Назначение, основные конструктивные элементы

Несмотря на то, что подачей воздуха «заведует» целая система, конструктивно она очень проста и основным ее элементом выступает дроссельный узел (многие по старинке называют его дроссельной заслонкой). И даже этот элемент имеет несложную конструкцию.

Принцип работы дроссельной заслонки остался идентичным еще со времен карбюраторных двигателей. Она перекрывает основной воздушный канал, благодаря чему и регулируется количество подаваемого в цилиндры воздуха. Но если эта заслонка раннее входила в конструкцию карбюратора, то в инжекторных двигателях она является полностью отдельным узлом.

Помимо основной задачи – дозировки воздуха для нормального функционирования силового агрегата на любом режиме, эта заслонка также отвечает за поддержание требуемых оборотов коленвала на холостом ходу (ХХ), причем с разной нагрузкой на мотор. Участвует она и в функционировании усилителя тормозной системы.

Устройство дроссельной заслонки – очень простое. Основными ее конструктивными составляющими являются:

1. Корпус
2. Заслонка с осью
3. Механизм привода

Механический дроссельный узел

Дроссели разных типов также могут включать ряд дополнительных элементов – датчики, байпасные каналы, каналы подогрева и т. д. Более подробно конструктивные особенности дроссельных заслонок, применяемых на авто, рассмотрим ниже.

Устанавливается дроссельная заслонка в воздуховоде между фильтрующим элементом и коллектором двигателя. Доступ к этому узлу ничем не затруднен, поэтому при проведении обслуживающих работ или замене добраться до него и демонтировать с авто несложно.

Устройство дросселя

Дроссель состоит из следующих элементов:

• корпус – металлическая конструкция, которая объединяет все элементы механизма;
• непосредственно заслонка – круглая задвижка, которая вращается в одной плоскости на специальной оси;
• ось – своеобразный вентиль, металлический удлиненный цилиндр, на котором вращается задвижка;
• датчик задвижки – прибор, который передает информацию о положении задвижки на блок управления;
• регулятор холостого хода – дополнительная трубка, проложенная в обход задвижки, обеспечивающий цилиндрогруппу воздухом во время холостого хода.

Местонахождение воздушной заслонки

Карбюратор состоит из воздушной и двух небольших дроссельных заслонок. Первая отвечает за подачу воздуха в двигатель автомобиля (указана красной стрелкой на фото ниже), а вторые нужны для подачи дополнительной топливовоздушной смеси туда же. Они располагаются в самой нижней части карбюратора, разглядеть их на фото, к сожалению, нельзя. Вы их найдете, посвятив фонариком в одну из камер. Эти заслонки тоже нуждаются в регулировке, подробно узнать об этом можно прочитав статью: «Регулировка дроссельных заслонок на автомобиле».

Выбор электропривода для обслуживания воздушного клапана и заслонки

Воздушный вентиляционный клапан – неотъемлемая составляющая вентиляционной системы, которая обеспечивает регулировку и контроль воздушных потоков, что позволяет всецело обслужить помещения (как офисные, так и промышленные) свежим воздухом и значительно повысить уровень пожаробезопасности.

Внешне воздушный клапан представляет собой устройство, имеющее металлический корпус. Внутри него находится специальная лопатка, которая закреплена на оси. Клапан всегда изготавливается под размеры воздуховода индивидуально.

Регулировка интенсивности и скорости воздушных потоков осуществляется при помощи ручного или автоматического электропривода. Таким образом, выбор подходящего электропривода позволяет решить целый ряд важных задач, которые отвечают за эффективность и безопасность работы всех системы вентиляции.

На что необходимо обращать внимание при выборе электропривода?

Для того чтобы выбрать подходящий привод для клапана конкретного вида, пользователь должен учитывать ряд факторов, а именно:

• Для начала нужно выяснить, каким именно образом подключен привод к рабочему клапану? Сделано это напрямую или с помощью рычажного приспособления. Если привод подключен напрямую, то в таком случае нужно учитывать размеры штока и исходные размеры устройства.
• Необходимо определиться с типом исполнительного механизма, какой он будет? Ручной, электрический, пневматический.
• Функциональный ориентир. Для каких функций приобретается клапан?

Классификация электроприводов воздушных клапанов

Электроприводы можно разделить на несколько основных типов, каждый из которых ориентирован на выполнение конкретных задач. Так, производители электроприводов предлагают сегодня следующие разновидности оборудования:

По пружинному возврату

• без возвратной пружины;
• с возвратной пружиной.

По управлению

• Двухпозиционное;
• 2-х и 3-хтрехпозиционное;
• Модулирующее.

По крутящему моменту

• от 2Нм до 40Нм.

По напряжению

• 24В;
• 230В.

По вспомогательным переключателям

• без дополнительных переключателей;
• с дополнительными переключателями.

Производители делают акцент на двух основных делениях электроприводов, которые во всех случаях имеют принципиальное различие.

Электронная заслонка

Последний тип – электронный, внедряется на автомобили все больше. Его основная особенность заключается в отсутствии прямого взаимодействия педали акселератора с осью заслонки. Механизм управления в такой конструкции уже полностью электрический. В нем используется все тот же электродвигатель с редуктором, связанный с осью, и управляемый ЭБУ. Но открытием заслонки блок управления «заведует» уже на всех режимах. В конструкцию дополнительно добавили еще один датчик – положения педали акселератора.

Элементы электронной дроссельной заслонки

В процессе работы блок управления использует информацию не только с датчиков положения заслонки и педали акселератора. В учет берутся также сигналы, поступающие со следящих устройств автоматических трансмиссий, тормозной системы, климатического оборудования, круиз-контроля.

Вся поступающая информация с датчиков обрабатывается блоком и на ее основе устанавливается оптимальный угол открытия заслонки. То есть, электронная система полностью контролирует работу системы впуска. Это позволило устранить погрешности в смесеобразовании. На любом режиме работы силовой установки в цилиндры будет подаваться точное количество воздуха.

Но и без недостатков у этой системы не обошлось. Причем их чуть больше, чем в других двух видах. Первая из них заключается в том, что заслонка открывается при помощи электродвигателя. Любые, даже незначительные неисправности составляющих привода, приводят к нарушению работы узла, что сказывается на функционировании двигателя. В тросовых механизмах управления такой проблемы нет.

Второй недостаток – более существенный, но касается он по большей части бюджетных автомобилей. И сводится он к тому, что из-за не очень хорошо проработанного программного обеспечения дроссель может работать с запозданием. То есть, после нажатия на педаль акселератора ЭБУ требуется некоторое время на сбор и обработку информации, после чего он подает сигнал на электродвигатель механизма управления дросселем.

Основная причина задержки от нажатия на электронную педаль газа до реакции двигателя — более дешевые электронные комплектующие и не оптимизированное программное обеспечение.

В обычных условиях этот недостаток особо не заметен, но при определенных условиях такая работа может привести к неприятным последствиям. К примеру, при начале движения на скользком участке дороги иногда возникает потребность быстрой смены режима работы мотора («поиграться педалью»), то есть, в таких условиях нужен быстрый «отклик» мотора на действия водителя. Существующая же задержка в срабатывании дросселя может привести к осложнению в управлении автомобилем, поскольку водитель «не чувствует» двигатель.

Еще одна особенность электронной дроссельной заслонки некоторых моделей авто, которая для многих является недостатком – особые заводские установки работы дросселя. В ЭБУ заложена установка, которая исключает вероятность пробуксовки колес при старте. Достигается это тем, что при начале движения блок специально не открывает заслонку для получения максимальной мощности, по сути, ЭБУ дросселем «придушивает» двигатель. В некоторых случаях эта функция сказывается негативно.

На премиумных авто проблем с «откликом» системы впуска нет из-за нормальной проработки программного обеспечения. Также на таких авто нередко можно установить режим работы силовой установки по предпочтениям. К примеру, при режиме «спорт» перенастраивается работа и системы впуска, и в этом случае ЭБУ на старте уже не «душит» двигатель, что позволяет авто «резво» начать движение.

Привод с возвратной пружиной

Оборудование разработано для работы в системе отопления, кондиционирования, вентилирования. Устройство выполняет первоочередно защитные функции. При перемещении воздушной заслонки клапана в рабочее положение, в электроприводе срабатывает пружина, что запускает механизм действия. При прекращении подачи тока пружина всё равно возвращает заслонку на исходное место. Основной принцип работы пружины возврата – одновременно с поворотом воздушной заслонки в нормальное положение, срабатывает и сама пружина. В случае отключения электроэнергии, заслонка самостоятельно возвращается в начальное (защитное) положение.

Привод без возвратной пружины

Данное оборудование разработано для корректной работы с воздушными заслонками в системах воздухообмена. Непосредственно в самих приводах подобного типа пружина, при прекращении подачи электроэнергии, сохраняет исходную позицию.

Принципиальное значение имеет выбор электропривода по типу управления. Скорость, удобство и эффективность – все эти характеристики имеют принципиальное значение, если речь идет о выборе вентиляционного оборудования.

• Двухпозиционное управление – представляет собой специфику управление: включения или выключения электропитания. Включение электропитания активирует привод в рабочее состояние. Отключение электричества позволяет пружине привода свободно вернуть воздушную заслонку в стандартное положение.
• Трехточечное управление – при этом типе управления положение штока никак не зависит от удельного напряжения. На привод поступает сигнал открытия или закрытия. Величина основного сигнала постоянная, но поступает она по разным каналам. При замыкании одного контакта, привод принимает открытое положение (либо закрытое), при замыкании второго контакта, привод срабатывает с точностью до наоборот. Если подача электричества отсутствует полностью – привод останавливается. Таким образом, с помощью подачи последовательности электрических импульсов на соответствующие контакты, привод может быть перемещен в абсолютно любое положение.
• Аналоговое управление – при таком виде управления положение электропривода непосредственно зависит от величины электронапряжения в диапазоне от 0 до 10В. Так, к примеру, если контроллер выявил, что клапан, который управляется электроприводом, должен быть открыт на половину, то он посылает сигнал номиналом равным 5 Вольтам. Если же клапан нужно полностью открыть, то должен управляющий сигнал будет составлять 10В. Данное оборудование работает именно по такому принципу.

Определившись с типом управления, можно переходить к выбору крутящего момента для электропривода воздушного клапана. Он зависит от ряда факторов, а именно:

• Чем больше общая площадь воздушная заслонка, тем выше должен быть крутящий момент привода.
• Клапаны с разворачивающимися створками требуют наличия меньшего крутящего момента, чем изделия с параллельно-створчатым механизмом.
• Оборудование, которое обладает большой герметичностью, требует большего крутящего момента, чем заслонки без усиленной герметичности.
• Давление в вентиляционной системе и удельная скорость воздушного потока дополнительно оказывают влияние на характеристики к крутящему моменту клапана.

Важно: Также на выбор крутящего момента оказывает влияние положение заслонки и привода. Эти факторы также следует обязательно учитывать. Отдавайте предпочтение приводу клапана с номинальным крутящим моментом, который превышает требуемый момент заслонки.

Принцип работы дроссельной заслонки

В большинстве моделей недорогих автомобилей и машин средней ценовой категории принцип работы механизма не изменился со времен карбюраторных двигателей.

Подача воздуха в цилиндры контролируется водителем с помощью нажатия на педаль газа. С помощью привода ось, на которой находится заслонка, поворачивает ее. В результате просвет внутри корпуса механизма (другими словами – угол открытия) становится шире или уже, происходит увеличение или уменьшение подачи воздуха соответственно.

Уровень подачи воздуха в цилиндры фиксируется датчиком. Собранную информацию он отправляет на электронный блок управления автомашины. Тот обрабатывает данные и определяет, сколько топлива необходимо подать в цилиндры.

Механическая заслонка, принцип работы

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

Устройство механической дроссельной заслонки

Принцип работы заключается в следующем:

1. Педаль газа соединяется с дроссельной заслонкой тросом и поворотными рычагами. Нажимая на педаль, водитель напрямую воздействует на поворотный диск заслонки и он открывается на нужный угол;
2. Угол раскрытия фиксирует датчик положения, который передает информацию на блок управления двигателем. Соответственно, он косвенно отвечает за объем подачи топлива на форсунки.

Датчики положения на дроссельной заслонке могут быть двух типов:

1. Потенциометрический (датчик угловых перемещений). Его конструктивные особенности – реостат со спиралью и скользящим контактом, который соединен с осью поворота дроссельной заслонки;
   Устройство потенциометрического датчика угловых перемещений на дроссельной заслонке
2. Магниторезистивный. Он состоит из ползунка, соединенного с осью заслонки, и резистивных дорожек, над которыми ползунок перемещается. За счет отсутствия прямого контакта между элементами этот датчик более долговечный, чем потенциометрический.

Схема магниторезистивного датчика угловых перемещений на дроссельной заслонке

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

Устройство электромеханической дроссельной заслонки

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

Электронная дроссельная заслонка

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:

1. Датчики положения педали газа. В зависимости от того, как сильно водитель «газует», меняются показания датчика, передаваемые на ЭБУ;
2. Датчик положения дроссельной заслонки;
3. Электропривод заслонки с редуктором и возвратным механизмом.

Типовая схема работы электронной дроссельной заслонки

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.

Поломки воздушной заслонки карбюратора

Для правильной работы карбюратора требуется чтобы воздушная заслонка работала без каких-либо сбоев. Любые заедания воздушной заслонки карбюратора приводят к увеличению расхода топлива и затруднению старта холодного двигателя.

Одной из причин заедания заслонки является неправильная работа возвратного механизма, в такой ситуации она не возвращается в своё положение. Кроме этого причиной неправильной работы подсоса могут стать рычаг или ось заслонки. В данной ситуации следует проверить правильность работы заслонки в моторном отсеке автомобиля и ликвидировать обнаруженные неполадки.

Ещё одна поломка заслонки скрывается в повреждении троса. Зачастую случается обрыв троса, вследствие чего нет никакой реакции на изменение положения рукоятки. В данной ситуации следует заменить повреждённый трос новым. Также могло случиться растяжение троса, вследствие чего заслонка тоже не будет реагировать на движение рукоятки. Для решения этой проблемы следует открутить болт на рукоятке, который зажимает трос. Затем вытянуть трос на необходимую длину и зажать крепление. После чего проверить правильность работы заслонки.

При автоматическом управлении воздушной заслонкой чаще всего выходит из строя пружина. Решение в данном случае только одно – замена пружины. Также необходимо проверить исправность оси заслонки и рычага управления.

Когда регулировать заслонку?

• Если вы вмешивались в тягу, например отсоединяли от карбюратора.
• Снимали карбюратор и отсоединяли его крышки.

Взгляните на фото ниже, красной стрелкой указан трос – тяга заслонки воздуха).

Настройка воздушной заслонки карбюратора «Солекс» и «Озон»

Для того, чтобы двигатель уверенно запускался и в дальнейшем нормально работал, необходимо правильно откорректировать движитель воздушной заслонки карбюратора. При неправильно отрегулированной заслонке, к примеру, она полностью не закрывает доступ воздуха, холодный двигатель может попросту не запуститься. В случае если воздушная заслонка не отворяется целиком, повышается расход топлива и регулировка холостых оборотов становится практически невозможной.

Для регулировки воздушной заслонки карбюратора нам понадобятся два рожковых ключа на 8.