Полное руководство по дроссельной заслонке: от определения до чистки

Дроссельная заслонка регулирует поток воздуха в двигатель, что напрямую влияет на расход топлива и общую производительность ДВС. Далее рассмотрим различные типы, конструктивные особенности и главные причины неисправностей дросселя.

Дроссельная заслонка — это

Сначала уточним, что такое дроссельная заслонка, или сокращённо ДЗ.

Это самостоятельная деталь автомобиля, отвечающая за регулирование объёмов воздуха, поступающего в камеру сгорания двигателя. Угол открытия заслонки определяет, сколько воздуха пропускается: чем больше угол, тем больше объём воздуха проходит. Таким образом, заслонка функционирует как воздушный клапан.

Слово дроссель происходит из немецкого языка – Drossel, Drosselklappe, что в переводе означает «душитель». Это название описывает функцию дросселя, который ограничивает количество воздуха, подающегося в цилиндры двигателя. Одним из вариантов ДЗ является жиклер.

Теперь рассмотрим, зачем нужен воздух в двигателе. Для работы силовой установки требуется процесс сгорания топлива, который невозможно осуществить без кислорода, содержащегося в воздухе. Сочетание кислорода и топлива формирует топливовоздушную смесь, которая легко воспламеняется. В бензиновых моторах смешивание происходит благодаря искре от свечи зажигания, а в дизельных — за счёт высокого давления, вызванного сжатием горючей смеси поршнями.

Дроссельные заслонки применяются в бензиновых и дизельных инжекторных двигателях. В бензиновых агрегатах дроссель устанавливается отдельно между воздухофильтром и впускным коллектором. В карбюраторных же двигателях дроссельная заслонка является интегрированной частью всего агрегата и располагается в нижней части карбюратора.

В бензиновых моторах

Функция дросселя варьируется в зависимости от типа мотора. В бензиновых двигателях он выполняет роль регулятора оборотов: изменение положения заслонки осуществляется при нажатии на педаль газа.

Количество воздуха, поступающего в камеру сгорания, зависит от угла открытия дросселя в конкретный момент времени. Это позволяет сохранять устойчивое соотношение топливовоздушной смеси 14.7 к 1 (воздух к топливу), что способствует полному сгоранию топлива и минимизации остатков окислителя в выхлопе. Эта смесь называется стехиометрической.

Без дроссельной заслонки регулирование оборотов в бензиновых моторах было бы невозможно, за исключением двигателей с системой управления подъемом клапанов; в этом случае заслонка нужна для предотвращения аварийной ситуации, позволяя мгновенно остановить двигатель.

В дизельных

Принцип работы дизельных силовых установок отличается от бензиновых, и они могут функционировать без дросселя. Воздушный поток проходит в дизельный двигатель беспрепятственно, а его мощность и обороты зависят от объёма подаваемого топлива. Таким образом, изменение положения дросселя не происходит при нажатии на газ — изменяется лишь количество впускаемого топлива. Основные функции дросселя в дизельных моторах:

• Аварийная и плановая остановка двигателя – специальное устройство полностью закрывает заслонку.
• Восстановление рециркуляции отработанных газов – это происходит при блокировке доступа к дросселю, что приводит к образованию разрежения в системе между заслонкой и цилиндром.

Устройство дросселя

Дроссель является ключевым элементом системы впуска, который включает в себя ряд деталей:

1. Корпус – металлическая оболочка, в которой объединяются все детали. Он содержит патрубки, подключенные к системе вентиляции и охлаждения ДВС и помогает обогревать дроссель.
2. Заслонка – это поворотный клапан, расположенный по центру корпуса, который регулирует поступление воздуха.
3. Привод дроссельной заслонки (ось) – деталь, передающая вращение заслонки. Она имеет цилиндрическую форму и длинную конструкцию.
4. Патрубки – способствуют формированию контуров для улавливания паров бензина, а также вентиляции картера и охлаждения.
5. Датчик положения дросселя – современные модели имеют два таких датчика, которые фиксируют и отправляют информацию о положении заслонки в главный управляющий блок (ЭБУ).
6. Регулятор холостого хода (РХХ) – обеспечивает небольшую степень открытия заслонки без задействования педали газа, что позволяет поддерживать нужные обороты на холостом ходу.
7. Дополнительные элементы – шестерни, крепежные детали, крышки и мотор.

Где находится дроссельный узел

Теперь выясним, где располагается дроссельная заслонка.

В современных автомобилях она находится между воздухофильтром и впускным коллектором, и её легко идентифицировать по широкому патрубку, который выходит из корпуса фильтра.

Лада ЛаргусХендай СолярисЛада ВестаЛоган 2Приора

Достаточно пространства для демонтажа и обслуживания. Снятие дросселя осуществляется легко: нужно открутить два болта снизу и две гайки сверху. Осторожно отсоединяются шланги, чтобы предотвратить утечку охлаждающей жидкости, затем снимается тросик и воздушный патрубок после ослабления хомутов.

Необходимо отметить, что ремонт механических дросселей можно производить самостоятельно, тогда как электронику лучше доверить профессионалам.

Для чего нужен дроссель

Главной задачей дросселя является регулирование и подвод воздушного потока для формирования топливовоздушной смеси с нужной концентрацией. Это, в свою очередь, влияет на различные параметры работы ДВС, включая расход топлива и эффективность его работы.

Для дизельных двигателей дроссель не так критичен, его используют в основном для экстренной остановки двигателя. Тем не менее, разработчики продолжают использовать дроссели в конструкциях.

Дроссельная заслонка: как работает

Конструктивно дроссель имеет прямую механическую связь с педалью газа, которая в современных моделях может быть электронным приводом, не связанным напрямую с педалью. Принцип работы дроссельной заслонки следующий:

1. Когда на педаль газа оказывается давление, это усилие передаётся на поворотный диск заслонки, которая поворачивается на угол, соответствующий усилию на педали.
2. Контроллер фиксирует угол открытия заслонки и передаёт эту информацию в управляющий блок дросселя.
3. В нужное количество топлива поступает в камеры сгорания.

При максимальном нажатии на акселератор заслонка полностью открывается, давая двигателю возможность работать на полной мощности. Для работы на холостом ходу заслонка открывается совсем немного.

Разновидности дроссельных узлов

ДЗ действует как перепускной клапан, поддерживая атмосферное давление в открытом состоянии. В закрытом состоянии заслонки создаётся медленное разряжение воздуха, приближающееся к вакууму. Устройство работает по принципу, аналогичному насосам. Дроссельная заслонка не имеет сложной конструкции — это круглая пластинка, которая может поворачиваться на девяносто градусов. Полный цикл работы включает полный оборот: от открытия до закрытия.

Дроссельные заслонки делятся по типу привода:

• механические
• электронные
• электромеханические
• вакуумные (пневматические) – устарели, использовались в карбюраторных моторах.

Эволюция и модернизация дросселей привели к усложнению их конструкции и появлению новых нюансов в работе.

Дроссели оснащены различными типами контроллеров. К числу таких относятся:

• Магниторезистивные – эти датчики определяют изменения магнитного поля, возникающего при движении заслонки. Они долговечны благодаря простоте конструкции и отсутствию прямого контакта деталей, хотя и имеют низкую точность измерений.
• Потенциометрические – их работа основана на изменении сопротивления. Они отличаются высокой точностью, но из-за прямой механической связи имеют меньший срок службы.

Механический

Механическая дроссельная заслонка начала использоваться с появлением инжекторных двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Управление этой заслонкой осуществляется посредством тросового привода, управляемого водителем. В данный момент механическая дроссельная заслонка применяется преимущественно на устаревших моделях автомобилей. По своей конструкции она напоминает карбюратор, но функционирует как отдельный элемент. Оснащается дроссель датчиком положения, корректором холостого хода (ХХ), байпасными контурами и системой подогрева.

Работа механической дроссельной заслонки осуществляется по следующему алгоритму:

1. При нажатии на акселератор поворотный диск дросселя открывает заслонку под необходимым углом. Это достигается благодаря прямому механическому соединению заслонки с газовой педалью через тросик или рычажно-шарнирный механизм.
2. Контроллер фиксирует угол открытия заслонки и передает данные в электронный блок управления (ЭБУ) ДВС. Чем больше заслонка открыта, тем больше топлива поступает в камеру сгорания, что приводит к увеличению скорости автомобиля. Когда давление на педаль газа снимается, заслонка возвращается в исходное положение. Некоторые модели механических дросселей оборудованы ручным управляющим механизмом для регулировки положения заслонки.

Настройка угла закрытия заслонки происходит благодаря датчику положения. Электронные системы взаимодействуют с инжектором, обеспечивая необходимое количество топлива для впрыска в камеру сгорания. Изначально для мониторинга угла открытия механической дроссельной заслонки использовались потенциометрические контроллеры, но их заменили более современными магниторезистивными датчиками.

Корректор холостого хода на механическом дросселе функционирует как отдельный элемент, не влияющий на основные каналы. Настройка осуществляется через электроклапан с учетом всех параметров системы. Воздушный поток проходит через байпасный контур с электроклапаном, минуя заслонку. ЭБУ отслеживает обороты коленчатого вала и корректирует степень открытия электроклапана, чтобы поддерживать нужные обороты. При увеличении нагрузки (например, при включении кондиционера или фар) количество подаваемого воздуха также возрастает.

На основе данных от датчика положения дросселя происходят:

• открытие заслонки по сигналу ЭБУ ДВС;
• закрытие корректора холостого хода и обогащение топливной смеси во время резкого торможения.

Автомобиль может работать без датчика положения дросселя, но это негативно скажется на скорости реакции двигателя.

Байпасные контуры действуют аналогично регуляторам, поддерживая нужный режим работы ДВС на холостом ходу. Без них двигатель не получит необходимого объема воздуха. Система подогрева предотвращает замерзание контура холостого хода, источником тепла служит антифриз.

Недостатком механической дроссельной заслонки является высокая погрешность в приготовлении топлива для сгорания, что отражается на расходе горючего и мощности силовой установки. ЭБУ ДВС не отслеживает и не имеет обновленных данных о положении заслонки, что при резких изменениях ее открытого состояния приводит к избытку топлива.

Электромеханический

С постепенным развитием технологий появилась электромеханическая дроссельная заслонка. Принцип управления остался прежним – через трос, а вот байпасные каналы исчезли, на их месте появился частично управляющий элемент. Эта система состоит из электромотора и редуктора, фиксированного на оси дросселя.

Алгоритм работы электромеханической дроссельной заслонки:

1. При запуске ДВС производится расчет требуемого объема воздуха с помощью контрольного блока.
2. Заслонка приоткрывается на заданный угол.
3. Контрольный блок осуществляет дополнительный контроль работы ДВС на холостом ходу.

Основным недостатком системы частичного управления является неточность в концентрации топливовоздушной смеси в различных режимах работы ДВС, однако этот уровень погрешности значительно ниже, чем у механической дроссельной заслонки.

Электронный

Современные автомобили с повышенной комфортностью оснащаются электронными дросселями, что устраняет механическую связь между дросселем и педалью газа, а также использование корректора холостого хода. Положение заслонки фиксируется автоматически.

Управление дроссельной заслонкой осуществляется при помощи электрического мотора и редуктора, который соединен с ЭБУ, который получает данные от датчиков:

• положения педали газа;
• выключателя тормозной педали и акселератора;
• автоматической трансмиссии;
• круиз-контроля и системы климат-контроля;
• тормозной системы.

Обработка данных происходит в доли секунды, что позволяет оперативно определять угол открытия дросселя. Топливовоздушная смесь подготавливается в необходимых пропорциях благодаря контролю выпускной системы ЭБУ ДВС, что обеспечивает полное сгорание топлива в любых режимах работы силового агрегата.

Еще одним преимуществом является возможность регулировки холостого хода при перемещении дросселя, даже когда педаль акселератора полностью отпущена. Заслонка автоматически поворачивается на нужный угол, поддерживая требуемые обороты двигателя. Также электронной дроссельной заслонке присуща легкость в переключении передач на автомобилях с автоматической трансмиссией.

К недостаткам электронных дросселей относятся:

• открытие заслонки осуществляется электрическим двигателем, а проблемы с ним могут вызвать сбои в системах управления дросселем;
• неудачное программное обеспечение может замедлить работу дросселя. Задержки в обработке информации способствуют запоздалой подаче сигналов на заслонку, что является проблемой для автомобилей бюджетного класса. На более высококлассных моделях такие задержки маловероятны. Поэтому рекомендуется внимательно учитывать отзывы о программном обеспечении.

При возникновении неисправностей в работе электронной дроссельной заслонки, она начинает функционировать на основе пружинного механизма. Поврежденная часть заменяется целиком.

Механическая или электронная: какая предпочтительней

Каждый водитель сам решает, что выгоднее — механическая или электронная дроссельная заслонка. Это сравнительный анализ, который зачастую является субъективным.

Механические дроссели порой считают устаревшими, что обуславливается развитием технологий, но не потерей своей актуальности. Такие дроссели не устанавливаются на новые автомобили, однако они отличаются простотой конструкции и минимумом дополнительных элементов, что сводит к минимуму возможность их поломки.

Значительным недостатком механического дросселя является повышенный расход топлива, что отрицательно сказывается на экологии.

Электронные дроссели обладают множеством дополнительных элементов, что увеличивает вероятность неисправностей. Поломка одного из компонентов может повлиять на работу связанных систем. Рекомендуется периодически проверять работоспособность электронной системы. Несмотря на свои недостатки, от использования электронных дросселей не отказываются. Это объясняется тем, что именно с их помощью обеспечивается точное и адекватное управление ДВС.

Электронный дроссель сейчас

В современных автомобилях связь между педалью акселератора и дроссельной заслонкой осуществляется через ЭБУ. Нажатие на педаль вызывает импульс в ЭБУ, который анализирует текущие параметры двигателя и передает сигнал на подачу воздуха. Путь к таким результатам потребовал от специалистов устранения множества программных и механических неточностей.

Вместо изнашивающейся скользящей контактной части контроллера применяется бесконтактная индуктивная связь. Были введены важные, хотя и не всегда заметные инновации: например, нелинейное поведение педали акселератора. Это позволило достичь лучшего управления автомобилем при старте. На мощных ДВС с большой дроссельной заслонкой уменьшилась вероятность резкого старта от неосторожного нажатия педали акселератора. Кроме того, предусмотрена преднамеренная задержка реакции дросселя в начале ход педали.

Электронная педаль газа улучшает разгон автомобиля, особенно с турбированными ДВС. Улучшения наблюдаются как при старте с низких оборотов, так и при полном нажатии на акселератор. На механических дросселях с прямой связью с газовой педалью на разгон уходит больше времени. Это связано с неoptimальным соотношением между топливом и воздухом. При этом автоматическая система управления тягой ДВС предотвращает пробуксовку и заносы.

Вышеуказанные преимущества электронного акселератора актуальны для автомобилей бизнес-класса и выше. Однако в бюджетных моделях бывают задержки в работе электронных ДЗ, что может негативно сказаться на полном эффекте от вождения. Запоздалая реакция дроссельной заслонки также может повлиять на безопасность дорожного движения.

Плюсы и минусы электронного дросселя

Часто внедрение электронных систем усложняет конструкцию автомобиля, но в случае с дроссельной заслонкой ситуация иная. Элементы электронной дроссельной заслонки легче для производства по сравнению с механическими аналогами.

К преимуществам электронной дроссельной заслонки можно отнести:

1. Не требуется применение РХХ – регулировка ХХ осуществляется через открытие задвижки, управляемой электроникой, с учетом температуры тосола, условий окружающей среды и нагрузки от работающих электроприборов. Сам РХХ представляет собой клапан с узким воздушным каналом. Часто в контуре происходят засоры картерными газами, что может вызывать сбои в его работе.
2. Отсутствие байпасных каналов – в предыдущих модификациях дроссельной заслонки каналы использовались для нейтрализации нагрузки на двигатель при включении дополнительной электрической нагрузки. В системе E-газ управление осуществляется непосредственно заслонкой.
3. Не нужно устанавливать подогреватель – для электронных дросселей, установленных на пластиковых впускных коллекторах, подогрев не требуется. В конструкции нет ни подводящих, ни отводящих трубок для антифриза. В традиционных дросселях контур отопления подвержен загрязнению и замерзанию.

Упрощение конструкции электронного дросселя позволило избежать множества проблем. Теперь реже требуется чистка заслонки. Однако увеличилась сложность электроники устройства, что может приводить к различным сбоям – как предсказуемым, так и неожиданным.

Основной элемент электронного дросселя – это плата, представляющая собой сдвоенный контроллер, который следит за положением и динамикой заслонки. Плата не поддается ремонту и редко доступна для покупки. Если нет проблем с работой электродвигателя, отсутствуют повреждения и заедания шестерен редуктора, а также плохие контакты в цепи питания дросселя, то, скорее всего, потребуется замена всей заслонки.

Неисправности дроссельной заслонки и их признаки

Дроссельная заслонка является достаточно простым и надежным объектом. Тем не менее, сбои в ее работе практически неизбежны из-за естественного износа. Рассмотрим основные признаки неисправной дроссельной заслонки.

Поломка датчика положения

Наиболее частая проблема, связанная с дроссельной заслонкой, это поломка датчика ее положения. Симптомы сбоя проявляются в работе ДВС:

• сложности при запуске автомобиля или полное отсутствие реакции
• рывки или провалы во время движения
• увеличение расхода топлива
• пониженная тяга и ухудшение динамики
• перебои в работе на ХХ — внезапные остановки двигателя или резкое увеличение оборотов
• иногда загорается индикатор «CheckEngine» на приборной панели.

При появлении этих признаков целесообразно провести комплексную диагностику автомобиля. Причиной проблем может быть не только дроссельная заслонка.

Засор обходных каналов

Засорение обходных каналов дросселя может происходить по двум основным причинам:

• попадание грязного воздуха из атмосферы в заслонку — маленькие частицы пыли преодолевают фильтр
• вхождение маслянистых веществ в антифриз, что приводит к образованию сложного налета.

Как правило, проблемы дроссельной заслонки, связанные с засорами обходных каналов, решаются путем чистки внутренней части. В более серьезных случаях необходимо провести визуальную инспекцию всех элементов дросселя, включая резинотехнические уплотнения. При нарушениях в работе управляющего модуля потребуется его настройка.

Подсос

Избыточный воздух может попадать в камеру сгорания через дроссельный узел или отверстия во впускном коллекторе, обходя воздушный фильтр. Это приводит к повышению оборотов ДВС и быстрому засорению заслонки.

Проблема может быть устранена очищением или заменой узла в следующих случаях:

• недостаточная герметичность в соединении между заслонкой и впускным коллектором
• люфт заслонки, мешающий ее полному закрытию.

Во всех остальных ситуациях рекомендуется обратиться к специалистам.

Не настроенная заслонка

Настройки дросселя могут сбиться после отключения аккумулятора, изменения программного обеспечения ЭБУ, снятия дросселя для чистки или при сбоях в работе ДВС на ХХ. Настройка включает в себя адаптацию ЭБУ, чтобы он мог правильно интерпретировать информацию о положении педали акселератора и заслонки. Для настройки лучше всего обратиться к профессионалам.

Зачем дроссельной заслонке чистка

Необходимость в чистке дроссельного узла определяется рядом факторов:

• Воздушный фильтр ДВС задерживает крупные частицы пыли и грязи. Мелкие частицы проходят в заслонку через фильтр и оседают на стенках и в полостях.
• После очистки картерных газов в маслоотделителе, они вновь попадают в ДВС через ДЗ, вызывая загрязнение.
• На моторах с EGR клапаном часть выхлопных газов возвращается через ДЗ, что снижает загрязнение атмосферы, но ухудшает состояние заслонки.

С течением времени на поверхности ДЗ образуется значительный налет, который затрудняет нормальную работу дросселя.

Как без проблем и самостоятельно почистить дроссельную заслонку

Как часто чистить дроссель

Частота чистки ДЗ зависит от стиля вождения и состояния двигателя. При спокойной эксплуатации автомобиля задолженность следует чистить раз в сто тысяч километров. При агрессивном вождении интервал сокращается до 30-50 тыс. км. На автомобилях с плохим техническим состоянием дроссель следует чистить еще чаще. Важно как можно быстрее устранить первопричину проблемы.

Снимаем накладку с двигателя

Отсоединяем патрубок и разъем, мешающие доступуОткручиваем 4 болта на 10 (красные), снимаем разъем и патрубок (зеленые)Еще два болта на 12 снизуСнимаем мешающие патрубки и подготавливаем материалы для их реновацииЗаткнуть можно болтамиМожно чистить

Необходимость экстренной чистки дросселя определяется следующими факторами:

• двигатель не запускается с первого раза
• рывки и колебания ДВС на низкой скорости и при ХХ
• внезапная остановка двигателя
• плавающие обороты на ХХ.

Нужда в чистке заслонки также может быть определена по ее цвету. Нормальным считается золотистый оттенок. При обнаружении черного налета следует производить очистку. Для осмотра состояния дроссельной заслонки необходимо снять патрубок от воздушного фильтра.

Если информация оказалась полезной, пожалуйста, оставьте комментарий. Если она оказалась неуместной или неточной, пожалуйста, дайте знать.

Вопросы по теме

Как дроссельная заслонка влияет на экономию топлива?

Дроссельная заслонка играет ключевую роль в управлении подачей воздуха в двигатель, а значит, и в его работе. Когда дроссельная заслонка открыта, больше воздуха поступает в цилиндры, что может увеличить мощность, но и увеличить расход топлива. Эффективное открытие и закрытие заслонки позволяет оптимизировать соотношение воздух-топливо, что может привести к более экономичному расходу топлива. Поэтому регулярная проверка и чистка дроссельной заслонки способствует не только улучшению характеристик двигателя, но и повышению его экономичности.

Что происходит, если дроссельная заслонка забита или загрязнена?

Если дроссельная заслонка загрязнена, это может привести к различным проблемам в работе двигателя. Резкое изменение положения заслонки может быть затруднено, что вызовет неравномерную работу (т.е. двигателю может не хватать воздуха для оптимальной работы). Это может проявляться в виде рывков, потери мощности или даже гулкого звука при ускорении. Также загрязненная заслонка может повысить уровень выбросов и способствовать увеличению расхода топлива, что в долгосрочной перспективе приведет к необходимости более дорогого ремонта.

Существует ли разница в конструкции дроссельных заслонок для карбюраторных и инжекторных двигателей?

Да, существует значительная разница в конструкции и принципе работы дроссельных заслонок для карбюраторных и инжекторных двигателей. В карбюраторных системах дроссельная заслонка часто работает с учетом механических принципов и зависит от вакуумного давления, чтобы регулировать подачу топлива и воздуха. В инжекторных двигателях дроссельная заслонка управляется электроникой и позволяет более точно контролировать поток воздуха, а значит, и соотношение топливо-воздух. Это приводит к более высокой эффективности и более строгим стандартам выбросов в современных автомобилях. Однако, в обоих случаях чистка и поддержка дроссельной заслонки остаются важными для надежной работы двигателя.