Перейти к контенту

Электропривод дроссельной заслонки – Электронная дроссельная заслонка: как она устроена, и как её ремонтировать?

Содержание

Электронный привод дроссельной заслонки | Системы впрыска

При электронном приводе акселератора перемещение дроссельной заслонки осуществляется при помощи электродвигателя, без традиционной механической связи между педалью акселератора и дроссельной заслонкой. Положение педали отслеживается датчиками, и соответствующие сигналы передаются в блок управления, где обрабатывается и передается на исполнительный механизм перемещения дроссельной заслонки. Благодаря такой системе блок управления может посредством перемещения дроссельной заслонки влиять на величину крутящего момента двигателя даже в том случае, когда водитель не меняет положения педали акселератора. Это позволяет достигать лучшей координации между системами двигателя.

Электронный привод дроссельной заслонки состоит из:

  • педального модуля
  • модуля дроссельной заслонки
  • корпуса дроссельной заслонки
  • блока управления двигателем
  • контрольной лампы электронного привода дроссельной заслонки

Педальный модуль посредством датчиков непрерывно определяет положение педали акселератора и передает соответствующий сигнал блоку управления двигателя. Он состоит из:

  • педали акселератора
  • датчика 1 положения педали акселератора
  • датчика 2 положения педали акселератора

Два одинаковых датчика используются для обеспечения надежной работы системы, но для работы системы достаточно работоспособности одного датчика.

Рис. Педальный модуль:
1 – педаль; 2 — корпус модуля педали акселератора; 3 – контактная дорожка;; 4 – датчики; 5 — рычаг

Оба датчика представляют собой потенциометры со скользящим контактом, укрепленным на общем валу. При каждом изменении положения педали изменяется сопротивление датчиков и, соответственно, напряжение, которое передается на блок управления двигателя. Используя сигнал от обоих датчиков положения педали акселератора блок управления двигателя узнает положение педали в каждый момент времени.

Разновидностью педального модуля является бесконтактный модуль с индукционными катушками. На общей многослойной плате предусмотрены одна катушка возбуждения и три приемные катушки для каждого чувствительного элемента, а также электронные элементы обработки сигналов и управления датчиком.

Ромбовидные приемные катушки расположены со смещением относительно друг друга, благодаря чему создается сдвиг фаз индуцируемого в них тока. Над приемными катушками находятся катушки возбуждения. На механизме педали закреплена металлическая шторка, который перемещается при движении педали вдоль платы на минимальном расстоянии от нее.

Катушка возбуждения запитывается переменным током. В результате возникает переменное электромагнитное поле, действующее на металлическую шторку. При этом в шторке индуцируется ток, который в свою очередь создает вокруг нее свое, вторичное, переменное электромагнитное поле. Оба поля, созданные катушкой возбуждения и металлической шторкой, действуют на приемные катушки, создавая на их выводах соответствующее напряжение. В то время как собственное поле шторки не зависит от ее положения, индуцируемый в приемных катушках ток, изменяется при перемещении шторки относительно них.

Рис. Изменение напряжения при перемещении заслонки:
1 – шторка; 2 – приемные катушки

При перемещении шторки изменяется степень перекрытия ею той или иной приемной катушки и соответственно меняется амплитуда напряжения на ее выводах. Переменные напряжения на выводах катушек преобразуются затем в электронной схеме датчика в сигналы постоянного напряжения, усиливаются и сравниваются друг с другом. Обработка завершается созданием линейного напряжения, подаваемого на выводы датчика.

Преимуществом модуля является отсутствие контактов, что повышает надежность системы.

Модуль управления дроссельной заслонки расположен на впускном трубопроводе и служит для обеспечения подачи нужного количества воздуха в цилиндры.

Модуль управления дроссельной заслонки обеспечивает необходимую массу воздуха, поступающего в цилиндры.

Модуль состоит из:

  • корпуса дроссельной заслонки 1
  • дроссельной заслонки 7
  • привода дроссельной заслонки

Рис. Модуль управления дроссельной заслонки:
1– корпус дроссельной заслонки; 2 – электропривод дроссельной заслонки; 3 – шестерня привода; 4 – промежуточная шестерня; 5 – шестерня пружинного возвратного механизма; 6 – угловые датчики привода дроссельной заслонки; 7 – дроссельная заслонка

Привод дроссельной заслонки воздействует на дроссельную заслонку в соответствии с командами блока управления двигателя 2.

Рис. Схема управления дроссельной заслонкой:
1 – электропривод; 2 – блок управления двигателем; 3 – угловые датчики управления дроссельной заслонкой; 4 – дорожки потенциометров; 5 – дроссельная заслонка

Положение дроссельной заслонки отслеживается с помощью двух датчиков, представляющих собой потенциометры со скользящим контактом. Скользящие контакты укреплены на шестерне, которая сидит на валике дроссельной заслонки. Контакты касаются дорожек потенциометров в крышке корпуса. При изменении положения дроссельной заслонки изменяются сопротивления дорожки потенциометров и, тем самым, сигнальные напряжения, которые передаются блоку управления двигателя.

Блок управления двигателя определяет по этим сигналам намерение водителя увеличить или уменьшить мощность двигателя, суммируя внешние и внутренние требования к крутящему моменту и по ним рассчитывает необходимую величину момента и соответственно этому изменяет его. Крутящий момент определяется расчетом по частоте вращения двигателя, сигналу о нагрузке двигателя и моменту зажигания, при этом блок управления двигателя сначала сравнивает фактический крутящий момент с оптимальным моментом. Если эти величины не совпадают, блок управления расчетом определяет направление и величину положения дроссельной заслонки в целях достижения совпадения фактического и оптимального крутящего момента. После подается управляющий сигнал приводу дроссельной заслонки для приоткрытия ее или, наоборот, некоторого закрытия, например в случае включения дополнительного потребителя ­- компрессора климатической установки.

Контрольная лампа электронного привода акселератора сигнализирует водителю, что в системе электронного привода имеется неисправность.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Дроссельная заслонка – типы модулей и их функции в автомобиле

Дроссельная заслонка относится к элементам впускной системы бензиновых двигателей. Она находится у воздушного фильтра и контролирует количество воздуха, направляющегося в двигатель для создания топливно-воздушной смеси.

Дроссельная заслонка

Назначение дросселя

Дроссельная заслонка крепится на оси и выполняет роль воздушного клапана. Если она открыта, то давление впускной системы равняется атмосферному, а при закрытии оно уменьшается до вакуума. Любое нажатие педали газа изменяет положение дросселя, который может подключаться механическим либо электроприводом.

Устройство с механическим приводом

Сегодня в бюджетных автомобилях обычно применяется механический привод, который связывает устройство с педалью газа металлическим тросом. Когда нажимается газ, то трос сокращается, поворачивает ось и открывает воздуху проход.

Отдельные детали образуют единый блок дроссельной заслонки:

  • Корпус;
  • Непосредственно дроссель;
  • Датчик положения;
  • Регулятор холостого хода.

Корпус дросселя подключен к охлаждающей двигатель системе. В нем сделаны патрубки, способствующие работе систем вентиляции картера, а также очистки от бензиновых паров.

Определенную частоту вращения коленвала, если дроссельная заслонка закрыта в момент пуска двигателя, его прогрева и изменении нагрузки сохраняет регулятор холостого хода. Состоит он из электродвигателя с клапаном, которые меняют объем воздуха, направляющегося в систему впуска в обход дросселя.

Блок с электроприводом

Установка электропривода позволяет избежать влияния человеческого фактора. Электронные системы более корректно управляют устройствами. Сегодня в автомобилях часто применяется дроссельная заслонка с электроприводом. Для управления ею применяется электронная система, воздействующая на величину крутящего момента, достигая оптимальных значений при любых режимах.

К основным особенностям устройства с электроприводом относится то, что дроссельная заслонка не соединена жестко с акселератором.

Составляющие электронного дросселя

Узел включает следующие элементы:

  • Блок управления, куда подаются сигналы с датчиков;
  • Электродвигатель, руководящий приводом;
  • В корпусе крепится ось с дросселем;
  • Датчики, указывающие положения педали акселератора и дросселя.

Система управления использует сигналы, передаваемые от датчиков:

  • Автоматической КП;
  • Тормозной системы;
  • Климатической установки;
  • Круиз-контроля.

Блок управления двигателем, куда поступают сигналы от всех датчиков, обрабатывает их преобразует и передает на узел. Может использоваться потенциометр дроссельной заслонки либо применяются бесконтактные магниторезистивные датчики.

Электронная дроссельная заслонка приводится в движение электромотором. Датчик педали газа определяет любые изменения ее положения, передает информацию блоку управления. Электроника меняет ее положение для обеспечения бесперебойной работы двигателя в любых режимах при конкретной нагрузке. Такое устройство помогает избегать потерь мощности, уменьшает потребление топлива, а также облегчает пуск холодного двигателя. Одновременно выполняются экологические требования и соблюдается безопасность движения.

Потенциометр дроссельной заслонки находится на ее корпусе. Его сигнал зависит от изменения положения шестерни, размещенной на оси. Он подается на блок управления, напряжение сигнала обрабатывается и преобразуется в проценты (0%-100%), от состояния полностью закрытой до положения полностью открытой.

Блок управления, куда подается сигнал состояния дросселя с датчика, сравнивает угол его открытия с положением акселератора. Так электронное управление удерживает холостой ход, сохраняя ее оптимальное положение.

Дроссельная заслонка с электроприводом

Дополнительные функции электронного дросселя

Сегодня электронная дроссельная заслонка не только управляет оборотами двигателя. Он оборудован системой холодного пуска (быстрого прогрева), упрощающей эксплуатацию автомобиля зимой. Реализуется это установкой дополнительного датчика. Он замеряет охлаждающую жидкость и подает информацию о ее температуре блоку управления. С ростом температуры дроссельная заслонка прикрывается, а обороты уменьшаются и сводятся к холостому ходу.

Электроника успешно компенсирует повышение нагрузки на двигатель после подключения дополнительных систем:

  • Генератора;
  • Климатической установки;
  • Круиз-контроля;
  • Прочих, увеличивающих нагрузку на коленвал.

Блок управления обрабатывает информацию о нагрузке, рассчитывает оптимальное угла ее положение при разных режимах.

Использование электронного устройства увеличивает показатели экономичности автомобиля. Процесс установки системы высок по себестоимости, что не позволяет оборудовать ею бюджетные модели автомобилей.

Неисправности электронного дросселя

Работу электроники могут нарушать отрицательные климатические воздействия (экстремально низкие температуры либо влажность). Дроссельная заслонка нуждается в периодической профилактической чистке (каждые 40 тыс. км), особенно при эксплуатации в сложных условиях. Топливо не сгорает полностью, оставляет нагар в камерах двигателей, форсунках, клапанах головки блока, а также попадает в узел. В результате она не закрывается полностью и остается открытой. Изнашивается прокладка дроссельной заслонки. Неисправный механизм обычно заменяется целым узлом.

autodont.ru

Как устроен привод дроссельной заслонки?

Привод дроссельной заслонки

Прежде чем рассмотреть привод дроссельной заслонки, давайте ознакомимся непосредственно с самой дроссельной заслонкой. Дроссельная заслонка – это механизм, контролирующий подачу воздуха в двигатель внутреннего сгорания, в процессе чего происходит смешивание топлива и воздуха, а если уж совсем по-простому – это обычный воздушный клапан. Включает в себя корпус, в котором собраны детали: штуцера подвода и отвода охладителя, штуцер вентиляции, штуцер определения наличия паров топлива, регулятор холостого хода, датчик положения дроссельной заслонки и непосредственно заслонки. В большинстве, карбюраторы на автомобилях двухкамерные. Дроссельная заслонка первой камеры управляется акселератором из кабины машины, обеспечивает подачу воздуха на малом газу (холостые обороты), крейсерский режим, номинальный режим. Заслонка вторичной камеры открывается при полностью открытой первичной заслонке и обеспечивает подачу воздуха от номинального до максимального режима.

Назначение привода дроссельной заслонки вытекает из вышесказанного – контроль подачи воздуха. При нажатии на педаль акселератора открывается заслонка, происходит подача воздуха и его смешивание с топливом, после чего эта смесь сгорает, придавая мощность двигателю.

Типы приводов дроссельных заслонок.

Существует два типа приводов дроссельных заслонок – механический и электрический.

Механический привод

МЕХАНИЧЕСКИЙ. Дроссельная заслонка с механическим приводом чаще всего используется в отечественных (машины прошлого века), классических и недорогих автомобилях. Данный тип заслонки приходит в движение за счёт тесного соединения с педалью акселератора через тросик газа.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ. Дроссельная заслонка с электрическим приводом устанавливается на современных автомобилях. Приходит в действие за счёт чёткого контроля электронным блоком, в связи с чем процесс происходит моментально.

Устройство привода дроссельной заслонки.

Механический привод дроссельной заслонки включает: акселератор, тяги и поворотные рычаги, металлический трос. При нажатии на акселератор дроссельная заслонка поворачивается вокруг оси, приоткрывая доступ воздуха для приготовления топливно-воздушной смеси. В данном типе приводов, параллельно управлению при помощи акселератора предусмотрено также ручное управление, состоящее из ручки управления, троса в металлической оплётке типа «Боуден», рычага управления на карбюраторе.

Дроссельная заслонка Электрический привод в силу своего конструктивного решения позволяет добиваться более эффективной передачи крутящего момента на колёса при каждом изменении положения акселератора; при всём этом повышается экономичность двигателя, снижается содержание СО в выхлопных газах, а также улучшаются эксплуатационные характеристики, влияющие на безопасность машины. Электрический привод выполнен достаточно сложно и включает в себя:

- электрический двигатель с двумя измерителями положения, связанными с рычагом управления дроссельной заслонки;

- акселератор с измерителем положения;

- электронный блок управления.

В дополнение к вышеперечисленным деталям в системе задействованы выключатели положения педалей тормоза и сцепления. Особенностью данного привода и положительной его стороной являются: электрическая связь акселератора с заслонкой; возможность управлять частотой вращения двигателя на холостых оборотах (изменением поворота дроссельной заслонки).

Принцип работы привода дроссельной заслонки.

Механический. Нажимая на акселератор, водитель преодолевает усилие возвратной пружины, воздействуя на тяги и рычаги поворота (металлический трос), перемещает дроссельную заслонку. Проходное сечение дросселя увеличивается, в связи с чем увеличивается подача воздуха в смесительную камеру. В зависимости от количества поступившего воздуха, впрыскивается определённое количество топлива. Топливо с воздухом перемешивается, подаётся в камеру сгорания цилиндров, за счёт чего частота вращения двигателя увеличивается.

Электрический привод При полностью отпущенном акселераторе заслонка перекрывает проходное сечение дросселя. Для нормальной работы двигателя на режиме «малого газа» существует регулировочный винт, который ограничивает закрытие заслонки (запуск двигателя, работа при включённой нейтральной передаче). В некоторых случаях, особенно для запуска и работы непрогретого двигателя, открытия заслонки регулировочным винтом недостаточно, поэтому применяется параллельно ручное открытие заслонки в кабине машины. При промежуточном, ручном открытии заслонки водитель может, нажимая на акселератор, достичь большей частоты вращения, но при отпускании акселератора заслонка повернётся до положения, открытого вручную, и дальше закрываться не будет. Для полного закрытия необходимо закрыть вручную.

Открытие вторичной камеры осуществляется при помощи системы рычагов, связывающих обе заслонки. После открытия заслонки первичной камеры на 2/3 хода начинает открываться вторая камера. В некоторых карбюраторах начало открытия вторичной камеры происходит только после полного открытия первичной камеры. Также применимы карбюраторы с пневматической системой открытия вторичной заслонки.

Электрический. При перемещении акселератора водителем датчик положения педали акселератора, представляющий собой наличие двух работающих независимо друг от друга переменных резисторов (потенциометров), изменяющих сопротивление от положения акселератора, передаёт сигнал на электронный модуль управления силовой установкой машины. Модуль, получив сигнал, выполняет необходимые операции и подаёт команду на электродвигатель для закрытия или открытия дроссельной заслонки. Датчик положения дроссельной заслонки контролирует её фактическое положение и сигнализирует об этом в модуль управления силовой установки.

Тросик привода дроссельной заслонки При необходимости выполняется коррекция положения дроссельной заслонки. Если происходит отказ одного из датчиков (потенциометров), двигатель автоматически выходит на пониженный режим работы с максимальным крутящим моментом 80Нм. При отказе обоих потенциометров на режим работы 55 Нм. При переключении передач датчик положения педали сцепления передаёт сигнал на модуль, и происходит коррекция подачи топливно-воздушной смеси в двигатель. При торможении машины выполняются подобные манипуляции. Это позволяет экономить топливо, снижается содержание СО в выхлопных газах, улучшается безопасность управления автомобилем.

Электронный модуль управления силовой установкой предусматривает аварийный режим. При возникновении неисправности поступает сигнал в модуль управления, который анализирует его и выдаёт команду на закрытие дроссельной заслонки до положения, обеспечивающего ограниченное движение автомобиля, позволяющее доехать до станции технического обслуживания. В электронный модуль управления силовой установкой встроена европейская диагностическая система, которая постоянно следит за наличием СО в выхлопных газах, определяет и предупреждает о возникшем его превышении.

Привод дроссельной заслонки Рассмотрев и проанализировав устройство и работу привода дроссельной заслонки, мы видим, что конструктивно они бывают как самыми простыми механическими, так и сложными и дорогостоящими электрическими, с электронным управлением приводами. Если водитель, имея некоторые навыки, может самостоятельно ремонтировать более простые, то для ремонта электрических приводов необходим высококвалифицированный специалист, имеющий необходимое диагностическое оборудование. Также мы видим, что на автомобилях с электрическим приводом дроссельной заслонки достигнуто улучшение эксплуатационных характеристик, влияющих на расход топлива, безопасность движения и экологию окружающей среды.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

auto.today

Дроссельная заслонка с электроприводом. Электронный привод дроссельной заслонки

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

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 неотемлемой 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.

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.

Дроссельная заслонка – это такая деталь в вашем автомобиле, главная задача которой заключается в регулировке количества воздуха, что поступает в двигатель внутреннего сгорания для образования топливно-воздушной смеси. Важность этого

www.petroel.ru

Электронная педаль газа, дроссельная заслонка.

Подробности
Просмотров: 46868

Устройство и принцип действия

При электронном приводе акселератора перемещение дроссельной заслонки
осуществляется при помощи электродвигателя. При этом отпадает необходимость в
традиционной механической связи между педалью акселератора и дроссельной
заслонкой.
Это означает, что намерение водителя с педали акселератора передается в
блок управления. Затем осуществляется перемещение дроссельной заслонки.

Благодаря этому блок управления может посредством перемещения дроссельной
заслонкой влиять на величину крутящего момента двигателя даже в том случае, когда
водитель не меняет положения педали акселератора.
Это дает возможность достижения лучшей координации между системами двигателя.

Ниже Вы увидите, что электронный привод акселератора – это значительно больше, чем простая
замена механического привода.

Механическое перемещение


дроссельной заслонки Водитель нажимает педаль акселератора,
и через тягу акселератора усилие непосредственно передается на дроссельную
заслонку и вызывает ее перемещение. Электронное управление двигателем при этом
не имеет никакой возможности повлиять на положение дроссельной заслонки.
Чтобы изменить крутящий момент двигателя, необходимо воздействовать на другие
параметры режима двигателя, например, на момент зажигания и впрыска топлива.
Только в режиме холостого хода и при действии круиз-контроля осуществляется
электронное регулирование работой двигателя.

Электронно-электрическое перемещение дроссельной заслонки

В этом случае перемещение дроссельной заслонки по всему пути происходит при
электронном управлении и электрическом приводе.
Водитель в соответствии с его намерениями по изменению мощности двигателя нажимает
педаль акселератора. Положение педали отслеживается датчиками, и соответствующие
сигналы передаются блоку управления двигателя. Далее происходит перемещение
дроссельной заслонки в соответствии с намерениями водителя.
Если же появляется необходимость изменения крутящего момента двигателя по причинам
обеспечения безопасности движения или экономии топлива, блок управления двигателя
может изменить положение дроссельной заслонки без изменения водителем положения
педали акселератора. Достоинство такого регулирования состоит в
том, что блок управления определяет положение дроссельной заслонки в соответствии с
пожеланиями водителя, экологическими требованиями, необходимостью обеспечения
безопасности движения и снижения расхода топлива.

“Инструментами” управления двигателем в части крутящего момента двигателя являются
дроссельная заслонка, давление наддува, момент впрыска топлива, отключение цилиндров и
момент зажигания.

Регулирование крутящего момента двигателя посредством механического
привода дроссельной заслонки
Различные сигналы, касающиеся величины крутящего момента двигателя, поступают в блок
управления двигателя и там обрабатываются. Однако оптимальной величины крутящего
момента получить не удается, поскольку блок управления двигателя не может оказать
п

www.boschdiagnost.ru

Схемы управления асинхронными электродвигателями

рис.1а) с пусковым сопротивлением

рис. 1б) с дросселем в роторной цепи

рис.2 Конструкция дросселя

рис.3 Механические характеристики при разных вариантах включения сопротивлений в роторной цепи

рис.4 Экспериментальные характеристики дроссельного электропривода: а)механические; б) электромеханические

рис.5 Дроссельный асинхронный электропривод с тиристорным регулятором скорости

рис.6 Механические характеристики дроссельного электропривода

Традиционным средством ограничения пусковых токов асинхронных электродвигателей с фазным ротором является введение в цепь ротора пусковых сопротивлений (рис.1а). Сопротивления ускорения R1У, R2У ограничивают роторный ток при пуске электродвигателя и контакторами КМ3 и КМ4 при пуске последовательно выводятся из роторной цепи электродвигателя. При торможении противовключением (противотоком) в роторную цепь отключением контактора КМ5 дополнительно вводится ступень противовключения Rп.

Из рис.1а видно, что для пуска и торможения электродвигателя необходима коммутационная аппаратура, усложняющая схему электропривода и требующая обслуживания. Эксплуатационный персонал всегда приветствует любое упрощение схемы управления. Такое упрощение схемы пуска имеет место при использовании пусковых дросселей, включенных в цепь ротора асинхронных электродвигателей.

 Пусковой дроссель представляет собой активно-индуктивное сопротивление, значение которого за счет изменения величины и частоты тока ротора автоматически уменьшается при пуске от исходного значения до практически нулевого значения. Тогда исключается вся коммутационная аппаратура роторной цепи электродвигателя (рис. 1б).

Большой опыт внедрения пусковых дросселей имеет «Горнозаводское объединение» г.Челябинска, которое ввело в эксплуатацию около 10 000 дросселей в электроприводах различных назначений (в основном на крановых механизмах) в разных регионах России и за ее пределами. Отличительной особенностью пусковых дросселей является их эксплуатационная надежность, так как они представляют собой стальной сердечник с обмоткой.

Одна из конструкций пускового дросселя представлена на рис.2. По внешнему виду дроссель напоминает трехфазный трансформатор. Стержни 1 выполнены из толстостенных стальных труб, которые стягиваются шпильками между двух соединяющих пластин 2. В качестве пластин используется швеллер из обычной конструкционной стали. На стержнях располагаются обмотки 3, включаемые в цепи ротора асинхронного двигателя. Такая конструкция технологична, но создает разные условия работы для среднего и крайних стержней. Это вызывает некоторую несимметрию сопротивлений в роторной цепи.
Такая конструкция используется для электродвигателей мощностью до 30 кВт. Для двигателей большей мощности используются однофазные дроссели, включаемые в каждую фазу ротора. Обмотки пускового дросселя представляют собой несколько десятков витков алюминиевого провода или алюминиевой шины, сечение которых выбирается по роторному току электродвигателя. Для возможности корректировки пускового тока электродвигателя в процессе настройки электропривода на обмотках дросселя, как правило, предусматриваются отпайки. О влиянии включения индуктивного сопротивления в цепь ротора асинхронного электродвигателя можно получить информацию в любом учебнике по основам электропривода. Так на рис.3 воспроизведены взятые из [1] характеристики асинхронного электродвигателя при включении в цепь ротора, как чистой индуктивности, так и при различных вариантах совместного включения индуктивного и активного сопротивлений.

На рис.3 характеристика Ме — естественная, Мр — при включении в цепь ротора индуктивного сопротивления, Мрс1 — при последовательном включении индуктивного и активного сопротивлений и Мрс2 — при включении параллельно индуктивному сопротивлению активного сопротивления.

Сопротивление рассматриваемого дросселя представляет собой последовательное соединение индуктивного и активного сопротивлений, которому соответствует характеристика Мрс1 на рис.2, но значения указанных сопротивлений изменяются с изменением скорости при пуске электродвигателя.
Как известно, с увеличением скорости электродвигателя при его пуске уменьшается ток ротора I2 и его частота f2, стремясь к нулевым значениям при синхронной скорости. Эффект ограничения пусковых токов асинхронного электродвигателя объясняется тем, что при пуске по материалу сердечников дросселя протекают вихревые токи. Вихревые токи и магнитный поток проходят только по тонкому поверхностному слою сердечника дросселя толщиной от 2 мм до 4 мм.

При запуске дроссельного электропривода энергия скольжения, которая при пуске с сопротивлениями в роторной цепи шла на нагрев этих сопротивлений теперь выделяется в сердечниках пускового дросселя (в дросселе на рис.2 — в металлических трубах). Поэтому возникает проблема нагрева дросселя. Но если нет нагрева, то нет и желаемой дроссельной характеристики.

Характеристика Мрс1 на рис.2 соответствует фиксированным значениям индуктивности L и активного сопротивления r в роторной цепи. В случае же пускового дросселя значения L и r, вследствие указанных выше электромагнитных процессов в сердечниках (трубах), при пуске с ростом скорости автоматически уменьшаются, то есть как бы постепенно корректируется характеристика Мрс1.

Механические и электромеханические характеристики дроссельного электропривода (снятые в лабораторных условиях с использованием автоматизированной системы экспериментального исследования электроприводов) представлены соответственно на рис.4а и рис.4б.Характеристики сняты для электродвигателя МTF111-6 с Рн=3,5кВт,Uн=380В,I1=10,4А,I2=15А,Мmax=85H*м, nн=895 об/мин. Так как лабораторная установка имела ограниченную мощность, то питание двигателя осуществлялось от сети пониженного напряжения 220В.

На рис.4 представлены характеристики естественная (ест) при закороченных кольцах ротора, с числом витков обмоток дросселя 60 и с числом витков 100. Характеристики изображены в относительных единицах (о.е.). За базовые величины приняты следующие значения: для частоты вращения электродвигателя w=104,7 рад/с, для момента М=12,5Нм, для тока статора I1=10.4A и для тока ротора I2=15А. На рис. 4б зависимости I1(w) и I2(w) различаются тем, что при синхронной скорости ток статора I2 равен нулю.

Из рис.4а следует, что механические характеристики дроссельного электропривода своеобразны. При скоростях от нуля до скорости примерно 60% от синхронной скорости момент, развиваемый двигателем, стремится сохранить свое значение. Такие характеристики являются желательными для плавного пуска электродвигателя. Конечно, жесткость дроссельной характеристики на рабочей части ниже, чем на естественной характеристике двигателя, то есть снижается рабочая скорость механизма на 3%-8%.
Если дроссель использовать для пуска, а в конце пуска кольца ротора замыкать контактором и тем самым переходить на естественную характеристику двигателя, то этот недостаток устраняется. Однако, на практике пусковой дроссель включается в цепь ротора эл.двигателя без шунтирующего контакта, т.к. снижение скорости на 3%-8% практически не влияет на производительность крана, нет броска тока и момента, которые всегда возникают при переходе с дроссельной характеристики на естественную.

Активно-индуктивный характер сопротивления пускового дросселя позволяет при определенных его параметрах обеспечивать пусковой момент больше, чем на естественной характеристике при существенном ограничении пускового тока. Это видно из рис.2, когда пусковой момент на характеристике Мрс1 несколько больше пускового момента на характеристике Ме.
Когда возникает необходимость увеличивать пусковой момент в схеме с пусковым дросселем без усложнения схемы управления электропривода, параллельно обмоткам дросселя включаются активные сопротивления. Характеристики электропривода приближаются к виду характеристики Мрс2. Однако при этом следует увеличивать число витков дросселя. В процессе пуска при малых скоростях проявляется действие активных сопротивлений. При больших скоростях значение сопротивления пускового дросселя становится значительно меньше параллельно включенного активного сопротивления и тем самым влияние последнего автоматически исключается и дальнейший пуск идет как обычный дроссельный. Разумеется, в данном случае должны быть согласованы параметры пускового дросселя и активных сопротивлений. Отсутствие коммутационной аппаратуры, а также исключение пиков тока и момента существенно повышает надежность работы электропривода, значительно увеличивается межремонтный цикл механизмов, снижается время на ремонт и обслуживание электропривода особенно в тяжелых условиях работы механизмов и агрессивной окружающей среде (запыленность,загазованность, высокая температура воздуха).

ООО «Горнозаводское объединение» имеет большой опыт использования пусковых дросселей в электроприводах крановых механизмов. Опыт показывает, что при монтаже нового крана стоимость электрооборудования и электроматериалов при использовании дросселей уменьшается до 50%, а объем электромонтажных работ сокращается до 70%. Дроссельные электроприводы показали свою эффективность не только на механизмах мостов и тележек кранов, но и на механизмах подъема.
Механизмы подъема требуют режимов посадочной скорости выбора слабины канатов. Эти режимы могут быть реализованы толчковым режимом работы или использованием разработанного совместно со специалистами Южно-Уральского государственного университета тиристорного регулятора скорости (РСТ) дроссельного электропривода.

Функциональная схема такого электропривода для механизма подъема крана представлена на рис.6. Роторная «звезда» электродвигателя М размыкается и в нее включаются тиристоры VS1…VS3. На РСТ подается напряжение с колец ротора и сигналы о положении командоаппарата SA. РСТ включается при подаче на статорную цепь электродвигателя напряжения контакторами КМ1 и КМ2 и формирует импульсы управления тиристорами. Особенностью регулятора скорости тиристорного является его высокая эксплуатационная надежность вследствие использования бесконтактных тиристорных ключей.

Механическая характеристика 3 дроссельного электропривода (рис.6)обеспечивает выбор слабины канатов подъема, характеристика 4 — низкие посадочные скорости. При низких посадочных скоростях электродвигатель работает в тормозном режиме, то есть он включается на подъем, но под действием груза вращается на спуск. Для спуска груза с большей скоростью электродвигатель включается в направлении спуска (на характеристику 5) и его спуск идет в режиме  электромагнитного торможения. Спуск порожнего крюка или груза с малой массой также осуществляется при работе электродвигателя на характеристике 5.

В настоящее время разработан тиристорный регулятор скорости (РСТ), способный плавно регулировать скорость от 0 до 70% номинальной скорости  на всем диапозоне момента, ограниченного дроссельной характеристикой.

На основании рассмотренного можно сделать следующие выводы:

  • пусковой дроссель с массивными (в ферромагнитном понимании) сердечниками создает активно-индуктивное сопротивление, величина которого автоматически уменьшается с ростом скорости электродвигателя при пуске;

  • при включении пускового дросселя в роторную цепь уменьшение пускового тока идет в большей мере, чем соответствующее уменьшение пускового момента;

  • механические характеристики дроссельного электропривода по внешнему виду приближаются к «эксковаторным» характеристикам, являющиеся желаемыми для плавного пуска электродвигателя;

  • рабочая часть механических характеристик дроссельного электропривода несколько мягче, чем естественные характеристики, что снижает статическую скорость механизма на 3%-8%. Этот недостаток можно устранить шунтированием колец ротора электродвигателя контактором после завершения пуска;

  • дроссельный электропривод с тиристорным регулятором скорости обеспечивает все требуемые режимы работы механизмов подъема крановых механизмов, включая реализацию режимов выбора слабины канатов и низкие посадочные скорости;

  • опыт показал эффективность использования пусковых дросселей в приводах крановых механизмов, упрощая схемы управления и резко повышая их эксплуатационную надежность;

  • в результате научных и практических исследований удалось разработать ряд пусковых дросселей различной конструкции, применяемых в электроприводах с мощностью двигателей до 200 кВт включительно с ПВ от 40% до 60%;

  • в настоящее время разработан и, при необходимости может быть изготовлен пусковой дроссель для высоковольтных (6000В, 10000В) асинхронных эл.двигателей с фазным ротором мощностью от 250кВт до 2000кВт, используемых для крупных воздуходувок, насосов, мельниц, вращающихся печей и др.. В этом случае дроссель используется только для вывода механизма на статическую скорость.

drossel.ru

Как отрегулировать дроссельную заслонку и выставить угол положения?

Аналог современного автомобиля – это устройство из множества узлов и агрегатов. Отклонения в работе самого маленького составляющего может привести к достаточно серьезным проблемам. Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) – это один из примеров такого типа составляющих. А регулировка дроссельной заслонки – это неотъемлемый элемент плановой диагностики любого автомобиля.

Дроссельная заслонка представлена в виде воздушного клапана, функциональная задача которого заключается в регулировке количества воздуха, попадающего к мотору. К принципиальным особенностям агрегата относится изменение сечения воздушного канала. При её открытом положении воздух спокойно движется по впускному коллектору. Датчик положения дроссельной заслонки, расположенный здесь, и определяет угол открытия. Эта функция осуществляется за счет его связи с блоком управления двигателя. Сигналы, поступающие от датчика, способствуют подаче команды от блока управления для увеличения количества впрыскиваемой горючей смеси. Таким образом, рабочая смесь обогащается, а работа мотора приближена к максимальным оборотам.

Его датчик включает два вида резисторов:

  • Однооборотный постоянный.
  • Переменный.

Сумма их сопротивления примерно равна 8 кОм. Опорное напряжение здесь подается на один из крайних выводов из контроллера, а второй вывод соединяется с массой. Благодаря этому сигнал поступает к контроллеру, информируя о нынешнем положении дроссельной заслонки. Значение напряжения импульса зависит от уровня положения элемента, стандартный интервал которого 0.7 до 4 Вт.

Важно: открытое состояние агрегата свидетельствует об уровне давления во впускной системе автотранспорта аналогично атмосферному; при закрытом состоянии – это значение уменьшается к состоянию вакуума.

Типовое разнообразие

Всем известны два типа ДПДЗ:

  1. Образец с механическим типом привода.
  2. Агрегат с электрическим типом привода.

Датчик положения дроссельной заслонки

Первый тип внедряется автомобильном транспорте эконом-класса. Комплектация элементов объединена в отдельном блоке, который включает в себя следующие детали:

  • корпус;
  • дроссельную заслонку;
  • датчик;
  • регулятор холостого хода.

В качестве дополнения здесь также расположены патрубки, функциональная задача которых заключается в обеспечении работы систем улавливания паров бензина и вентиляции картера.

Корпус заслонки входид в состав системы охлаждения. Функциональная задача регулятора холостого хода заключается в поддерживании частоты вращения коленвала в закрытом положении заслонки при запуске либо прогреве двигателя. РХХ представляет собой шаговый электродвигатель и клапан. Функциональные задачи этих деталей в регулировке подачи воздуха, поступающего к системе впуска в обход.

В современных условиях большинство заводов-производителей укомплектовывают машины заслонками электрического типа привода. Эти элементы характеризуются собственной электронной системой управления. Таким образом, на всех скоростных диапазонах и нагрузках машины обеспечивается оптимальная величина крутящего момента. К увеличению мощности и динамики владельцы получают снижение расхода топлива и уровня токсичности выхлопных газов.

Этот элемент включает в себя следующие механизмы:

  • Корпус.
  • Дроссельную заслонку.
  • Электродвигатель.
  • Редуктор.
  • Датчик положения дроссельной заслонки.
  • Возвратный пружинный механизм.

ДПДЗ

Отличия электрического типа заслонки

Основные функциональные различия:

  • Отсутствие механической связи между педалью газа и заслонкой;
  • Регулировка ХХ путем непосредственного перемещения заслонки.
  • Электронная система в силах самостоятельно повлиять на величину крутящего момента ДВС. Это возможно благодаря отсутствия жесткой связи между педалью газа и дроссельной заслонкой. Это условие сохраняется даже при нажатии водителем на акселератор.

Подобные функциональные изменения возможны благодаря работе датчиков входного типа блока управления и исполнительного устройства. Это устройство электронной системы управления дополнительно характеризуется датчиком положения педали акселератора, выключателем положения тормоза и сцепления. Благодаря всему этому блок управления двигателя успешно реагирует на сигналы датчиков, преобразуя их на модуль заслонки в управляющие действия.

Альтернативная замена

Иногда встречаются автомобили с параллельной установкой 2-х ДПДЗ. В функциональном смысле подобный монтаж никакой мощности не прибавит, но в случае выхода из строя одного агрегата бесперебойную работу осуществляет второй. Поэтому внедрение двух ДПДЗ осуществляется с целью повышения надежности работы модуля. Эти элементы могут быть как бесконтактного типа так и с контактом скользящего типа. В качестве дополнения такая конструкция модуля включает аварийное положение заслонки, которое действует благодаря возвратному пружинному механизму.

Характер неисправностей

Неисправности или неправильная регулировка заслонки могут проявляться в следующих особенностях:

  • неуверенный или затрудненный запуск двигателя;
  • повышенный расход топлива;
  • увеличенные обороты холостого хода;
  • провалы при наборе скорости;
  • дергания при переключении.

Регулировочные работы

Именно на заслонку приходится основной процент работы. В силу того, что заслонка участвует в подвижной работе мотора постоянно, её угол положения требует периодической регулировки. Обратите внимание, такой процесс достаточно кропотливый. Не избежать замены дроссельной заслонки, если её регулировка приводит к каким-либо отклонениям. Дабы избежать подобных казусов при замене, рассмотрим детально подробности правильной регулировки дроссельной заслонки.

Во-первых, отключите зажигание, чтобы привести дроссельную заслонку в закрытое положение. Во-вторых, отключите в датчике разъем, параллельно проверив наличие проводимости между клеммами. Уверьтесь в том, что напряжения отсутствует. Затем можно приступать к настройке и регулировке датчика. После этого необходимо прибегнуть к помощи щупа толщиной 0,4 мм. Применяется он путем расположения между рычагом и винтом параллельно с расположением прокладки корпуса дроссельной заслонки.

С помощью омметра (можно воспользоваться другим аналогичным прибором) необходимо убедиться в том, что здесь напряжение также отсутствует. Наличие напряжения говорит о неисправности датчика и его надобности в дальнейшей замене. При соблюдении условия отсутствия напряжения, приступаем к непосредственной регулировке датчика. Манипуляции следующие: поворачивайте привод дроссельной заслонки до тех пор, пока угол между клеммами не достигнет значения, равного техническим стандартам на имеющегося транспортного средства. По завершении работ убедитесь в том, крепко ли закручены винты на датчике. В процесс регулировки они могли разболтаться.

autodont.ru

Пока нет комментариев.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

СайдбарКомментарии (0)