Дроссельная заслонка – структурный элемент, непременно присутствующий в топливной системе любого автомобиля, у которого стоит двигатель внутреннего сгорания. Принцип работы такого двигателя основан на употреблении воздушно-топливной смеси. Поэтому простое устройство, именуемое дроссельной заслонкой считается важной составляющей системы питания автомобиля, элементом впускной системы со строго определенными функциями. Во времена, когда превалировали автомобили с карбюраторным двигателем, дроссельная заслонка была частью карбюратора. Когда на смену им пришли инжекторные, функции дроссельной заслонки расширились, и она стала главной частью несложной системы подачи воздуха, точнее. ее основным узлом.
Виды дроссельных узлов и принцип их работы
Конструкция системы занятой в автомобиле подачей воздуха обычно не отличается особой сложностью, но может претерпевать некоторые изменения в зависимости от остального обустройства двигателя. Дроссельная заслонка не усложнялась, а упрощалась, несмотря на развитие новых видов и конструктивные особенности. Старое название дроссельной заслонки сохранилось с того времени, когда она была частью другого элемента, а увеличение ее функциональных обязанностей привело к тому, что стало появляться новое обозначение – дроссельный узел или попросту дроссель.
Если проследить последовательно процесс эволюции, то дроссельная заслонка сначала была с механическим приводом, затем появилась электрическая (электромеханическая), и уже после этого вида была создана с электронным управлением. На сегодняшний день мирно сосуществуют все три конструкции, и в ответ на вопрос, что такое дроссельная заслонка правильным было бы рассказывать обо всех трех существующих типах.
С механическим приводом
Появление дроссельной заслонки с механическим приводом ассоциировано с разработкой и внедрением инжекторной системы автомобильного питания. Если раньше условия работы этого нехитрого устройства определялись карбюратором, то теперь она, хоть и входит в состав системы подачи воздуха, все же является самостоятельным узлом. Основная функция механической дроссельной заслонки – дозирование воздушного потока или его перекрытие. Это необходимо для работы силового агрегата в вариабельных режимах.
Вспомогательные:
- осуществление поддержки оборотов коленвала, пока машина на холостом ходу;
- участие в работе усилителя тормозной системы;
- включение датчиков и байпасных каналов;
- регулировка количества воздуха, подаваемого системой в цилиндры.
Устройство дроссельной заслонки для инжекторной системы, такое же простое, как и ее снятие для процесса ремонта. Она состоит из корпуса и собственно заслонки с осью, и механизма привода. Принцип работы дроссельной заслонки основан на воздействии водителя через тросовый привод. Привод соединяет ось заслонки с сектором газа и педалью акселератора. Датчик положения указывает на угол открытия заслонки, передавая информацию электронному блоку управления. Тот, в свою очередь, на основании полученных данных, производит коррекцию количества подаваемого топлива.
На некоторых старых машинах еще сохранились датчики положения другого типа, потенциометрического, определяющий угол открытия на основании измерения сопротивления. Но их давно вытеснили более надежные магниторезистивные, в которых нет контактных пар, постоянно изнашивавшихся и требовавших замены. Клапан регулятора холостого хода теперь оборудован в канале, идущем отдельно от основного. Это электрический клапан, который работает в любых режимах холостого хода и может корректировать подачу воздушных потоков, когда и как это нужно для работы двигателя.
Основной принцип работы устройства дополнительного канала – подача воздуха при закрытой дроссельной заслонке, потому что и для холостого хода воздух все равно требуется. В целом, это прекрасная функциональная система, основательно продуманная, расположенная в пределах досягаемости и легко поддающаяся ремонту. Недостатком этого устройства считается перерасход топлива, возникающий из-за изменения положения дроссельной заслонки, на которое не успевает среагировать существующий блок управления.
Электромеханическая дроссельная заслонка
Появление электрической дроссельной заслонки изменило положение дел и приблизило автомобили к нынешнему уровню автоматизации. По-прежнему оставаясь на тросовом управлении, дроссельная заслонка лишилась всех дополнительных каналов, которые в мороз приходилось подключать к системе обогрева, чтобы они не замерзали. Появился электронный механизм, к которому частично перешло управление дроссельной заслонкой. Пусть это и был всего лишь электромотор с редуктором, подсоединенный к оси, но зато при запуске мотора новый блок дроссельной заслонки стал регулировать подаваемый воздух, и приоткрывать ее на необходимый угол.
При такой системе, установленной в автомобиле, водитель все еще управлял им с помощью педали газа и механического привода. Но зато на холостом ходу за него считал уже блок, хотя в остальных случаях устройство по-прежнему из-за шофера допускало ошибки в образовании нужной смеси. Принцип изменился, но не кардинально, хотя возможность убрать дополнительные каналы сильно облегчила работу устройства, и начинающие автомобилисты не искали зимой, где находятся байпасные каналы. Это участь досталась владельцам уже устаревших машин, прекрасно знавших, где может произойти сбой для чего нужны дроссельные заслонки.
Дроссельный узел с электронным управлением
Новый принцип работы в электронном устройстве заключается в полном отсутствии какой бы то ни было связи с педалью акселератора, на которую мог бы влиять водитель. В нем все еще есть электрический двигатель и редуктор, но теперь только он связан с осью и управляется блоком. Во всех режимах, а не только на холостом ходу, электронный блок осуществляет регуляцию и командует деятельностью заслонки. Появилось второе сигнально-информационное устройств, добавленное с момента перехода на такие системы – датчик акселератора.
Внешне и раньше все кажется очень простым:
- контроллер видит по датчику положение заслонки;
- ориентируется на ДПДЗ (датчик положения дроссельной заслонки);
- скорость изменения сигнала дает информацию о динамике нажатия на акселератор;
- в закрытом состоянии – срабатывает регулятор холостого хода, подающий воздух по дополнительным байпасным каналам.
Сейчас электронный блок располагает информаций с датчиков и следящих устройств трансмиссий-автоматов, тормозов, оборудования для внутреннего климата и круиз-контролем. Схема стала и сложнее, и проще, зато давление воздуха оптимизировалось, и его подается всегда точное количество, отсюда устранен и перерасход топлива. Казалось бы, все безупречно, и можно забыть, где находится дроссельный узел, но все же не обошлось без определенных недостатков.
Электроника и механика плюсы и минусы
У небезупречной механики по сравнению с электроникой оказалось намного меньше недостатков. Один – электродвигатель, с помощью которого должна отрываться заслонка в узле. Как только в нем происходят сбои, нарушается работа заслонки, которая все еще нужна для дозированного выпуска воздуха. Трос, который сейчас находится только в механических дросселях, в этом отношении был удобнее. В машинах не самого высокого класса работает недостаточно проработанная программа, которая долго обрабатывает полученные данные (в электронном блоке требует некоторого времени для обработки исходных характеристик). При этом программе нужна нежелательная для водителя пауза. Поэтому дроссель срабатывает с опозданием. Вот и возникает вопрос, нужна ли такая модернизация.
Профессиональный водитель понимает, что при четкой работе программного обеспечения, на качественном автомобиле, дроссель будет всегда открыт вовремя. Да и на машинах эконом класса в обычных условиях такой недостаток практически незаметен. Но в сложных зимних условиях, на скользкой дороге, иногда возникает ситуация, в которой нет времени ждать, пока ЭБУ осмыслит информацию и подаст соответствующий сигнал. Вложенный в ЭБУ механизм предотвращения колесной пробуксовки на старте, не дает возможности моментального получения большой мощности, а это может негативно сказаться на работе двигателя.
Единственный выход из такой ситуации – не всем по карману. Но в автомобилях премиум-класса и программное обеспечение намного лучше, и режим работы силовой установки водитель может установить по собственным предпочтениям. Многое в современных автомобилях изменилось, но не основной механизм работы двигателя, поэтому без дроссельного узла пока нельзя обойтись.
