Что такое дросселирование двигателя

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.

Блок (модуль) дроссельной заслонки включает в себя следующие элементы:

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:

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:

Электронная система включает в себя:

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:

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.

Источник

Дроссельная заслонка двигателя — устройство, виды, неисправности

С самого момента изобретения принцип работы дроссельной заслонки не изменился. Да, она «обросла» дополнительными датчиками, моторчиками и патрубками, управляется бортовым компьютером, делается из более технологичных материалов, но ее суть осталась неизменной. Как раньше она регулировала подачу воздуха в карбюратор, так и теперь дроссельный узел подает воздух в двигатель.
Однако, несмотря на свою «табуреточную» простоту, дроссельная заслонка выполняет важную функцию, и любые ее сбои моментально сказываются на работе двигателя.

Что такое дроссельная заслонка, назначение, виды

Дроссельная заслонка – это механический клапан, который регулирует объем воздуха, поступающего в камеру сгорания. Угол открытия определяет, сколько воздуха проходит через нее за единицу времени и попадает в цилиндры. В зависимости от угла открытия, воздух может проходить беспрепятственно, частично, либо не проходить вообще.

Когда водитель нажимает педаль газа, это и есть управление углом открытия заслонки. «Педаль в пол» – она максимально раскрывается и двигатель выдает полную мощность. На холостых оборотах, наоборот, пропускает минимум воздуха, чтобы смесь была богаче. Другими словами, она реагирует на действия водителя, а электронный блок управления (ЭБУ), в свою очередь, реагирует на положение заслонки, подавая соответствующее количество топлива.

Как уже было сказано, схема оказалась настолько удачной, что не претерпела изменений в своем базовом принципе до сегодняшних дней. Но, конечно, дроссельная заслонка тоже совершенствовалась, как и остальные элементы автомобиля. Так что в настоящее время на автомобилях используются три типа:

Механическая заслонка, принцип работы

Это самый простой и примитивный вид, который до сих пор используется в некоторых автомобилях.

Принцип работы заключается в следующем:

Датчики положения на дроссельной заслонке могут быть двух типов:

На холостом ходу заслонка полностью закрыта, так что для работы двигателя воздух идет в обход через регулятор холостого хода – отдельный байпасный канал, где находится электроклапан. И для дополнительной подачи воздуха (например, если на холостом ходу водитель включает кондиционер или другое электрооборудование) предусмотрен еще один канал, также идущий в обход впускного коллектора.

В современных механических датчиках предусмотрена система подогрева каналов холостого хода, чтобы в холодный сезон предотвратить обледенение. К специальным патрубкам подведена охлаждающая жидкость от двигателя, которая выполняет функцию подогрева.

Электромеханическая дроссельная заслонка

Ее устройство почти такое же, как у механической, но с небольшим дополнением: на ней установлен электропривод для работы на холостом ходу, который управляется ЭБУ. По сути, этот привод выполняет работу регулятора холостого хода: дает воздуху поступать в двигатель, даже если водитель не «газует».
Остальные элементы остались те же: тросовая система соединений, датчик положения заслонки.

Электрическая (электронная) заслонка, принцип работы

Тут всё «по-взрослому»: никаких тросов и рычагов, только умная и быстрая электроника. Такая система ставится на современные автомобили, в которых есть возможность выбирать режим движения.

К электронной системе управления дросселем относятся:

Электронная заслонка управляется ЭБУ на всех режимах. Кроме того, она дает возможность переключать режимы: в спокойной городской езде не позволит слишком резко рвануть с места, а в режиме «драйв», наоборот, подстегнет двигатель на старте.

Что лучше, механическая или электрическая заслонка?

Спорить о том, какая система лучше, занятие неблагодарное. Зависит от того, какие приоритеты у автовладельца.

К примеру, механический дроссель можно считать «прошлым веком», поскольку не ставится на современные автомобили, но в то же время он отлично выполняет свои функции. И имеет однозначные плюсы: меньше слабых мест (каждый дополнительный датчик или моторчик – дополнительная деталь, которая может поломаться) и простота ремонта или замены. Однако будем откровенны, с сегодняшними стандартами экономии топлива и экологической безопасности механической заслонке уже не справиться.

Электронный дроссель имеет больше шансов на поломку, даже чисто статистически, ведь в нём есть дополнительные элементы. Как только любой датчик выходит из строя, начинаются «танцы с бубном» и поиск ошибок. Однако представить современный автомобиль без точного и тонкого управления двигателем, для чего нужна именно электронная заслонка – просто невозможно. Поэтому механические дроссели потихоньку уходят в прошлое, а им на смену приходит электроника.

Неисправности, регулировка и ремонт

1. Основное слабое место – датчик положения дроссельной заслонки. Именно он чаще всего выходит из строя, в результате чего начинаются сбои в работе двигателя:

Однако ни один из этих признаков не указывает напрямую на неисправность именно дроссельной заслонки. Для определения причины придется провести диагностику.

2. Еще одна проблема, хоть не такая неприятная, как поломка датчика – засорение обходных каналов. В этом случае симптомы будут связаны только с работой двигателя на холостом ходу. Плавающие обороты, внезапная остановка – всё это может быть поводом для проверки и чистки дросселя.

3. Третья неисправность – подсос воздуха через сам блок дроссельной заслонки или сквозь пробой во впускном коллекторе. В результате в двигатель поступает кислорода больше нормы и повышаются обороты тогда, когда этого не требуется. К тому же нет ничего хорошего в том, что в цилиндры поступает воздух в обход фильтра.

Если нарушена герметичность соединения дросселя и впускного коллектора, либо сама заслонка не закрывается нормально, это решается путем ее чистки и повторной установки. Однако подсос воздуха может идти и через другие слабые места, так что лучше обратиться на СТО за квалифицированной помощью. Возможно, «травят» уплотнители форсунок, место подвода вакуумного усилителя тормозов, есть другие неисправности на пути воздуха к цилиндрам. Проблемы нужно найти и устранить.

4. И, наконец, может сбиться адаптация заслонки. Адаптация – это настройка ЭБУ, чтобы он корректно увязывал положение педали газа с положением дросселя. Сбой адаптации может произойти при отключении аккумулятора или ЭБУ, снятии самой заслонки для чистки и ремонта, ее замена и т.д. Провести адаптацию можно и самостоятельно, но лучше доверить это специалистам. Стоит услуга недорого, делается быстро, напортачить там сложно.

Работа дроссельной заслонки зависит от других элементов системы подачи воздуха. В частности, на нее влияет качество воздушного фильтра: если владелец автомобиля нарушает регламент ТО, фильтр пропускает меньше воздуха, чем необходимо, и появляются проблемы, с признаками неисправности.

Также важно состояние антифриза, если он подается для обогрева регулятора холостого хода. И, конечно, сбои в работе ЭБУ могут привести к проблеме с подачей воздуха. В свою очередь, дроссельная заслонка при поломке может наделать много неприятностей, особенно при работе двигателя на переобогащенной смеси. Берегите свою машину, и она будет служить верой и правдой!

Источник

ДРОССЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРД

Дроссельными характеристиками называют зависимости тяги и удельного расхода топлива ГТД от частоты вращения одного из роторов (или расхода топлива) при заданных условиях полета и принятой программе управления.

Дросселирование двигателя в целях снижения его тяги осуществляется снижением подачи топлива в камеру сгорания за счет уменьшения угла установки РУД. Основным управляющим фактором при этом является расход топлива G_т.

Объясним качественный характер протекания дроссельных характеристик на примере ТРД при условии, что дросселирование осуществляется при F_кр = const.

Рис. 4.8. Дроссельные характеристики ТРД

На рис. 4.8 показано два способа изображения стендовых дроссельных характеристик ТРД: в виде зависимостей удельного расхода топлива от тяги (рис. 4.8 а) и в виде зависимостей Р и С_уд от (рис. 4.8 б). Основные режимы работы двигателя отмечены условными обозначениями. Характеристики построены в относительных координатах, где за исходный принят максимальный режим.

Протекание дроссельных характеристик двигателя определяется параметрами его рабочего процесса. Характер изменения наиболее важных из них представлен на рис. 4.9. Здесь показано изменение от степени повышения давления и КПД компрессора, а также, и . Объясним с их помощью протекание дроссельных характеристик.

Тяга при дросселировании двигателя, как видно из рис. 4.8, интенсивно снижается, что обусловлено уменьшением как удельной тяги, так и расхода воздуха. Уменьшение G_в вызвано со снижением и q(l_в) из-за перемещения рабочей точки по рабочей линии на характеристике компрессора вниз. Снижение Р_уд обусловлено одновременным уменьшением параметров рабочего процесса p и D (в основном, температуры газа перед турбиной ), как это показано на рис. 4.9.

Одновременное снижение параметров p и D при дросселировании двигателя приводит к уменьшению работы цикла и удельной тяги. Следует особо отметить, что температура при снижается при уменьшении чрезвычайно интенсивно в соответствии со снижением работы, потребной для вращения компрессора. Происходит значительное уменьшение скорости истечения с_с и удельной тяги Р_уд = , что наряду с уменьшением G_в приводит к очень интенсивному снижению тяги двигателя.

Рис. 4.9. Зависимость основных параметров ТРД от

На пониженных частотах вращения при приближении к режиму МГ в стендовых условиях возможно уменьшение интенсивности снижения и даже увеличение температуры с уменьшением . Это обусловлено снижением при переходе реактивного сопла на докритические режимы истечения.

Удельный расход топлива вначале незначительно уменьшается, вблизи режима «кр» достигает минимального значения, а затем увеличивается вплоть до режима МГ (рис. 4.8). На удельный расход топлива оказывают влияние два противоположно действующих фактора: снижение внутреннего КПД и увеличение тягового КПД. Внутренний КПД снижается по причине одновременного уменьшения параметров рабочего процесса p и D. Поэтому глубокое дросселирование ГТД любого типа всегда связано со значительным уменьшением внутреннего КПД h_вн и полного КПД h_п = h_внh_тяг и увеличением удельного расхода топлива С_уд = . Снижение удельного расхода топлива на начальном участке дроссельной характеристики (от максимального до крейсерского режимов, рис. 4.8) объясняется интенсивным увеличением тягового КПД, вызванным быстрым снижением скорости истечения при дросселировании (из-за падения и ) и уменьшением, вследствие этого, потерь с выходной скоростью

(рис. 4.9 в). Современные ГТД, как отмечалось ранее, имеют на максимальном режиме температуру больше , а поэтому снижение при дросселировании двигателя вблизи максимального режима приводит к приближению температуры к ее экономическому значению, что и вызывает некоторое уменьшение С_уд (за счет повышения тягового КПД).

Характеристики двухконтурных ТРД (ТРДД)

В ТРДД, используемых на дозвуковых транспортных и гражданских самолетах, характерно применение сравнительно высоких степеней двухконтурности. Это обусловлено требованием получения хорошей экономичности и соответственно низких удельных расходов топлива. У этих ТРДД, по мере их развития, степени двухконтурности m = G_вII/G_вI и параметры рабочего процесса и увеличивались (как показано на рис. 4.10) и в настоящее время они достигают: m₀ ≈ 4,5…5,5; ≈ 1500…1600 К; ≈ 25…35.

Рис. 4.10. Изменение параметров рабочего процесса и удельных параметров ТРДД в ходе их развития: I, II, III – поколения

Повышение степени двухконтурности m приводит к возрастанию тягового КПД двигателя за счет снижения потерь с выходной скоростью. Вследствие увеличения параметров рабочего процесса, при условии сохранения высоких КПД элементов, достигается увеличение внутреннего КПД двигателя. В итоге повышается полный КПД двигателя h_п=h_внh_тяг и снижается удельный расход топлива С_уд .

Но увеличение степени двухконтурности неизбежно приводит к уменьшению удельной тяги двигателя, а вследствие этого увеличивается расход воздуха, требуемый для получения заданной тяги. Это вызывает увеличение габаритных размеров и в первую очередь миделя таких ТРДД.

Рис. 4.11. Влияние режима работы

двигателя (а) и условий полета (б)

на степень двухконтурности ТРДД

Степень двухконтурности m у ТРДД являетсяфункцией от приведенной частоты вращения компрессора n_к.при при этом весьма существенно изменяется при изменении скорости, высоты полета и частоты вращения ротора двигателя. Качественный характер изменения m от представлен на рис. 4.11 а. С уменьшением величина m возрастает, а это, как видно из рис. 4.11 б, приводит к повышению m с увеличением скорости (числа M_Н) полета и к ее снижению с увеличением высоты полета Н до 11 км.

Весьма значительная зависимость степени двухконтурности от режима работы двигателя, скорости и высоты полета наряду с низкими абсолютными значениями удельных тяг являются теми отличительными особенностями, которые влияют на протекание высотно-скоростных и дроссельных характеристик ТРДД по сравнению с соответствующими характеристиками ТРД.

Ниже дается объяснение характеру протекания характеристик двухконтурных двигателей двух основных типов: ТРДД (без смешения и со смешением потоков контуров), а также производится сравнение их характеристик с характеристиками ГТД прямой реакции других типов.

Источник

Дросселя или рессивер?

Когда возникает потребность увеличения мощности автомобиля во много раз, первым в голову приходит установка турбины. На сегодняшний день эта затея крайне затратна, а даже на автомобили семейства Лада, минимальная стоимость комплекта, даже с применением б/у турбины и интеркуллера, выйдет минимум в 1000$. Остается два варианта, более дешевых, но менее эффективных — дросселя или установка другого ресивера с увеличенным дросселем.

Краткая теория

Известно, что чем больше воздуха попадет в цилиндры, тем лучше происходит процесс горения смеси, как окончательнеый результат — передача момента на трансмиссию.

В случае с турбокомпрессором высокая мощность относительно небольшого объема двигателя, получается благодаря принудительному всасыванию воздуха под высоким давлением в цилиндры. Турбина позволяет при равной мощности с высокообъемным атмосферным двигатателем, расходовыать топливо как малолитражный агрегат.

Рассматривая тюнинг атмосферного двигателя необходимо подразумевать то, что об экономичности придется забыть, для достижения этой цели придется дорабатывать остальные детали. Так как атмосферник имеет меньший КПД, производители современных авто применяют фазовращатели, изменение геометрии впуска, непосредственный впрыск и другие “ноу-хау”.

О ресивере

Рассматривая установку тюнингового ресивера нужно определиться с тем, что вы хотите от авто:

коллектор с длинными дает основной крутящий момент на холостых и средних оборотах, но полка момента резко снижается после 5000 об/мин;

коллектор с более короткими каналами и высоким объемом (3-5 литров), а также с применением “дудок”, обеспечивают стабильный момент на малых оборотах, а также увеличение рабочих оборотов и плавное снижение мощности. “Дудки” избавляют от эффекта резонанса, поддерживают стабильный холостой ход и снижают шум работы двигателя.

Помимо установки нового впускного коллектора придется монтировать дроссельную заслонку увеличенного диаметра. Неудобство такого тандема состоит в том, что при небольшом нажатии на педаль акселератора будет резкий рывок, зато можно рассчитывать на рост мощности до 15%, а если добавить форсунки увеличенной производительности + чип-тюнинг заставить “дышать” мотор по-новому.

Советы перед покупкой ресивера:

качество изготовления должно быть на высоком уровне, плоскости прилегания к ГБЦ ровные;

если это пластик, то высокого качества;

выбирайте средний вариант с более короткими каналами и объемным корпусом;

добавьте к коллектору увеличенный дроссель и форсунки с большей производительностью.

О дросселях

Классические спортивные авто 80-х и 90-х (BMW M-series, Honda тех годов и т.д) для получения большей мощности применяли не только высокообъемные двигатели, но и по дроссельной заслонке на каждый цилиндр. Смысл такой компоновки состоит в том, что каждый цилиндр получает большую порцию воздуха поровну, чего невозможно добиться на обычном ресивере. Дросселя взаимосвязаны одной осью, чтобы они открывались одновременно и ровно. Часто такая система устанавливается на спортивные мотоциклы.

Какие достоинства у дросселей:

получение высокой мощности, минимум 30%;

приятный спортивный звук двигателя;

увеличение рабочих оборотов, а значить и максимальной скорости.

К сожалению, система многодроссельного впуска имеет недостатки:

высокий расход топлива;

большое количество бензина “вылетает” в выхлопную трубу;

необходимость часто менять дорогие фильтра “носки”;

нестабильный холостой ход из-за которого впуска;

увеличение температурного режима двигателя, а значит большее требование к производительности помпы и качества антифриза;

отсутствие выхода на шланг вакуумного усилителя тормозов;

Опытные автоспортсмены рекомендуют устанавливать многодроссельную систему впуска для автомобиля, который будет эксплуатироваться в кольцевых гонках. Для получения большей мощности и отдачи двигателя, необходимо устанавливать распредвалы с широкими фазами, но из-за этого увеличиваются обороты на холостом режиме, а также снижается стабильность работы.

Необходимо понимать, что настроить двигателя на дросселях можно, получится комфортный городской автомобиль, но напрямую зависит от качества исполнения детали. Если мотор будет работать нестабильно, при этом будут применены “широкие” распредвалы, то это напрямую повлияет на ресурс ЦПГ из-за повышенной вибрации и тепловом режиме.

Что касается автомобилей, где установленная штатная многодроссельная система, там двигатели специально подготовлены под это “дело”. Таким авто легко управлять как в городе, так и на трассе, грамотно подобраны передаточные числа, тормозная система необходимой производительности. Секрет стабильного холостого хода обусловлено высоким объемом цилиндров, за счет чего крутящий момент уже с “низов” достаточен.

Что же выбрать?

Выбор в пользу ресивера более очевиден по следующим причинам:

возможно, удастся избежать повышенного расхода бензина;

можно выбрать среди широкого спектра коллекторов на свой вкус;

стабильная работа двигателя;

“мягкое” увеличение мощности, эластичность работы мотора.

Если вы хотите большую мощность, а также готовы к неудобствам езды на авто в городском режиме, а также к непредвиденному капитальному ремонту — выбирайте многодроссельный впуск, но стоит ли оно того? Средняя стоимость дросселей на ВАЗ около 20 000 рублей, для полноценной работы нужны “широкие” распредвалы (15 000 р), форсунки повышенной производительности (8-10 тыс. руб), выхлопная магистраль увеличенного диаметра (от 10 тыс.). При грамотном подходе вложенная сумма приблизится к турбо-киту. Что выбрать — думайте сами, решайте сами.

Источник

• ← Что такое дросселирование авиационного двигателя
• Что такое дросселирование хладагента →

а) б)	в)