Электронная дроссельная заслонка

Электронная заслонка (дроссель) принцип работы и зависимость от других систем

Как работает электронная дроссельная заслонка, какие сюрпризы она вам может преподнести и почему производители ставят именно электронный дроссель а не всем привычный тросовый привод. Что следует знать и делать, чтобы электроника служила надежно и безотказно — обо всем читайте в этой весьма объемной статье.

Принцип работы электронного дросселя

ЭБУ обычно использует в качестве расчетного параметра величину крутящего момента двигателя. Чтобы блок понимал, какие действия производит водитель неотемлемой частью электронного управления является датчик положения педали акселератора.

Блок управления открывает дроссельную заслонку в соответствии с нажатием педали газа. В это же время в блок поступает большое количество сигналов от остальных датчиков системы управления. Статья о неисправностях инжекторного двигателя.

На основании всех показаний ЭБУ вычисляет необходимую мощность двигателя и соответствующим образом открывает или закрывает заслонку (регулируя тем самым подачу воздуха в цилиндры), а так же регулирует и количество впрыскиваемого форсунками топлива.

В это же время датчик положения дроссельной заслонки показывает блоку насколько на самом деле открыта дроссельная заслонка, обеспечивая таким образом обратную связь. То есть блок управления не только открывает своими командами заслонку, но он еще и «видит» открылась ли она на самом деле.

Весь процесс управления требует всего нескольких миллисекунд для достижения нужных в данный момент характеристик автомобиля.

Аварийные режимы работы

Применение электроники делает затруднительным диагностику посредством внешнего осмотра. Вы можете только визуально проверить чистоту самого дросселя и легкость перемещения заслонки. Дроссель должен быть чистым! А заслока не должна закусывать.

В случае неисправности узла электронного дросселя система включает аварийный режим «ограничения рывков» для возможности безопасного движения к месту ремонта, либо полного отключения возможности движения.

В таком режиме возможны два варианта развития событий:

1. Система по каким-то причинам не может управлять дроссельной заслонкой. Например неисправен или нет показаний от датчика положения дроссельной заслонки, или неисправен шаговый двигатель и дроссель неспособен перемещаться (открываться и закрываться).

В таком случае ЭБУ отключает управление зажиганием двигателя. Электронная заслонка устанавливается в положение «оключено». Система полностью отключает функции управления зажиганием.

2. Система на может контролировать намерение водителя . В этом случае ЭБУ ограничивает выходную мощность мотора. Например такое возможно если неисправен или нет сигнала от датчика положения педали акселератора.

Для предотвращения повреждения двигателя блок управления снижает приращение скорости и мощности двигателя. Вся система управления двигателем переводится в режим принудительного холостого хода. Обороты двигателя практически не изменяются при нажатии на педель газа.

Режимы ограниченного функционирования электронной дроссельной заслонки

1. Принудительное закрытие

Блок управления сообщает о неисправности, когда в системе подачи воздуха и управления дроссельной заслонкой имеется какой-то сбой. В этом случае ЭБУ перекрывает подачу топлива в цилинрды, отключает зажигание, закрывет дроссель и двигатель глохнет.

2. Режим принудительного управления мощностью холостого хода

Если при работе мотора на холостом ходу система управления не может нормально использовать дроссельную заслонку (например она закусывает при перемещении), то ЭБУ прекращает управление дроссельной заслонкой.

Она устанавливается в положение по умолчанию. А все управление осуществляется путем отключения подачи топлива в один цилиндр и задержкой угла опережения зажигания.

3. Режим принудительного холостого хода

Об этом режиме мы уже говорили с вами выше. Повторим. Когда намерение водителя не может быть распознано (например при потере сигнала с датчика положения педели газа). В этом режиме реакция двигателя на нажатие педали отсутствует. Автомобиль не развивает обороты и практически не едет.

4. Режим управления ограниченной мощностью

Когда система не может использовать дроссельную заслонку для регулирования мощности. В таком случае система определяет по положению педели акселератора, работает ли двигатель на оборотах холостого хода или ускоряется.

Система управляет мощностью двигателя путем прекращения подачи топлива или задерживая зажигание. В такой момент могут плавать обороты двигателя. Машина может двигаться неравномерно в таком режиме, так как обороты будут плавать. Таким автмобилем будет сложно управлять.

5. Когда точность определения намерений водителя снижена.

Датчик положения педали состоит из двух переменных резисторов. Так вот когда сигнали этих резисторов вследствие поломки слишком сильно отличаются, система ограничивает крутящий момент двигателя.

Реакция двигателя на изменение положения педали замедляется, автомобиль начинает тупить. Снижается мощность двигателя, мотор плохо тянет.

Motorhelp.ru диагностика и ремонт двигателя

Электронный дроссель ВАЗ: конструкция, диагностика, промывка и ремонт.

В этом материале я хочу рассказать о конструкции, диагностике и ремонте электронной дроссельной заслонки (патрубка) фирмы Делфи, устанавливаемой на автомобили ВАЗ совместно с системой управления двигателем М74. Поводом к написанию этой статьи послужила одна очень типичная неисправность на автомобиле ВАЗ 2115 с нетипичной причиной, о которой я расскажу несколько позже. Сразу хочу предупредить, автор этой статьи не несет никакой ответственности за неквалифицированное вмешательство и ремонт электронной дроссельной заслонки в случае выхода её из строя и возникновения аварийных ситуаций на дороге, поскольку ремонт этого узла не предусмотрен, а только замена.

Конструкция.
Дроссельная заслонка (патрубок) с электроприводом предназначена для дозирования количества воздуха, поступающего во впускной коллектор. Изменение количества поступающего воздуха достигается поворотом заслонки электродвигателем, который управляется контроллером. Основные части дроссельного узла:
Все фотографии кликабельны!

1. Корпус
2. Заслонка
3. Редуктор
4. Электродвигатель
5. Датчики положения дроссельной заслонки.

Схема подключения указана ниже:

Снятие дроссельного узла:
1.Выключить зажигание, снять клемму минус с аккумулятора.
2. Открутить хомуты и снять шланг впускной трубы от дросселя.
3. Отсоединить колодку жгута.
4. Отвернуть 4 болта крепления дроссельного узла от впускного коллектора и снять его.

Типичные неисправности и их диагностика.
Детская болячка первых выпусков автомобилей ошибка P2135 (Рассогласование сигналов датчиков А и В положения дроссельной заслонки) проявляется в виде неустойчивого холостого хода, ограничения оборотов до 2000 и пропадания тяги. Успешно лечится обжимкой, подгибанием и пропайкой контактов колодки дроссельного узла либо заменой всего жгута электропроводки. На большинстве автомобилей давно вылечено, на новых почти не встречается.
Плавание оборотов и неустойчивый холостой ход.
Здесь мы остановимся подробнее, поскольку явление это обычное и проявляется рано или поздно почти на всех автомобилях. Основная причина здесь – несоответствие угла открытия дроссельной заслонки количеству поступающего воздуха. На большинстве автомобилей лечится промывкой. Дроссельную заслонку желательно мыть не реже чем раз в 20- 30 тыс. км. иначе отложения сажи и частиц масла создают препятствия для движения воздуха в режиме холостого хода со всеми вытекающими последствиями. Поэтому дроссельный узел надо содержать в чистоте и порядке – это аксиома.
Вторая причина плавания оборотов холостого хода – это люфт дроссельной заслонки. Как это проявляется и как диагностировать. Ниже приведен скриншот диагностической программы SMS-диагностик. Параметры сняты с автомобиля ВАЗ 2115 с системой управления двигателем М74.

Здесь стоит обратить внимание на большой расход воздуха, относительное наполнение и время впрыска. При этом угол открытия дроссельной заслонки очень мал и контроллер, пытаясь стабилизировать холостой ход, загоняет угол опережения зажигания в минус. Происходит это потому, что реальный угол положения дроссельной заслонки не соответствует тому углу, который вычисляет блок управления, из-за люфта. Причем если сделать инициализацию дросселя, то некоторое время двигатель может работать нормально, но спустя какое-то время или после перезапуска ситуация с плаванием оборотов повторяется.
Здесь стоит упомянуть, что при загрязнении дросселя, параметры будут тоже отличаться от нормы с той лишь разницей, что угол открытия заслонки становится больше чем обычно.
Для примера приведу скриншот с нормальными параметрами:

Как устранить люфт дроссельной заслонки.
Для этого дроссельный узел необходимо разобрать. Со стороны редуктора откручивается 4 винта (торкс на 15), крепящие крышку.

Здесь мы видим шестерни передаточного механизма.

Средняя шестерня просто вынимается.

С другой стороны расположены датчики положения дроссельной заслонки и электрический разъем. Крепятся винтами с очень редким пятигранным торксом. Фото ниже:

Снимаем. Виден электродвигатель в корпусе и ось заслонки.

Дальше необходимо с помощью пресса или тисков выдавить ось дроссельной заслонки со стороны ДПДЗ в сторону шестеренок.

Снимаем ось.

Электродвигатель нет необходимости снимать, если он исправен. Проверить его можно просто измерив сопротивление на контактах. Сопротивление должно быть приблизительно в пределах от 10 до 30 Ом.

Далее фото всех составных частей электродросселя в разобранном виде.

Позиция дроссельной заслонки, когда не задействован электропривод, определяется положением усов пружины между упоров – приливов в корпусе дроссельного узла и составляет приблизительно около 10% открытия относительно закрытого положения.

Люфт по оси вращения дроссельной заслонки появляется из-за выработки на алюминиевых упорах пружины. Отмечено красной стрелкой:

Здесь есть 2 варианта: либо замена дроссельного узла, а он не дешев, на момент написания статьи (сентябрь 2013) составляет порядка 2500 руб. Либо можно убрать люфт путем устранения зазора между усами пружины и приливами корпуса.
Суть предлагаемого мной способа устранения люфта состоит в том, чтобы немного раздвинуть усы пружины на величину зазора, проточив, например надфилем, канавки под усы в пластиковых упорах на самой шестерне.

После доработки проверяем рукой люфт. Однако следует учесть, что незначительный люфт, порядка 0,1-0,2 мм по оси вращения все равно будет присутствовать из-за неплотной посадки пружины на втулках оси.

Если все в порядке, собираем в обратном порядке. Ось дроссельной заслонки фиксируется от смещения шайбой с плотной посадкой, фото ниже:

Запрессовать эту шайбу обратно на ось можно с помощью подходящей трубки или например глубокой головки на 10.

Важное примечание! После ремонта, замены электронной дроссельной заслонки или замены контроллера ЭСУД необходимо выполнить адаптацию нуля положения дроссельной заслонки. Делается это очень просто. Первое включение зажигания после ремонта должно сопровождаться выдержкой не менее 30 секунд. В течении этого времени будет слышно как включится электропривод заслонки, повернет заслонку до полного закрытия и вернет её в исходное положение. После этой процедуры адаптацию дросселя можно считать выполненной и двигатель можно заводить.
Если вы все сделали правильно, холостой ход станет стабильным и равномерным.скачать dle 10.6фильмы бесплатно

Электронная дроссельная заслонка: как она устроена, и как её ремонтировать?

Тренд автомобильного инжиниринга всех последних лет – планомерное отстранение водителя от непосредственного управления машиной. Пока, слава богу, мы не дошли массово до потери жесткой связи наших рук и ног с поворачивающимися колесами и тормозами, но к тому все явно идет… Как минимум, ни один автомобиль в наши дни уже не выпускается без электронной дроссельной заслонки, при которой мы не отдаем прямую команду дросселю «больше воздуха!» правой ногой через тросик, а высказываем пожелание блоку управления двигателем, который уже сам отправляет команду на заслонку. Хорошо это или плохо, и как с этим жить?

История вопроса

П ринято считать, что так называемый E-газ – это технология последнего примерно десятилетия. В чистом виде – да, но интегрированный электропривод в дроссельных заслонках появился гораздо раньше – еще в 80-х. В те годы на оси заслонки с одной стороны располагался сектор газа, связанный с педалью акселератора классическим тросиком (да-да, «колесико», которое приводится в движение тросиком от педали, называется «сектором газа»!), а с другой стороны ось заслонки соединялась через шестеренчатую передачу с небольшим электромотором.

Собственно, на поведение машины при движении моторчик влияния не оказывал – связь с ногой водителя была олдскульная, механическая и четкая: как надавишь, так и поедешь! А вступал в работу электромотор только в режиме холостого хода, корректируя степенью приоткрытия заслонки обороты при прогреве и после прогрева, а также чуть добавляя газку при включении мощных потребителей электроэнергии и крутящего момента – кондиционера летом, ГУРа на морозе, разных обогревов и т.п. Чуть позже функции моторчика в дросселе расширились – при практически неизменной конструкции добавилось электронных команд: он стал управлять не только оборотами холостого хода, но и оборотами в движении – при включении круиз-контроля и при активации антипробуксовочной системы.

Сейчас же все достигло «апофигея технологичности» – механическая связь заслонки с педалью газа исчезла в принципе, и все команды – как от ноги водителя, так и от сервисных систем – дроссель получает лишь при посредничестве блока управления двигателем. Причин тому – три:

Экологические требования;
Рост экономии топлива;
Удобство в реализации множества современных функций автомобиля.

Электронный дроссель в наши дни

Итак, прямая связь дроссельной заслонки с педалью упразднена полностью и окончательно. Как я уже говорил, нажатием на педаль мы отправляем сигнал в блок управления, а тот в свою очередь анализирует обстановку и множество параметров, а затем отдает команду на подачу воздуха. При этом надо сказать, что за добрый десяток лет развития тандема электронной педали газа и электронного дросселя в его современном понимании система благополучно переросла ряд детских болезней – как чисто физических, так и софтовых.

Изнашивающиеся скользящие контакты датчиков положения заслонки вытеснила бесконтактная индуктивная связь, появилось множество новых функций – не настолько явных, чтобы занять строчку в техническом описании автомобиля, но в комплексе достаточно важных.

Например, ход педали газа стал нелинейным, что позволило лучше контролировать автомобиль во время начала движения: при мощном моторе (где заслонка имеет большой диаметр) исчез риск избыточно резко рвануться вперед при легком касании педали – электронный дроссель в первой четверти хода педали газа реагирует намеренно вяло.

E-газ позволяет наиболее оптимально провести разгон на авто с турбированным двигателем, в значительной мере борясь с турбоямой и обеспечивая более ровное ускорение с низов. Е-газ поможет и при режиме «педаль в пол», когда в случае классической тросовой заслонки первые мгновения идет неоптимальное сгорание смеси, и теряются секунды на разгоне. Конечно же, нельзя не упомянуть эффективную систему автоматического управления тягой мотора для борьбы со сносами и проскальзываниями ведущих колес.

При этом, правда, нужно отметить, что поведение электронного дросселя на бюджетных машинах по-прежнему серьезно отличается от среднеценовых и, тем более, премиальных автомобилей. В «бюджетках» E-газ, к сожалению, излишне туповат, задумчив и не способствует получению истинного удовольствия от драйва.

Да еще порой и на безопасность влияет отрицательно – дроссель с неоптимальным управляющим программным обеспечением реагирует на нажатие педали с задержкой, выдавая момент на колесах тогда, когда уже поздно. При отсутствии систем стабилизации зимой на скользком покрытии и в повороте такая реакция машины способна свести на нет ваши традиционные навыки зимнего вождения и создать аварийную ситуацию.

Простота и сложность электронного дросселя

Обычно внедрение электроники сопровождается невероятным усложнением конструкции. В случае с дросселем все с точностью до наоборот! Вдумчиво изучив его, можно обнаружить, что он невероятно прост и лишен ряда хитрых технических решений, имевшихся прежде у классических дросселей с тросовым приводом. А уж старый добрый двухкамерный карбюратор по сравнению с E-дросселем – и вовсе сложнейший и дорогущий в производстве прибор эпохи «стимпанк»…

Во-первых, конечно же, E-дроссель не нуждается в регуляторе холостого хода – клапане подачи воздуха по тоненькому каналу, управляемому шаговым двигателем, который склонен к загрязнению картерными газами и нестабильной работе. В случае электронного дросселя клапан регулировки холостого хода исчезает – ХХ обеспечивается приоткрытием основной заслонки – ведь она и так электроуправляемая, а стало быть, прекрасно справляется с регулировкой оборотов, подстраиваясь под включенные потребители, температуру наружного воздуха и антифриза, и т.п.

Еще в систему холостого хода при классическом дросселе часто входили дополнительные байпасные воздушные каналы в обход заслонки, также весьма склонные к засорению. Эти каналы открывались не плавно, а по принципу «вкл/выкл», внешними электроклапанами – к примеру, для компенсации нагрузки на двигатель при включении кондиционера. В электронном дросселе это все тоже оказалось ненужным – компенсация просадки оборотов делается опять же самой дроссельной заслонкой.

Также у классического дросселя имелся подогрев антифризом от системы охлаждения, поскольку все вышеупомянутые тоненькие каналы в холодное время боялись обмерзания. В электронном дросселе, особенно если монтируется он на пластиковом впускном коллекторе, нужды в подогреве часто нет – штуцеры подвода и отвода антифриза из него исчезают.

Иначе говоря, электронный дроссель взял на себя сразу несколько функций, до предела упростив свою механическую часть.

Да, по «механике» ломаться стало практически нечему – настолько все там просто и примитивно: простейший электромоторчик, который через пару пластиковых, но достаточно крепких шестеренок связан с осью заслонки, да возвратная пружина на той же оси.

Собственно, даже вопрос периодической чистки дросселя заметно снизил свою актуальность после избавления от системы узких байпасных каналов. Однако существенно усложнилась электронная часть, преподносящая порой сюрпризы – как объяснимые, так и совершенно загадочные и беспричинные.

Проблема заключается в том, что электронная плата дросселя, являющаяся, по сути, только сдвоенным датчиком, отслеживающим положение и динамику открытия заслонки, зачастую неремонтопригодна и отсутствует в продаже. Если электродвигатель при подаче диагностических 12 вольт ровно жужжит, редукторные шестеренки не имеют повреждений и заеданий, а в проводке от заслонки к ЭБУ нет плохих контактов, может потребоваться замена дроссельной заслонки в сборе. Увы.

И вот тут-то многие могут столкнуться с неприятным сюрпризом. На Лада Гранта этот узел в сборе стоит 5 000 рублей, что немало, но в целом подъемно, а на Volkswagen Polo Sedan – 25 000 рублей… Такая сумма способна пробить серьезную дыру в бюджете, а расстройства добавит тот факт, что обе детали, за 5 и за 25 тысяч рублей, технически почти идентичны, но конструктивно и программно несовместимы.

Что делают «jetter», «шпора» и «бустер педали газа»?

Говоря об электронном дросселе, этот класс устройств нельзя не упомянуть. Под такими названиями известен популярный гаджет для машин с E-газом, который, по словам производителей, «дает рост динамике и скорости». «Джеттер» – небольшая коробочка, включающаяся в цепь между педалью газа и блоком управления двигателем и искажающая сигнал педали так, чтобы заставить ЭБУ думать, что «тапка в полу», когда вы лишь слегка коснулись акселератора.

На самом деле, ни скорости, ни динамики эти гаджеты не добавляют и добавить не могут. Они просто меняют электромеханическую характеристику педали акселератора. Характеристика педали всегда нелинейна – изначально электронная педаль чаще всего настроена так, чтобы в первой половине хода быть малоотзывчивой, выдавая четверть мощности двигателя, а за оставшуюся половину выдавать остальные три четверти. Это, безусловно, весьма упрощенное описание, цифры тоже условны, но суть именно такова. «Джеттер» же меняет заводскую характеристику «наизнанку» – педаль начинает выдавать почти всю мощность двигателя на первой половине хода, субъективно делая машину «резкой». Некоторый эффект действительно ощутим, особенно при первом сравнении, но надо понимать, что ничего такого, чего бы нельзя было сделать ногой без применения электронной «примочки», не происходит.

Собственно говоря, программные аналоги «джеттера» давно имеются во многих автомобилях высокого класса. Там это называется переключением режимов вождения, под которыми понимается управление настройками двигателя, КПП и иногда – шасси, если в нем имеются управляемые амортизаторы. Смена режима «нормал» на «спорт» (названия могут быть иными в авто разных марок и моделей) включает в себя наряду с изменением массы других настроек и коррекцию характеристики педали газа, как это делает и «джеттер».

Заслонка изнутри

Перед нами дроссельная заслонка Volkswagen Polo Sedan. Машина приехала на сервис с жалобой на неадекватное поведение педали газа, горящий «чек» и двигатель, явно не развивающий положенную мощность. Диагностика выявила неисправность дроссельной заслонки, которая и была заменена по гарантии. Никаких более глубоких причин выхода её из строя дилерский сервис искать не стал, поскольку подобные процедуры не предусмотрены регламентом. Пользуясь случаем, на примере «приговоренной» заслонки изучим её устройство и попробуем обнаружить неисправность. Ведь гарантия сохранилась не у всех!

Снаружи на дросселе видны четыре отверстия, через которые болты притягивают дроссель к коллектору, небольшой зазор в закрытом состоянии для поступления в цилиндры воздуха в режиме холостого хода, а также логотип итальянского производителя Magneti Marelli. Кстати, одной из старейших в мире компаний, производящих автомобильную электронику.

Дроссельная заслонка

На современных авто питание силовой установки осуществляется двумя системами – впрыска и впуска. Первая из них отвечает за подачу топлива, в задачу второй входит обеспечение поступления воздуха в цилиндры.

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:

Корпус
Заслонка с осью
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.

Типы узлов

Как уже отмечено, существуют разные виды дроссельной заслонки. Всего их три:

С механическим приводом
Электромеханический
Электронный

Именно в таком порядке и развивалась конструкция этого элемента системы впуска. Каждый из существующих видов имеет свои конструктивные особенности. Примечательно, что с развитием технологий устройство узла не осложнялось, а наоборот – становилось проще, но с некоторыми нюансами.

Заслонка с механическим приводом. Конструкция, особенности

Начнем с заслонки с механическим приводом. Этот тип детали появился с началом установки инжекторной системы питания на автомобили. Основная его особенность заключается в том, что заслонкой водитель управляет самостоятельно при помощи тросового привода, соединяющего педаль акселератора с сектором газа, соединенного с осью заслонки.

Конструкция такого узла полностью позаимствована с карбюраторной системы, разница лишь в том, что заслонка – отдельный элемент.

В конструкцию этого узла дополнительно входят датчик положения (угла открытия заслонки), регулятор холостого хода (ХХ), байпасные каналы, система подогрева.

Дроссельный узел с механическим приводом

В целом, датчик положения дросселя присутствует во всех типах узлов. В его задачу входит определение угла открытия, что дает возможность электронному блоку управления инжектором определить количество подаваемого в камеры сгорания воздуха и на основе этого откорректировать подачу топлива.

Ранее использовался датчик потенциометрического типа, в котором определение угла открытия осуществлялось за счет изменения сопротивления. Сейчас обычно применяются магниторезистивные датчики, которые являются более надежными, поскольку в них отсутствуют контактные пары, подверженные износу.

Датчик положения дроссельной заслонки потенциометрического типа

Регулятор ХХ в механических дросселях представляет собой отдельный канал, идущий в обход основного. Этот канал оснащается электроклапаном, корректирующим поступление воздуха в зависимости от условий функционирования двигателя на ХХ.

Устройство регулятора холостого хода

Суть его работы такова – на ХХ заслонка полностью закрыта, но для работы мотора требуется воздух, он и подается по отдельному каналу. При этом ЭБУ определяет обороты коленвала, на основе чего регулирует степень открытия этого канала электроклапаном, чтобы поддерживать заданные обороты.

Байпасные каналы работают по тому же принципу, что и регулятор. Но в их задачу входит поддержание оборотов силовой установки при создании нагрузки на холостом ходу. К примеру, при включении климат-системы, нагрузка на мотор повышается, из-за чего обороты падают. Если регулятор не способен обеспечить мотор необходимым количеством воздуха, то задействуются байпасные каналы.

Но эти дополнительные каналы имеют существенный недостаток – сечение их небольшое, поэтому возможно их засорение и обледенение. Для борьбы с последним, дроссельная заслонка подключается к системе охлаждения. То есть, по каналам в корпусе циркулирует охлаждающая жидкость, отогревая каналы.

Компьютерная модель каналов в дроссельной заслонке

Основным недостатком механического дроссельного узла является наличие погрешности при приготовлении топливовоздушной смеси, что сказывается на экономичности двигателя и выходе мощности. Все из-за того, что ЭБУ не управляет заслонкой, на него лишь подается информация об угле открытия. Поэтому при резких изменения положения дросселя блок управления не всегда успевает «подстроиться» под изменившиеся условия, что и приводит к перерасходу топлива.

Электромеханическая дроссельная заслонка

Следующим этапом развития дроссельный заслонок стало появление электромеханического типа. Механизм управления у него остался прежний – тросовый. Но в этом узле отсутствуют какие-либо дополнительные каналы за ненадобностью. Вместо всего этого в конструкцию добавили электронный механизм частичного управления заслонкой, управляемый ЭБУ.

Конструктивно этот механизм включает в себя обычный электромотор с редуктором, который соединен с осью заслонки.

Работает этот узел так: после запуска двигателя, блок управления для установления требуемых оборотов холостого хода рассчитывает количество подаваемого воздуха и приоткрывает заслонку на нужный угол. То есть, блок управления в таком типе узла получил возможность регулировать работу двигателя на холостых оборотах. На остальных же режимах функционирования силовой установки дросселем управляет сам водитель.

Использование механизма частичного управления позволило упростить конструкцию самого дроссельного узла, но не устранило основной недостаток – погрешности в смесеобразовании. Его в заслонке такой конструкции нет только на холостом ходу.

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.

Turbofactory › Блог › Как устроен и работает электронный дроссель.

Небольшой обзор о принципе работы электронного дросселя (далее ЭД по тексту).
Спрашивали, отвечаю.

ЭД это тот же “тросиковый” дроссель, но в который “добавили” две сущности:
1. электромотор для вращения заслонки и
2. второй (контрольный) ДПДЗ №2 который работает в “противофазе” с первым: его сигнал
увеличивается или уменьшается на ту же величину, что сигнал с основного ДПДЗ №1.

ЭД могут отличаться:
1. процентом открытия заслонки в обесточенном состоянии. Некоторые полностью закрыты (одна пружина на полное закрытие), некоторые
будут приоткрыты на 5-7% (две пружины, точка равновесия в зоне приоткрытия).
Это приоткрытие позволит работать двигателю автомобиля на малых оборотах в случае
полного выхода из строя электроники ЭД. Таким образом, эти заслонки являются более прогрессивными
чем полностью закрытые, с которыми в случае поломки мотор не будет работать вообще.
2. видом ДПДЗ — контактные (обычные ползунковые переменные резисторы) и
“бесконтактные” (сигнал на выходе формируется электроникой, внутри нет трущихся подвижных контактов).

Схема управления е-дросселем в общем виде выглядит так:
1. Мотор питается ШИМ-питанием. Меняется как скважность ШИМа, так и полярность. Для смены полярности
применяют т.н. H-BRIDGE схемы, реализованные на специализированных микросхемах. Есть целое направление
в микросхемах — H-Bridge drivers.
2. По сигналам с ДПДЗ анализируется положение заслонки и меняется % заполнения ШИМа а также полярность, при необходимости.
3. Контролируются ошибки в работе заслонки.
Все это делает управляющая программа, которая есть в штатном ЭБУ. Так же она может быть организована в отдельном
устройстве. По сути это классическая система управления сервоприводом с удержанием целевого угла поворота.
Есть даже реализации библиотек на Ардуине :).

Вот собственно и вся “магия” электронной заслонки.

Лирические отступления.
1. Все ругают ЭД за его медлительность. Он, дескать, медленно вращается. Чтобы быстро ехало, надо чтобы он вращался мгновенно.
В 99% этого не надо, мотор не успеет за мгновенно открытым дросселем. Нет разницы, будет он открываться за 0.01 или 0.5 сек. У мотора инерционность громадная.

Оценивать работу всей системы только по скорости работы конкретно дросселя можно только от безграмотности.

Надо отличать два совершенно разных момента: как быстро работает конкретно ЭД
и как быстро принимает ЭСУД решение о его открытии и на какой % он ее открывает.
Если вы нажали педаль «в пол» а ЭСУД только через 1 сек принял решение открыть ЭД на 50 или 70% то виноват ЭСУД, а не ЭД.
Сам по себе ЭД очень классная штука, дающая разные плюсы в управлении двигателем.
Ругать его так же глупо как ругать колесо или тормоза. Научитесь с ними работать, как говорится.

2. Чтобы реализовать максимальную скорость работы ЭД необходимы силовые драйверы на ток в 15-20А, это ток на старте мотора
и при смене направления его вращения. Штатные силовые ключи в ЭБУ такой ток не обеспечивают. Там стоят максимально дешевые,
работающие «в край».
Даже если сменить прошивку, то все равно останется ограничение по скорости работы заслонки.
Ключи или будут уходить в защиту или работать в режиме ограничения нарастания тока, в итоге
заслонка все равно будет ездить нес максимальной возможной своей скоростью. Это не плохо, учитывая п.1, но если вы платили
за “тюнинг” по ускорению заслонки то просто знайте что он все равно не “выжимает” все возможное из заслонки.
И это не ЭД “тупой и медленный” а драйверы стоят слабые.

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

Как работает электронная дроссельная заслонка, какие сюрпризы она вам может преподнести и почему производители ставят именно электронную дроссельную заслонку, а не всем привычный тросовый привод. Что следует знать и делать, чтобы электроника служила надежно и безотказно — обо всем читайте в этой весьма объемной статье.

Принцип работы электронного дросселя.

Для управления электронной дроссельной заслонкой используется блок управления двигателем (ЭБУ) и шаговый электродвигатель с редуктором, совмещенный конструктивно с дроссельной заслонкой. ЭБУ обычно использует в качестве расчетного параметра величину крутящего момента двигателя. Чтобы блок понимал какие действия производит водитель, неотъемлемой частью электронного управления является датчик положения педали акселератора.

Датчик положения педели представляет собой переменный резистор, сопротивление которого (а значит и проводимое напряжение) изменяется в зависимости от положения педали газа. Блок управления открывает дроссельную заслонку в соответствии с нажатием педали газа. В это же время в блок поступает большое количество сигналов от остальных датчиков системы управления. На основании всех показаний ЭБУ вычисляет необходимую мощность двигателя и соответствующим образом открывает или закрывает заслонку (регулируя тем самым подачу воздуха в цилиндры), а так же регулирует и количество впрыскиваемого форсунками топлива.

В это же время датчик положения дроссельной заслонки показывает блоку – насколько на самом деле открыта дроссельная заслонка, таким образом, обеспечивая обратную связь. То есть блок управления не только открывает своими командами заслонку, но он еще и «видит» открылась ли она на самом деле.Весь процесс управления требует всего нескольких миллисекунд для достижения нужных в данный момент характеристик автомобиля.

Аварийные режимы работы.

В случае неисправности электронного дросселя система включает аварийный режим «ограничения рывков» для возможности безопасного движения к месту ремонта, либо полного отключения возможности движения.

1. Система по каким-то причинам не может управлять дроссельной заслонкой. Например, неисправен или нет показаний от датчика положения дроссельной заслонки, или неисправен шаговый двигатель и дроссель неспособен перемещаться (открываться и закрываться).В таком случае ЭБУ отключает управление зажиганием двигателя. Электронная заслонка устанавливается в положение «отключено». Система полностью отключает функции управления зажиганием.

2. Система не может контролировать намерение водителя. В этом случае ЭБУ ограничивает выходную мощность мотора. Например, такое возможно если, неисправен или нет сигнала от датчика положения педали акселератора.Для предотвращения повреждения двигателя блок управления снижает приращение скорости и мощности двигателя. Вся система управления двигателем переводится в режим принудительного холостого хода. Обороты двигателя практически не изменяются при нажатии на педель газа.

Режимы ограниченного функционирования электронной дроссельной заслонки.

1. Принудительное закрытие
Блок управления сообщает о неисправности, когда в системе подачи воздуха и управления дроссельной заслонкой имеется какой-то сбой. В этом случае ЭБУ перекрывает подачу топлива в цилиндры, отключает зажигание, закрывает дроссель и двигатель глохнет.

2. Режим принудительного управления мощностью холостого хода
Если при работе мотора на холостом ходу система управления не может нормально использовать дроссельную заслонку (например, она закусывает при перемещении), то ЭБУ прекращает управление дроссельной заслонкой.Она устанавливается в положение по умолчанию. А все управление осуществляется путем отключения подачи топлива в один цилиндр и задержкой угла опережения зажигания.

3. Режим принудительного холостого хода
Об этом режиме мы уже говорили с вами выше. Повторим. Когда намерение водителя не может быть распознано (например припотере сигнала с датчика положения педели газа). В этом режиме реакция двигателя на нажатие педали отсутствует. Автомобиль не развивает обороты и практически не едет.

4. Режим управления ограниченной мощностью
Когда система не может использовать дроссельную заслонку для регулирования мощности. В таком случае система определяетпо положению педели акселератора, работает ли двигатель на оборотах холостого хода или ускоряется.Система управляет мощностью двигателя путем прекращения подачи топлива или задерживая зажигание. В такой момент могутплавать обороты двигателя. Машина может двигаться неравномерно в таком режиме, так как обороты будут плавать. Таким автомобилем будет сложно управлять.

5. Когда точность определения намерений водителя снижена.
Датчик положения педали состоит из двух переменных резисторов. Так вот когда сигналы этих резисторов вследствие поломки слишком сильно отличаются, система ограничивает крутящий момент двигателя.

Реакция двигателя на изменение положения педали замедляется, автомобиль начинает тупить. Снижается мощность двигателя, при этом мотор плохо тянет.

Необходимость обслуживания и адаптации

Процедура выполняется с использованием специальных программ на компьютерном оборудовании или без них, имеет строго определенный порядок, в зависимости от марки автомобиля. Автоэлектрики должны учесть особенности модели, года выпуска, тип установленного ЭБУ на транспортном средстве.

Процедуру профилактики не следует проводить при отсутствии очевидных причин. Перед началом нужно внимательно оценить состояние дроссельной заслонки. Если на ней нет явных признаков смолистых отложений и участков грязевого нароста, тогда причина нестабильной работы может крыться в другом.

Так же, нужно учесть пробег автомобиля. Специалисты нашей компании AUTO CITY .CENTER рекомендуют производить очистку дроссельной заслонки, не чаще чем один раз в 100 тысяч км.

Достоинства и недостатки электронного дросселя

В этой статье я коротко расскажу вам о моем личном опыте, связанном с электронным дросселем. Здесь будет только практическая информация, без громких бессмысленных фраз из рекламных буклетов автопроизводителей.

Что такое электронный дроссель?

Электронный дроссель — это дроссельная заслонка, которая управляется электродвигателем вместо привычного троса. ЭБУ считывает сигнал с датчика положения педали и отдает команду на открытие или закрытие дрос сельной заслонки. В английской терминологии это называется Drive-By-Wire, что переводится примерно как “управление по проводах”.

Вся суть в том что ЭБУ может крутить дроссель независимо от положения педали. В этом скрывается много возможностей по улучшению ездовых качеств, и столько же возможностей по ухудшению.

В чем же проблемы?

У этой системы есть большой минус: конструкция существенно усложняется. Вместо одного механического троса мы получаем 2 датчика положения педали, плюс 2 датчика положения дроссельной заслонки, плюс привод дроссельной заслонки.

Кроме того, есть и другие неочевидные недостатки, которые зависят уже от конкретной настройки ЭБУ. Речь идет о т.н. “резиновой педали”. Этот эффект проявляется в заторможенной реакции автомобиля. Вы нажимаете на газ, но машина “не едет”, и лишь за несколько секунд начинает вялый разгон. При этом действительно получается наибольшая экономия топлива, но какое-либо удовольствие от вождения убивается начисто. Второй неприятный эффект — машина самостоятельно “подгазовывает”. Вы нажимаете дроссель на некоторое положение, и останавливаете педаль. А автомобиль самостоятельно “дожимает” педаль, а потом возвращает обратно. Видимо чтобы создать иллюзию мощного двигателя. Если сложить два этих явления — получается комбинация, в которой физически невозможно точно дозировать тягу. Именно так был настроен дроссель на моей бывшей Skoda Fabia 1.2. Зимой, на скользком покрытии, ездить было невозможно. Дроссель реагировал с большой задержкой. А после этой задержки еще и подгазовывал, моментально срывая колеса в пробуксовку. Половину навыков зимнего вождения пришлось выкинуть к черту, так как они попросту не работали на этом автомобиле. Спасала лишь хорошая резина. Это очень показательный пример того как именитые производители могут прохалтурить с настройкой.

Чем хорош электронный дроссель?

Второй показательный пример — моя Audi A4 1.8T. Тоже на электронном дросселе. Но езда кардинально отличается от Шкоды. Машина реагирует как и должна, нет никакого “улучшения” со стороны электроники. Сразу ощущается то, что машину настраивали с учетом удовольствия от управления.

Опыты с созданием и доводкой драйвера дросселя Invent-DBW показал другие очень интересные плюсы этой системы.

Антипробуксовка, или трекшн-контроль

Собственно ради этого мы и начали работу с электронным дросселем. Проблема всех мощных передне- и заднеприводных авто — потеря сцепления с дорогой при разгоне. Наиболее быстрый разгон проходит на грани срыва колес в пробуксовку. Человек не может точно держать колеса на этой грани. Наши органы чувств не успевают вовремя реагировать. А электроника — успевает. Достаточно измерять скорость ведущих колес и скорость ведомых колес. Если ведущие вращаются быстрее ведомых — нужно уменьшить тягу. Вопрос заключается лишь в одном — как именно уменьшать тягу мотора? На обычном дросселе мы не можем регулировать количество смеси в цилиндрах. Остается позднить зажигание, что вызывает значительный рост температуры выхлопных газов. Если стартовать без фанатизма — атмосферник переносит такую пытку более-менее сносно. А на турбомоторе мы очень быстро поджарим или турбину или сам двигатель. Единственное решение — электронный дроссель. Абсолютно без вреда для мотора мы получаем идеально ровный, и максимально эффективный разгон на любой поверхности.

Приятная управлемость.
Поскольку мы ставили перед собой задачу максимально приблизить реакции электроники к механическому приводу, у нас получилась отличная управляемость. Нет даже намека на “резину”, которой страдает множество заводских авто. Машина реагирует так же резво, как и на троссовом управлении дросселем.

Нет дерганности при больших диаметрах дроссельной заслонки
Если дроссель большого диаметра — машина получается очень агрессивной. При малейшем нажатии педали — прыгает вперед. Поначалу это может нравиться, но только до первой поездки по городу в час пик. Но на эл.дросселе этой проблемы можно избежать. Мы сделали регулировку нелинейности. Это значит что в самом начале хода педали двигатель реагирует очень мягко, позволяя плавно трогаться и ехать в пробке, не “гладя” педаль с ювелирной точностью. Эту функцию можно настроить под конкретный двигатель и под вкусы водителя. При правильной настройке получается пропорциональное увеличение тяги. Сколько педаль нажали – столько мощности развивает мотор. Без каких либо неудобств в городской езде.

Нет провала при нажатии “в пол”
В большей или меньшей степени э тим страдает любой двигатель. Вы резко нажимаете газ в пол на низких оборотах, а машина где-то секунду “думает”, и только потом начинает разгон. В этот момент создаются настолько неблагоприятные условия в цилиндрах, чт о смесь отказывается нормально гореть. Этого можно избежать, если сначала нажать на педаль немного , а лишь потом “дожать” . Разгон получается сразу, без задержек. Но в критической ситуации вряд ли вы будете об этом думать. Вы будете давить до упора, в надежде что двигатель “вывезет”. Но электронный дроссель думает всегда, и в этот момент он возьмет управления на себя, открывая дроссель именно так как нужно для максимально быстрого разгона.

Существенное уменьшение турбоямы
Все кто ездил на турбомоторе, знают об этом эффекте. Машина лучше разгоняется с низов, если дроссель открывать не полностью, а сначала приоткрыть на некоторое положение, и по мере увеличения тяги дожимать до полного. Этот момент сложный для понимания, но если упустить все подробности — турбина быстрее надувает давление, если в начале создать ей в оздушную “подпорку”.
И мы сделали такой алгоритм. Дроссель на разгоне открывается так, чтобы обеспечить максимально благоприятные условия для раскрутки турбины. В результате получается ровное ускорение с самых низов. Если резко нажать, то н ет ощущения, что под педалью “никого нет “. Есть ровный нарастающий разгон.

Следящая система управления на примере управления дроссельной заслонкой автомобиля

Внедрение: 2012 г.

Модуль Е14-140-М был применён в лабораторной работе, посвящённой изучению автоматизированной системы управления дроссельной заслонкой автомобиля в рамках предмета “Управление в технических системах” (кафедра “Колесные машины” МГТУ им. Н.Э. Баумана) [1] .

Рисунок 1. Внешний вид лабораторной установки: 1 – педаль акселератора (от автомобиля ГАЗ 3302); 2 – дроссельная заслонка 40624.1148090 VDO (SIEMENS); 3 – микроконтроллерная плата Arduino; 4 – плата транзисторного ключа; 5 – плата потенциометров; 6 – модуль АЦП Е14-140-М.

Для реализации норм ЕВРО-3, ЕВРО-4 в электронной системе управления двигателем (ЭСУД) должна присутствовать функция электронного управления заслонкой дроссельного патрубка вместо классического механического (тросового) управления. С этой целью вводятся электропривод дроссельной заслонки и датчик положения педали акселератора (рисунок 2). В качестве регулятора в лабораторной работе используется микроконтроллерная плата Arduino, в которой программно реализован ПИД-регулятор.

Рисунок 2. Блок-схема системы управления дроссельной заслонкой.

Три канала модуля АЦП Е14-140М, подключенного через USB к внешнему ПК, используются для регистрации следующих сигналов:

1-ый канал: сигнал датчика положения педали акселератора;
2-ой канал: сигнал датчика угла поворота дроссельной заслонки;
3-ий канал: сигнал с широтно-импульсной модуляцией (сигнал управления электродвигателем дроссельной заслонки), рисунок 3.

Рисунок 3. Широтно-импульсная модуляция.

В качестве программы регистрации использовалась программа LGraph2 (рисунок 4).

Рисунок 4. Окно настройки оборудования программы LGraph2.

В ходе лабораторной работы студенты корректируют программный код микроконтроллера в плате Arduino, добиваясь требуемого качества работы ПИД-регулятора (установившаяся ошибка, быстродействие, перерегулирование), снимая графики переходных процессов программой LGraph2.

Конструкция дроссельной заслонки и педали акселератора пояснена рисунками 5 – 8.

Рисунок 5. Внешний вид дроссельной заслонки 40624.1148090 VDO (SIEMENS).

Рисунок 6. Устройство дроссельной заслонки (схематично).

Рисунок 7. Педаль акселератора: а – внешний вид; б – установка на автомобиле «Газель».

Рисунок 8. Устройство датчика угла поворота педали акселератора: 1 – графитовые дорожки потенциометра № 1; 2 – графитовые дорожки потенциометра № 2; 3 – ползунок потенциометра № 1; 4 – ползунок потенциометра № 2; 5 – ось поворота педали.

1. Смирнов А.А. Лабораторная работа по УТС «Построение следящей системы управления на примере управления дроссельной заслонкой автомобиля».

Электронный датчик дроссельной заслонки

На современных автомобилях установлены двигатели внутреннего сгорания: бензиновые и дизельные. Отличаются они составом используемой для воспламенения топливной смеси. Принцип действия таких двигателей – поршневой. Подаваемая в камеры смесь, сжимается поршнем до соответствующих показателей давления, воспламеняется от прошедшей искры. Механическая энергия сжатия и химическая – горения преобразуются в тепловую энергию, под действием которой газы расширяются, и двигают поршень обратно. Клапаны раскрываются, выпуская отработанные газы.

Не будем вдаваться в подробности действия ДВС, отметим лишь, что подаваемая в камеру смесь, готовится в карбюраторе. Там горючее обогащается кислородом из всасываемого воздуха, и порциями впрыскивается в камеру. В современных двигателях карбюраторы заменены инжекторами, в целях контроля, за выбросами в атмосферу. В таких двигателях, обогащение происходит путем впрыска порции горючего в воздушный поток, осуществляемого движениями форсунок, которыми управляет электронный блок управления. Именно такая форма подачи топлива, в сочетании с нейтрализаторами выхлопных газов (катализаторами), способна контролировать вредные выбросы в атмосферу.

Что могут датчики дроссельной заслонки

Электронный контроль осуществляется посредством датчиков, которые передают следующие данные:

Показатели вращения коленвала
Расхода воздуха и его температура
Температуры антифриза
Положение заслонок дросселя
Системе обратной связи (состав выхлопных газов)
Детонации в моторе
Напряжение электросети
Скорости движения
Положение распредвала
Активация кондиционера
Неровности дорожного полотна

Рассмотрим подробно работу датчика ПДЗ.

Это прибор для точного дозирования топливной смеси, подаваемой в камеру сжигания двигателя. Его работа повышает КПД мотора и эффективность движения.

Угол положения ДЗ преобразуются в напряжение тока и передается на контролирующие зоны электронного блока. Исходя из угла заслонки, меняется значение напряжения, что и распознается контролером, который подает сигналы к определенным действиям во впрыскивающий механизм. При этом, после обработки сигналов с датчиков, ЭБУ определяет оптимальные параметры для экономичного режима – адаптируют программу под стиль вождения, под данный двигатель и т. д. По сути, датчики фиксируют параметры зависимости положения заслонок дросселя с изменением напряжения в цепи.

Датчики заслонок бывают двух типов:

— контактные (пленочно резисторные) – которые напрямую связаны с осью заслонки, при вращении которой, перемещаются контакты датчика по полозьям. При этом преодолевается высокое сопротивление и изменение напряжения, что, в конечном итоге, и является исходящим от датчика сигналом. Конструкция простая, легко диагностируется. Однако, быстро изнашивается из-за постоянного воздействия силы трения.

— бесконтактные – в местах контактов расположен перемещающийся магнит, а показатели переменного магнитного поля преобразует в электронный сигнал датчики Холла. Бесконтактные датчики имеют увеличенный ресурс, однако, сложно диагностируемые.

Как работают датчики дроссельной заслонки?

Датчик расположили возле заслонки, к которой крепиться потенциометр с тремя выходами. Один выход предназначен для подачи напряжения, второй – замыкание цепи на массу, а к третьему выходу присоединен электронный блок управления автомобиля, который считывает коды (текущие и ошибки). Он измеряет напряжение на выходе, при нажатии на педаль. При закрытой заслонке напряжение имеет показатель 0,69 вольт. После нажатия на педаль газа, ось заслонки поворачивается на определенный градус, уводя за собой датчик.

Изменяется сопротивление на дорожках, а, следовательно, и напряжение. В положении полного открытия заслонки датчик фиксирует уже порядка 4 вольт. Эти данные считывает ЭБУ и инициирует изменения в подаче топлива, подбирает приемлемый режим работы двигателя, адаптируя под предпочтения водителя. Когда заслонка открыта на три четверти и более, ЭБУ включает продув системы. Закрытые заслонки становятся толчком к регулировке холостого хода, путем подачи воздуха через обходной путь.

Признаки болезни и диагностика датчика положения ДЗ

Исправный датчик обеспечивает плавный ход машины и полное сгорание горючего. Если машину начинает дергать и мотать при нажатии на педаль, то это может быть признаком неправильной работы датчика. Причинами выхода из строя прибора служат:

— ослабление или потеря контакта клемм с дорожками. Стирание резисторной пленки всегда ведет к поломке прибора.

— повреждение самих дорожек, из-за использования материалов низкого качества

— выход из схемы цепи одного или нескольких сопротивлений

— сбой программы датчика Холла

Признаки болезни приборы:

Затруднение пуска двигателя, даже после разогрева.
Наблюдается больное расходование горючего.
Ход прерывистый
Затруднено ускорение автомобиля
Завышение оборотов на холостом ходу
Слышатся хлопки в выхлопных трубках
Может заглохнуть на холостом ходу
Светится индикатор Check Engine

Эти симптомы могут наблюдаться и при поломке других деталей и систем. Поэтому прежде чем кидаться менять датчик, нужно провести тестирование.

Для определения характера неисправности, в частности датчиков на отечественных марках, нужно произвести замеры напряжения вольтметром. Учитывая параметры нормы (закрытые заслонки – 0,69В, полностью открытые – 4В), снять показания вольтметра при включенном зажигании, при полном вдавливании в пол педали. По совпадению с нормальными параметрами можно судить о неисправности. Пошаговая рекомендация:

Открыть доступ к датчику (снять фильтр, патрубки)
Снять соединитель с разъема, пол которым можно увидеть три контакта – масса, контакт напряжения и питание. На некоторых моделях добавлен четвертый контакт – клемма холостого хода.
Снимаем показания напряжения между массой и питанием (норма 5В и 12В, в зависимости от модели авто)
Затем замеряем напряжение между выходным контактом и массой (0,7 при закрытых заслонках, до 5В – в состоянии максимального открытия). Вручную изменяем угол отклонения заслонки и фиксируем показания каждого положения. Так определяются зоны отсутствия или недостаточного контакта.
Можно замерить сопротивление между массой и выходным напряжением (норма – от 2,5 кОм до 1 кОм).

Эти действия касаются диагностики контактного датчика. Бесконтакный его собрат тестируется на спец. оборудовании.

В основном, некорректную работу датчика ПДЗ выявляет тестирование автосканером, при считке кодов ошибок, среди которых будет и код датчика.

Ремонт датчика положения дроссельной заслонки

Ремонт такого устройства может стоить дороже его замены. Поэтому, неисправный датчик чаще заменяют новым, а не чинят. Изначально в приборе заложен эксплуатационный срок, соответствующий 50 тыс. пробега. Периодически зачищая контакты и промывая спиртом, можно увеличить срок работы в несколько раз.

Заменить датчик может практически любой автолюбитель (мы сейчас не говорим о блондинках за рулем), достаточно знать несколько маленьких хитростей:

Если нарушена целостность пыльника, замените и его
Во время входа зацепов оси заслонки в пазы датчика, корпус надо поворачивать по часовой стрелке. Затем разворачиваем в обратном направлении, чтобы совместить крепежные отверстия болтов.
Все процедуры нужно проводить после обесточивания агрегата. Иначе, ЭБУ считает их как ошибку, и Check не погаснет даже после смены датчика.

Далее потребуется регулировка работы замененного устройства:

При необходимости сделать надпилы над филем для свободного хода корпуса датчика.
Присоединить клеммы аккумулятора. Добиться значения напряжения в 0.7 вольт выходного контакта. Включить зажигание и, вместе с присоединенным вольтметром, вращать до необходимых пределов. Снова обесточить
Включаем зажигание, давая возможность ЭБУ запомнить измененные параметры нового датчика.

Подведем итог: датчик ПДЗ – маленький прибор, с большой и ответственной функцией. От его правильной работы зависят эксплуатационные характеристики сердца любого автомобиля – его двигателя. Своевременное выявление неисправностей и аккуратное его использование – залог долгой бес проблемной работы мотора.