Предмети:
- Загальний
- Дросельна заслінка для одноточкової системи уприскування
- Дросельна заслінка на багатоточковій системі уприскування
- Контроль холостого ходу
- Управління дросельною заслінкою для великих двигунів
- Датчик положення дросельної заслінки
- Електронна педаль акселератора (дросельна заслінка)
Загальне:
Кожен бензиновий двигун має дросельну заслінку. Дросельна заслінка може регулювати кількість повітря, що надходить у циліндр. У дизельних двигунах також є дросельна заслінка, але вона завжди повністю відкрита, коли двигун працює. Це тому, що дизельний двигун працює на надлишку повітря. Дросельна заслінка на дизельних двигунах служить лише для плавного вимикання двигуна; коли клапан закривається, подача повітря перекривається. Після цього двигун негайно вимикається. Тому подача палива припиняється. У дизельному двигуні це також називають дросельною заслінкою замість дросельної заслінки. Насправді дросельна заслінка в бензиновому двигуні також є дросельною заслінкою: повітря дроселюється за будь-яких умов, крім повного навантаження.
У наступних розділах про моноточкові та багатоточкові системи уприскування, звичайно, йдеться про бензинові двигуни.
Дросельна заслінка з одноточковою системою уприскування:
Для двигунів з одноразовим уприскуванням (моноточкова система впорскування) одна форсунка встановлена перед дросельною заслінкою. Цей інжектор розпилює паливо безпосередньо на дросельну заслінку. Ця технологія застаріла і більше не використовується на нових автомобілях. Це пояснюється тим, що ця система має ряд недоліків. Оскільки інжектор впорскує на дросельну заслінку, він змішується з повітрям там. Впускний колектор розділений на 4 або більше циліндрів. Кількість палива не завжди буде однаковою в усіх циліндрах. Наприклад, циліндр 1 отримує найбільше палива в повітрі, тоді як циліндр 4 отримує набагато менше. Таким чином, система не регулюється або насилу регулюється. Тому використання моноточка не відповідає поточним екологічним вимогам.
Зараз використовуються кілька форсунок, які впорскують однакову кількість палива на циліндр. Тоді кількість можна навіть регулювати для кожного циліндра. Це те, що ми називаємо багатоточкова система впорскування.
Дросельна заслінка з багатоточковою системою уприскування:
У двигунах з багаторазовим уприскуванням (система багатоточкового впорскування) форсунки непрямого вприскування встановлені у впускному колекторі після дросельної заслінки. Інжектори розбризкуються на впускні клапани двигуна. При прямому вприскуванні форсунки впорскують безпосередньо в камеру згоряння. Як двигуни з непрямим, так і прямим упорскуванням мають дросельну заслінку, встановлену, як показано нижче. Виняток становлять двигуни з Valvetronic (BMW) і Multi-air (Fiat). Корпус дросельної заслінки встановлений між впускним колектором і трубкою з витратоміром повітря. Цим можна керувати електрично за допомогою електронної педалі акселератора (привід за допомогою проводів) або за допомогою троса газу (трос Боудена).
Системи керування двигуном, які використовуються сьогодні, використовують регулятор положення дросельної заслінки. Регулювальний двигун на дросельній заслінці забезпечує зміну положення дросельної заслінки. Це може бути для круїз-контролю або для контролю холостого ходу. Потенціометри виміряти положення дросельної заслінки. Блок керування двигуном (ECU) отримує значення від потенціометрів і може потім керувати приводними двигунами, щоб більше відкривати або закривати дросельну заслінку.
Контроль холостого ходу:
Для прискорення натискається педаль газу. Дросельна заслінка відкривається, щоб можна було всмоктувати більшу кількість повітря. При уповільненні або холостому ході педаль акселератора не працює; тут дросель закритий. Для забезпечення проходу повітря використовується регулятор холостого ходу. Швидкість холостого ходу підтримується якомога нижчою системою керування двигуном. Чим менше швидкість холостого ходу, тим менше витрата палива і знос двигуна. Частота холостого ходу не повинна бути занадто низькою; Це призводить до того, що двигун працює нерівномірно і є ймовірність того, що він заглохне. Бажана швидкість холостого ходу не завжди однакова. На регулювання холостого ходу впливає температура всмоктуваного повітря, увімкнений кондиціонер, положення педалі зчеплення або важеля селектора АКПП. Стабілізація регулювання швидкості може бути досягнута різними способами:
- контроль рівня наповнення. Найчастіше використовується в поєднанні з регулюванням моменту запалювання.
- змінити склад суміші. Це негативно впливає на викиди вихлопних газів, а діапазон регулювання обмежений.
- відрегулювати момент запалювання. Це також негативно впливає на викиди, але забезпечує надзвичайно швидкий контроль.
- відрегулювати фази газорозподілу. Це забезпечує додаткову опцію керування на додаток до існуючого контролю рівня наповнення.
Для контролю рівня наповнення використовується перепускний клапан, який дозволяє циркулювати повітря поза газовим клапаном, або регулювання газового клапана.
Перепускний клапан:
Перепускний клапан відкриває або закриває подачу повітря поза дросельною заслінкою, щоб стабілізувати швидкість холостого ходу. На зображенні нижче показано частково відкриту дросельну заслінку зліва. З правого боку відкритий перепускний клапан дозволяє двигуну втягувати повітря в перепускний канал. Коли дросельна заслінка відкривається далі, перепускний клапан закриється. Адже байпас необхідний тільки при закритому газовому крані. Система керування двигуном визначає, наскільки відкритий перепускний клапан. Датчик положення дросельної заслінки, який показує кут відкриття дросельної заслінки, разом з датчиком температури повітря надає необхідну інформацію.
Байпас, який часто використовується, - це широтно-імпульсна модуляція з пружинним електромагнітним клапаном. Система управління двигуном подає на магнітну котушку сигнал ШІМ. Змінюючи робочий цикл, клапан можна відкривати, закривати або розміщувати в будь-якому проміжному положенні. Перепускний клапан також може бути оснащений кроковим двигуном.
Обхідний електромагнітний клапан з широтно-імпульсною модуляцією:
На малюнку показано два види перепускного клапана з ШІМ-регулюванням. Судячи з трьох контактів штепсельного з'єднання, це часто версія з двома котушками; один, щоб відкрити клапан, і один, щоб закрити його.
На схемі нижче показано спосіб керування двома котушками. Коли «EFI Main Relay» (реле для комп’ютера керування двигуном) увімкнено, мікропроцесор подається живлення. Два транзистора управляються в ECU.
Спосіб комутації дозволяє нижньому транзистору інвертувати ШІМ-сигнал верхнього. Сигнали ШІМ дзеркальні. Це те, що ви бачите на ISC1 і ISC2 (виходи ECU). ЕБУ змінює робочий цикл для кожної котушки. Різниця в силі двох магнітних полів визначає положення клапана. Частота становить від 100 до 250 Гц.
De контроль робочого циклу можна виміряти за допомогою осцилографа. На зображенні нижче клапан наполовину відкритий (завантаження 50%). На ISC1 і ISC2 позитивний і негативний імпульси рівні.
Пружинний перепускний електромагнітний клапан із модуляцією ширини імпульсу:
Крім приводу з двома котушками, він також часто оснащується однією котушкою. У цьому випадку в штекерному з'єднанні часто є два контакти: для ШІМ-контролю і провід заземлення. Пружина забезпечує закритість клапана в стані спокою; це робить другу котушку зайвою.
Байпас з кроковим двигуном:
На додаток до перепускних клапанів з ШІМ-регулюванням існують також клапани, які регулюються за допомогою крокового двигуна. ЕБУ керує котушками. Натисніть тут, щоб перейти на сторінку крокового двигуна.
Корпус дросельної заслінки з приводом:
Сучасні системи керування двигуном використовують регулятор положення дросельної заслінки для стабілізації холостого ходу. Більше не потрібно використовувати окремий перепускний клапан. Всі компоненти для регулювання положення дросельної заслінки знаходяться в корпусі. Два потенціометри зареєструвати положення дросельної заслінки на весь кутовий поворот (середина зображення). Разом з перемикачем холостого ходу, який реєструє холостий хід (ліворуч), сигнали надходять до ЕБУ. Двигун постійного або постійного струму в дросельній заслінці керується за допомогою сигналу ШІМ для керування положенням дросельної заслінки. Тут також можливо, що кроковий двигун обертає дросельну заслінку.
Внутрішню частину корпусу дросельної заслінки було модифіковано таким чином, що повітряний зазор збільшується лінійно з кутовим переміщенням дросельної заслінки. Це звучить дуже точно. Тому важливо, щоб положення дросельної заслінки було скинуто до основних налаштувань за допомогою діагностичного обладнання після заміни або чищення дросельної заслінки.
Управління дросельною заслінкою для великих двигунів:
У великих двигунах, таких як двигун BMW V12 (показаний на зображенні нижче), подача повітря через одну дросельну заслінку занадто мала. При повному навантаженні двигун потребує стільки повітря, що діаметр однієї дросельної заслінки був би замалим. Тому було встановлено два корпуси дросельної заслінки. По одному на кожен ряд циліндрів. Ця версія має два корпуси повітряного фільтра, два масометри повітря та дві всмоктувальні труби.
Датчик положення дросельної заслінки:
Усередині дросельної заслінки є датчик положення дросельної заслінки який передає положення дросельної заслінки в ЕБУ системи управління двигуном. Положення дросельної заслінки визначає кількість всмоктуваного повітря, а отже, і кількість палива, яке потрібно впорснути. Виходячи з положення дросельної заслінки, ECU може налаштувати регулювання холостого ходу відповідно до умов роботи: при холодному двигуні або при включеному кондиціонері швидкість холостого ходу потрібно трохи збільшити, тому дросельна заслінка повинна відкритися трохи далі. Дивіться розділ: контроль холостого ходу.
На наступній схемі ми бачимо ECU та потенціометр, які з’єднані один з одним трьома проводами. Потенціометр має механічне з'єднання з дросельною заслінкою. Перекручування дросельної заслінки призведе до перемикання бігуна.
- На висновок 3 потенціометр отримує напругу живлення 5 вольт;
- Потенціометр підключений до землі на контакті 1;
- Сигнал від потенціометра надходить на ECU через контакт 2: до цього проводу приєднаний склоочисник (стрілка).
Положення бігуна на вуглецевій доріжці потенціометр визначає вихідну напругу. Коли бігун розташований далеко ліворуч, вихідна напруга висока: струм має проходити лише коротку відстань через резистор, тому поглинається менше напруги. Чим далі бігун рухається вправо, тим нижчою буде напруга сигналу. На сторінці: потенціометр операція обговорюється більш докладно.
За допомогою мультиметра ви можете виміряти напругу живлення від землі. Це має бути стабілізована напруга 5,0 вольт. Напругу сигналу краще вимірювати за допомогою осцилографа: в АМ-сигналі можуть виникнути перешкоди, які не видно при вимірюванні мультиметром. Два малюнки нижче показують правильний сигнал (плавні лінії) і сигнал із перешкодами, де сигнал демонструє особливе падіння напруги протягом дуже короткого періоду часу.
В англійській, але іноді також у голландській літературі ми часто бачимо абревіатуру «TPS». Це означає: «Датчик положення дросельної заслінки», що є перекладом нідерландського «датчик положення дросельної заслінки».
Електронна педаль акселератора (дросельна заслінка):
Сьогодні дросельними заслінками керують електронно: ми більше не знаходимо (механічного) кабелю між педаллю акселератора та дросельною заслінкою. Положення педалі акселератора реєструється двома датчиками положення та надсилається до ЕБУ системи керування двигуном. ЕБУ перевіряє правдоподібність сигналів, порівнюючи їх один з одним, і керує приводом дросельної заслінки (двигуном регулювання), щоб змусити клапан прийняти заздалегідь визначене положення. Ми називаємо це «дротовою заслінкою», нідерландською: керування дроселем за допомогою проводки.
Датчики положення педалі акселератора встановлені в корпусі або на верхній частині педалі акселератора. Сигнали від цих датчиків мають бути надзвичайно точними та надійними: ми не хочемо, щоб будь-які перешкоди в сигналі за будь-яких обставин призвели до ненавмисного прискорення або зупинки двигуна. Для забезпечення надійності виробники встановлюють дві датчики положення додати:
- Виробники можуть вибрати передачу сигналів від обох датчиків на різних рівнях напруги. При збільшенні напруги сигналу датчика 1 з 1,2 до 1,6 вольт напруга сигналу датчика 2 також збільшиться на 400 мВ, але з 2,2 до 2,6 вольт;
- Іншим варіантом є віддзеркалення двох ідентичних сигналів: зображення області нижче показує цю стратегію. Коли натискається педаль акселератора, сигнал на каналі A (синій) збільшується з 800 мВ до 2,9 вольт, а сигнал на каналі B (червоний) зменшується з 4,3 до 2,2 вольта. Прогресія сигналу амплітуди (AM сигнал) точно так само, але в дзеркальному відображенні.
Коли один із двох сигналів не працює: сигнал ненадовго падає на землю або видає шум, в обох сигналах видно різницю. Після цього ECU може вирішити перейти в слабий режим: положення педалі акселератора більше не є надійним. В аварійному режимі доступна обмежена потужність, що дозволяє їхати на зниженій швидкості в безпечне місце на дорозі або, можливо, в гараж.
Дросель керується a Електродвигун постійного струму відкритий і закритий. Двигун регулювання дросельної заслінки керується a Н-міст контрольовані. Привід, як і педаль акселератора, оснащений двома потенціометрами. Два зображення нижче показують двигун керування дроселем (3) із двома варіантами подвійних потенціометрів:
- Потенціометри зі склоочисниками, спрямованими вгору: обидва сигнали ідентичні, але на різному рівні напруги;
- Потенціометри з бігунками один навпроти одного: сигнали дзеркальні. Якщо один сигнал стає високим при відкритті дросельної заслінки, інший сигнал зменшується.
На сторінці Н-міст описані методи керування електродвигуном. На сторінці Потенціометр Детально розглянуто роботу та вимірювання датчика положення.
