فاعل، موضوع:
- عمومی
- دریچه گاز برای سیستم تزریق یک نقطه
- دریچه گاز در یک سیستم تزریق چند نقطه
- کنترل بیکار
- کنترل دریچه گاز برای موتورهای بزرگتر
- سنسور موقعیت دریچه گاز
- پدال گاز الکترونیکی (دریچه گاز با سیم)
جلبک:
هر موتور بنزینی یک سوپاپ گاز دارد. دریچه گاز می تواند میزان هوای ورودی به سیلندر را تنظیم کند. موتورهای دیزلی نیز دارای سوپاپ دریچه گاز هستند، اما در هنگام روشن بودن موتور همیشه کاملاً باز است. این به این دلیل است که یک موتور دیزل با هوای اضافی کار می کند. دریچه گاز در موتورهای دیزلی فقط به موتور اجازه می دهد تا به آرامی خاموش شود. هنگامی که دریچه بسته می شود، جریان هوا قطع می شود. سپس موتور بلافاصله خاموش می شود. بنابراین عرضه سوخت متوقف شده است. در موتورهای دیزلی به جای دریچه گاز به آن شیر گاز نیز می گویند. در واقع، دریچه گاز در موتورهای بنزینی نیز یک سوپاپ دریچه گاز است: هوا تحت هر شرایطی به جز بار کامل، گاز می گیرد.
فصل های بعدی در مورد سیستم های تزریق تک نقطه ای و چند نقطه ای البته در مورد موتورهای بنزینی است.
دریچه گاز با سیستم تزریق یک نقطه:
برای موتورهای با تزریق تک (سیستم تزریق تک نقطه ای) یک انژکتور در جلوی دریچه گاز نصب شده است. این انژکتور سوخت را مستقیماً روی دریچه گاز اسپری می کند. این فناوری قدیمی است و دیگر در خودروهای جدید استفاده نمی شود. زیرا این سیستم دارای معایب متعددی است. از آنجایی که انژکتور به دریچه گاز تزریق می کند، با هوای آنجا مخلوط می شود. منیفولد ورودی به 4 سیلندر یا بیشتر تقسیم می شود. مقدار سوخت همیشه در همه سیلندرها دقیقاً یکسان نخواهد بود. به عنوان مثال، سیلندر 1 بیشترین سوخت را در هوا دریافت می کند، در حالی که سیلندر 4 مقدار بسیار کمتری دریافت می کند. بنابراین سیستم قابل تنظیم نیست یا به سختی قابل تنظیم است. بنابراین استفاده از monopoint برای برآورده کردن الزامات محیطی فعلی نامناسب است.
امروزه از انژکتورهای متعددی استفاده می شود که دقیقاً همان مقدار سوخت را در هر سیلندر تزریق می کنند. سپس می توان مقدار را حتی در هر سیلندر تنظیم کرد. این چیزی است که ما به آن می گوییم سیستم تزریق چند نقطه ای.
دریچه گاز با سیستم تزریق چند نقطه ای:
در موتورهای با تزریق چندگانه (سیستم تزریق چند نقطه ای)، انژکتورهای تزریق غیرمستقیم در منیفولد ورودی بعد از دریچه گاز نصب می شوند. انژکتورها روی دریچه های ورودی موتور اسپری می کنند. با تزریق مستقیم، انژکتورها به طور مستقیم به محفظه احتراق تزریق می کنند. هر دو موتور تزریق غیر مستقیم و مستقیم دارای بدنه دریچه گاز هستند که مطابق شکل زیر نصب شده است. استثناها موتورهای با Valvetronic (BMW) و Multi-Air (فیات) هستند. بدنه دریچه گاز بین منیفولد ورودی و لوله با جرم سنج هوا نصب شده است. این را می توان با استفاده از یک پدال گاز الکترونیکی (با سیم) یا با کابل دریچه گاز (کابل Bowden) کنترل کرد.
سیستم های مدیریت موتور که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند از کنترل موقعیت دریچه گاز استفاده می کنند. یک موتور تنظیم روی دریچه گاز تضمین می کند که می توان موقعیت سوپاپ دریچه گاز را تغییر داد. این می تواند برای کروز کنترل یا برای کنترل آرام باشد. بتنتمترس موقعیت دریچه گاز را اندازه گیری کنید. واحد کنترل موتور (ECU) مقادیر را از پتانسیومترها دریافت می کند و سپس می تواند موتورهای فعال کننده را کنترل کند تا دریچه گاز را بیشتر باز یا بسته کند.
کنترل بیکار:
برای افزایش سرعت، پدال گاز فشار داده می شود. دریچه گاز باز می شود تا مقدار بیشتری هوا به داخل مکش شود. هنگام کاهش سرعت یا بیکار، پدال گاز کار نمی کند. در اینجا دریچه گاز بسته است. برای به دست آوردن عبور هوا، از یک کنترل بیکار استفاده می شود. سرعت دور آرام توسط سیستم مدیریت موتور تا حد امکان پایین نگه داشته می شود. هرچه سرعت دور آرام کمتر باشد، مصرف سوخت و فرسودگی موتور کمتر است. سرعت بیکار نباید خیلی کم باشد. این باعث می شود موتور به طور نامنظم کار کند و احتمال از کار افتادن آن وجود دارد. سرعت دور مورد نظر همیشه یکسان نیست. دمای هوای ورودی، تهویه مطبوع روشن، موقعیت پدال کلاچ یا اهرم انتخاب گیربکس اتوماتیک بر کنترل دور آرام تأثیر می‌گذارد. تثبیت کنترل سرعت را می توان به روش های مختلفی به دست آورد:
- کنترل سطح پر کردن بیشتر در ترکیب با تنظیم زمان احتراق استفاده می شود.
- تغییر ترکیب مخلوط این تأثیر منفی بر انتشار گازهای گلخانه ای دارد و محدوده کنترل محدود است.
- تنظیم زمان احتراق این نیز تأثیر منفی بر انتشار گازهای گلخانه ای دارد، اما کنترل بسیار سریع را امکان پذیر می کند.
- تنظیم زمان سوپاپ این یک گزینه کنترل اضافی در بالای یک کنترل سطح پر کردن موجود فراهم می کند.
کنترل سطح پر کردن از یک شیر عبوری استفاده می کند که به گردش هوا در خارج از شیر گاز یا تنظیم شیر گاز اجازه می دهد.
شیر بای پس:
یک سوپاپ بای پس جریان هوای خارج از دریچه گاز را باز یا بسته می‌کند تا سرعت دور آرام تثبیت شود. تصویر زیر یک سوپاپ گاز نیمه باز در سمت چپ را نشان می دهد. در سمت راست، یک سوپاپ بای پس باز اجازه می دهد تا هوا توسط موتور به داخل کانال بای پس کشیده شود. هنگامی که دریچه گاز بیشتر باز می شود، شیر بای پس بسته می شود. پس از همه، بای پس تنها زمانی لازم است که دریچه گاز بسته باشد. سیستم مدیریت موتور تعیین می کند که سوپاپ بای پس تا چه اندازه باید باز شود. سنسور موقعیت دریچه گاز که زاویه باز شدن دریچه گاز را نشان می دهد به همراه سنسور دمای هوا اطلاعات لازم را ارائه می دهد.
بای پسی که اغلب استفاده می شود، یک شیر برقی فنری مدوله شده با عرض پالس است. سیستم مدیریت موتور سیم پیچ مغناطیسی را با سیگنال PWM تامین می کند. با تغییر چرخه کار، شیر را می توان باز، بسته یا در هر موقعیتی در بین قرار داد. شیر بای پس را می توان به موتور پله ای نیز مجهز کرد.
شیر برقی بای پس مدوله شده با عرض پالس:
شکل دو نما از یک شیر بای پس کنترل شده PWM را نشان می دهد. با قضاوت از سه پایه در اتصال دوشاخه، این اغلب یک نسخه با دو سیم پیچ است. یکی برای باز کردن شیر و یکی برای بستن آن.
نمودار زیر روش کنترل دو سیم پیچ را نشان می دهد. هنگامی که "EFI Main Relay" (رله برای کامپیوتر مدیریت موتور) روشن می شود، ریزپردازنده با برق تغذیه می شود. دو ترانزیستور در ECU کنترل می شوند.
روش سوئیچینگ به ترانزیستور پایینی اجازه می دهد تا سیگنال PWM ترانزیستور بالایی را معکوس کند. سیگنال های PWM آینه ای هستند. این همان چیزی است که در ISC1 و ISC2 (خروجی های ECU) می بینید. ECU چرخه کار را برای هر سیم پیچ تغییر می دهد. تفاوت قدرت بین دو میدان مغناطیسی موقعیت دریچه را تعیین می کند. فرکانس بین 100 تا 250 هرتز است.
De کنترل چرخه وظیفه می توان با اسیلوسکوپ اندازه گیری کرد. در تصویر زیر شیر نیمه باز است (وظیفه cucle 50%). در ISC1 و ISC2 پالس های مثبت و منفی برابر هستند.
شیر برقی بای پس فنر تعدیل شده با عرض پالس:
علاوه بر محرک با دو سیم پیچ، اغلب به یک سیم پیچ نیز مجهز است. در این حالت، اغلب دو پایه در اتصال دوشاخه وجود دارد: برای کنترل PWM و یک سیم زمین. یک فنر تضمین می کند که دریچه در حالت استراحت بسته است. این باعث می شود سیم پیچ دوم اضافی شود.
بای پس مجهز به موتور پله ای:
علاوه بر شیرهای بای پس با کنترل PWM، شیرهایی نیز وجود دارند که با استفاده از موتور پله ای تنظیم می شوند. ECU کویل ها را کنترل می کند. برای رفتن به صفحه موتور پله ای اینجا را کلیک کنید.
بدنه دریچه گاز با محرک:
سیستم های مدیریت موتور مدرن از کنترل موقعیت دریچه گاز برای تثبیت سرعت دور آرام استفاده می کنند. دیگر نیازی به استفاده از شیر بای پس جداگانه نیست. تمام اجزای کنترل موقعیت دریچه گاز در محفظه قرار دارند. دو پتانسیومترها موقعیت دریچه گاز را برای کل چرخش زاویه ای (وسط تصویر) ثبت کنید. همراه با سوئیچ دور آرام، که خاموشی را ثبت می کند (سمت چپ)، سیگنال ها به ECU ارسال می شوند. موتور DC یا DC در دریچه گاز با استفاده از سیگنال PWM برای تنظیم موقعیت دریچه گاز کنترل می شود. در اینجا نیز این امکان وجود دارد که یک موتور پله ای دریچه گاز را بچرخاند.
داخل بدنه دریچه گاز به گونه ای اصلاح شده است که با حرکت زاویه ای دریچه گاز، شکاف هوا به صورت خطی افزایش می یابد. این بسیار دقیق به نظر می رسد. بنابراین مهم است که موقعیت دریچه گاز پس از تعویض یا تمیز کردن دریچه گاز روی تنظیمات اولیه با تجهیزات تشخیصی تنظیم شود.
کنترل دریچه گاز برای موتورهای بزرگتر:
در موتورهای بزرگ، مانند موتور V12 BMW (در تصویر زیر نشان داده شده است)، جریان هوا از طریق یک دریچه گاز بسیار کم است. در بار کامل، موتور به هوای زیادی نیاز دارد که قطر یک سوپاپ دریچه گاز خیلی کوچک است. بنابراین دو بدنه دریچه گاز نصب شده است. برای هر ردیف سیلندر یک عدد. این نسخه دارای دو محفظه فیلتر هوا، دو دستگاه جرم سنج و دو لوله مکش است.
سنسور موقعیت دریچه گاز:
داخل یک بدنه دریچه گاز وجود دارد سنسور موقعیت دریچه گاز که موقعیت سوپاپ دریچه گاز را به ECU سیستم مدیریت موتور منتقل می کند. موقعیت دریچه گاز میزان هوای مکش شده و در نتیجه میزان سوخت تزریقی را نیز تعیین می کند. بر اساس موقعیت دریچه گاز، ECU می تواند کنترل دور دریچه را با شرایط عملیاتی تنظیم کند: با موتور سرد یا با تهویه مطبوع روشن، سرعت دور آرام باید کمی افزایش یابد، بنابراین دریچه گاز باید کمی بیشتر باز شود. به بخش: کنترل بیکار مراجعه کنید.
در نمودار زیر یک ECU و یک پتانسیومتر را می بینیم که با سه سیم به یکدیگر متصل شده اند. پتانسیومتر یک اتصال مکانیکی به دریچه گاز دارد. چرخاندن دریچه گاز باعث جابجایی رانر می شود.
- روی پایه 3 پتانسیومتر ولتاژ تغذیه 5 ولت را دریافت می کند.
- پتانسیومتر روی پایه 1 به زمین متصل است.
- سیگنال پتانسیومتر از طریق پین 2 به ECU ارسال می شود: برف پاک کن (فلش) به این سیم متصل است.
موقعیت دونده در مسیر کربن از مقسم ولتاژ ولتاژ خروجی را تعیین می کند. هنگامی که رانر بسیار به سمت چپ قرار می گیرد، ولتاژ خروجی بالا است: جریان فقط باید مسافت کوتاهی را در مقاومت طی کند، بنابراین ولتاژ کمتری جذب می شود. هرچه رانر بیشتر به سمت راست حرکت کند، ولتاژ سیگنال کمتر خواهد بود. در صفحه: مقسم ولتاژ این عملیات با جزئیات بیشتری مورد بحث قرار گرفته است.
با یک مولتی متر می توانید ولتاژ تغذیه در مقابل زمین را اندازه گیری کنید. این باید یک ولتاژ تثبیت شده 5,0 ولت باشد. بهتر است ولتاژ سیگنال را با اسیلوسکوپ اندازه گیری کنید: ممکن است اختلالاتی در سیگنال AM رخ دهد که با اندازه گیری مولتی متر قابل مشاهده نیستند. دو نقشه زیر یک سیگنال صحیح (خطوط صاف) و یک سیگنال با تداخل را نشان می دهد که در آن سیگنال یک افت ولتاژ عجیب و غریب را در مدت زمان بسیار کوتاه نشان می دهد.
در ادبیات انگلیسی، اما گاهی اوقات در زبان هلندی، ما اغلب می بینیم که از مخفف "TPS" استفاده می شود. این مخفف عبارت «سنسور موقعیت دریچه گاز» است که ترجمه هلندی «سنسور موقعیت دریچه گاز» است.
پدال گاز الکترونیکی (دریچه گاز با سیم):
امروزه دریچه‌های دریچه گاز به صورت الکترونیکی کنترل می‌شوند: ما دیگر یک کابل (مکانیکی) بین پدال گاز و دریچه گاز پیدا نمی‌کنیم. موقعیت پدال گاز توسط دو سنسور موقعیت ثبت شده و به ECU سیستم مدیریت موتور ارسال می شود. ECU موجه بودن سیگنال ها را با مقایسه آنها با یکدیگر بررسی می کند و محرک دریچه گاز (موتور تنظیم) را کنترل می کند تا باعث شود سوپاپ موقعیت از پیش تعیین شده ای را به خود بگیرد. ما این را در هلندی "دریچه گاز با سیم" می نامیم: کنترل دریچه گاز از طریق سیم کشی.
سنسورهای موقعیت پدال گاز در محفظه یا بالای پدال گاز نصب می شوند. سیگنال های این سنسورها باید بسیار دقیق و قابل اعتماد باشند: ما نمی خواهیم هیچ تداخلی در سیگنال تحت هیچ شرایطی منجر به شتاب گیری ناخواسته یا توقف موتور شود. برای اطمینان از قابلیت اطمینان، تولید کنندگان دو تناسب دارند سنسورهای موقعیت اضافه کردن:
- سازندگان می توانند سیگنال های هر دو سنسور را در سطوح ولتاژ مختلف ارسال کنند. هنگامی که ولتاژ سیگنال سنسور 1 از 1,2 به 1,6 ولت افزایش می یابد، ولتاژ سیگنال سنسور 2 نیز 400 میلی ولت افزایش می یابد، اما از 2,2 به 2,6 ولت.
- گزینه دیگر، بازتاب دو سیگنال یکسان است: تصویر محدوده زیر این استراتژی را نشان می دهد. هنگامی که پدال گاز کار می کند، سیگنال در کانال A (آبی) از 800 میلی ولت به 2,9 ولت افزایش می یابد و سیگنال در کانال B (قرمز) از 4,3 به 2,2 ولت کاهش می یابد. پیشرفت سیگنال دامنه (سیگنال AM) دقیقاً مشابه است، اما در تصویر آینه ای.
هنگامی که یکی از دو سیگنال دچار نقص می شود: سیگنال برای مدت کوتاهی به زمین می افتد یا نویز نشان می دهد، در هر دو سیگنال تفاوت مشاهده می شود. ECU ممکن است تصمیم بگیرد که به حالت لنگی برود: موقعیت پدال گاز دیگر قابل اعتماد نیست. در حالت اضطراری، قدرت محدودی در دسترس است، که به شخص اجازه می‌دهد با سرعت کم به مکانی امن در کنار جاده یا احتمالاً به گاراژ برود.
دریچه گاز توسط a کنترل می شود موتور الکتریکی DC باز و بسته شد. موتور تنظیم دریچه گاز توسط a کنترل می شود پل H کنترل می شود. محرک نیز مانند پدال گاز مجهز به دو پتانسیومتر است. دو تصویر زیر موتور کنترل دریچه گاز (3) را با دو گزینه پتانسیومتر دوبل نشان می دهد:
- پتانسیومتر با برف پاک کن ها به سمت بالا: هر دو سیگنال یکسان هستند، اما در یک سطح ولتاژ متفاوت.
- پتانسیومترها با دونده های مقابل یکدیگر: سیگنال ها تصاویر آینه ای هستند. اگر هنگام باز شدن دریچه گاز، یک سیگنال زیاد شود، سیگنال دیگر کاهش می یابد.
در صفحه پل H روش های کنترل موتور الکتریکی توضیح داده شده است. در صفحه مقسم ولتاژ عملکرد و اندازه گیری سنسور موقعیت به تفصیل مورد بحث قرار گرفته است.
