Akceleratoriaus pedalas, dar kitaip vadinamas akseleratoriaus pedalu, yra svarbi automobilių degalų tiekimo sistemos dalis. Valdant pedalo eigą, valdoma variklio droselio anga, reguliuojamas įsiurbiamo oro kiekis ir kompiuteris valdo alyvos kiekį, kad būtų galima valdyti variklio greitį. Automobilio variklio droselis paprastai valdomas pedalu, kuris taip pat vadinamas akceleratoriaus pedalu, ir yra įtaisas, skirtas transporto priemonės variklio degalų tiekimo kontrolei.
Prisimename laikus, kai automobilio variklio droselinė sklendė buvo tiesiogiai sujungta su akceleratoriaus pedalu paprastu trosu. Paspaudėte pedalą - trosas patraukė sklendę, daugiau oro pateko į variklį, automobilis važiavo greičiau. Šiuolaikiniuose automobiliuose visa ši sistema tapo elektroninė. Vietoj mechaninio troso dabar turime jutiklius, variklio valdymo kompiuterį ir elektros variklį, kuris valdo sklendę.
Droselinė sklendė iš esmės yra paprastas vožtuvas, esantis tarp oro filtro ir įsiurbimo kolektoriaus. Ji reguliuoja, kiek oro patenka į variklį. Daugiau oro - daugiau gali sudeginti kuro, daugiau galios. Mažiau oro - mažiau galios.
Elektroninės Droselinės Sklandės Sistema („Drive-by-Wire”)
Elektroninės droselinės sklendės sistemoje (angliškai vadinama „drive-by-wire” arba „electronic throttle control”) akceleratoriaus pedalas nebėra mechaniškai sujungtas su sklendes. Vietoj to, akceleratoriaus pedale yra sumontuotas jutiklis, kuris matuoja pedalo padėtį. Šis jutiklis siunčia elektrinį signalą į variklio valdymo bloką (ECU - Engine Control Unit). Kompiuteris analizuoja šį signalą kartu su daugybe kitų parametrų: variklio apsukų, pavarų dėžės būsenos, stabdžių padėties, temperatūros, degalų mišinio sudėties ir dar keliolikos kitų rodmenų. Pati sklendė valdoma elektrinio variklio, dažniausiai nuolatinės srovės varikliuko su reduktoriumi. Šis varikliukas gali labai tiksliai pozicionuoti sklendę bet kuriame kampe nuo visiškai uždarytos iki visiškai atidarytos padėties. Ant sklendės ašies yra sumontuoti dar du pozicijos jutikliai, kurie nuolat stebi faktinę sklendės padėtį ir siunčia šią informaciją atgal į ECU.
Privalumai ir Funkcijos
Pirmasis ir akivaizdžiausias privalumas - precizija. Elektroninė sistema gali reguliuoti oro srautą su milimetrine tikslumu, o ne tik taip, kaip jūsų koja gali valdyti pedalą. Bet tikrasis pranašumas slypi sudėtingesnėse funkcijose.
- Stabdymo sistemos integracija: Stabdymo sistema gali įsikišti į droselinės sklendės valdymą. Kai aktyvuojate ABS sistemą staigiai stabdant, ECU gali automatiškai prievėrti sklendę, kad sumažintų variklio galią ir padėtų išlaikyti automobilio stabilumą.
- Tobulesnis greičio palaikymas: Greičio palaikymo sistema (cruise control) taip pat tampa daug tikslesnė. Vietoj to, kad mechaniškai laikytų pedalą tam tikroje padėtyje, sistema nuolat koreguoja sklendės poziciją atsižvelgdama į kelio nuolydį, vėjo pasipriešinimą ir kitus veiksnius. Važiuojate į kalnelį - sklendė praveriama šiek tiek labiau.
- Traukos kontrolė: Paskirstymo momentas tarp ratų (traction control) irgi naudojasi elektronine droselio valdymo sistema. Kai jutikliai aptinka, kad ratai pradeda prarasdinti sukibimą, sistema akimirksniu gali sumažinti variklio galią, net jei jūsų koja vis dar spaudžia pedalą iki grindų.
Patikimumas ir Saugumas
Kai pirmuosius kartus automobiliuose pradėjo diegti elektronines droselio valdymo sistemas, daugelis žmonių nerimauti dėl patikimumo. Kas nutiks, jei sistema suges? Ar automobilis tiesiog sustos kelyje? Inžinieriai į šiuos klausimus atsižvelgė labai rimtai.
- Perteklinės sistemos: Akceleratoriaus pedale yra du nepriklausomi jutikliai, kurie dirba skirtingais principais. Pačioje sklendėje taip pat yra du pozicijos jutikliai. Jei jie rodo skirtingus duomenis, sistema supranta, kad kažkas negerai.
- Avarinė padėtis: Pati sklendė turi mechaninę spyruoklę, kuri gedimo atveju užtikrina, kad sklendė atsidurtų iš anksto nustatytoje saugioje padėtyje - paprastai šiek tiek pravira, kad variklis galėtų dirbti tuščiąja eiga ir automobilis galėtų judėti mažu greičiu.
Dažniausios Problemos ir Priežiūra
Nors elektroninės droselinės sklendės sistemos yra gana patikimos, jos vis dėlto gali sugesti. Dažniausia problema - užteršta pati sklendė. Laikui bėgant, ant sklendės plokštelės ir korpuso vidaus kaupiasi nuosėdos iš karterio ventiliacijos sistemos. Kai sklendė tampa užteršta, ji gali pradėti „kabinėti” - nejudėti sklandžiai. Tai pasireiškia netolygiais tuščiosios eigos apsukais, automobilis gali net užgestis sustojus prie šviesoforo.
Kita problema - jutiklių gedimas. Jei akceleratoriaus pedalo jutiklis pradeda siųsti neteisingus signalus, ECU gali nesuprasti, ko iš tikrųjų nori vairuotojas. Tai gali pasireikšti kaip vėluojanti reakcija į pedalo paspaudimą arba priešingai - per agresyvi reakcija. Elektrinio varikliuko gedimas pasitaiko rečiau, bet taip pat įmanomas.
Gera žinia ta, kad elektroninę droselinę sklendę galima prižiūrėti ir taip išvengti daugelio problemų. Pagrindinis priežiūros darbas - periodinis valymas. Sklendės valymas paprastai rekomenduojamas kas 50-80 tūkstančių kilometrų, priklausomai nuo automobilio ir važiavimo sąlygų. Jei dažnai stovite spūstyse arba važinėjate dulkėtais keliais, valyti reikėtų dažniau. Svarbu nenaudoti abrazyvinių medžiagų ar šiurkščių šluosčių - galite pažeisti jutiklius arba specialų sklendės paviršiaus padengimą. Geriausia naudoti specialius droselio valymui skirtus purškiklius ir minkštą šluostę. Kai kurie automobiliai šią adaptaciją atlieka automatiškai po kelių važiavimo ciklų. Kituose reikalinga speciali diagnostikos įranga.
Programinės Įrangos Valdymas ir Važiavimo Režimai
Vienas įdomiausių elektroninės droselinės sklendės valdymo aspektų - tai programinė įranga, kuri valdo visą sistemą. Daugelyje šiuolaikinių automobilių yra skirtingi važiavimo režimai: ekonomiškas, normalus, sportinis. Kai perjungiate šiuos režimus, iš tikrųjų keičiate programinę įrangą, kuri valdo droselinę sklendę. Ekonomiškame režime sistema reaguoja švelniau į pedalo paspaudimus, o sportiniame - agresyviau. Kai kurie entuziastai perka specialias „pedalo atsakymo” dėžutes, kurios įsiterpia tarp pedalo jutiklio ir ECU. Jos modifikuoja signalą, kad automobilis reaguotų greičiau arba švelniau. Iš esmės tai tik signalo manipuliavimas - jei paspaudžiate pedalą 50%, dėžutė gali siųsti signalą, kad paspaudėte 70%.
Tolesnė Evoliucionija ir Elektromobiliai
Elektroninė droselinė sklendė šiandien yra ne tik oro srauto reguliatorius - ji tapo svarbia automobilio bendrosios valdymo sistemos dalimi. Autonominės vairavimo sistemos taip pat remiasi elektronine droselio kontrole. Kai automobilis pats vairuoja, jam reikia tiksliai valdyti greitį, o tai neįmanoma be elektroninės sklendės valdymo. Elektromobilių atsiradimas gali atrodyti kaip elektroninės droselinės sklendės pabaiga - juk elektros varikliuose nėra oro įsiurbimo. Tačiau iš tikrųjų principas išlieka tas pats: elektroninis signalas iš „akceleratoriaus” pedalo, valdymo kompiuteris, kuris analizuoja situaciją, ir tikslus galios reguliavimas.
Elektroninės droselinės sklendės valdymo sistema puikiai iliustruoja, kaip šiuolaikinės technologijos veikia automobiliuose. Jei jūsų automobilis turi elektroninę droselinę sklendę (o jei jis pagamintas po 2005-ųjų, greičiausiai turi), pasirūpinkite jos priežiūra. Periodinis valymas gali išvengti daugelio problemų. Technologija vystosi, bet pagrindiniai principai išlieka: tikslus valdymas, saugumas ir efektyvumas.
BOV (Blow-Off Valve) ir Jo Įtaka
Nors tiesiogiai su elektronine droseline sklendės sistema nesusijęs, turbininių automobilių savininkai dažnai susiduria su kita svarbia sistema - BOV (Blow-Off Valve), arba viršslėgio nuleidimo vožtuvu. Visiems patinka BOV dėl malonaus čiaudėjimo garso, kurį jis sukelia. Tačiau BOV - negeras įtaisas. Jis paima taip brangiai suslėgtą orą ir išmeta jį lauk. Deja, šis įtaisas būtinas, ir tenka su juo susitaikyti.
Įsivaizduokime - automobilis greitėja, turbina pilnai įsisukusi, bet staiga apsigalvojus, mes nukeliame koją nuo gazo pedalo, ir droselio sklendė užsidaro. Suspaustas oras, vietoje to, kad nuolatiniu srautu tekėtų į variklį, atsitrenkia į uždarytą sklendę. Turbina dėl savo inercijos toliau sukasi ir pumpuoja orą, ir oro, patekusio tarp turbinos ir droselio sklendės, slėgis greitai kyla. Tiksliau tariant, gaunama aukšto slėgio bangą, kuri keliauja nuo droselio sklendės atgal į kompresorių ir trenkiasi į kompresoriaus sparnelius. Nuo pasikartojančių smūgių kenčia kompresoriaus mentės ir veleno guoliai, be to sumažėja turbinos apsisukimai ir vėliau tenka gaišti laiką pakartotiniam jos įsukimui.
BOV montuojamas tarp kompresoriaus ir droselio sklendės. Jei BOV pastebi smūgio bangą, išleidžia ją kur nors - atgal į atmosferą arba į kompresoriaus įėjimą. BOVo valdymo vamzdelis yra sujungtas su įsiurbimo kolektoriumi ir užtikrina tai, kad kolektoriuje susidarius vakuumui BOVas būtų atidaromas. Varikliui dirbant laisvomis apsukomis įsiurbimo kolektoriuje susidaro pakankamai žymus vakuumas (~0.5-0.7bar), kuris atidaro vožtuvą.
Recirkuliacinio BOVo atveju tai nesudaro problemų, nes abu BOVo galai (tiek įėjimas, tiek ir išėjimas) yra pajungti į oro padavimo sistemą. Kai BOVo išėjimas yra atvertas į atmosferą, dirbantis laisvomis apsukomis variklis ima siurbti per jį aplinkinį orą (nes juk per jį siurbti gerokai lengviau nei per visa oro padavimo sistemą - t.y. interkulerį, turbiną, oro filtrą etc.) Taip į variklį patenka oras, kuris yra viena vertus nešvarus (nes nepraėjęs per oro filtrą), kita vertus, jis nėra išmatuotas oro srauto matuoklės. Variklio valdymo kompiuteris "mano", kad į variklį patenka žymiai mažiau oro nei kad jo patenka iš tikrųjų, dėl ko stipriai nuliesėja kuro mišinys, laisvoji eiga tampa labai netolygi ar variklis netgi gesta.
Firminiuose atmosferiniuose BOVuose ši problema paprastai sprendžiama padarant reguliuojamo įtempimo spyruoklę - t.y. yra galimybė BOVo vožtuvą sureguliuoti taip, kad jis neatsidarytų esant tokiam vakuumui, kuris yra varikliui dirbant laisvomis apsukomis. Tačiau iš to išplaukia trūkumas - taip sureguliuotas BOVas neatsidarinės kai yra atleidžiamas akseleratoriaus pedalas jei tuo metu slėgis nebus pakankamai didelis tam, kad įveikti spyruoklės pasipriešinimą. O ir atsidarant jo atsidarinėjimas bus vangesnis, o išmetamo lauk oro kiekis bus mažesnis nei kad BOVe su mažesnio įtempimo spyruokle.
Ką veikia išpūtimo vožtuvas?
Problemų Sprendimo Būdai
Tačiau egzistuoja keletas būdų, kurie leidžia standartinį recirkuliacinį BOV vožtuvą atverti į atmosferą ir/arba naudoti aftermarklet'inį BOVą su mažesnio įtempimo spyruokle.
1. Adatinis Vožtuvas (Bleeder)
Pirmas būdas, kurį pasiūlė knygos '21st Century Performance' autorius bei vienas iš elektroninio automobilių modifikavimo žurnalo autospeed.com kūrėjų Julian'as Edgar'as, yra panaudoti adatinį vožtuvą (populiariai vadinamą bleed'erį - nuo angl. bleed valve). Tam puikiausiai tinka pora litų kainuojantis akvariuminis "burbuliatorius", kokį galima nusipirkti bet kurioje zoologijos prekių parduotuvėje. Paprastai adatiniai vožtuvai namudiniame automobilių tuninge yra naudojami tam, kad pakelti turbinos sukuriamą slėgį apgaunant perteklinių išmetamųjų dujų nuleidimo vožtuvo (wastegate) aktuatorių. Mūsų aptariamu atveju, vožtuvo panaudojimas yra analogiškas - jei esant 0.5-0.7bar vakuumui BOVas būna atsidaręs reiškia reikia tiesiog susilpninti į jį iš įsiurbimo kolektoriaus ateinantį signalą. Tam ir panaudojamas adatinis vožtuvas. Šio metodo minusas yra analogiškas kaip ir didelio įtempimo spyruoklės naudojimo - dėl susilpnėjusio signalo BOVas bus mažiau jautrus.
2. Elektroninis Vožtuvas su Vienpusiu Vožtuvu (Solenoid Valve)
Antrasis būdas, taip pat pasiūlytas J.Edgar'o, yra pats sudėtingiausias, bet matyt ir pats tobuliausias. Speciali sistema atidaro elektromagnetinį vožtuvą (taip vadinamą solenoidą (angl. solenoid valve) - jie naudojami automobiliuose turbinos slėgio valdymui, taip pat automobilinėse dujų sistemose), kuris yra įterptas į BOVo valdymo žarnelę tik tada, kai yra reikalinga išleisti lauk perteklinį suspaustą orą - tai yra, kai yra staigiai atleidžiamas akseleratoriaus pedalas. Tam panaudojamas specialus elektroninis prietaisėlis - droselio sklendės padėties atsidarinėjimo taimeris (delta throttle timer (DTT)), kuris pastoviai stebi droselio sklendės padėties daviklio parodymus ir nustatęs, kad droselio sklendė staigiai užsidarė pasiunčia signalą į solenoidą. DTT galima parsisiųsti kaip detalių rinkinį ir sulituoti pačiam (kaina su atsiuntimu būtų ~20 USD). Papildomai dar yra naudojamas nedidelis vienpusis vožtuvas (t.y. vožtuvas kuris praleidžia dujas (ar skystį) tik į vieną pusę - tokie vožtuvai naudojami pvz. automobilių stabdžių stiprintuvų sistemose ar akvariumų oro tiekimo sistemose), kuris aplenkia solenoidą tuo atveju kai įsiurbimo kolektoriuje (taigi ir valdymo vamzdelyje) yra slėgis. Tai padeda išlaikyti BOVą uždaru, tuo metu kai variklis dirba (taigi ir tubokompresorius pučia) pilnu pajėgumu. Paskutinė smulki, bet reikalinga sistemos detalė - tai nedidelė skylutė žarnelėje tarp BOVo ir solenoido. Jei šios skylutės nebūtų, galėtų susidaryti situacija, kai užsidarius solenoidui, vamzdelyje tarp pastarojo ir BOVo lieka vakuumas, dėl ko BOVas "pakimba" atviroje būklėje. DTT panaudojimas nors ir labai efektyvus, tačiau, tiesą sakant, gal kiek per sudėtingas (ypač turint omenyje kitus būdus, kurie daug paprastesni bei pigesni). Jei jau apsisprendžiama naudoti DTT, tokiu atveju būtų tikslinga pereiti prie pilnai elektroninio BOVo (skirtingai nuo elektroniškai valdomo standartinio BOVo).
3. Solenoidas su Slėgio Jungikliu
Trečiasis siūlomas būdas, sugalvotas autoriaus, iš pirmo žvilgsnio kiek panešėja į antrąjį aptartą būdą, tačiau funkciniu požiūriu veikimas yra visiškai skirtingas. Čia taip pat yra naudojamas solenoidas, tačiau jis valdomas kitaip. Yra naudojamas specialus jungiklis, kuris įjungia elektros grandinę pasiekus tam tikrą slėgį (paprastai šis slėgis yra reguliuojamas gana plačiose ribose - pvz. nuo 0.3 bar iki 10 bar…). Tokių jungiklių galima nusipirkti įmonėse užsiimančiose pneumatinėmis ir/ar hidraulinėmis sistemomis (kainuoja toks jungiklis keliasdešimt litų). Tol, kol jungiklis, kuris yra pajungtas prie oro tiekimo sistemos prieš droselio sklendę, mato slėgį, solenoidas išlieka atidarytas nepriklausomai nuo to, ar valdymo vamzdelyje (t.y. ir įsiurbimo kolektoriuje) yra slėgis (BOVas uždarytas), ar vakuumas (BOVas atidarytas). Tačiau, kai jungiklis nemato slėgio (t.y. variklis dirba laisvomis apsukomis ar su nežymia apkrova) - solenoidas būna uždarytas (taigi vakuumo signalas per valdymo vamzdelį BOVo nepasiekia) ir oras per BOVą į variklį įsiurbiamas būti negali.
4. Vienpusis Vožtuvas
Ketvirtasis būdas, sugalvotas Vyto iš GroundZerO, kardinaliai skiriasi nuo kitų trijų būdų. Jei kituose būduose stengiamasi kažkokiu būdu įtakoti BOVo valdymo signalą tam, kad pasiekti norimą tikslą, tai šiuo atvejų BOVo valdymas ignoruojamas. Problema sprendžiama iš esmės - jei mes nenorine, kad per BOVą būtų siurbiamas oras, tai reikia užkirsti tam kelią. Šiuo tikslu panaudojamas didelis vienpusis vožtuvas (santechnikos parduotuvėse galima rasti šių vožtuvų su vidine skyle nuo 0.5 colio (12,7mm) ir… dar geroookai didesnių), kuris leidžia pertekliniam orui išeiti per BOVą, tačiau neleidžia jo įsiurbti. Šis vožtuvas gali būti sumontuotas tiek prieš BOVą (variantas A) tiek ir už jo (variantas B) atsižvelgiant į poreikius. Toks santechninis vienpusis vožtuvas kainuoja keliolika ar pora dešimčių litų.
Pastaba: Kai kuriems žmonėms kelia rūpestį tai, kad taisyklingai veikiančio atmosferinio BOVo išmestas lauk oras yra apskaičiuotas oro matuoklės ir dėl to kuro mišinys gali užriebėti. Net jei manytume, kad BOVas išmes pusę patekusio oro, ir tuo atveju mišinys nuo 11:1-14:1 užriebėtų iki 5.5:1-7:1, kas žinoma yra labai riebu, bet turint omenyje, kad toks užriebėjimas tetrunka maksimaliai pora sekundžių (dažniausiai tai trunka žymiai mažiau nei sekundę - priklausomai nuo konkrečių sąlygų tiek tetrunka BOVo atsidarymas), tai nesukelia jokių žymesnių problemų. Praktiškai gi BOVas išmeta labai labai nedidelę dalį variklio įsiurbiamo oro - atmosferinis 2 litrų variklis sukdamasis 7000 aps/min per sekundę įsiurbia iš aplinkos daugiau nei 100 litrų oro; turbininis priklausomai nuo turbokompresoriaus sukuriamo slėgio, dar gerokai daugiau - taigi visas tas užriebėjimas pasireiškia tik nedideliu juodų dūmų debesėliu iš duslintuvo (ar mažulyte liepsnele).
Trumpas akceleratoriaus pedalo aprašymas: Akceleratoriaus pedalas taip pat vadinamas akseleratoriaus pedalu. Ji yra automobilių degalų tiekimo sistemos dalis. Valdant pedalo eigą, valdoma variklio droselio anga, reguliuojamas įsiurbiamo oro kiekis ir kompiuteris valdo alyvos kiekį, kad būtų galima valdyti variklio greitį. Automobilio variklio droselis paprastai valdomas pedalu, kuris taip pat vadinamas akceleratoriaus pedalu, ir yra įtaisas, skirtas transporto priemonės variklio degalų tiekimo kontrolei. Akceleratoriaus pedalas turi būti valdomas dešiniuoju kampu kabinos grindyse kaip pagrindą. Pėdos padas švelniai įstumiamas į akceleratoriaus pedalą, o kulkšnies sąnarys sulenkiamas ir išplečiamas, kad jis atsistatytų arba atsipalaiduotų. Žingsnis į akceleratoriaus pedalą turi būti minkštas ir švelnus. Paleidžiant variklį, nesileiskite į akceleratoriaus pedalą. Pradžioje degalų papildymas turėtų būti šiek tiek prieš sankabos jungties tašką, o droselio atidarymas turi būti vidutinio ir mažo. Atsipalaiduokite sankaba, kad glaudžiai dirbtumėte su droseliu, ir judėjimas yra greitas. Veikimo metu droselis turi būti padidintas arba sumažintas priklausomai nuo kelio sąlygų ir faktinių poreikių. Pasirinktos pavaros turi būti tinkamos, kad variklis veiktų vidutiniu greičiu ir dideliu greičiu, kad sutaupytų kuro. Koordinavimas turėtų būti atliekamas pridedant pavaras, pridedant sankabų ir paspaudus akceleratoriaus pedalą. Kai automobilis važiuoja į kalną, greitintuvo pedalas neturi būti įjungtas. Naudojant mažo greičio pavarą, droselinė sklendė paprastai turi būti išstumta perpus. Kai automobilis yra nuožulnus, akceleratoriaus pedalą negalima įjungti. Jei variklis važiuoja, kol variklio pedalas nesustiprina tris ketvirtadalius, jį reikia pakeisti žemesne pavara, o po to paspartinti akceleratoriaus pedalą. Prieš automobilis nustoja važiuoti ir išjungia liepsną, pirmiausia turi būti atleistas akceleratoriaus pedalas, o droselinė sklendė neturi būti užsikimšusi.
Kyla problemų? Jei automobilis nuo pat pradžių bėgėjas netolygiai, t.y. akseleratoriaus pedalas ypač jautrus paspaudimams, o tuo pačiu ir greitėjimas yra netolygus. Pradedant važiuoti tarsi jaučiami traukos dingimo momentai. Pajungus kompą, klaida buvo susijusi su oro srauto nuotėkiu/ar gavimu (tiksliai nepamenu). 4-oje diagnostikoje sakoma, kad oro srauto matuoklė (MAF) yra pažeista. Ir jei taip yra iš tikrųjų, blogi oro padavimo duomenys siunčiami į kompiuterį, dėl to taip pat atsiranda 1 klaida apie oro nuotėkį. Pakeisk MAF ir turėtų būti viskas gerai. Kai kurie mano, kad gal vis dėlto geriau pradėti nuo gazo sklendės ir alsuoklio? Variklis ant laisvų gauna ~ 30 proc.
tags: #jautrus #akseleratoriaus #pedalas #droseline #sklende