellung des Luft-Kraftstoff-Gemisches, der den Wirkungsgrad und die Leistung des Motors beeinträchtigt. Dies liegt daran, dass die ECU den Dämpfer nicht steuert, sondern nur Informationen über den Öffnungswinkel erhält. Daher hat das Steuergerät bei plötzlichen Änderungen der Position der Drosselklappe nicht immer Zeit, sich an die geänderten Bedingungen „anzupassen“, was zu einem übermäßigen Kraftstoffverbrauch führt.

Elektromechanische Absperrklappe

Die nächste Stufe in der Entwicklung von Absperrklappen war das Aufkommen eines elektromechanischen Typs. Der Steuermechanismus blieb derselbe - Kabel. Aber in diesem Knoten gibt es keine zusätzlichen Kanäle, da unnötig. Stattdessen wurde dem Design ein elektronischer Teildämpfungsmechanismus hinzugefügt, der von der ECU gesteuert wird.

Strukturell umfasst dieser Mechanismus einen herkömmlichen Elektromotor mit einem Getriebe, das mit der Stoßdämpferwelle verbunden ist.

Diese Einheit funktioniert so: Nach dem Starten des Motors berechnet das Steuergerät die zugeführte Luftmenge und öffnet die Klappe auf den gewünschten Winkel, um die erforderliche Leerlaufdrehzahl einzustellen. Das heißt, die Steuereinheit in Einheiten dieses Typs hatte die Fähigkeit, den Betrieb des Motors im Leerlauf zu regeln. In anderen Betriebsmodi des Kraftwerks steuert der Fahrer selbst den Gashebel.

Die Verwendung des Teilsteuermechanismus ermöglichte eine Vereinfachung des Designs der Beschleunigereinheit, beseitigte jedoch nicht den Hauptnachteil - die Gemischbildungsfehler. Bei dieser Konstruktion geht es nicht um den Dämpfer, sondern nur um den Leerlauf.

Elektronischer Dämpfer

Der letzte Typ, elektronisch, wird zunehmend in Autos eingeführt. Sein Hauptmerkmal ist das Fehlen einer direkten Wechselwirkung des Gaspedals mit der Dämpferwelle. Die Steuerung ist bei dieser Ausführung bereits vollelektrisch. Es verwendet immer noch denselben Elektromotor mit einem Getriebe, das mit einer ECU-gesteuerten Welle verbunden ist. Aber die Steuereinheit "steuert" das Öffnen des Tors in allen Modi. Dem Design wurde ein zusätzlicher Sensor hinzugefügt - die Position des Gaspedals.

Elektronische Drosselelemente

Während des Betriebs verwendet das Steuergerät nicht nur Informationen von den Stoßdämpferpositionssensoren und dem Gaspedal. Berücksichtigt werden auch Signale von Automatikgetriebe-Überwachungsgeräten, Bremssystemen, Klimaanlagen und Tempomaten.

Alle eingehenden Informationen der Sensoren werden von der Einheit verarbeitet und auf dieser Basis der optimale Toröffnungswinkel eingestellt. Das heißt, das elektronische System steuert den Betrieb des Einlasssystems vollständig. Dadurch konnten Fehler bei der Gemischbildung ausgeschlossen werden. In jedem Betriebsmodus des Kraftwerks wird den Zylindern genau die Luftmenge zugeführt.

Aber dieses System war nicht ohne Fehler. Davon gibt es auch etwas mehr als bei den anderen beiden Typen. Zum einen wird die Klappe elektromotorisch geöffnet. Jede, auch nur geringfügige Fehlfunktion der Getriebeeinheiten führt zu einer Fehlfunktion der Einheit, die den Betrieb des Motors beeinträchtigt. Bei Kabelsteuermechanismen gibt es kein solches Problem.

Der zweite Nachteil ist bedeutender, betrifft jedoch hauptsächlich preisgünstige Autos. Und alles beruht darauf, dass der Gashebel aufgrund nicht sehr gut entwickelter Software spät arbeiten kann. Das heißt, nach dem Drücken des Gaspedals benötigt die ECU einige Zeit, um Informationen zu sammeln und zu verarbeiten, wonach sie ein Signal an den Drosselklappensteuermotor sendet.

Der Hauptgrund für die Verzögerung vom Drücken des elektronischen Gashebels bis zur Reaktion des Motors ist billigere Elektronik und nicht optimierte Software.

Unter normalen Bedingungen fällt dieser Nachteil nicht besonders auf, aber unter bestimmten Bedingungen können solche Arbeiten zu unangenehmen Folgen führen. Zum Beispiel beim Anfahren auf einer rutschigen Strecke ist es manchmal notwendig, die Betriebsart des Motors schnell zu ändern („Pedal spielen“), also unter solchen Bedingungen ein schnelles „Reagieren“ des Notwendigen Motor zu den Aktionen des Fahrers wichtig. Die vorhandene Verzögerung bei der Betätigung des Gaspedals kann zu einer Komplikation des Fahrens führen, da der Fahrer den Motor "nicht spürt".

Ein weiteres, für viele nachteiliges Merkmal des elektronischen Gashebels mancher Automodelle ist die spezielle Gaseinstellung ab Werk. Die ECU hat eine Einstellung, die die Möglichkeit des Radschlupfes beim Anfahren ausschließt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Einheit zu Beginn der Bewegung den Dämpfer nicht gezielt auf maximale Leistung öffnet, sondern die ECU den Motor mit einer Drosselklappe „würgt“. In einigen Fällen wirkt sich diese Funktion negativ aus.

Bei Premiumfahrzeugen gibt es aufgrund der normalen Softwareentwicklung keine Probleme mit dem „Ansprechen“ des Ansaugsystems. Auch bei solchen Autos ist es oft möglich, den Betriebsmodus des Kraftwerks nach Vorlieben einzustellen. Beispielsweise wird im „Sport“-Modus auch der Betrieb des Ansaugsystems neu konfiguriert, in diesem Fall „würgt“ die ECU den Motor beim Start nicht mehr, wodurch das Auto „schnell“ anfahren kann.