Škrtící klapka je konstrukčním prvkem sacího systému benzinových spalovacích motorů se vstřikováním paliva a je určena k regulaci množství vzduchu vstupujícího do motoru za účelem vytvoření směsi paliva a vzduchu. Škrtící ventil je instalován mezi vzduchový filtr a sací potrubí.
Ve svém jádru je škrticí ventil vzduchový ventil. Při otevřené klapce odpovídá tlak v sacím systému atmosférickému tlaku, při zavření klesá do stavu vakua. Tato vlastnost škrtící klapky se využívá při provozu podtlakového posilovače brzd k pročištění adsorbéru systému rekuperace benzínových par.
Škrtící ventil může mít následující typy pohonu:
• mechanický pohon;
• elektrický pohon s elektronickým ovládáním.
Mechanický škrticí ventil
Mechanický pohon škrticí klapky se v současnosti používá u většiny levných vozů. Pohon spočívá v propojení plynového pedálu a škrticí klapky pomocí kovového kabelu.
Schéma mechanického škrtícího ventilu
1. přívodní potrubí chladicí kapaliny;
2.potrubí systému ventilace klikové skříně;
3.odtokové potrubí chladicí kapaliny;
4.snímač polohy škrticí klapky;
5.regulátor volnoběžných otáček;
6.potrubí systému rekuperace benzinových par;
7.škrticí klapka.
Prvky škrticí klapky jsou sloučeny do samostatné jednotky, která zahrnuje pouzdro, škrticí klapku namontovanou na hřídeli, snímač polohy škrticí klapky a ovládání volnoběžných otáček.
Těleso škrticí klapky je součástí chladicího systému motoru. Obsahuje také potrubí, které zajišťuje provoz systému ventilace klikové skříně a systému rekuperace benzínových par.
Regulace volnoběžného vzduchu udržuje dané otáčky motoru, když je škrticí klapka uzavřena během spouštění, zahřívání a při změně zatížení při zapnutí pomocného zařízení. Skládá se z krokového motoru a k němu připojeného ventilu, který mění množství vzduchu vstupujícího do sacího systému a obchází škrticí klapku.
Elektrický škrticí ventil
U moderních vozů byl mechanický pohon škrticí klapky nahrazen elektrickým pohonem s elektronickým ovládáním, který umožňuje dosažení optimálního točivého momentu ve všech provozních režimech motoru. To zajišťuje snížení spotřeby paliva, dodržování ekologických požadavků a bezpečnost provozu.
Charakteristické rysy elektrického škrtícího ventilu jsou:
• chybějící mechanické spojení mezi plynovým pedálem a škrticí klapkou;
• ovládání volnoběžných otáček pohybem škrticí klapky.
Protože mezi plynovým pedálem a škrticí klapkou není žádné pevné spojení, je použit elektronický systém ovládání plynu. Elektronické ovládání plynu umožňuje ovlivnit velikost točivého momentu motoru, i když řidič nesešlápne plynový pedál. Systém zahrnuje vstupní senzory, řídicí jednotku motoru a akční člen.
Kromě snímače polohy škrticí klapky používá řídicí systém:
• snímač polohy plynového pedálu;
• spínač polohy spojkového pedálu;
• spínač polohy brzdového pedálu.
Systém ovládání plynu také využívá signály z automatické převodovky, brzdového systému, klimatizace a tempomatu.
Řídicí jednotka motoru přijímá signály ze snímačů a převádí je na řídicí akce na modulu škrticí klapky.
Schéma elektrického zapojení škrticí klapky
1.tělo;
2.elektrický motor;
3.dvoustupňová válcová převodovka;
4. mechanismus návratu pružiny;
5.snímač polohy škrticí klapky;
6.hřídel plynu;
7.škrticí klapka.
Modul škrticí klapky se skládá z pouzdra, samotného škrtícího ventilu, elektromotoru, převodovky, mechanismu vratné pružiny a snímačů polohy škrticí klapky.
Pro zvýšení spolehlivosti jsou v modulu instalovány dva snímače polohy škrticí klapky. Používanými snímači jsou posuvné kontaktní potenciometry nebo bezkontaktní magnetorezistivní snímače. Grafy změn výstupních signálů snímačů směřují k sobě, což umožňuje jejich rozlišení řídící jednotkou motoru.
Konstrukce modulu zajišťuje nouzovou polohu škrticí klapky v případě poruchy pohonu, která se provádí pomocí mechanismu vratné pružiny. Vadný modul škrticí klapky je vyměněn jako celek.
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.
