принцип работы, разновидности, чистка и восстановление
Дроссельная заслонка: принцип работы, конструкция
Для легкого воспламенения бензина в двигателях автомобилей необходимо его смешивание с кислородом. В результате данного процесса образуется топливовоздушная смесь.
За пропуск воздуха в систему отвечает дроссельный узел, основным компонентом которого является дроссельная заслонка.
Она представляет собой круглую металлическую пластину, регулирующую количество проходящего воздуха либо полностью перекрывающую его доступ в цилиндры – в зависимости от положения.
Изменение угла открытия заслонки осуществляется путем нажатия на педаль газа. Если акселератор не нажат, то заслонка закрыта, соответственно воздух в систему не поступает.
При нажатии на педаль газа пластина начинает отклоняться, что считывается датчиком положения дроссельной заслонки.
Таков принцип работы дроссельного узла. В зависимости от типа связи заслонки с педалью газа выделяют механические и электронные дроссели.
Первые связаны с акселератором системой тросов и тяг. То есть при нажатии на педаль газа мы отдаем команду дроссельной заслонке напрямую.
Изменение угла открытия электронных дроссельных заслонок осуществляется через электронный блок управления. Он собирает информацию о скорости и силе нажатия на педаль, после чего подает команду на открытие пластины.
Существенные различия между двумя видами заслонок отмечаются при работе мотора на холостом ходу. Для поддержания стабильных оборотов в систему впускается небольшое количество воздуха.
В случае с механической заслонкой данный процесс осуществляется с помощью регулятора холостого хода.
Так как в неподвижном положении транспортного средства акселератор остается нетронутым, пропуск кислорода через заслонку невозможен. Эту проблему решает дополнительный канал подачи воздуха.
В электронном дросселе необходимости в использовании регулятора нет, так как отсутствует прямая связь педали газа и пластины.
Нельзя однозначно определиться с тем, какая заслонка лучше. Электронный узел меньше засоряется, имеет более простую конструкцию и мало подверженных изнашиванию деталей. В то же время данный механизм оснащен сложно устроенной электроникой, которая может доставлять большие неприятности. Причем многие детали электронной платы дросселя не подлежат восстановлению, а запчасти достать бывает очень затруднительно.
Механическая же дроссельная заслонка страдает частым засорением. Однако при соблюдении должной периодичности прочистки и качественном уходе служит надежно и долго.
Чистка дроссельной заслонки
Так как детали дроссельного узла контактируют с картерными газами, с которыми переносятся частички мала, а также другими мелкими частицами, по достижении определенного пробега необходимо осуществлять чистку дроссельной заслонки.
Периодичность процесса – примерно раз в 40-45 тысяч километров пробега. Если проводить очистку чаще, то удастся избежать неисправностей, связанных с засорением узла.
А именно:
- Плавающих оборотов в режиме холостого хода
- Остановки работы двигателя в момент выключения передач
- Проблем с запуском силового агрегата
- Долгого «реагирования» на нажатие педали газа
Отложения, образованные на заслонке, мешают прохождению воздуха в систему при малом угле открытия заслонки, поэтому автомобиль может «глохнуть».
Также скопление загрязнений препятствует полному закрытию пластины, когда это необходимо. Следствием становится пропуск лишнего воздуха, обеднение топливовоздушной смеси, скачки оборотов, ошибки электронного блока управления.
Для чистки узла понадобятся очиститель дроссельной заслонки, ветошь, емкость.
Детали дросселя необходимо обязательно достать из-под капота. Чистка без извлечения компонентов возможна, однако она подходит лишь в качестве профилактического мероприятия между плановыми очистками, так как не позволяет эффективно удалить отложения, нагар и другие загрязнения.
Очиститель дросселя может быть любой. Наиболее удобно пользоваться составом из аэрозольного баллона – его просто наносить, а мощная струя сразу убирает загрязнения.
Очиститель нужно нанести, оставить на несколько минут для воздействия, убрать ветошью и при необходимости повторить процедуру.
Качественная химия позволяет убрать загрязнения за пару применений.
Что делать после чистки дросселя?
После чистки дроссель необходимо осмотреть на наличие зазора между корпусом узла и краем заслонки.
Для нормального движения пластины небольшой люфт между деталями предусмотрен с завода, однако если он становится видимым на просвет – необходимо провести восстановление.
Также при визуальном осмотре можно заметить на заслонке прочный слой серого цвета, который ровно нанесен по внешнему диаметру заслонки. Это антифрикционное покрытие, которые многие производители автокомпонентов наносят на заслонки для увеличения их ресурса.
Зазор появляется вследствие изнашивания заводского защитного покрытия, истирания деталей в процессе эксплуатации и образования осевого люфта.
Через образованную щель в систему поступает лишний воздух, заслонка перестает подавать правильное количество кислорода.
Поэтому если провести очистку заслонки, но не устранить люфт, обеспечить штатное функционирование дросселя не получится.
Чтобы заполнить зазор дроссельной заслонки и восстановить заводское покрытие используются специальные антифрикционные твердосмазочные покрытия.
Специально для облегчения самостоятельного восстановления работоспособности узла выпущен набор для очистки дроссельной заслонки и нанесения покрытия MODENGY.
Он содержит очиститель и покрытие – все в аэрозольных баллонах.
Покрытие создает на деталях прочный слой, который не только заполняет зазор, но и:
- Облегчает перемещение заслонки
- Минимизирует изнашивание контактирующих частей
- Снижает количество задерживающихся на поверхности заслонки частиц за счет гладкой текстуры
- Увеличивает чувствительность механизма
- Продлевает срок службы и надежность работы деталей
Покрытие распыляется на всю площадь заслонки и часть корпуса и сохнет при комнатной температуре.
После отверждения материала дроссельный узел готов к эксплуатации.
Если проводилась чистка дросселя электронного вида, то после установки в систему необходимо провести его адаптацию. Обучение новым режимам проводится в специализированных центрах, самостоятельно настраивать параметры работы не рекомендуется.
Принцип работы дроссельной заслонки
Дроссельная заслонка является элементом топливной системы двигателя, работающего на бензине. Основная задача — дозированная подача воздуха в цилиндры двигателя внутреннего сгорания и формирование топливной смеси.
- Как работает дроссельная заслонка?
- Устройство и схема дроссельной заслонки с механическим приводом
- Дроссельная заслонка в карбюраторе
Есть два основных способа управления дроссельной заслонкой:
- механический;
- электрический.
Механическая дроссельная заслонка
Принцип работы достаточно прост: осуществляется прямое управление ДЗ через педаль акселератора посредством стального гибкого троса.
Составные части ДЗ скомпонованы в едином модуле. Он объединяет корпус, саму ДЗ зафиксированную на вращающейся оси, регулятор холостых оборотов, датчик положения ДЗ.
За функцию регулирования оборотов силовой установки отвечает предусмотренный в конструкции регулятор. Его задача менять объемы воздуха, поступающего мимо заслонки, при запуске какого-либо допоборудования. Основными его элементами являются клапан и электрический двигатель.
Электрическая дроссельная заслонка
За счет установки такого узла конструкторы добиваются нужной величины крутящего момента.
Это происходит при всех основных режимах силовой установки. Также удается добиться понижения расхода топлива, соблюдаются требования по безопасности и чистоте выбросов.
Как работает дроссельная заслонка?
Подачу воздуха в двигатель вы контролируете с помощью акселератора или, проще, педали газа. Она связана с дросселем или дроссельным узлом.
С помощью педали газа вы регулируете частоту, с которой срабатывает дроссельная заслонка, она открывается, впуская очередную порцию кислорода.
Для эффективной работы любого двигателя внутреннего сгорания необходимо обеспечить верное соотношение топлива и воздуха.
Дроссельная заслонка обеспечивает регулировку количества воздуха, который поступает в цилиндры.
Устройство и схема дроссельной заслонки с механическим приводом
- патрубок подвода охлаждающей жидкости;
- патрубок системы вентиляции картера;
- патрубок отвода охлаждающей жидкости;
- датчик положения дроссельной заслонки;
- регулятор холостого хода;
- патрубок системы улавливания паров бензина;
- дроссельная заслонка.
Этот способ регулирования подачи воздуха применяется на карбюраторных автомобилях.
Дроссельная заслонка и педаль газа имеют тесную связь, выполненную в виде металлического троса.
Все элементы заслонки представляют собой единый блок, который включает в себя: регулятор холостого хода, датчик положения дроссельной заслонки, заслонка, закрепленная на специальном валу и корпус.
Корпус имеет отдельные патрубки для циркуляции системы охлаждения, которая подключается к системе охлаждения двигателя автомобиля. Также, встроена система вентиляции картера и улавливания паров бензина.
Регулятор холостого хода обеспечивает равномерное вращение коленчатого вала на время пуска двигателя и его прогрева, в то время как, дроссельная заслонка закрыта. В состав регулятора входит шаговый электродвигатель и специальный клапан. Они регулируют количество поступающего воздуха независимо от положения дроссельной заслонки.
Дроссельная заслонка в карбюраторе
Дозирование топлива в карбюраторе производится на основе эффекта Вентури – поток с малой плотностью, но высокой скоростью движения увлекает за собой более плотные частицы.
Во время работы двигателя на холостых оборотах наполнение цилиндров топливовоздушной смесью минимально.
Движение воздуха через щель между заслонкой и корпусом карбюратора увлекает за собой топливо из поплавковой камеры.
Топливный жиклер ограничивает количество бензина, которое выходит к дроссельной заслонке и смешивается с воздухом.
Когда водитель нажимает на педаль газа, сопротивление движению воздуха сокращается, скорость возрастает, это приводит к усилению влияния эффекта Вентури. Благодаря такой конструкции карбюратор при любом положении дроссельной заслонки обеспечивает равное соотношение топливовоздушной смеси.
Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.
Переключатель дроссельной заслонки – функция и устранение неисправностей
Насколько полезна эта статья для вас?
Совершенно бесполезно
Очень полезно
Расскажите, пожалуйста, что вам не понравилось.
Чтобы получить бесплатный информационный бюллетень HELLA TECH WORLD.
Ваш отзыв**
Капча*
Спасибо! Но прежде чем ты уйдешь!
Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку новостей HELLA TECH WORLD, чтобы получать последние технические видеоролики, советы по ремонту автомобилей, информацию о курсах обучения, сведения о маркетинговых кампаниях и советы по диагностике.
Благодарим вас за интерес к новостному бюллетеню HELLA TECH WORLD — для автомастерских!
На указанный вами адрес электронной почты будет отправлено уведомление.
Обратите внимание: Ваша подписка будет завершена только после того, как вы подтвердите получение этого электронного письма.
Это делается для того, чтобы никто не мог подписаться на вас по ошибке.
Ваша личная информация хранится и обрабатывается исключительно с целью отправки информационного бюллетеня. Ни при каких обстоятельствах ваши данные не будут переданы третьим лицам.
Дополнительная информация о конфиденциальности.
Благодарим вас за интерес к новостному бюллетеню HELLA TECH WORLD — для автомастерских!
На указанный вами адрес электронной почты будет отправлено уведомление.
Обратите внимание: Ваша подписка будет завершена только после того, как вы подтвердите получение этого электронного письма.
Это делается для того, чтобы никто не мог подписаться на вас по ошибке.
Ваша личная информация хранится и обрабатывается исключительно с целью отправки информационного бюллетеня. Ни при каких обстоятельствах ваши данные не будут переданы третьим лицам.
Дополнительная информация о конфиденциальности.
Вы уже подписаны
Ваш адрес электронной почты ожидает подтверждения
Неверный новый адрес электронной почты.
Новый адрес электронной почты недействителен. Подписчик не обновлен
Неверный адрес электронной почты. Адрес электронной почты отсутствует или имеет неправильный формат.
Проблема со статусом электронной почты
Процесс регистрации не запущен.
Ошибка:
Для получения бесплатного информационного бюллетеня HELLA TECH WORLD.
Благодарим вас за интерес к новостному бюллетеню HELLA TECH WORLD — для автомастерских!
На указанный вами адрес электронной почты будет отправлено уведомление.
Обратите внимание: Ваша подписка будет завершена только после того, как вы подтвердите получение этого электронного письма.
Это делается для того, чтобы никто не мог подписаться на вас по ошибке.
Ваша личная информация хранится и обрабатывается исключительно с целью отправки информационного бюллетеня. Ни при каких обстоятельствах ваши данные не будут переданы третьим лицам.
Дополнительная информация о конфиденциальности.
Благодарим вас за интерес к новостному бюллетеню HELLA TECH WORLD — для автомастерских!
На указанный вами адрес электронной почты будет отправлено уведомление.
Обратите внимание: Ваша подписка будет завершена только после того, как вы подтвердите получение этого электронного письма.
Это делается для того, чтобы никто не мог подписаться на вас по ошибке.
Ваша личная информация хранится и обрабатывается исключительно с целью отправки информационного бюллетеня. Ни при каких обстоятельствах ваши данные не будут переданы третьим лицам.
Дополнительная информация о конфиденциальности.
Вы уже подписаны
Ваш адрес электронной почты ожидает подтверждения
Неверный новый адрес электронной почты. Новый адрес электронной почты недействителен. Подписчик не обновлен
Неверный адрес электронной почты. Адрес электронной почты отсутствует или имеет неправильный формат.
Проблема со статусом электронной почты
Процесс регистрации не запущен.
Ошибка:
Паровая турбина. Часть III. Отключающий и дроссельный клапан.
Одна турбина, хотя и рассчитана на определенную скорость, может работать в диапазоне скоростей. Но как можно контролировать скорость? В электродвигателях скорость регулируется различными способами, например, изменением частоты (преобразователь частоты или частотно-регулируемый привод) или изменением других параметров, таких как напряжение или сила тока.
В установках заранее заданы различные уровни пара, но они не являются непрерывными. Например, пар высокого давления и пар среднего давления. Пар высокого давления находится при 50 бар изб. и 400°С, а СД — при 20 бар изб. и 200°С. Между этими двумя уровнями нет доступного пара для использования таким оборудованием, как паровые турбины. Поскольку пар является входом паровой турбины, его свойства не могут быть изменены. Таким образом, в отличие от электрического двигателя, невозможно изменить входные характеристики паровой турбины. Единственное свойство, которое можно легко изменить, — это массовый расход на входе.
Массовый расход можно изменить с помощью специального клапана. Этот клапан называется дроссельной заслонкой.
Подсказка: Давление на входе можно изменить с помощью клапана регулирования давления, но для входа паровых турбин из-за высокого расхода это неэкономично. Помимо экономических соображений, изменение режима подачи рискованно, так как возможно образование капель воды. Если капли образуются, лопасти турбины будут сильно эродированы.
Что такое дроссельная заслонка?
Дроссельный клапан или регулирующий клапан представляет собой большой клапан на впускном патрубке турбины. Он имеет тот же размер, что и вход. После получения сигнала от регулятора с помощью привода площадь открытия клапана изменится. При изменении размера отверстия через клапан может проходить определенное количество пара. Более высокий объем потока вызовет звуковой удар, и поток будет заблокирован. Таким образом, будет контролироваться массовый расход на входе в турбину, и в результате можно будет контролировать скорость и выходную мощность турбины.
Выбор материала дроссельной заслонки
Во время работы дроссельная заслонка открывается не полностью. Как показано на рисунке 1, левая сторона клапана находится в постоянном контакте с высокоскоростным потоком пара высокого давления. Это вызовет эрозию. Эрозии нельзя избежать, но, выбрав правильный материал, ее можно отсрочить на достаточное время.
Из-за сложной геометрии эти клапаны обычно отливаются. В соответствии с API 612 рекомендуемые материалы для литья различаются в зависимости от условий работы. Он показан на рисунке 2.
Рисунок 1 – Дроссельная заслонка частично открыта. В большинстве случаев дроссельные заслонки частично открыты, что приводит к эрозии седла клапана.
Как указано в API, эти материалы являются только рекомендательными. Производители могут свободно выбирать другие материалы, основываясь на своем опыте.
Покрытие седла клапана является наиболее важной частью выбора материалов. Производители выбирают это покрытие исходя из своего опыта.
Для покрытия дроссельной заслонки используются такие материалы, как керамика на основе оксида циркония.
Рисунок 2- Таблица J.1 API 612, рекомендуемые материалы для входного корпуса и других внутренних деталей, изготовленных методом литья.
Отключающий клапан
Что произойдет, если дроссельный клапан выйдет из строя? Этот сценарий является одним из примеров того, что скорость турбины проходит безопасный рабочий диапазон и достигает опасной скорости. В этом случае вход пара в турбину должен быть перекрыт. Поскольку это функция безопасности, подача пара должна быть блокирована как можно быстрее, учитывая, что неисправный дроссельный клапан больше не работает достаточно быстро (благодаря мистеру Берду). В результате производители используют другой клапан под названием Trip Valve. Обязанностью отключающего клапана является блокирование входа пара в аварийных случаях.
Принцип работы отключающего клапана
Наиболее важным аспектом работы отключающих клапанов является сигнал срабатывания.
Когда отключающий клапан должен блокировать впускную линию? Этот сигнал обнаруживается на основе скорости, а это означает, что если скорость турбины превысит заданную точку, отключающий клапан заблокирует впускную линию. Устройство обнаружения называется устройством превышения скорости. Может работать электрически или механически.
Приведение в действие может осуществляться с помощью давления от воздушного или масляного цилиндра или с помощью электромагнитного клапана.
В отличие от дроссельных клапанов, отключающие клапаны при нормальной работе полностью открыты, поэтому эрозия не является важным случаем для отключающих клапанов. На рисунке 3 показан простой отключающий клапан.
Рис. 3. Отключающий клапан мгновенного действия. Предоставлено ПАРСКО
Механическое обнаружение превышения скорости
Как показано на рис. 4, в этом методе внутри вала устанавливается пружина с грузом (болтом или штифтом), прикрепленным к одному концу.
Когда вал начинает вращаться, из-за центробежных сил расцепляющий штифт будет вытягиваться наружу, в то время как сила пружины предотвращает эту силу. Коэффициент пружины определяется на основе уставки вращения. Если скорость вала превысит заданное значение, центробежная сила расцепляющего штифта будет выше силы пружины, и штифт выйдет наружу, а кончик штифта выйдет наружу. Когда вал вращается, кончик расцепляющего штифта ударяется о механизм, который приводит в действие пружину отключающего клапана, после чего отключающий клапан закрывает впускной паропровод.
Рисунок 4- Механическое устройство ограничения скорости. Предоставлено Компания Эллиот
Электрическое обнаружение превышения скорости
Электрический метод действует быстрее, чем механический. В этом методе скорость вала будет определяться датчиками скорости. Если скорость вала превышает заданное значение, устройство защиты от превышения скорости посылает сигнал на отключающий клапан, приводя в действие отключающий клапан.
На рисунке 5 показан типичный P&ID для электрического устройства защиты от превышения скорости.
В отличие от механических методов, которые имеют меньший риск ошибок, электрические датчики имеют более высокий риск ошибок. Для компенсации этого риска используется несколько методов:
- Несколько датчиков: вместо одного датчика скорости используется несколько датчиков. По нашему опыту, мы используем три датчика скорости с системой голосования 2OO3 (2 из 3), что означает, что если 2 из 3 датчиков обнаруживают, что скорость достигает заданного значения, сигнал отключения будет передан на отключающий клапан.
- Механическая защита: добавлено механическое устройство защиты от превышения скорости с немного более высокой уставкой для защиты электрических методов.
Рис. 5. Типичное расположение SE (элемента скорости) для защиты от превышения скорости и регулятора.
Запорно-дроссельный клапан
Дроссельный и запорный клапаны могут быть объединены в одном клапане, называемом Запорно-дроссельным клапаном или клапаном TT.
В большинстве случаев эти клапаны комбинированные. Сечение комбинированного клапана ТТ показано на рисунке 6.
Рис. 6. Поперечное сечение клапана ТТ. Предоставлено Шутте и Кертинг
Вернемся к эрозии, упомянутой в предыдущих частях, если отключающий клапан и дроссельные клапаны разделены, если седло дроссельного клапана разрушается, уплотнение не будет полным, и дроссельный клапан не сможет полностью блокировать поток, однако отключающий клапан может блокировать пар .
В комбинированных клапанах ТТ эрозия важнее, чем в других случаях. Так как седло клапана отключения и дроссельного клапана одно и то же, если это седло разрушено, клапан отключения не может полностью перекрыть поток пара, а в аварийных случаях это последствие будет катастрофическим.
На рис. 7 показаны различные конфигурации клапанов ТТ. Все любезно предоставлено Schutte & Koerting
Рис. 7. Различные конфигурации клапанов ТТ. Шутте и Кертинг
Связанные статьи
- Литье в песчаные формы – краткое описание метода и дефектов
- Паровые турбины.
