انواع دريچه گاز و عملکرد آن

در بسياري از شرايط کاري نيازي به استفاده از حداکثر توانايي موتور خودرو نيست؛ بنابراين بايد ميزان گشتاور و توان خروجي موتور تحت کنترل باشد. در موتورهاي احتراق داخلي اين وظيفه بر عهده دريچه گاز (Throttle body) است. اين وسيله با استفاده از يک شير پروانه‌اي (Butterfly Valve) و تغيير زاويه آن، ميزان جريان هواي (Air Flow) ورودي به موتور را تنظيم مي‌كند و بنابراين ميزان پاشش سوخت نيز متناسب با اين ميزان هوا کاهش يافته و توان و گشتاور خروجي موتور تنظيم مي‌شود. همچنين اين وسيله با استفاده از يک مسير جانبي به موتور اجازه مي‌دهد زماني که موتور تحت بار نيست و فرماني از راننده مبني بر فشار پدال گاز دريافت نشده است موتور به صورت بي‌بار (idle) همچنان روشن بماند.

انواع دريچه گاز:

عموماً كنترل و تغيير زاويه دريچه گاز با دو نوع اصلي صورت مي‌گيرد: دريچه گاز مكانيكي و دريچه گاز الكترونيكي (يا برقي).

دريچه گاز مکانيکي:

دریچه گاز مکانیکی

دریچه گاز مکانیکی

تا چندي پيش، بيشتر خودروها مجهز به اين نوع دريچه گاز بودند. اين نوع دريچه توسط کابل و به طور مستقيم توسط فشار پدال گاز به حرکت در مي‌آيد. از مزاياي اين دريچه ساده بودن سيستم و ارزاني آن است.

دريچه گاز برقي:

در دريچه گاز الكترونيكي يا برقي، تغيير زاويه شير پروانه‌اي با ارسال سيگنال از سيستم مديريت موتور صورت مي‌پذيرد. سيستم مديريت موتور با توجه به فرمان راننده و البته شرايط حرکتي خودرو و عملكرد موتور و استراتژي برنامه‌ريزي‌شده در واحد کنترل موتور (ECU)، دستور تغيير زاويه دريچه گاز را صادر مي‌كند. اين نوع دريچه گاز داراي سيستم مستقيم ارتباطي با پدال گاز نيست.

 

مقايسه دريچه گاز مکانيکي و برقي:

دریچه گاز برقی

دریچه گاز برقی

دريچه گاز برقي به دليل امکان كنترل دقيق‌تر ميزان هواي ورودي به موتور، نسبت به دريچه گاز مكانيكي برتري دارد. همچنين با استفاده از اين مكانيزم، امكان استفاده از قابليت‌هاي كنترل و فناوري‌هاي پيشرفته مديريت موتور و خودرو ممكن مي‌گردد و در نتيجه راندمان و كارايي موتور بيشتر خواهد بود. از ديگر مزاياي استفاده از اين نوع دريچه گاز، تنظيم و برنامه‌ريزي كنترل تغيير دريچه گاز بر اساس نياز مشتري و استراتژي تعريف‌شده براي موتور مي‌باشد؛ بنابراين مي‌توان از يک نوع دريچه گاز براي موتورهاي مختلف با استراتژي‌هاي گوناگون استفاده کرد. اما مهم‌ترين برتري دريچه گازبرقي نسبت به نوع مکانيکي، کاهش مصرف سوخت و آلودگي است. در طول چرخه کاري موتور يکي از مواردي که بيشترين مصرف سوخت و توليد آلاينده‌ها در خودرو صورت مي‌گيرد، زماني است که راننده به طور ناگهاني بر پدال گاز فشار مي‌آورد. در دريچه گاز مکانيکي دستور راننده به طور کامل اجرا و به دريچه گاز منتقل مي‌شود كه در اين شرايط نسبت سوخت و هوا مي‌تواند از حالت بهينه خارج شده و ميزان مصرف سوخت و آلاينده‌ها افزايش يابد. اما در دريچه گاز برقي تغييرات ناگهاني دريچه گاز توسط سامانه مديريت موتور کاهش يافته و به تغيير ملايم‌تر دريچه گاز تبديل مي‌شود و بدين ترتيب ميزان مصرف سوخت و آلاينده‌ها کاهش مي‌يابد. در برخي موارد راننده‌هايي که به موتورهاي با دريچه گاز مکانيکي عادت کرده‌اند، از موتورهای مجهز به دريچه گاز برقي، به دليل کاهش حس رانندگي اسپرتي و گاهأ کاهش شتاب خودرو شکايت دارند. البته همان طور که در چگونگي عملکرد دريچه گاز برقي گفته شد، با توجه به نوع استفاده از خودرو مي‌توان برنامه‌ريزي «مديريت موتور» را طوري تنظيم نمود که تغيير زاويه دريچه گاز و در نتيجه رانندگي در حالت کاملاً اقتصادي (Economic)، کاملا اسپرتي و يا حالتي بين اين دو حالت صورت پذيرد. امروزه در موتورهاي پيشرفته که از سامانه‌هاي با فناوري جديد و پيشرفته همچون موتورهاي هيبريدي، «سيستم پاشش مستقيم سوخت» و کنترل سرعت کروز بهره می‌برند، استفاده از دريچه گاز برقي کاملاً ضروري است. همچنين به دليل نبود سيم و کابل، دريچه گاز برقي جمع و جورتر بوده و جانمايي مناسب‌تري نسبت به دريچه گاز مکانيکي دارد.

قسمت‌هاي تشکيل‌دهنده دريچه گاز:

دريچه گاز از يك شير پروانه‌اي (Butterfly Valve) تشكيل شده است كه با تغيير زاويه خود سطح مؤثر عبور جريان هوا را تغيير داده و ميزان جريان هوا به موتور (ازطريق چندراهه ورودي و راهگاه‌ها) را تنظيم مي‌كند. اين شير در دريچه گاز مکانيکي توسط کابل و مستقيماً با دستور راننده (فشار پدال گاز) عمل مي‌كند، اما در دريچه گاز برقي توسط دستور سامانه مديريت موتور تغيير زاويه مي‌دهد. بدنه دريچه گاز عموماً از جنس آلومينيوم يا مواد ترکيبي (composite) ساخته مي‌شود. استفاده از ماده ترکيبي به دليل سبک‌تر بودن و مقاومت در مقابل خوردگي، نسبت به نوع آلومينيومي برتري دارد. در دريچه گاز برقي براي اجرا دستور ارسالي از سامانه مديريت موتور در تغيير زاويه دريچه گاز از عملگر (actuator) و «حسگر (sensor) موقعيت دريچه گاز» استفاده مي‌شود. اين حسگر موقعيت لحظه‌اي دريچه گاز را به منظور تشخيص وضعيت‌هاي دور آرام (idle)، تمام بار (full load) و يا وضعيت‌هاي مربوط به شتابگيري (accelerating) يا كاهش سرعت خودرو (decelerating) به واحد مديريت موتور (ECU) ارسال مي‌كند. دريچه گاز علاوه بر مسير هواي ورودي از طريق دريچه پروانه‌اي، داراي يك مسير هواي اضافي است كه هوا از طريق آن مي‌تواند به صورت جانبي عبور كند. اين مسير عموماً توسط «استپر موتور» (Stepper motor) تنظيم و کنترل مي‌شود. اهداف استفاده از «استپر موتور» عبارتند از:  ايجاد حالت ساسات در زمان سرد بودن موتور و بسته بودن دريچه گاز، تنظيم دور آرام در زمان گرفتن بار اضافي از موتور (به طور مثال راه‌اندازي كولر)،  تنظيم نسبت مناسب مخلوط سوخت و هوا در دور آرام و کاهش ميزان توليد آلاينده‌ها در اين شرايط و جلوگيري از بسته شدن سريع مسير هوا زماني كه در سرعت‌هاي بالا راننده به طور ناگهاني پا را از روي پدال گاز برمي‌دارد.
در پايان مي‌توان به مزيت استفاده از دريچه گاز برقي در موتورهاي دوگانه‌سوز نيز اشاره كرد که با استفاده از آن و کاليبراسيون موتور در دو حالت براي دو سوخت، همواره عملکردي مناسب داشته و در زمان استفاده موتور از يک سوخت به سوخت ديگر (fuel-switching) هيچگونه تغييري در عملکرد موتور ايجاد و احساس نمي‌شود. در حال حاضر استفاده از دريچه گاز برقي به تدريج در حال تبديل شدن به يک استاندارد در موتورهاي بنزيني است و در اغلب موتورهاي جديد امروزي از آن استفاده مي‌شود.

( منبع : lovecarbugati.blogfa.com )