موتور احتراق داخلی (ICE) ماشین شما اساساً یک پمپ هوا است که هوا را از طریق سیستم ورودی می کشد و آن را از طریق سیستم اگزوز خارج می کند. توان خروجی موتور توسط مقدار هوای ورودی که توسط بدنه دریچه گاز کنترل می شود تعیین می شود. تا اواخر دهه ۱۹۸۰، بدنه دریچه گاز توسط یک کابل کنترل می شد که مستقیماً به پدال گاز متصل می شد و راننده را در کنترل مستقیم سرعت و قدرت موتور قرار می داد. سیستم های کروز کنترل نیز از طریق کابل به بدنه دریچه گاز متصل می شدند و دور موتور را با موتور الکترونیکی یا خلاء کنترل می کردند. در سال ۱۹۸۸، اولین سیستم کنترل الکترونیکی دریچه گاز (ECT) “drive-by-wire” ظاهر شد. بی ام و سری ۷ اولین خودرویی بود که دارای بدنه دریچه گاز الکترونیکی (ETB) بود.
با احتراق کارآمد سوخت، توده سوخت تزریقی باید کاملاً با هوای موجود در سیلندر موتور مطابقت داشته باشد. در موتور، هوای موجود در محفظه احتراق توسط دریچه گاز برقی (الکترونیکی) تنظیم می شود که سطح مقطع منیفولد ورودی را کاهش یا افزایش میدهد. سیستم مدیریت هوا از محرک های الکتریکی برای تنظیم تامین جرم هوا با دقت مطلق استفاده می کند.
ویدیو زیر نحوه عملکرد سیستم ETC دریچه گاز برقی خودرو را نشان میدهد.
قطعات کنترل الکترونیکی دریچه گاز
سیستم کنترل الکترونیکی دریچه گاز (دریچه گاز برقی) شامل پدال گاز، ماژول ETC و بدنه دریچه گاز است. پدال گاز مانند همیشه به نظر می رسد، اما تعامل آن با بدنه دریچه گاز تغییر کرده است. کابل دریچه گاز با سنسور موقعیت گاز (APS) جایگزین شده است که موقعیت دقیق پدال را در هر لحظه تشخیص می دهد و این سیگنال را به ماژول ETC منتقل می کند.
هنگامی که دریچه گاز برقی برای اولین بار ظاهر شد، با ماژول ETC خود همراه بود. تقریباً تمام خودروهای مدرن دارای دریچه گاز برقی در ماژول های کنترل موتور (ECM) هستند که نصب، برنامه ریزی و تشخیص را ساده می کند.
بدنه دریچه گاز الکترونیکی شبیه یک بدنه دریچه گاز معمولی است. به جای کابل، یک سروموتور الکترونیکی یا استپر موتور و یک سنسور موقعیت دریچه گاز (TPS) نصب شده است. داده های بی درنگ TPS موقعیت واقعی دریچه گاز را برای ماژول ETC تایید می کند.
دریچه گاز برقی چگونه کار میکند؟
در ساده ترین حالت، ماژول ETC ورودی APS را می خواند و دستورالعمل های سروموتور را به بدنه دریچه گاز ارسال می کند. اصولاً وقتی راننده پدال گاز را ۲۵ درصد فشار می دهد، ETC ETB را روی ۲۵ درصد باز می کند و وقتی راننده پدال گاز را رها می کند، ETC ETB را می بندد. امروزه، عملکرد کنترل الکترونیکی دریچه گاز پیچیدهتر و کاربردیتر است، و مزایای متعددی برای یکپارچهسازی و برنامهنویسی ETC دارد.
کنترل هوای دور آرام: سرعت دور آرام موتور باید برای محاسبه بار و دمای موتور تنظیم شود. برخی از خودروهای دارای ETC از سوپاپ کنترل هوای دور آرام (IAC) یا سوئیچ خلاء بیکار استفاده نمی کنند، اما سرعت دور آرام موتور را با استفاده از ETB کنترل می کنند.
کروز کنترل: سیستمهای دریچه گاز برقی، سرعت خودرو را به صورت الکترونیکی، با ورودیهای برنامهریزی اضافی از VSS (سنسور سرعت خودرو)، موقعیت دنده و تنظیم سرعت کنترل میکنند. کروز کنترل تطبیقی ورودیهای حسگر اضافی مانند سیستمهای RADAR، LIDAR یا SONAR را اضافه میکند.
کنترل کشش: با استفاده از ورودیهای حسگر دیگر، مانند VSS، WSS فردی (حسگر سرعت چرخ)، و موقعیت میل سوپاپ، ETC میتواند خروجی موتور را برای کاهش چرخش چرخ تعدیل کند، مانند هنگام شتاب گرفتن در سطوح کم کشش مانند برف، یخ، یا سنگریزه.
کنترل پایداری الکترونیکی: در سرعتهای بالاتر، با نظارت بر حسگرهای VSS، WSS، g-force و نرخ انحراف، ETC میتواند توان خروجی موتور را برای بهبود پایداری خودرو تعدیل کند.
سیستم های پیش از برخورد: با استفاده از ورودی سیستم پیش از برخورد (PCS)، دریچه گاز برقی می تواند قدرت موتور را در صورتی که تصادف غیرقابل اجتناب محاسبه شود، کاهش دهد.
مدیریت دور در دقیقه گیربکس: در برخی از خودروهای دارای گیربکس اسپرت، ETC می تواند از سرعت موتور (RPM)، موقعیت تعویض دنده، VSS و سایر سنسورها برای مطابقت با سرعت موتور با انتخاب دنده مورد نظر استفاده کند. در یک گیربکس دستی، این حالت معمولاً توسط راننده تعدیل میشود، مانند ضربه زدن به پدال گاز در حین تعویض دنده، اما در خودروهای ETC، «بالکهای دریچه گاز» برای درگیر شدن سریعتر و انتقال آرام نیرو، کاملاً با دندههای پایین هماهنگ میشوند.
در تصویر زیر سیگنال دریچه گاز برقی بر روی اسیلوسکوپ را مشاهده میکنید.
ایرادات شایع سیستم دریچه گاز برقی
دریچه گاز برقی پیچیدهتر و گرانتر از دریچه گازهای سیمی قدیمی است، اما معمولاً طولانیتر – حداقل یک دهه – دوام میآورد. با این حال، چند علامت وجود دارد که می تواند نشان دهنده وجود مشکل در سیستم ETC باشد.
برخی از APS ها و TPS های مبتنی بر مقاومت می توانند در طول زمان فرسوده شوند و منجر به “نقاط خالی” در سیگنال شوند، جایی که مقاومت یا ولتاژ ناگهانی افزایش یا کاهش می یابد. البته برنامه نویسی ETC این نقاط را به عنوان یک نقص می بیند و کل سیستم را در حالت خرابی قرار می دهد. اگر به نظر می رسد راه اندازی مجدد خودرو مشکل را “رفع” می کند، ممکن است مربوط به خرابی متناوب APS یا TPS باشد. سیمها یا کانکتورهای شل نیز میتوانند این نوع مشکل را شبیهسازی کنند.
اگر چراغ چک موتور روشن شود، چندین کد مرتبط با ETC وجود دارد که سیستم را نشان می دهد. در این مورد، خودرو ممکن است به نظر “خوب کار کند”، در این صورت خرابی احتمالاً یک مدار پشتیبان است – برخی از سیستمهای ETC از مدارهای موازی APS و TPS برای خودآزمایی خرابی استفاده میکنند، بنابراین شما همچنان میتوانید رانندگی کنید. در برخی موارد، ممکن است با محدودیت قدرت موتور یا سرعت خودرو مواجه شوید، در این صورت ETC به حالت خرابی با عملکرد محدود رفته است.
به عنوان یک راننده، ممکن است بتوانید سیم ها، اتصالات و ولتاژ سنسور را بررسی کنید، اما هر چیزی عمیق تر ممکن است به متخصصان سپرده شود. هرگونه بررسی ولتاژ باید فقط با یک مولتی متر دیجیتال انجام شود تا از آسیب احتمالی به وسایل الکترونیکی حساس جلوگیری شود.
آیا سیستم دریچه گاز برقی ایمن است؟
بجز نام تویوتا UA که حدود ۹ میلیون وسیله نقلیه در سراسر جهان را تحت تأثیر قرار داده است، به سختی می توان بمورد دیگری را که به مشکلات دریچه گاز برقی اشاره داشته باشد نام برد. ظاهراً نقص ETC باعث شده است که وسایل نقلیه به طور ناگهانی از کنترل خارج شوند. بازرسان قانونی ادعا میکنند که بیش از ۲۰۰۰ مورد Toyota UA را کشف کردهاند که باعث تصادفات بیشمار، صدها جراحت و نزدیک به ۲۰ مرگ شده است، و همچنین ادعا میکنند که این موارد به دلیل نقص در سیستم ETC تویوتا ایجاد شده است.
با این حال، تحقیقات عمیقتر توسط NHTSA و ناسا (اداره ملی ایمنی ترافیک بزرگراهها و اداره ملی هوانوردی و فضایی)، هیچ نقصی در هیچ یک از وسایل نقلیه کشف نکرد. هر دوی این تحقیقات نشان داد که این تصادفات ناشی از استفاده نادرست پدال میتواند باشد.
در هر صورت، تویوتا استانداردهای نصب تشک کف و شکل پدال گاز را بهبود بخشید و همچنین برنامهریزی نادیده گرفتن گاز ترمز (BTO) را اضافه کرد که در صورت فشار دادن همزمان پدالهای ترمز و گاز، قدرت موتور را کاهش میدهد. این مشابه سیستمی است که برخی دیگر از خودروسازان قبلاً در سیستمهای ETC خود پیادهسازی کردهاند و برای همه خودروهای مجهز به ETC، یعنی تقریباً هر خودروی موجود از سال ۲۰۱۲ اجباری است.
یادگیری کامل سیستم دریچه گاز برقی و سایر اجزای سیستم سوخت رسانی انژکتوری
آموزشگاه فنی و حرفه ای ثمین خودرو پویا، برگزار کننده دوره تخصصی سیستم سوخت رسانی انژکتوری (تنظیم موتور) میباشد. برای آشنایی بیشتر و یادگیری سیستم دریچه گاز برقی ETC، تمام اجزای سیستم سوخت رسانی انژکتور مانند سنسورها، عملگرها، ایسیوها و … می توانید در دوره برق و انژکتور و تنظیم موتور آموزشگاه برق خودرو SKP شرکت کنید. برای کسب اطلاعات بیشتر با شماره ۰۲۱۶۶۸۴۴۴۷۷ تماس بگیرید.
