Что такое дроссель?

Для работы двигателя необходим кислород. Подачу воздуха вы регулируете с помощью акселератора. В народе акселератор называют педалью газа. Педаль газа соединена с устройством, которое называется дроссельный узел или просто дроссель.

Существуют два вида дросселя. Механический и электрический. Механический дроссель напрямую соединён с дроссельной заслонкой посредством тросика. На фотографии показан механический дроссель. И там хорошо видно большое отверстие закрытое дроссельной заслонкой.

Как работает дроссель?

Когда вы начинаете движение на автомобиле или «поддаёте газу» вы нажимаете на педаль газа. Автомобиль едет быстрее, автомобиль едет медленно. Нажимая на педаль газа, вы приводите в движение дроссельную заслонку, и тем самым регулируете подачу воздуха в двигатель. И заодно подачу топлива.

На картинке изображена условная схема дросселя. Наведите курсор на картинку, чтобы понять принцип работы.

Дроссельная заслонка соединена с датчиком положения дроссельной заслонки. И положение заслонки говорит компьютеру сколько топлива нужно подать в двигатель.

При нажатии на педаль газа воздух поступает в двигатель смешивается с топливом, и этот взрывной “коктейль” поступает в камеру сгорания, где происходит его поджег. Большие дозы ингредиентов, машина едет быстрее. Маленькие – медленнее. Вот таким незамысловатым образом, с помощью педали газа, вы отмеряете количество горючего “коктейля” и задаёте динамику движения автомобиля.

Где находится дроссель?

Вы поднимаете капот и находите корпус воздушного фильтра. От воздушного фильтра идёт, как правило, резиновый воздуховод. Но может быть и пластиковый. Этот воздуховод как раз соединяется с дросселем. То есть дроссель располагается между воздушным фильтром и двигателем. И крепится к двигателю.

Если вы загляните под капот и увидите конец тросика, который крепится к рычагу дроссельной заслонки, то это и будет тот самый – механический дроссель (см. фото).

Если вы нашли дроссель, но при всех стараниях не нашли тросик, то у вашего авто электрический дроссель. Его чаще называют электронным. Электрический дроссель управляется посредством электрического сигнала. Об особенности работы электрического дросселя и его влияния на динамику разгона автомобиля смотрите страницах:

• тупит авто…
• это интересно

На стр. «это интересно» есть дополнительное описание и сравнение электрического и механического дросселя. А так же описан эффект после доработки дросселя.

У кого-то бывает так, что авто «думает» перед тем как ускориться, после того, как водитель нажал на педаль газа. Этой проблеме посвящена следующая страница сайта. Дополнительное описание и сравнения, как электрические и механические дросселя влияют на динамику разгона автомобиля.

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.

Устройство дроссельной заслонки

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.

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:

• 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.

Электронная дроссельная заслонка

Электронное управление дроссельной заслонкой позволяет ECM (Engine Control Module) регулировать крутящий момент, подстраивая режим работы двигателя под условия движения. Благодаря этому удается снизить расход топлива и количество вредных выбросов в атмосферу. Давайте рассмотрим, как работает электронная дроссельная заслонка, устройство и принцип работы элементов управления.

Компоненты системы

• Блок управления двигателем (ECM). Определяет по входным сигналам от датчиков положения педали акселератора запрашиваемую водителем мощность двигателя. В соответствии с вычислениями и учетом других параметров управления ДВС (к примеру, требования тормозной системы, АКПП) блок управляет электродвигателем модуля дроссельной заслонки (ДЗ). Основой ECM являются функциональный вычислительный и контрольный вычислительный модули.
• Модуль педали газа с основным и резервным датчиком положения.
• Датчик выжима педали сцепления.
• Датчик нажатия педали тормоза.
• Дроссельная заслонка с электродвигателем и датчиками положения.

Принцип работы электронной педали газа

До появления электронной педали акселератора нажатие на педаль через систему тяг и тросов приводило к повороту оси ДЗ. Следующим этапом развития инжекторных двигателяей стало отслеживание угла открытия ДЗ с помощью резистивных датчиков положения. В работу двигателя электроника вмешивается только в режиме холостого хода и при активации круиз-контроля.

В системе с электронным перемещением ДЗ механическая связь между заслонкой и педалью отсутствует. Угол нажатия педали отслеживается с помощью датчиков двух типов:

• контактные измерители. Построены на основе потенциометра со скользящим контактом. Перемещение ползунка по резистивной дорожке ведет к изменению сопротивления в цепи. ЭБУ посылает на датчик опорное напряжение в 5 В. Изменение сопротивления ведет к падению или возрастанию напряжения на сигнальном проводе.

• Бесконтактные датчики. На корпусе неподвижно закреплены два датчика (Hall IC). На вращающейся оси закреплены магниты. Смещение магнитов ведет к изменению интенсивности магнитного поля, что влияет на выходное напряжение датчика Холла.

Внутри корпуса педального узла всегда размещена пара потенциометров, следовательно, две выходные системы – основная и резервная. При нажатии на педаль меняются оба выходных напряжения. По соотношению уровней сигналов ЭБУ мониторит исправность датчиков. На графике ниже указаны уровни сигналов, используемые на автомобилях Mitsubishi с системой впрыска MPI. Уровни напряжения основного и резервного датчика отличаются в два раза.

На некоторых системах низкий уровень сигнала на резервном датчике будет соответствовать высокому уровню на основном. Соответственно, если на одном измерителе напряжение при нажатии педали падает, то на втором оно должно пропорционально возрасти.

Дроссельная заслонка с электронным управлением

Модуль дроссельного узла состоит из корпуса, дроссельной заслонки, датчиков положения и электродвигателя постоянного тока. Как и в электронной педали газа, для отслеживания положения ДЗ используется пара контактных либо бесконтактных датчиков на эффекте Холла.

Вращение от статора электродвигателя на ось ДЗ передается через пластиковые шестерни. На корпусе имеется механический ограничитель хода, упираясь в который дроссельная заслонка полностью закрывается. В штатном режиме заслонка полностью никогда не закрыта во избежание закусывания ее в корпусе при нагреве. Ограничитель необходим для адаптации ДЗ, в процессе которой ЭБУ запоминает крайнее положение заслонки в открытом и закрытом состоянии. В штатном режиме заслонка останавливается не доходя до нижнего механического ограничителя.

Функция самодиагностики

В случае отсутствия сигнала с датчиков положения ДЗ заслонка перемещается в аварийное положение, при котором двигатель работает только в режиме повышенного холостого хода (порядка 1500 об./мин). На приборной панели при этом может загореться Check Engine или контрольная лампа EPC.

В случае потери связи с датчиками либо любой аномалии в их показаниях в энергонезависимую память записывается соответствующий код неисправности. Считать ошибки можно через разъем OBD-II с помощью мультимарочного или специализированного сканера. В случае замены, ремонта, связанного с разборкой модуля ДЗ, или чистки узла, необходимо провести адаптацию дроссельной заслонки.

Управление холостым ходом

В системе с электронно-управляемой дроссельной заслонкой отсутствует регулятор холостого хода (РХХ). Его функцию на себя берет электродвигатель ДЗ. Поворачивая заслонку на определенный уровень, ЭБУ дозирует воздух для поддержания оборотов холостого хода. Повышенные обороты холостого хода при прогреве, а также возросшая на двигатель нагрузка (включение кондиционера, фар и прочих мощных потребителей) также компенсируется открытием заслонки.

Базовая частота холостого хода рассчитывается из базовой матрицы с использованием сигнала датчика температуры ОЖ.

Неисправности

• Загрязнение ДЗ
• Неисправность контактных датчиков положения. Из-за постоянного движения ползунка в местах контакта с дорожкой на резистивном слое появляются протиры. Характерно, что симптомы неисправности начинают проявлять себя в зоне частичной нагрузки. Также плохой контакт возможен из-за ослабления нажима ползунка, образования на резистивной дорожке отложений. Бесконтактные датчики на эффекте Холла такой особенности не имеют и выходят из строя намного реже.
• Обламывание, слизывание зубов на пластиковых шестернях. Происходит при долгой эксплуатации авто с грязной дроссельной заслонкой, когда для ее перемещения электродвигателю приходится прилагать большее усилие.
• Подсос воздуха в месте фиксации оси заслонки в корпусе модуля.
• Износ щеток, коллектора электродвигателя.

Также не стоит забывать о стандартных проблемах с электропроводкой, окислах в разъемах питания.