Кіріспе

Двигательдің қуатын басқару
Двигательдің қуатын басқару
Дроссель – сұйықтықтың ағынын тарылту немесе кедергі жасау арқылы басқаратын механизм. Двигательдің қуатын кіретін газдарды шектеу арқылы (дроссельді пайдалану арқылы) арттыруға немесе азайтуға болады, бірақ көбінесе азайтылады. "Дроссель" термині, көліктің газ педалі сияқты, двигательдің қуатын немесе жылдамдығын реттейтін кез келген механизмді бейресми түрде білдіреді. Әсіресе реактивтік двигательдермен жабдықталған ұшақтарда, авиацияда "дроссель" деп аталатын механизмге "траст тұтқасы" да делінеді. Бу локомотивінде буды басқаратын клапан "реттегіш" деп аталады.

Ішкі жанатын қозғалтқыштар

Ішкі жанатын қозғалтқышта газды реттегіш – қозғалтқыштың қуатын басқару құралы, ол қозғалтқышқа кіретін отын немесе ауа мөлшерін реттейді. Көлік құралында жүргізуші қуатын реттейтін құрылғы кейде газ педалі, үдеткіш немесе жанармай педалі деп аталады. Бензиндік қозғалтқыш үшін газды реттегіш көбінесе қозғалтқышқа кіретін ауа мен отынның мөлшерін реттейді. Алайда, бензинді тікелей бүркігіш қозғалтқышта газды реттегіш тек қозғалтқышқа кіретін ауа мөлшерін реттейді. Дизельдік қозғалтқыштың газды реттегіші, егер болса, қозғалтқышқа түсетін ауа ағынын реттейді. Тарихи тұрғыдан алғанда, газ педалі немесе тұтқа тікелей механикалық байланыс арқылы әрекет етеді. Газды реттегіштің көбелек клапаны серіппемен жүктелетін иінтірек арқылы басқарылады. Бұл иінтірек әдетте үдеткіш кабеліне тікелей қосылады және жүргізушінің әрекетіне сәйкес жұмыс істейді. Педальді неғұрлым көп басса, газды реттегіш клапаны соғұрлым кең ашылады. Қазіргі заманғы екі типтегі (бензин және дизель) қозғалтқыштар көбінесе «электрондық газ педалі» жүйесімен басқарылады, онда сенсорлар жүргізушінің басқаруын бақылайды және компьютерлік жүйе отын мен ауа ағынын басқарады. Бұл оператордың отын мен ауа ағынын тікелей бақылауға мүмкіндігі жоқ екенін білдіреді; қозғалтқышты басқару блогы (ЭҚБ) шығарындыларды азайту, қуатты арттыру және қозғалтқыштың бос жүрісін реттеу үшін, суық қозғалтқышты жылдам қыздыру үшін немесе кондиционер компрессоры сияқты қосымша жүктемелерді ескеру үшін жақсырақ басқаруға қол жеткізе алады, соның салдарынан қозғалтқыштың тоқтауын болдырмауға болады. Бензиндік қозғалтқышта газды реттегіш әдетте көбелек клапан болып табылады. Отын бүркігіш қозғалтқышта газды реттегіш клапаны сору коллекторының кіреберісінде немесе газды реттегіш корпусында орналастырылады. Карбюраторлы қозғалтқышта ол карбюраторда орналасқан. Газды реттегіш толық ашық болғанда, сору коллекторы әдетте атмосфералық қысымда болады. Газды реттегіш жартылай жабылғанда, сору коллекторында вакуум пайда болады, өйткені сору қысымы атмосфералық қысымнан төмендейді. Дизельдік қозғалтқыштың қуаты цилиндрге шашыратылатын отын мөлшерін реттеу арқылы басқарылады. Дизельдік қозғалтқыштарға ауа көлемін басқару қажет болмағандықтан, оларда көбінесе сору жолында көбелек клапаны болмайды. Бұл ережеден ерекшелік – қатаң шығарынды нормаларына сәйкес келетін жаңа дизельдік қозғалтқыштар, онда мұндай клапан сору коллекторында вакуум жасау үшін қолданылады, соның арқасында қанағаттандырылмаған газдарды енгізуге мүмкіндік туады (Қайта айналымды газды жақсарту – ҚАГЖ қараңыз), бұл жану температурасын төмендетіп, NOx шығарылымын азайтады. Поршендік қозғалтқышты ұшақта газды реттегіш әдетте қолмен басқарылатын тұтқа немесе дөңгелек болып табылады. Ол қозғалтқыштың қуатын басқарады, бұл пропеллердің орнатылуына (тұрақты қадамды немесе тұрақты жылдамдықты) байланысты айналымдардың өзгеруіне әсер етуі мүмкін немесе болмауы мүмкін. Кейбір заманауи ішкі жанатын қозғалтқыштар дәстүрлі газды реттегішті пайдаланбайды, оның орнына цилиндрлерге түсетін ауа ағынын реттеу үшін өзгермелі клапан уақытын пайдаланады, нәтижесі бірдей болғанымен, сорғысыздану шығындары азырақ.

Газолдың корпусы

Отынмен жұмыс істейтін қозғалтқыштарда газды басқару корпусы – қозғалтқышқа түсетін ауа мөлшерін басқаратын ауа қабылдау жүйесінің бөлігі. Бұл, негізінен, жүргізушінің газ педалының қозғалысына жауап ретінде жүзеге асырылады. Газды басқару корпусы әдетте ауа сүзгісі мен қабылдағыш арасында орналасқан және көбінесе ауа ағынының массалық сенсорымен (MAF) немесе оның жанында бекітіледі. Көбінесе, қозғалтқыш суыту сұйығының құбыры да одан өтеді, соның арқасында қозғалтқыш белгілі температурадағы (қозғалтқыштың ағымдағы суыту сұйығының температурасы, ЭБУ тиісті сенсор арқылы анықтайды) және, демек, белгілі тығыздықпен ауа тартады. Газды басқару корпусының ішіндегі ең үлкен бөлігі – газды пластина, ол ауа ағынын реттейтін көбелек клапан. Көптеген автомобильдерде газ педалының қозғалысы газ тросі арқылы беріледі, ол механикалық түрде газ байланыстарына қосылады, ал олар газ пластинасын айналдырады. Электрондық газды басқару жүйесі бар автомобильдерде (кейде "сүйірмен басқару" деп те аталады) электрлік жетек газ байланыстарын басқарады, ал газ педалы газды басқару корпусына емес, сенсорға қосылады. Бұл сенсор педальдің ағымдағы орнына пропорционалды сигналды ЭБУ-ға жібереді. ЭБУ газ педалының орнына және қозғалтқыш температурасы сенсоры сияқты басқа сенсорлардан түсетін мәліметтерге сүйене отырып, газ ашылуын анықтайды. Жүргізуші газ педалін басқанда, газ пластинасы газ корпусының ішінде айналып, газ өтетін жолды ашады, соның салдарынан ауа қабылдағышқа көп мөлшерде түседі және вакуум арқылы дереу сорылады. Әдетте, ауа ағынының массалық сенсоры (MAF) бұл өзгерісті өлшеп, ЭБУ-ға хабарлайды. ЭБУ содан кейін қажетті ауа-отын қатынасын алу үшін форсункалардың шашыратуын арттырады. Көбінесе газ позициясы сенсоры (TPS) газ пластинасының білігіне қосылып, ЭБУ-ға газдың бос күйде, толық ашық (WOT) күйде немесе осы екі шектің арасында екендігі туралы ақпарат береді. Газды басқару корпусында бос жүрісте ауа ағынының минималды деңгейін басқару үшін клапандар мен реттеулер де болуы мүмкін. Тіпті "сүйірмен басқару" жүйесі жоқ құрылғыларда да, көбінесе ЭБУ газды жапқанда қозғалтқышты бос жүрісте ұстау үшін негізгі газ ашылуын айналып өтетін ауа мөлшерін басқаруға арналған кішкентай электромагниттік клапан – бос жүріс ауасын басқару клапаны (IACV) болады. Карбюраторлы ең қарапайым қозғалтқыштар, мысалы, бір цилиндрлі Briggs & Stratton газон шабу машинасының қозғалтқыштары, бір вентурилі қарапайым карбюратордың үстінде орналасқан бір кішкентай газ пластинасымен жабдықталған. Газ ашық немесе жабық болады (әдетте, қозғалтқышты жабық газ кезінде бос жүрісте жұмыс істеуге мүмкіндік беру үшін кішкентай тесік немесе басқа да айналып өту жолы болады), немесе аралық жағдайда. Карбюратордың жұмыс істеуі үшін ауа жылдамдығы маңызды болғандықтан, үлкен қозғалтқыштарда ауа жылдамдығын жоғары ұстау үшін бірнеше кішкентай вентурилері бар күрделі карбюраторлар қажет, әдетте екі немесе төрт (бұл вентурилерді "барелдер" деп атайды). Типикалық "2 барелді" карбюратор бір овал немесе тікбұрышты газ пластинасын пайдаланады және бір вентурилі карбюратор сияқты жұмыс істейді, бірақ бірдің орнына екі кішкентай тесігі бар. 4 вентурилі карбюраторда екі жұп вентури болады, әр жұбы бір овал немесе тікбұрышты газ пластинасымен реттеледі. Қалыпты жұмыс кезінде газ педалын басқанда тек бір газ пластинасы ("бірінші") ашылады, бұл қозғалтқышқа көбірек ауа жіберуге мүмкіндік береді, бірақ карбюратор арқылы ауа ағынының жалпы жылдамдығын жоғары ұстайды (осылайша тиімділігін арттырады). "Екінші" газды басқару механизмдері негізгі пластина белгілі бір мөлшерден ашылғанда механикалық түрде немесе акселератор педалының орнына және қозғалтқыштың жүктемесіне байланысты қозғалтқыш вакуумы арқылы іске қосылады, бұл жоғары айналымдарда және жүктемеде қозғалтқышқа көбірек ауа жіберуге және төмен айналымдарда тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Ең жоғары қозғалтқыш қуаты қажет болған жағдайларда бірнеше 2 вентурилі немесе 4 вентурилі карбюраторларды бір уақытта пайдалануға болады. Газды басқару корпусы инжекцияланбаған қозғалтқыштағы карбюраторға ұқсас, бірақ газды басқару корпусы газбен бірдей емес екенін және карбюраторлы қозғалтқыштарда да газ бар екенін есте сақтау маңызды. Газды басқару корпусы карбюратордың вентурисі болмаған жағдайда газды орнатуға ыңғайлы орынды ғана қамтамасыз етеді. Карбюраторлар – бұл ауа ағынын механикалық түрде реттейтін (ішкі газ пластинасымен) және ауа мен отынды біріктіретін (вентури) ескі технология. Отынмен инжекцияланған автомобильдерге отын ағынын өлшеуге арналған механикалық құрылғы қажет емес, өйткені бұл функция көпнүктелі отын инжекциясы жүйелеріндегі қабылдағыштағы (немесе тікелей инжекция жүйелеріндегі цилиндрлердегі) форсункалар арқылы орындалады, сонымен қатар электрондық сенсорлар мен компьютерлер форсунканың қанша уақыт ашық болу керектігін және әр инжекция импульсында қанша отын шашыру керектігін дәл есептейді. Дегенмен, оларға қозғалтқышқа түсетін ауа ағынын басқаруға арналған газ және оның ағымдағы ашылу бұрышын анықтайтын сенсор қажет. Бұл үшін ең қарапайым шешім – карбюратор блогын алып тастап, оның орнына газды басқару корпусы мен отын форсункаларын қамтитын қарапайым құрылғыны орнату. Бұл бір порты бар инжекция деп аталады, және General Motors компаниясының "газды басқару корпусымен инжекциясы" және Ford компаниясының "орталық отын инжекциясы" сияқты әртүрлі маркетингтік атаулармен де белгілі. Бұл ескі қозғалтқыш дизайнын карбюратордан отын инжекциясына қабылдағыш дизайнын едәуір өзгертпестен ауыстыруға мүмкіндік береді. Күрделірек кейінгі конструкциялар форсункаларды қосу үшін арнайы жасалған қабылдағыштарды және тіпті цилиндр бастарына қолданылады.

Бірнеше газ өткізгіштері бар

Көбінесе жанармай инжекторлі автомобильдерде бір ғана газ тетігі болады, ол газ корпусының ішінде орналасқан. Көліктер кейде бірнеше газ корпусын қолдануы мүмкін, олар байланыс арқылы бірдей жұмыс істеу үшін қосылады, бұл газ тетігінің жауап беруін жақсартады және цилиндр басына ауа ағынының тікелей жолын қамтамасыз етеді, сондай-ақ қысқа ұзындықтағы тең қашықтықтағы енгізу каналдарын жасауға мүмкіндік береді. Бұл барлық каналдар бір газ корпусына қосылу үшін белгілі бір орынға баруы керек болған кезде қиынға соғады, бұл күрделілікті арттырып, орналастыру мәселелерін тудырады. Ең жоғары өнімділіктегі автомобильдер, мысалы E92 BMW M3 және Ferrari, сондай-ақ Yamaha R6 сияқты жоғары өнімділіктегі мотоциклдер әрбір цилиндр үшін жеке газ корпусын пайдалана алады, олар көбінесе «жеке газ корпустары» немесе ITB деп аталады. Бұл құрылғылар серийдік автомобильдерде сирек кездессе де, көптеген жарыс машиналарын және өзгертілген көліктерде кең таралған. Бұл тәжірибе көптеген жоғары өнімділіктегі автомобильдерге әрбір цилиндр немесе цилиндрлар жұбы үшін (мысалы, Weber, SU карбюраторлары) бір, кішкентай, бір вентурилі карбюратор берілген заманды еске түсіреді, олардың әрқайсысының ішінде кішкентай газ тетігі болады. Карбюраторда газдың кішкентай ашылуы карбюратордың дәлірек және жылдам жұмыс істеуіне, сондай-ақ төмен айналымдарда жанармайдың жақсырақ булауына мүмкіндік береді.

Басқа қозғалтқыштар

Бу локомотивтерінде әдетте газды реттегіш (солтүстік америкалық ағылшын тілінде) немесе реттеу клапаны (британдық ағылшын тілінде) казанның жоғарғы жағындағы ерекше бу күмбезінде орналасады (барлық қазандарда кездеспесе де). Күмбездің қосымша биіктігі сұйықтықтың (мысалы, қазан суының бетіндегі көпіршіктерден) газды реттегіш клапанына тартылуын болдырмауға көмектеседі, бұл оның зақымдануына немесе қазанның дұрыс жұмыс ілемеуіне әкелуі мүмкін. Газды реттегіш клапан негізінен поршеньді клапан немесе поршеньді клапандардың тізбегі болып табылады, олар будың мөлшерін реттеу үшін тізбектеп ашылады және поршеньдерге берілетін будың мөлшерін басқарады. Ол кері айналдыру тетігімен бірге локомотивтің қозғалысын бастау, тоқтату және басқару үшін қолданылады, бірақ көптеген локомотивтердің тұрақты жұмыс режимінде газды реттегішті толық ашық қалдырып, кері айналдыру тетігі арқылы буды кесу нүктесін өзгерту арқылы қуатты басқару тиімдірек. Бу локомотивтерінің газды реттегіш клапаны күрделі конструкциялық мәселе тудырады, өйткені оны қазандық буының жоғары қысымына (әдетте) қарсы қол күшімен ашу және жабу қажет. Кейінгі көп клапанды жүйелердің негізгі себебі де осы: қысымның айырмасына қарсы кішкентай поршеньді клапанды ашу және қысым теңестіріле бастағаннан кейін қалғандарын ашу, бір үлкен клапанды ашуға қарағанда әлдеқайда оңай, әсіресе бу қысымы белгілі бір деңгейден асып кеткенде немесе тіпті одан да жоғары. Мысалы, Гресли А3 Pacific локомотивтерінде қолданылатын теңдестірілген «қос соққы» клапаны бар. Ракета қозғалтқышын тоқтату дегеніміз – ұшу кезінде итеру күшін өзгерту. Бұл әрқашан қажетті емес; шын мәнінде, қатты отынмен жұмыс істейтін ракетаның итеру күші тұтанғаннан кейін басқарылмайды. Алайда, сұйық отынмен жұмыс істейтін ракеталарды жанар камераға отын мен тотықтырғыштың ағынын реттейтін клапандар арқылы тоқтатуға болады. Гибридтік ракета қозғалтқыштары, мысалы Space Ship One-де қолданылатыны, сұйық тотықтырғышпен қатты отынды пайдаланады, сондықтан оларды тоқтатуға болады. Ракеталарды тоқтату көбінесе жерге қону үшін және бір негізгі сатыны пайдаланып ғарышқа ұшу үшін (мысалы, ғарыш шаттлы) көп сатылы ракетамен ұшуға қарағанда қажет. Олар сондай-ақ төменгі қабаттағы тығыз атмосферадағы аэродинамикалық күштерге байланысты көліктің жылдамдығын шектеу қажет болған жағдайларда да пайдалы (мысалы, ғарыш шаттлы). Ракеталар ұзақ уақыт бойы күйген сайын жеңілдейді, итеру күші мен салмағының арақатынасы өзгереді, нәтижесінде үдеу күші артады, сондықтан қозғалтқыштарды көбінесе (немесе өшіреді) кезеңнің соңында үдеу күшін шектеу үшін тоқтатады, егер ол сезімтал жүк тасыса (мысалы, адамдар). Реактивтік қозғалтқышта итеру күші жанар камерасына ағызылатын отын мөлшерін өзгерту арқылы басқарылады, бұл дизельдік қозғалтқышқа ұқсас.

Автомобильдегі газ өткізгіштің қызмет ету мерзімі

Газ педалінің қызмет ету мерзімі белгіленбеген, себебі ол жүргізу стиліне және нақты көлік түріне тікелей байланысты. Газ педалі 100-150 мың шақырым жүргеннен кейін ластана бастайды, оны тазалау қажет. Газ педалінің істен шығуы EPC ескерту шамның жанғаны арқылы білінеді. Мұндай жағдай көбінесе Volkswagen Group көліктерінде кездеседі. EPC шамдары жоқ көліктерде газ педалінің ақаулары қозғалтқышты тексеру шамның жанғанымен көрсетіледі. Газ педалінің істен шығуының белгілері: жылдамдық режимінде дұрыс жұмыс істемеуі, қозғалтқыш қуатының төмендеуі, жанармай шығысының артуы, нашар үдеу және т.б. Газ педалінің қызмет ету мерзімін ұзартудың тиімді жолы – оны жүйелі түрде күтіп-жөндеу және тазалау.