Acelerador
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En los automóviles modernos, la planta de energía funciona con dos sistemas: inyección y admisión. El primero de ellos es responsable de suministrar combustible, la tarea del segundo es garantizar el flujo de aire hacia los cilindros.
Propósito, principales elementos estructurales.
A pesar de que todo el sistema "controla" el suministro de aire, es estructuralmente muy simple y su elemento principal es el conjunto del acelerador (muchos lo llaman el acelerador antiguo). E incluso este elemento tiene un diseño simple.
El principio de funcionamiento de la válvula de mariposa sigue siendo el mismo desde los días de los motores con carburador. Bloquea el canal de aire principal, regulando así la cantidad de aire suministrado a los cilindros. Pero si anteriormente este amortiguador formaba parte del diseño del carburador, en los motores de inyección es una unidad completamente separada.
Sistema de suministro de hielo
Además de la tarea principal: la dosificación de aire para el funcionamiento normal de la unidad de potencia en cualquier modo, este amortiguador también es responsable de mantener la velocidad de ralentí requerida del cigüeñal (XX) y bajo diversas cargas del motor. Ella también está involucrada en la operación del servofreno.
El cuerpo del acelerador es muy simple. Los principales elementos estructurales son:
- Marco
- amortiguador con eje
- Mecanismo de accionamiento
Conjunto de acelerador mecánico
Los estranguladores de diferentes tipos también pueden incluir una serie de elementos adicionales: sensores, canales de derivación, canales de calefacción, etc. Con más detalle, las características de diseño de las válvulas de mariposa utilizadas en los automóviles, las consideraremos a continuación.
La válvula de mariposa está instalada en el conducto de aire entre el elemento del filtro y el colector del motor. El acceso a este nodo no es difícil de ninguna manera, por lo que al realizar trabajos de mantenimiento o reemplazarlo, no será difícil llegar a él y desmontarlo del automóvil.
Tipos de nodos
Como ya se ha señalado, existen diferentes tipos de aceleradores. Hay tres en total:
- Accionado mecánicamente
- Electromecánica
- Электронный
Fue en este orden que se desarrolló el diseño de este elemento del sistema de admisión. Cada uno de los tipos existentes tiene sus propias características de diseño. Es de destacar que con el desarrollo de la tecnología, el dispositivo de nodo no se volvió más complicado, sino que, por el contrario, se volvió más simple, pero con algunos matices.
Persiana con accionamiento mecánico. Caracteristicas de diseño
Comencemos con un amortiguador accionado mecánicamente. Este tipo de piezas apareció con el inicio de la instalación de un sistema de inyección de combustible en los automóviles. Su principal característica es que el conductor controla de forma independiente el amortiguador por medio de un cable de transmisión que conecta el pedal del acelerador con el sector de gas conectado al eje del amortiguador.
El diseño de dicha unidad está completamente tomado del sistema del carburador, la única diferencia es que el amortiguador es un elemento separado.
El diseño de este conjunto incluye adicionalmente un sensor de posición (ángulo de apertura del amortiguador), un controlador de velocidad de ralentí (XX), canales de derivación y un sistema de calefacción.
Conjunto de acelerador con accionamiento mecánico.
En general, el sensor de posición del acelerador está presente en todo tipo de nodos. Su función es determinar el ángulo de apertura, lo que permite a la centralita electrónica de control de los inyectores determinar la cantidad de aire suministrado a las cámaras de combustión y, en base a ello, ajustar el suministro de combustible.
Anteriormente se utilizaba un sensor de tipo potenciométrico, en el que el ángulo de apertura lo determinaba un cambio de resistencia. Actualmente se utilizan mucho los sensores magnetorresistivos, los cuales son más confiables, ya que no tienen pares de contactos sujetos a desgaste.
Sensor de posición del acelerador tipo potenciométrico
El regulador XX en los estranguladores mecánicos es un canal separado que deriva el principal. Este canal está equipado con una electroválvula que regula el caudal de aire en función de las condiciones de ralentí del motor.
Dispositivo de control de ralentí
La esencia de su trabajo es la siguiente: en el vigésimo, el amortiguador está completamente cerrado, pero el aire es necesario para el funcionamiento del motor y se suministra a través de un canal separado. En este caso, la ECU determina la velocidad del cigüeñal, en base a la cual regula el grado de apertura de este canal por parte de la electroválvula para mantener la velocidad establecida.
Los canales de derivación funcionan según el mismo principio que el regulador. Pero su tarea es mantener la velocidad de la central eléctrica creando una carga en reposo. Por ejemplo, cuando se enciende el sistema de control de clima, la carga en el motor aumenta, lo que hace que disminuya la velocidad. Si el regulador no puede suministrar la cantidad requerida de aire al motor, los canales de derivación se activan.
Pero estos canales adicionales tienen un inconveniente importante: su sección transversal es pequeña, por lo que pueden obstruirse y congelarse. Para combatir esto último, la válvula de mariposa está conectada al sistema de refrigeración. Es decir, el refrigerante circula por los canales de la carcasa, calentando los canales.
Modelo informático de canales en una válvula de mariposa
La principal desventaja de un conjunto de acelerador mecánico es la presencia de un error en la preparación de la mezcla de aire y combustible, lo que afecta la eficiencia y la potencia del motor. Esto se debe a que la ECU no controla el amortiguador, solo recibe información sobre el ángulo de apertura. Por lo tanto, con cambios repentinos en la posición de la válvula de mariposa, la unidad de control no siempre tiene tiempo para "ajustarse" a las condiciones modificadas, lo que conduce a un consumo excesivo de combustible.
Válvula de mariposa electromecánica
La siguiente etapa en el desarrollo de las válvulas de mariposa fue la aparición de un tipo electromecánico. El mecanismo de control siguió siendo el mismo: cable. Pero en este nodo no existen canales adicionales como innecesarios. En cambio, se agregó al diseño un mecanismo electrónico de amortiguación parcial controlado por la ECU.
Estructuralmente, este mecanismo incluye un motor eléctrico convencional con una caja de cambios, que está conectada al eje del amortiguador.
Esta unidad funciona así: después de arrancar el motor, la unidad de control calcula la cantidad de aire suministrado y abre el amortiguador en el ángulo deseado para establecer la velocidad de ralentí requerida. Es decir, la unidad de control en unidades de este tipo tenía la capacidad de regular el funcionamiento del motor al ralentí. En otros modos de funcionamiento de la central eléctrica, el propio conductor controla el acelerador.
El uso del mecanismo de control parcial permitió simplificar el diseño de la unidad del acelerador, pero no eliminó el principal inconveniente: los errores de formación de la mezcla. En este diseño, no se trata del amortiguador, sino solo al ralentí.
Amortiguador electrónico
El último tipo, el electrónico, se está introduciendo cada vez más en los automóviles. Su característica principal es la ausencia de interacción directa del pedal del acelerador con el eje del amortiguador. El mecanismo de control en este diseño ya es completamente eléctrico. Todavía usa el mismo motor eléctrico con una caja de cambios conectada a un eje controlado por ECU. Pero la unidad de control "controla" la apertura de la puerta en todos los modos. Se ha agregado un sensor adicional al diseño: la posición del pedal del acelerador.
Elementos de mariposa electronica
Durante el funcionamiento, la unidad de control utiliza información no solo de los sensores de posición del amortiguador y del pedal del acelerador. También se tienen en cuenta las señales de los dispositivos de monitoreo de la transmisión automática, los sistemas de frenos, el equipo de control de clima y el control de crucero.
Toda la información entrante de los sensores es procesada por la unidad y, sobre esta base, se establece el ángulo óptimo de apertura de la puerta. Es decir, el sistema electrónico controla completamente el funcionamiento del sistema de admisión. Esto hizo posible eliminar errores en la formación de la mezcla. En cualquier modo de operación de la planta de energía, se suministrará la cantidad exacta de aire a los cilindros.
Pero este sistema no estaba exento de fallas. También hay un poco más de ellos que en los otros dos tipos. El primero de ellos es que el amortiguador se abre mediante un motor eléctrico. Cualquier mal funcionamiento, incluso menor, de las unidades de transmisión conduce a un mal funcionamiento de la unidad, lo que afecta el funcionamiento del motor. No existe tal problema en los mecanismos de control por cable.
El segundo inconveniente es más significativo, pero se trata principalmente de automóviles económicos. Y todo se basa en el hecho de que debido a un software no muy bien desarrollado, el acelerador puede funcionar tarde. Es decir, después de presionar el pedal del acelerador, la ECU tarda un tiempo en recopilar y procesar información, luego de lo cual envía una señal al motor de control del acelerador.
La razón principal de la demora desde que se presiona el acelerador electrónico hasta la respuesta del motor es una electrónica más barata y un software no optimizado.
En condiciones normales, este inconveniente no es particularmente notable, pero bajo ciertas condiciones, dicho trabajo puede tener consecuencias desagradables. Por ejemplo, al iniciar la marcha en un tramo de carretera resbaladizo, a veces es necesario cambiar rápidamente el modo de funcionamiento del motor (“pisar el pedal”), es decir, en tales condiciones, una rápida “reacción” de la necesaria motor a las acciones del conductor es importante. El retraso existente en el funcionamiento del acelerador puede derivar en una complicación de la conducción, ya que el conductor no “siente” el motor.
Otra característica del acelerador electrónico de algunos modelos de automóviles, que para muchos es una desventaja, es la configuración especial del acelerador en la fábrica. La ECU tiene una configuración que excluye la posibilidad de que las ruedas patinen al arrancar. Esto se logra por el hecho de que al comienzo del movimiento, la unidad no abre específicamente el amortiguador a la máxima potencia, de hecho, la ECU "estrangula" el motor con un acelerador. En algunos casos, esta característica tiene un impacto negativo.
En los autos premium, no hay problemas con la "respuesta" del sistema de admisión debido al desarrollo normal del software. También en tales automóviles, a menudo es posible configurar el modo de funcionamiento de la planta de energía de acuerdo con las preferencias. Por ejemplo, en el modo "sport", el funcionamiento del sistema de admisión también se reconfigura, en cuyo caso la ECU ya no "estrangula" el motor al arrancar, lo que permite que el automóvil se ponga en marcha "rápidamente".
