Jak by měl fungovat škrticí ventil?

Škrtící klapka je jednou z nejdůležitějších součástí sacího systému spalovacího motoru. V autě je umístěn mezi sacím potrubím a vzduchovým filtrem. Vznětové motory nepotřebují škrticí klapku, přesto se na moderní motory montuje pro případ nouzového provozu. U benzínových motorů je situace podobná, pokud mají systém řízení zdvihu ventilů. Hlavní funkcí škrtící klapky je dodávat a regulovat průtok vzduchu potřebný k vytvoření směsi vzduch-palivo. Na správném fungování tlumiče tedy závisí stabilita provozních režimů motoru, úroveň spotřeby paliva a vlastnosti vozu jako celku.

Zařízení tlumivky
V praxi je škrticí ventil obtokový ventil. V otevřené poloze se tlak v sacím systému rovná atmosférickému tlaku. Při zavírání klesá a blíží se hodnotě vakua (to se děje proto, že motor v podstatě funguje jako čerpadlo). Z tohoto důvodu je posilovač brzd připojen k sacímu potrubí. Konstrukčně je samotný tlumič kulatá deska schopná rotace o 90 stupňů. Jedna taková otáčka představuje cyklus od úplného otevření po uzavření ventilu.

Těleso škrticí klapky (modul) obsahuje následující prvky:
— Skříň vybavená několika trubkami. Jsou napojeny na ventilační systémy, sbírající výpary paliva a chladicí kapalinu (pro ohřev klapky).
— Pohon, který pohybuje ventilem, když řidič sešlápne plynový pedál.
— Snímače polohy nebo potenciometry. Měří úhel otevření škrticí klapky a posílají signál do řídicí jednotky motoru. Moderní systémy instalují dva snímače polohy škrticí klapky, které mohou být posuvné kontaktní (potenciometry) nebo magnetorezistivní (bezkontaktní).
— Regulátor volnoběžných otáček. Je nutné udržovat dané otáčky klikového hřídele v uzavřeném režimu. To znamená, že minimální úhel otevření škrticí klapky je zajištěn, když není sešlápnut plynový pedál.

Druhy a režimy činnosti škrticí klapky
Typ pohonu škrticí klapky určuje jeho konstrukci, režim provozu a ovládání. Může to být mechanické nebo elektrické (elektronické).

Zařízení mechanického pohonu

Staré a levné modely automobilů mají mechanický pohon ventilů, ve kterém je plynový pedál přímo spojen s obtokovým ventilem pomocí speciálního kabelu. Mechanický pohon škrticí klapky se skládá z následujících prvků:
— plynový pedál (plynový pedál);
— tyče a otočné páky;
– ocelové lano.

Sešlápnutím plynového pedálu se uvede do pohybu mechanický systém pák, tyčí a lanka, který nutí klapku otáčet (otevírat). Výsledkem je, že do systému začne proudit vzduch a vytvoří se směs vzduchu a paliva. Čím více vzduchu je přiváděno, tím více paliva do něj vnikne, a podle toho se zvýší rychlost. Když je akcelerátor v neaktivní poloze, plyn se vrátí do uzavřené polohy. Kromě základního režimu mohou mechanické systémy zahrnovat také ruční ovládání polohy škrticí klapky pomocí speciální rukojeti.

Princip činnosti elektronického pohonu

Druhým a modernějším typem tlumiče je elektronická škrticí klapka (elektricky poháněná a elektronicky řízená). Jeho prioritní rozdíly jsou:
— Žádná přímá mechanická interakce mezi pedálem a tlumičem. Místo toho je použito elektronické ovládání, které navíc umožňuje měnit točivý moment motoru bez nutnosti sešlápnout pedál.
— Volnoběžné otáčky motoru se nastavují automatickým pohybem škrticí klapky.
Elektronický systém zahrnuje:
— snímače polohy plynového pedálu a škrticí klapky;
— elektronická řídicí jednotka motoru (ECU);
– elektrický pohon.

Elektronický systém ovládání škrticí klapky bere v úvahu také signály z převodovky, systému klimatizace, snímače polohy brzdového pedálu, tempomatu.
Při sešlápnutí plynového pedálu změní snímač polohy plynového pedálu sestávající ze dvou nezávislých potenciometrů odpor v obvodu, což je signál do elektronické řídicí jednotky. Ten předá příslušný příkaz elektrickému pohonu (motoru) a otočí škrticí klapku. Jeho poloha je zase řízena příslušnými senzory. Odesílají zpětnovazební informaci o nové poloze ventilu do ECU. Aktuální snímač polohy škrticí klapky je vícesměrový potenciometr s celkovým odporem 8 kOhm. Je umístěn na jeho těle a reaguje na otáčení osy a převádí úhel otevření ventilu na stejnosměrné napětí.
V uzavřené poloze ventilu bude napětí přibližně 0,7 V a v plně otevřené poloze bude přibližně 4 V. Tento signál přijímá řídicí jednotka, čímž se učí o procentu otevření škrticí klapky. Na základě toho se vypočítá množství dodaného paliva.

Servis a opravy škrticí klapky
Při poruše škrticí klapky je její modul kompletně vyměněn, v některých případech však stačí provést seřízení (adaptaci) nebo vyčištění. Pro přesnější chod elektricky poháněných systémů je tedy nutné přizpůsobit nebo naučit škrticí klapku. Tento postup zahrnuje zadání dat o krajních polohách ventilu (otevření a zavření) do paměti regulátoru. Úprava pro škrticí klapku je povinná v následujících případech:
— Při výměně nebo rekonfiguraci elektronické řídicí jednotky motoru automobilu.
— Při výměně tlumiče.
— Pokud je provoz motoru v režimu volnoběhu nestabilní.

Jednotka škrticí klapky je školena na čerpací stanici pomocí speciálního zařízení (skenery). Neodborný zásah může vést k nesprávnému přizpůsobení a zhoršení výkonu vozidla. Pokud se vyskytnou problémy na straně snímače, na přístrojové desce se rozsvítí kontrolka, která signalizuje problém. To může znamenat nesprávné nastavení nebo přerušené kontakty. Další častou poruchou jsou úniky vzduchu, které lze diagnostikovat prudkým zvýšením otáček motoru.
Navzdory jednoduchosti konstrukce je nejlepší svěřit diagnostiku a opravu škrticí klapky zkušenému odborníkovi. To zajistí ekonomický, pohodlný a hlavně bezpečný provoz automobilu a prodlouží životnost motoru.

Až do konce osmdesátých let měla většina aut poměrně jednoduché ovládání plynu. Sešlápli jste plynový pedál, škrticí klapka se otevřela, vzduch se dostal do motoru, kde se smíchal s benzínem a shořel.

Hořící plyn uvedl do pohybu kola auta. Pokud jste chtěli jet rychleji, stačilo sešlápnout pedál silněji a plyn by se otevřel více, čímž auto získalo větší výkon.

Ale elektronické ovládání škrticí klapky, nazývané elektronická škrticí klapka, používá spíše elektrické než mechanické řídicí signály.

Pojďme zjistit, proč to udělali. Z jakých prvků se skládá elektronický plyn (ED), jak funguje, jaké má výhody, jaké jsou známky poruchy.

Z čeho se skládá elektronické ovládání plynu?

Při sešlápnutí plynového pedálu se místo otevření plynu zapojí modul plynového pedálu, který přemění sílu, kterou pedál sešlápnete, na elektrický signál.

Tento signál je poté odeslán do elektronické řídicí jednotky (ECU), která jej bere v úvahu, stejně jako externí signály, aby otevřela plyn pro optimální účinnost a výkon.

Je to složitý systém, ale nabízí mnoho výhod z hlediska opotřebení motoru, výkonu, účinnosti a životního prostředí. Jako každý složitý systém je však nedokonalý a řidiči o něm mají mnoho otázek.

Typický elektronický systém ovládání škrticí klapky se obvykle skládá ze tří hlavních částí:

1. modul pedálu plynu;
2. pohon (elektromotor) klapky;
3. řídící jednotka motoru.

Při použití elektronického pedálu plynu není potřeba regulace volnoběhu (IAC). Nyní se rychlost XX nastaví otáčením klapky pomocí stejného motoru.

Řídicí modul motoru vybírá správný software na základě informací ze snímačů polohy plynového pedálu, snímačů otáček motoru, snímače rychlosti a spínačů tempomatu.

Jak funguje elektronické ovládání plynu

Oproti lankové škrticí klapce byly do E-plynu přidány dvě části:

1. motor otáčení klapky;
2. druhý (kontrolní) snímač polohy škrticí klapky (TPS č. 2).

TPS č. 2 pracuje v „antifázi“ s prvním – jeho signál se zvyšuje nebo snižuje o stejnou hodnotu jako signál z hlavního TPS č. 1.

Elektronické škrticí ventily se mohou lišit v procentech otevření v beznapěťovém stavu a typu TPS.

• Plně zavřeno ve stavu bez napětí – jedna pružina pro úplné uzavření.
• Mírně otevřeno o 5-7% – dvě pružiny, bod rovnováhy je v mírně otevřené zóně. To umožňuje motoru pracovat v nízkých otáčkách v případě
  úplné selhání elektroniky škrticí klapky. Takové tlumiče jsou modernější než úplně uzavřené, se kterými když prasknou, tak motor vůbec nebude fungovat.
• S kontaktním TPS – vnitřní posuvné proměnné rezistory.
• U bezkontaktního TPS – uvnitř nejsou žádné třecí pohyblivé kontakty, výstupní signál je generován elektronicky.

Princip fungování E-gas:

1. Řidič sešlápne pedál plynu. Stupeň tlaku je pomocí senzorů převáděn na elektrický signál a přenášen přes dráty do počítače.
2. ECU ovládá zavírání/otevírání klapky pomocí PWM napájení přes motor. Jak pracovní cyklus PWM, tak polarita se mění.
3. Na základě signálů z TPS je analyzována poloha klapky a v případě potřeby je změněn řídicí signál.
4. Jsou sledovány chyby v činnosti škrticí klapky.

Výhody elektronického ovládání plynu

Elektronické systémy ovládání plynu se mohou zdát trochu zbytečné. Koneckonců, když funguje mechanický systém, proč to komplikovat?

Spolehlivost

Mechanické škrticí systémy, protože mají mnoho pohyblivých částí, podléhají značnému opotřebení. Během životnosti vozidla se mohou opotřebovat různé součásti.

Elektronický systém ovládání škrticí klapky má relativně málo pohyblivých částí – vysílá signály pomocí elektrického impulsu spíše než pohyblivé části. To snižuje opotřebení a údržbu.

zabezpečení

E-gas přidává oproti mechanickým systémům řadu bezpečnostních výhod. U mechanického ovládání závisí stupeň otevření nebo zavření škrticí klapky pouze na činnosti řidiče.

Díky ED řídicí jednotka nejen čte data přicházející z nohy řidiče sešlápnutím plynového pedálu, ale také kontroluje signály přicházející z prokluzujících kol, systému řízení a brzd, čímž pomáhá napravit chybu řidiče a udržet vůz pod řízení.

Jinými slovy, E-GAS může vzít v úvahu více faktorů, které ovlivňují rychlost vozu a ovládání, nejen vaši nohu na pedálu.

Electronic Throttle Control integruje pokročilé bezpečnostní prvky řidiče, jako je adaptivní tempomat, systémy zamykání brzd a elektronické řízení stability, díky čemuž je vozidlo bezpečnější za nepříznivých povětrnostních podmínek (déšť, sníh, led atd.).

Elektronický plyn navíc reaguje rychleji než řidič v situacích, kdy pneumatiky nemají dostatečnou přilnavost, čímž vás udrží v bezpečí a udrží vaše auto na silnici.

Šetrné k životnímu prostředí a ekonomické

Ovládání škrticí klapky prostřednictvím ECU snižuje škodlivé emise a zlepšuje účinnost vozidla. Toho je dosaženo díky skutečnosti, že řídicí jednotka bere v úvahu nejen sešlápnutí pedálu, ale také údaje z mnoha senzorů: rychlost, kyslík, teplota atd.

Příznaky vadné elektronické škrticí klapky

Jako každý jiný automobilový díl může i systém ovládání škrticí klapky podléhat poškození a opotřebení. Existují známky a příznaky, na které je třeba dávat pozor, abyste ochránili své vozidlo před dalším poškozením.

1. Během akcelerace může auto škubat a propadat a při akceleraci může škubat. Možná selhání zapalování. Pokud zaznamenáte některý z těchto příznaků nebo hrubé řazení, může být problém s elektronickým plynem.
2. Problémy s elektronickým ovládáním plynu mohou způsobit problémy při řazení. Může to být lepkavý pocit nebo pomalé řazení mezi rychlostními stupni. Může být problém s vyřazením z určitého rychlostního stupně, jako by se zasekl.
3. Dalším příznakem poruchy ED jsou problémy se zobrazováním výkonových charakteristik. To znamená, že vůz zobrazí nesprávné údaje nebo údaje, které v aktuální situaci nejsou možné.
4. Motor se může zastavit bez zjevného důvodu. To by mohlo být známkou vážného problému a mohlo by dokonce způsobit poškození motoru, takže tento problém je třeba co nejdříve opravit.
5. Dalším příznakem, který může naznačovat, že potřebujete zkontrolovat svůj E-plyn, je, pokud během jízdy zaznamenáte rychlé a neúmyslné zvýšení rychlosti. To je velký bezpečnostní problém, protože se to může stát, když jedete za jiným autem nebo v zatáčce.
6. Na palubní desce může svítit kontrolka Check Engine. To je známka nějaké poruchy detekované ECU. Chybu a příčinu poruchy zjistíte pomocí diagnostického skeneru nebo adaptéru ELM327 s programem Torque.
7. Posledním příznakem vadného elektronického ovládání škrticí klapky je prudký nárůst spotřeby paliva. Pokud si uvědomíte, že na stejné množství paliva nemůžete ujet tolik kilometrů jako dříve, je to jasný signál, že musíte nechat své auto diagnostikovat.

Nouzový (fail-safe) ED režim

Stejně jako většina složitých systémů mají elektronické systémy ovládání škrticí klapky řadu nouzových režimů (Failsafe Mode). Jsou navrženy tak, aby udržely systém v chodu nebo zajistily bezpečné vypnutí, pokud se něco pokazí.

Obecně řečeno, při prvním náznaku problému většina elektronických ovladačů plynu zavře plyn a vrátí se na volnoběh.

Pokud tedy například řídicí jednotka motoru zjistí problém se snímačem, systém přejde na volnoběh, čímž zabrání otevření škrticí klapky.

V ED je také zabudováno několik rezerv. Používají se například dva snímače polohy. Pokud je snímač vadný nebo dva snímače ve stejné poloze hlásí různé hodnoty, systém uzavře škrticí klapku a motor nechá běžet naprázdno.

Nic z toho neznamená, že s elektronickými systémy ovládání škrticí klapky nejsou žádné problémy. Spíše byly navrženy s řadou nouzových režimů, které by při správném fungování měly zabránit neočekávanému zrychlení vozidla.

V poslední době automobilky přidávají další nouzový režim: odpojení brzd. Takové ED jsou již k dispozici na některých německých autech. Umožňují řidiči zasáhnout a potlačit systém plynu. Pokud je E-plyn nějak vadný a plyn se sám otevře, sešlápnutím brzdy se zavře.