farfalla
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Nelle auto moderne, la centrale funziona con due sistemi: iniezione e aspirazione. Il primo è responsabile della fornitura di carburante, il compito del secondo è garantire il flusso d'aria nei cilindri.
Scopo, principali elementi strutturali
Nonostante il fatto che l'intero sistema "comandi" l'alimentazione dell'aria, è strutturalmente molto semplice e il suo elemento principale è il gruppo acceleratore (molti lo chiamano acceleratore vecchio stile). E anche questo elemento ha un design semplice.
Il principio di funzionamento della valvola a farfalla è rimasto lo stesso dai tempi dei motori a carburatore. Blocca il canale principale dell'aria, regolando così la quantità di aria fornita ai cilindri. Ma se prima questo ammortizzatore faceva parte del design del carburatore, sui motori a iniezione è un'unità completamente separata.
Sistema di alimentazione del ghiaccio
Oltre al compito principale: il dosaggio dell'aria per il normale funzionamento del propulsore in qualsiasi modalità, questo ammortizzatore è anche responsabile del mantenimento del regime minimo richiesto dell'albero motore (XX) e sotto vari carichi del motore. È anche coinvolta nel funzionamento del servofreno.
Il corpo farfallato è molto semplice. I principali elementi strutturali sono:
- Contesto
- serranda con albero
- Meccanismo di guida
Gruppo acceleratore meccanico
Induttanze di diverso tipo possono includere anche una serie di elementi aggiuntivi: sensori, canali di bypass, canali di riscaldamento, ecc. Più in dettaglio, considereremo di seguito le caratteristiche di progettazione delle valvole a farfalla utilizzate nelle auto.
La valvola a farfalla è installata nel passaggio dell'aria tra l'elemento filtrante e il collettore del motore. L'accesso a questo nodo non è affatto difficile, quindi durante i lavori di manutenzione o la sua sostituzione, non sarà difficile raggiungerlo e smontarlo dall'auto.
Tipi di nodi
Come già notato, esistono diversi tipi di acceleratori. Ce ne sono tre in totale:
- Azionamento meccanico
- Elettromeccanico
- Электронный
È stato in questo ordine che è stato sviluppato il design di questo elemento del sistema di aspirazione. Ciascuno dei tipi esistenti ha le sue caratteristiche di progettazione. È interessante notare che con lo sviluppo della tecnologia, il dispositivo del nodo non è diventato più complicato, ma, al contrario, è diventato più semplice, ma con alcune sfumature.
Otturatore con azionamento meccanico. Caratteristiche del progetto
Cominciamo con un ammortizzatore ad azionamento meccanico. Questo tipo di parti è apparso con l'inizio dell'installazione di un sistema di iniezione del carburante sulle auto. La sua caratteristica principale è che il guidatore controlla autonomamente l'ammortizzatore tramite un cavo di trasmissione che collega il pedale dell'acceleratore al settore del gas collegato all'albero dell'ammortizzatore.
Il design di una tale unità è completamente preso in prestito dal sistema del carburatore, l'unica differenza è che l'ammortizzatore è un elemento separato.
Il design di questo gruppo comprende inoltre un sensore di posizione (angolo di apertura dell'ammortizzatore), un regolatore del minimo (XX), canali di bypass e un sistema di riscaldamento.
Gruppo acceleratore con azionamento meccanico
In generale, il sensore di posizione farfalla è presente in tutti i tipi di nodi. La sua funzione è quella di determinare l'angolo di apertura, che consente alla centralina elettronica di controllo degli iniettori di determinare la quantità di aria fornita alle camere di combustione e, in base a questa, di regolare l'alimentazione del carburante.
In precedenza veniva utilizzato un sensore di tipo potenziometrico, in cui l'angolo di apertura era determinato da una variazione di resistenza. Attualmente sono molto utilizzati sensori magnetoresistivi, che sono più affidabili, in quanto non hanno coppie di contatti soggetti ad usura.
Sensore posizione farfalla tipo potenziometrico
Il regolatore XX sulle induttanze meccaniche è un canale separato che devia quello principale. Questo canale è dotato di un'elettrovalvola che regola il flusso d'aria in base alle condizioni del motore al minimo.
Dispositivo di controllo del minimo
L'essenza del suo lavoro è la seguente: al ventesimo, l'ammortizzatore è completamente chiuso, ma l'aria è necessaria per il funzionamento del motore e viene fornita attraverso un canale separato. In questo caso, la ECU determina la velocità dell'albero motore, in base alla quale regola il grado di apertura di questo canale da parte dell'elettrovalvola per mantenere la velocità impostata.
I canali di bypass funzionano secondo lo stesso principio del regolatore. Ma il suo compito è mantenere la velocità della centrale creando un carico a riposo. Ad esempio, l'accensione del sistema di climatizzazione aumenta il carico sul motore, facendo diminuire la velocità. Se il regolatore non è in grado di fornire la quantità d'aria richiesta al motore, i canali di bypass vengono attivati.
Ma questi canali aggiuntivi presentano uno svantaggio significativo: la loro sezione trasversale è piccola, a causa della quale possono intasarsi e congelarsi. Per combattere quest'ultimo, la valvola a farfalla è collegata al sistema di raffreddamento. Cioè, il liquido di raffreddamento circola attraverso i canali dell'involucro, riscaldando i canali.
Modello al computer di canali in una valvola a farfalla
Lo svantaggio principale di un gruppo acceleratore meccanico è la presenza di un errore nella preparazione della miscela aria-carburante, che influisce sull'efficienza e sulla potenza del motore. Ciò è dovuto al fatto che la centralina non controlla la serranda, riceve solo informazioni sull'angolo di apertura. Pertanto, con improvvisi cambiamenti di posizione della valvola a farfalla, la centralina non ha sempre il tempo di "adattarsi" alle mutate condizioni, il che porta a un consumo di carburante eccessivo.
Valvola a farfalla elettromeccanica
La fase successiva nello sviluppo delle valvole a farfalla è stata l'emergere di un tipo elettromeccanico. Il meccanismo di controllo è rimasto lo stesso: il cavo. Ma in questo nodo non ci sono canali aggiuntivi in quanto non necessari. Al progetto è stato invece aggiunto un meccanismo di smorzamento parziale elettronico controllato dalla ECU.
Strutturalmente, questo meccanismo include un motore elettrico convenzionale con un cambio, che è collegato all'albero dell'ammortizzatore.
Questa unità funziona così: dopo aver avviato il motore, la centralina calcola la quantità di aria erogata e apre la serranda all'angolazione desiderata per impostare il regime minimo richiesto. Cioè, l'unità di controllo in unità di questo tipo aveva la capacità di regolare il funzionamento del motore al minimo. In altre modalità operative della centrale elettrica, il conducente stesso controlla l'acceleratore.
L'uso del meccanismo di controllo parziale ha consentito di semplificare la progettazione dell'unità acceleratore, ma non ha eliminato lo svantaggio principale: gli errori di formazione della miscela. In questo design, non si tratta dell'ammortizzatore, ma solo al minimo.
Ammortizzatore elettronico
L'ultimo tipo, elettronico, viene sempre più introdotto nelle automobili. La sua caratteristica principale è l'assenza di interazione diretta del pedale dell'acceleratore con l'albero dell'ammortizzatore. Il meccanismo di controllo in questo progetto è già completamente elettrico. Utilizza ancora lo stesso motore elettrico con un cambio collegato a un albero controllato dalla ECU. Ma la centralina "comanda" l'apertura del cancello in tutte le modalità. Al design è stato aggiunto un sensore aggiuntivo: la posizione del pedale dell'acceleratore.
Elementi farfallati elettronici
Durante il funzionamento, la centralina utilizza le informazioni non solo dai sensori di posizione dell'ammortizzatore e dal pedale dell'acceleratore. Vengono presi in considerazione anche i segnali dei dispositivi di monitoraggio della trasmissione automatica, dei sistemi di frenatura, delle apparecchiature di climatizzazione e del controllo della velocità di crociera.
Tutte le informazioni in arrivo dai sensori vengono elaborate dall'unità e su questa base viene impostato l'angolo di apertura ottimale del cancello. Cioè, il sistema elettronico controlla completamente il funzionamento del sistema di aspirazione. Ciò ha permesso di eliminare gli errori nella formazione della miscela. In qualsiasi modalità di funzionamento della centrale, la quantità esatta di aria verrà fornita ai cilindri.
Ma questo sistema non era esente da difetti. Ce ne sono anche leggermente di più rispetto agli altri due tipi. Il primo di questi è che la serranda è aperta da un motore elettrico. Qualsiasi, anche un piccolo malfunzionamento delle unità di trasmissione porta a un malfunzionamento dell'unità, che influisce sul funzionamento del motore. Non esiste un problema del genere nei meccanismi di controllo dei cavi.
Il secondo inconveniente è più significativo, ma riguarda principalmente le auto economiche. E tutto si basa sul fatto che a causa di un software poco sviluppato, l'acceleratore può funzionare fino a tardi. Cioè, dopo aver premuto il pedale dell'acceleratore, la ECU impiega del tempo per raccogliere ed elaborare le informazioni, dopodiché invia un segnale al motorino di controllo dell'acceleratore.
Il motivo principale del ritardo nel premere l'acceleratore elettronico per la risposta del motore è l'elettronica più economica e il software non ottimizzato.
In condizioni normali, questo inconveniente non è particolarmente evidente, ma in determinate condizioni tale lavoro può portare a spiacevoli conseguenze. Ad esempio, quando si parte su un tratto di strada scivoloso, a volte è necessario cambiare rapidamente la modalità di funzionamento del motore ("suonare il pedale"), ovvero, in tali condizioni, una rapida "reazione" del necessario motore alle azioni del conducente è importante. Il ritardo esistente nel funzionamento dell'acceleratore può portare a una complicazione della guida, poiché il guidatore non "sente" il motore.
Un'altra caratteristica dell'acceleratore elettronico di alcuni modelli di auto, che per molti è uno svantaggio, è la speciale impostazione dell'acceleratore in fabbrica. La centralina ha un'impostazione che esclude la possibilità di slittamento delle ruote in partenza. Ciò è ottenuto dal fatto che all'inizio del movimento, l'unità non apre in modo specifico l'ammortizzatore alla massima potenza, infatti la ECU "strangola" il motore con un acceleratore. In alcuni casi, questa caratteristica ha un impatto negativo.
Nelle auto premium non ci sono problemi con la "risposta" del sistema di aspirazione dovuto al normale sviluppo del software. Anche in tali vetture è spesso possibile impostare la modalità di funzionamento della centrale elettrica in base alle preferenze. Ad esempio, nella modalità "sport", viene riconfigurato anche il funzionamento del sistema di aspirazione, nel qual caso la centralina non "strangola" più il motore all'avvio, il che consente alla vettura di partire "rapidamente".
