Дроссель как работает – Электронная заслонка (дроссель) принцип работы и зависимость от других систем

Содержание

что такое, для чего нужен и как работает

Что такое дроссель? Как отличить от резистора или трансформатора? Как правильно подключить и зачем вообще это делать? Всё самое интересное далее в статье!

Дроссель в электрике

дроссель в электрикеДроссель в электрике

Это особый вид катушек индуктивности. Его особенность заключается в том, что он может удерживать в течение некоторого времени токи из определённого диапазона частот. Механизм срабатывания действует быстро, что позволяет пропускать только нужный сигнал.

Это предотвращает ситуацию, при которой напряжении в сети резко меняется. Чтобы повысить уровень безопасности и стабильность работы, дроссель ставят в цепь обязательно. Разберем пропускной диапазон, виды, принцип работы более подробно.

Для чего нужен дроссель

виды дросселейВиды дросселей

Дроссель используется вместо последовательного резистора, потому что обеспечивает лучшую фильтрацию (меньше остаточной пульсации переменного тока на источнике питания, что означает меньшее гудение на выходе усилителя) и меньшее падение напряжения. «Идеальный» индуктор будет иметь нулевое сопротивление постоянному току. При использовании резистора большего размера, вы быстро достигаете точки, где падение напряжения возрастает до пиковых величин, и, кроме того, «провал» питания становится значительным, потому что разность токов между полной выходной мощностью и холостым ходом может быть немалой, особенно в усилителе класса AB.

Существует две распространенные конфигурации источника питания: конденсаторный вход и дроссельный вход. Входной фильтр конденсатора не обязательно должен иметь дроссель, но для дополнительной фильтрации тот необходим. Источник питания дросселя по определению обязан оснащаться дросселем.

Источник питания с дросселемИсточник питания с дросселем

На входе конденсатора будет конденсатор фильтра, следующий непосредственно за выпрямителем. Тогда он может иметь или не иметь второго фильтра, состоящего из последовательного резистора или дросселя, за которым следует другой конденсатор. Сеть «колпачок – индуктор – колпачок» обычно называется сетью «пи-фильтр». Преимущество входного фильтра конденсатора заключается в более высоком выходном напряжении, но он имеет более низкое регулирование напряжения, чем входной фильтр дросселя.

Источник питания дросселя будет иметь дроссель, следующий сразу за выпрямителем. Основное преимущество входного питания дросселя – лучшее регулирование напряжения, но за счет гораздо более низкого выходного напряжения. Входной фильтр дросселя должен иметь определенный минимальный ток, протекающий через него для поддержания регулирования.

Дроссель в собранном прибореДроссель в собранном приборе

Пример:

Разница напряжений между двумя типами фильтров может быть довольно большой. Например, предположим, что у вас есть трансформатор 300-0-300 и двухполупериодный выпрямитель.

Если вы используете конденсаторный входной фильтр, вы получите максимальное напряжение постоянного тока без нагрузки в 424 вольт, которое снизится до напряжения, зависящего от тока нагрузки и сопротивления вторичных обмоток.

Если вы используете тот же трансформатор с входным фильтром дросселя, пиковое выходное напряжение постоянного тока будет составлять 270 В и будет гораздо более строго регулироваться, чем входной фильтр конденсатора (меньше перемен напряжения питания с изменениями тока нагрузки).

Как работает дроссель

ДроссельДроссель

Во всех переключающих регуляторах индуктор используется в качестве устройства накопления энергии. Когда полупроводниковый переключатель включен, ток в индукторе увеличивается и энергия накапливается. Когда выключатель выключается, эта энергия высвобождается в нагрузку. Количество накопленной энергии определяется как Энергия = ½L·I 2 (Дж)

Где L – индуктивность в Генри, а I – пиковое значение тока индуктора.

Величина, на которую ток в катушке индуктивности изменяется во время цикла переключения, называется пульсирующим током и определяется следующим уравнением:

V l = L·di / DT

Где V l – напряжение на катушке индуктивности, di – ток пульсации, а DT – длительность, в течение которой подается напряжение. Отсюда видно, что значение пульсационного тока зависит от значения индуктивности.

Для понижающего преобразователя выбор правильного значения индуктивности важен для получения приемлемых размеров индуктивности выходного конденсатора и достаточно низкой пульсации выходного напряжения.

Ток индуктора состоит из компонентов переменного и постоянного тока. Поскольку компонент переменного тока является высокочастотным, он будет проходить через выходной конденсатор, который обеспечивает низкий ВЧ-импеданс. Это создаст пульсации напряжения из-за эквивалентного последовательного сопротивления конденсатора (ESR), которое появляется на выходе понижающего преобразователя. Это пульсирующее напряжение должно быть достаточно низким, чтобы не влиять на работу цепи, которую поставляет регулятор.

дроссель в собранной схемеДроссель в собранной схеме

Выбор правильного пульсирующего тока также оказывает влияние на размер индуктора и выходного конденсатора. Этот конденсатор должен иметь достаточно высокий номинальный ток пульсации, иначе он перегреется и высохнет. Чтобы получить хороший компромисс между размерами индуктора и конденсатора, вы должны выбрать значение пульсационного тока от 10 % до 30 % от максимального тока нагрузки. Это также подразумевает, что ток в катушке индуктивности будет непрерывным для выходных токов, превышающих 5–15 % от полной нагрузки.

Вы можете использовать индукторы понижающего преобразователя в непрерывном или прерывистом режиме. Это означает, что ток индуктора может течь непрерывно или падать до нуля во время цикла переключения (прерывистый). Однако работа в прерывистом режиме не рекомендуется, так как это делает конструкцию преобразователя более сложной. Выбор пульсирующего тока индуктивности менее чем в два раза ниже минимальной нагрузки обеспечивает работу в непрерывном режиме.

При подборе индуктора для понижающего преобразователя, как и для всех переключающих регуляторов, вам необходимо определить или рассчитать следующие параметры:

  • максимальное входное напряжение;
  • выходное напряжение;
  • частоту переключения;
  • максимальный ток пульсации;
  • рабочий цикл.

Например, для понижающего преобразователя выберем частоту переключения 200 кГц, диапазон входного напряжения 3,3 В ± 0,3 В и выход 1,8 В при 1,5 А с минимальной нагрузкой 300 мА.

Дроссель в блоке питанияДроссель в блоке питания

Для входного напряжения 3,6 В рабочий цикл будет:

D = V o / V i = 3,6 / 1,8 = 0,5

Где V o – выходное напряжение, а V i – входное напряжение.

Напряжение на индуктивности:

V l = V i – V o = 1,8 В, когда переключатель включен;

V l = – V o = –1,8 В, когда переключатель выключен.

При выборе пульсирующего тока 600 мА необходимая индуктивность: L = V l. Dt / di = (1,8 × 0,5 / 200 × 103 ) / 0,6

L = 7,5 мкГн

Чтобы разрешить некоторый запас, вы должны выбрать значение 10 мкГн. Это дает номинальный пиковый ток пульсации 450 мА. В готовом проекте это можно рассматривать как выходное пульсирующее напряжение 0,45 × ESR выходного конденсатора.

Как измерить индуктивность дросселя мультиметром

Ламповый усилитель с дросселемЛамповый усилитель с дросселем

Любое проводящее тело обладает определенной конечной индуктивностью. Эта индуктивность является внутренним свойством проводящего тела, и она всегда одинакова независимо от того, находится ли этот проводник или устройство под напряжением в электрической цепи или хранится на полке склада.

Индуктивность прямолинейного сегмента может быть значительно увеличена путем намотки его в виде спиральной катушки, после чего магнитные поля, установленные вокруг соседних витков, объединяются, создавая одно более сильное магнитное поле. Индуктивность катушки зависит от квадрата суммы числа витков.

Индуктивность катушки также значительно увеличивается, если та построена вокруг сердечника, который состоит из материала, имеющего высокую проницаемость для магнитного потока. (Поток – это произведение среднего магнитного поля на величину перпендикулярной области, которую он пересекает. Поток в магнитной цепи аналогичен току в электрической цепи.) Это ситуация в силовых трансформаторах, принадлежащих коммунальным предприятиям, и других катушках, предназначенных для работы на 50 или 60 Гц. Индуктивные эффекты более выражены на более высоких частотах, поэтому для ВЧ-индуктора обычно достаточно воздушного сердечника.

Воздушный сердечникВоздушный сердечник

Одно из определяющих качеств катушки состоит в том, что при снятии приложенного напряжения, прерывая ток, магнитное поле разрушается, и электрическая энергия, ранее использованная для создания магнитного поля, внезапно возвращается в цепь. Это просто проявление того факта, что магнитное поле и проводник, движущиеся относительно друг друга, вызывают поток тока в проводнике.

Скорость изменения тока в катушке индуктивности пропорциональна приложенному к ней напряжению, определяемому известным уравнением:

V = L dI / dt

Где:

  • L – индуктивность в Генри;
  • V – напряжение, I – ток;
  • t – время.

Подобно конденсатору и в отличие от резистора полное сопротивление индуктора зависит от частоты. Импеданс – это векторная сумма сопротивления (когда и если в цепи есть резистор или эквивалент) и индуктивного или емкостного сопротивления.

В конденсаторе более высокая частота соответствует более низкому емкостному сопротивлению. В индукторе более высокая частота соответствует более высокому индуктивному сопротивлению.

Катушка не оказывает противодействия потоку постоянного тока, за исключением:

  • небольшого сопротивления из-за большой емкости провода;
  • мгновенного индуктивного сопротивления при первом включении катушки из-за работы, необходимой для установления магнитного поля. (В течение времени нарастания постоянный ток по существу переменный.)
Ламповый усилительЛамповый усилитель

Уравнение для емкостного сопротивления:

X C = 1 / 2πfC

Где X C = емкостное сопротивление в омах; f = частота в герцах; C = емкость.

Уравнение для индуктивного сопротивления:

X L = 2πfL

Где X L = индуктивное сопротивление в омах; f = частота в герцах; L = индуктивность.

Эти уравнения «симметричны». Один является зеркальным отражением другого, различие заключается в роли, которую играет частота. В емкостном сопротивлении f находится в знаменателе, а в индуктивном сопротивлении – в числителе. Емкостное и индуктивное реактивное сопротивление, а также общий импеданс выражены в омах как сопротивление постоянному току, и они полностью соответствуют закону Ома при том понимании, что эти свойства меняются с частотой.

Как обозначается дроссель на схеме

Условные обозначения:

обозначение дросселя на схемеУсловное графическое обозначение дросселей

Из чего состоит дроссель

Элементы:

  • катушка;
  • провод, намотанный на сердечник;
  • магнитопровод.

Есть схожесть с трансформатором, но слой обмотки всего один. Такая конструкция помогает стабилизировать сеть, а также исключить шанс резкого скачка напряжения.

Как подключить дроссель

Схема подключения очень простая и представляет собой цепь последовательно соединённого дросселя и самого устройства ДРЛ 250. Подключение идёт через сеть 220 вольт и работает при обычной частоте. Поэтому их без труда можно поставить в домашнюю сеть. Дроссель работает как стабилизатор и корректировщик напряжения.

схема подключения дросселяСхема подключения дросселя

Как отличить резистор от дросселя

По внешнему виду: от резисторов отличаются обычно толщиной (дроссели толще), от конденсаторов – неправильной формой «капельки».

Более точный способ – сопротивление. У дросселя оно почти нулевое.

Таблица с маркировкой:

Серебряный  0,0110
Золотой  0,15 %
Черный 0120 %
Коричневый1110 
Красный22100 
Оранжевый331000 
Желтый44  
Зеленый55  
Голубой66  
Фиолетовый77  
Серый88  
Белый99  
 1-я цифра2-я цифраМножительДопуск

Чем отличается дроссель от трансформатора

Наглядная схема трансформатораНаглядная схема трансформатора

Трансформатор оснащён несколькими мотками и меняет величину напряжения. Дроссель имеет одну обмотку и уравнивает пульсации постоянного тока (не пропускает переменную часть дальше в сеть).

Как рассчитать дроссель на ферритовом кольце

Дроссель на ферритовом кольцеДроссель на ферритовом кольце

Индукторы обычно указываются с двумя номиналами тока: непрерывный (Irms) и пиковый (Isat). Irms обычно указывается как постоянный ток, вызывающий повышение температуры индуктора на 40 °C. Isat – это пиковый ток, который вызывает определенный спад индуктивности – определяется как процентное уменьшение от значения разомкнутой цепи и может варьироваться от 5 % до 50 %. Эти номиналы тока являются руководством к характеристикам индуктора. Фактический максимальный рабочий ток будет зависеть от применения. Учитывая это, необходимо проверить ряд факторов, чтобы обеспечить правильный выбор индуктора.

Два дросселя в сборе

Во-первых, важно посмотреть, как индуктивность «падает» с увеличением тока. Для таких материалов, как железный порошок, порошок пермаллоя молибдена (MPP), сендуст и аморфный порошок, которые используют распределенный воздушный зазор, спад индуктивности начинается при очень низких уровнях тока и продолжается почти линейным образом при увеличении тока. Если используется ферритовый материал, любое постепенное изменение индуктивности затопляется большим зазором, который необходимо ввести для накопления энергии. В результате индуктивность резко падает в точке насыщения всего ядра. До достижения этой точки индуктивность остается практически постоянной.

Пускорегулируещие устройство для лампПускорегулируещие устройство для ламп

Для материалов с ферритовым сердечником пиковый ток обычно указывается для снижения индуктивности от 10 % до 30 % от значения разомкнутой цепи. Работа при более высоких уровнях тока не рекомендуется, так как индуктивность быстро упадет до низкого уровня. Однако для порошкообразных материалов максимальный ток может быть задан при любом спаде до 50 % при работе за пределами возможной, если индуктор не перегрелся.

Как рассчитать дроссель для импульсного блока питания

Регуляторы напряжения на материнской платеРегуляторы напряжения на материнской плате

Высококачественные мультиметры часто включают емкостный режим. Чтобы сделать это измерение, просто исследуйте выводы тестируемого устройства. В целях безопасности и точности может потребоваться разрядка устройства с высокой емкостью, такого как электролитический конденсатор, с использованием разумного сопротивления в течение соответствующего промежутка времени. Шунтирование с помощью отвертки не является хорошей практикой, потому что электролит может быть пробит из-за сильного тока, не говоря уже о вспышке дуги в больших единицах. После разряда проверьте, измерив напряжение.

Можно ожидать, что конденсаторы, протестированные с помощью мультиметра в емкостном режиме, будут показывать значения ниже на целых 10 %. Эта точность достаточна для многих применений, таких как цепь запуска для электродвигателя или для фильтрации источника питания. Большая точность достигается путем проведения динамического теста. Одной из стратегий точного измерения является создание схемы, преобразующей емкость в частоту, которую затем можно определить с помощью счетчика.

схема с дросселемСхема с дросселем

Для измерения индуктивности устройства, собственной индуктивности цепи или более распространенной распределенной индуктивности прибор LCR является предпочтительным инструментом. Он подвергает тестируемое устройство (надлежащим образом разряжается и изолируется от любых окружающих цепей, которые могут запитать его или создать нерелевантный параллельный импеданс) переменному напряжению известной частоты, обычно одно среднеквадратичное значение на один килогерц. Измеритель одновременно измеряет напряжение и ток через устройство. Из соотношения этих величин он алгебраически рассчитывает импеданс.

Впоследствии усовершенствованные измерители фиксируют фазовый угол между приложенным напряжением и результирующим током. Они используют эту информацию для отображения эквивалентной емкости, индуктивности и сопротивления рассматриваемого устройства. Счетчик работает в предположении, что емкость и индуктивность, которые он обнаруживает, существуют в параллельной или последовательной конфигурации.

Фильтр питанияФильтр питания

Конденсаторы имеют определенное количество непреднамеренной индуктивности и сопротивления в результате их выводов и пластин. Точно так же индукторы имеют некоторое сопротивление из-за своих выводов, и они обладают определенной емкостью, потому что их клеммы приравниваются к пластинам. Аналогично резисторы, а также полупроводники на высоких частотах приобретают емкостные и индуктивные качества.

Как правило, счетчик предполагает, что подразумеваемые устройства включены последовательно, когда он выполняет измерения LR. Аналогично предполагается, что они параллельны, когда проводятся измерения CR, из-за последовательной геометрии катушки и параллельной геометрии конденсатора.

Индуктивность.

У катушки, намотанной на сердечник, кроме реактивного(Xl) имеется и активное сопротивление(R). Таким образом, полное сопротивление катушки индуктивности равно сумме активной и реактивной составляющих.

Как работает трансформатор.

Рассмотрим работу дросселя собранного на замкнутом магнитопроводе и подключенного в виде нагрузки, к источнику переменного тока. Число витков и магнитная проницаемость сердечника подобраны таким образом, что его реактивное сопротивление велико, ток протекающий в цепи соответственно — нет.

Ток, переодически изменяя свое направление, будет возбуждать в обмотке катушки (назовем ее катушка номер 1) электромагнитное поле, направление которого будет также переодически меняться — перемагничивая сердечник. Если на этот же сердечник поместить дополнительную катушку(назовем ее — номер 2), то под действием переменного электромагнитного поля сердечника, в ней возникнет наведенная переменная Э.Д.С.

Если количество витков обеих катушек совпадает, то значение наведенной Э.Д.С. очень близко к значению напряжения источника питания, поданного на катушку номер 1. Если уменьшить количество витков катушки номер 2 вдвое, то значение наведенной Э.Д.С. уменьшится вдвое, если количество витков наоборот, увеличить — наведенная Э.Д.С. также, возрастет. Получается, что на каждый виток, приходится какая-то определенная часть напряжения.

Обмотку катушки на которую подается напряжение питания (номер 1) называют первичной, а обмотка, с которой трансформированое напряжение снимается — вторичной.


Отношение числа витков вторичной(Np) и первичной (Ns) обмоток равно отношению соответствующих им напряжений — Up(напряжение первичной обмотки) и Us(напряжение вторичной обмотки).


Таким образом, устройство состоящее из замкнутого магнитопровода и двух обмоток в цепи переменного тока можно использовать для изменения питающего напряжения — трансформации. Соответственно, оно так и называется — трансформатор.

Если подключить к вторичной обмотке какую-либо нагрузку, в ней возникнет ток(Is). Это вызовет пропорциональное увеличение тока(Ip) и в первичной обмотке. Будет верным соотношение:


Трансформаторы могут применяться как для преобразовния питающего напряжения, так и для развязки и согласования усилительных каскадов. При работе с трансформаторами необходимо обратить внимание на ряд важных параметров, таких как:
1. Допустимые токи и напряжения для первичной и вторичной обмоток.
2. Максимальную мощность трансформатора — мощность которая может длительное время передаваться через него, не вызывая перегрева обмоток.
3. Диапазон рабочих частот трансформатора.

Параллельный колебательный контур.

Если соединить катушку индуктивности и конденсатор — получится очень интересный элемент радиотехники — колебательный контур. Если зарядить конденсатор или навести в катушке Э.Д.С., используя электромагнитное поле — в контуре начнут происходить следующие процессы: Конденсатор разряжаясь, возбуждает электромагнитное поле в катушке индуктивности. Когда заряд истощается, катушка индуктивности возвращает запасенную энергию обратно в конденсатор, но уже с противоположным знаком, за счет Э.Д.С. самоиндукции. Это будет повторяться снова и снова — в контуре возникнут электромагнитные колебания синусоидальной формы. Частота этих колебаний называется резонансной частотой контура, и зависит от величин емкости конденсатора(С), и индуктивности катушки (L).

Параллельный колебательный контур обладает очень большим сопротивлением на своей резонансной частоте. Это позволяет использовать его для частотной селекции(выделения) в входных цепях радиоаппаратуры и усилителях промежуточной частоты, а так же — в различных схемах задающих генераторов.

Калькулятор расчета индуктивности однослойной катушки.

Как работает дроссель — Канализация

Конструкция и принцип работы

Прежде всего поговорим о том, из чего состоит данный элемент цепи и как он работает. На схемах обозначение дросселя следующее:

Условное обозначение

Внешний вид изделия может быть таким, как на фото:

Катушка индуктивности фото

Это катушка из провода намотанного на сердечник с магнитопроводом, или без корпуса в случае высоких частот. Похож на трансформатор только с одной обмоткой. Краткий экскурс в физику, ток в катушке не может мгновенно измениться. Проведем мысленный эксперимент — у нас есть источник переменного тока, осциллограф, дроссель.


Условный стенд

Во время начала полу волны мы наблюдаем нарастание тока с запозданием, это вызвано индуцированием магнитного потока в сердечнике. Происходит постепенное нарастание тока в обмотках, когда с источника переменного тока сигнал уходит на спад, мы наблюдаем спад тока в дросселе, опять же с некоторым опозданием, поскольку магнитное поле в магнитопроводе продолжает толкать ток в катушке и не может быстро изменить свое направление. Получается в какой-то момент ток из внешнего источника противодействует току, наведенному магнитопроводом дросселя. В цепях переменного тока назначение дросселя — выступать ограничителем или индуктивным сопротивлением.

Для постоянного тока данный элемент схемы не является сопротивлением или регулирующим элементом. Этот эффект используют для устройств, в электрических цепях, где нужно ограничить ток до нужной величины, при этом избежать излишней громоздкости и выделения тепла.

Интересное пояснение по данному вопросу вы также можете просмотреть на видео:


Источник: samelectrik.ru

Что такое дроссель, внешний вид и устройство

Дроссель — это один из видов катушки индуктивности, представляет собой специальную медную проволоку, намотанную на сердечник. Но не всё так просто, бывают они и без сердечника, называются бескаркасные или воздушные. Внешне некоторые похожи на трансформатор. Отличие в том, что дроссель имеет только одну обмотку, а у трансформатора их две или больше. Если вывода только два, то перед вами точно не трансформатор.

Дроссели без сердечника представляют собой намотанную спиралью проволоку. Как выглядит дроссель в электротехнике разобрались, теперь поговорим о его конструкции.

Как уже говорили, сердечник у дросселя может быть, а может и не быть. Сердечник может быть из токопроводящего материала —  металла, а может из магнитного. Наличие или отсутствие сердечника, а также его тип (не только материал, но и форма) влияют на параметры катушки индуктивности.

Элементы без сердечников применяются для отсечения высоких частот, с сердечником чаще применяют для накопления энергии. Есть и ещё один момент: если сравнить дроссели с одинаковыми параметрами с сердечником  и без, то те которые его имеют, размером намного меньше. Чем лучше проводимость сердечника, тем меньше идёт проволоки и меньшие размеры имеет элемент.

Несколько слов о проволоке, которую используют для намотки дросселя. Это специальный изолированный провод. Изоляция — тонкий слой диэлектрического лака, он незаметен, но изолирует хорошо. Так что, при самостоятельной намотке катушки, не используйте обычную проволоку, только специальную, покрытую изоляцией.

Дроссель на схеме обозначается графическим изображением полуволны. Если он с магнитным сердечником, добавляется черта. Если требуется какой-то специальный металл это также указывается рядом со схематическим изображением. Также может быть указан диаметр провода (L1).

Свойства, назначение и функции

Теперь разберём, что такое дроссель с точки зрения электрики. Если говорить коротко — это элемент, который сглаживает ток в цепи, что отлично видно на графике. Если подать на него переменный ток, увидим, что напряжение на катушке возрастает постепенно, с некоторой задержкой. После того, как напряжение убрали, в цепи еще какое-то время протекает ток. Это происходит так как поле катушки продолжает «толкать» электроны благодаря запасённой энергии. То есть, на дросселе ток не может появляться и исчезать мгновенно.

Это свойство и используют, когда надо ограничить ток, но есть ограничения по нагреву (желательно его избежать). То есть дроссель используют как индуктивное сопротивление, задерживающее или сглаживающее скачки тока. Как и резистор, катушка индуктивности имеет определённое сопротивление, что вызывает падение напряжение и ограничивает ток. Вот только греется намного меньше. Потому его часто используют как индуктивную нагрузку.

У дросселя есть два свойства, которые тоже используют в схемах.


  • так как это подвид катушки индуктивности, то он может запасать заряд;
  • отсекает ток определённой частоты (задерживаемая частота зависит от параметров катушки).

В некоторых устройствах (в люминесцентных лампах) дроссель ставят именно для накопления заряда. Во всякого рода фильтрах его используют для подавления нежелательных частот.

Виды и примеры использования

Чтобы более точно усвоить, что такое дроссель, поговорим о конкретном применении этого элемента в схемах. Его можно увидеть практически в любой схеме. Их ставят, если надо развязать (сделать независимыми друг от друга) участки, работающие на разной частоте. Они сглаживают резкие скачки тока (увеличение и падение), используются для подавления шумов. В некоторых схемах работают как стартовые, способствуя увеличению напряжения в момент старта. В зависимости от назначения, делятся на следующие виды:

  • Сглаживающие. В силу индуктивности, препятствуют резкому повышению или понижению тока.
  • Фильтрующие. Специально подобранные параметры отсекают (подавляют) выбросы на определённых частотах (или в целом диапазоне). Ставят их и на входе статических конденсаторов.
  • Сетевые. Ставят в приборах, питающихся от однофазной сети. Служат для предохранения аппаратуры от перенапряжения.
  • Моторные. Ставят на входе электроприводов, чтобы сгладить пусковые токи.

Как видите, дроссели в электрике имеют широкое применение. Есть они в любой бытовой аппаратуре, даже в лампах. Не тех, которые работают с лампами накаливания, а тех, которые называют лампами дневного света, а так же в экономках и в светодиодных. Просто там они очень небольшого размера. Если разобрать плеер, проигрыватель, блок питания, — везде можно найти катушку индуктивности.

Дроссель в лампах дневного света

Для работы лампы дневного света необходим пуско-регулирующий аппарат. В более «старом» варианте он состоит из дросселя и стартера. Зачем дроссель в люминесцентной лампе? Он выполняет сразу две задачи:

  • При пуске накапливает заряд, необходимый для розжига лампы (пусковой).
  • Во время работы сглаживает возможные перепады тока, обеспечивая стабильное свечение лампы.

В схеме люминесцентной лампы с электромагнитным ПРА, дроссель включается последовательно с лампой, стартер — параллельно. При неисправности одного из элементов или сгорании лампы, она просто не зажигается. Принцип работы этого узла такой. При включении напряжения в 220 В недостаточно для старта лампы. Пока она холодная, имеет очень большое сопротивление и ток течёт через постепенно разогревающиеся катоды лампы, затем через стартер.

В стартере есть биметаллический контакт, который при прохождении тока нагревается, начинает изгибаться. В какой-то момент он касается второго неподвижного контакта, замыкая цепь. Тут в работу вступает дроссель, пока грелся контакт стартера, он накапливал энергию. В момент когда происходит разряд стартера, он выдаёт накопленную энергию, увеличивая напряжение. В момент старта оно может достигать 1000 В. Этот разряд провоцирует разгон электродов, вырывая их из катодов лампы. Высвобождённые электроды начинают движение, ударяются о люминесцентное покрытие лампы, она начинает светиться. Дальше ток протекает не через стартер, а через лампу, так как её сопротивление стало ниже. В этом режиме дроссель работает на сглаживание скачков тока. Как видим, катушка индуктивности работает и как стартовая, и как стабилизирующая.

Зачем нужен дроссель в блоке питания

Как уже говорили, дроссель сглаживает пульсации тока. Если он при этом обладает значительным сопротивлением, параметры можно подобрать так, чтобы подавить определённые частоты.

Второе назначение дросселя в блоке питания —  сглаживание тока. Для этого используют низкочастотные дросселя с сердечниками из магнитной стали. Пластины друг от друга изолированы слоем диэлектрика (могут быть залиты лаком). Это необходимо чтобы избавится от самоиндукции и токов Фуко. Катушки такого типа имеют индуктивность порядка 1 Гн, так что сглаживают любые колебания тока, гасят его выбросы.


Как проверить дроссель мультиметром

Что такое дроссель и для чего его применяют разобрались, теперь ещё стоит научиться определять его работоспособность. Если мультиметр может измерять индуктивность, всё несложно. Просто проводим измерение. Если параметры дросселя нам неизвестны, выставляем самый большой предел измерений. Обычно это несколько сотен Генри. На шакале обозначаются русскими Гн или латинской буквой H.

Установив переключатель мультиметра в нужное положение, щупами касаемся выводов катушки. На экране высвечивается какое-то число. Если цифры малы, переводим переключатель в одно из следующих положений, ориентируясь по предыдущим показателям.

Например, если высветилось 10 мГн, выставляем предел измерения ближайший больший. После этого повторно проводим измерения. В этом случае на экране высветится индуктивность измеряемого дросселя. Имея паспортные данные, можно сравнить реальные показатели с заявленными. Они не должны сильно отличаться. Если разница велика, надо дроссель менять.

Если мультиметр простой, функции измерения индуктивности в нём нет, но есть режим измерения сопротивлений, также можно проверить его работоспособность. Но в данном случае мы будем измерять не индуктивность, а сопротивление. Измерив сопротивление обмотки мы просто сможем понять, работает дроссель или он в обрыве.

Для прозвонки дросселя тестером переводим переключатель мультиметра в положение измерения сопротивлений. Выставляем предел измерений, лучше выставить нижний,чтобы видеть сопротивление обмотки. Далее щупами прикасаемся к концам обмотки. Должно высветиться какое-то сопротивление. Оно не должно быть бесконечно большим (обрыв) и не должно быть нулевым (короткое). В обоих случаях дроссель нерабочий, все остальные значения —  признак работоспособности.

Чтобы убедиться в отсутствии короткого замыкания на витках дросселя, можно перевести мультиметр в режим прозвонки и прикоснуться щупами к выводам. Если звенит — короткое есть, где-то есть пробой, а это значит, что нужен другой дроссель.

Источник: elektroznatok.ru

Принцип работы

Дроссель функционирует по принципу самоиндукции. По внешнему виду напоминает обычную катушку, работающую по типу электрического трансформатора, хотя конструкция состоит лишь из одной обмотки.

Дроссельная катушка имеет ферромагнитные или стальные пластины, изолированные одна от другой для исключения образования токов Фуко, характеризующихся большими помехами. Прибор выполняет функцию сдерживающего барьера при перепадах напряжения в электросети.

Но именно это устройство относится к низкочастотным. Переменный ток, идущий по сетям, характеризуется большим диапазоном колебаний: от 1 до 1 млрд Герц.

Условно они делятся на такие виды:


  1. Низкие частоты (их ещё называют звуковыми) имеют границы колебаний 20−20000 Гц.
  2. Ультразвуковые: от 20 до 100 кГц .
  3. Сверхвысокие: свыше 100 кГц .

У приборов, работающих на высоких частотах, сердечник заменяется каркасами из пластика или резисторами, служащими основой для обмотки медным проводом. В этом случае дроссельный трансформатор оснащён в несколько слоёв или секционной обмоткой.

Дроссель низкочастотныйГлавной технической характеристикой дроссельной катушки является индуктивность (принятые единицы измерения — Генри (Гн), сопротивляемая способность постоянному электрическому току (амплитуда колебаний приближается к нулю) изменением напряжения в требуемых пределах, номинальным подмагничиванием тока.

Используя магнитные сердечники, значительно уменьшаются размеры дросселей с теми же существующими значениями индуктивности. Применение ферритовых и магнитоэлектрических составов благодаря их небольшой ёмкости позволяет пользоваться ими при широких диапазонах.

По предназначению такого типа катушки делятся на три вида:

  1. Переменного тока — применяются для ограничения его в сети.
  2. Катушки насыщения — в стабилизаторах напряжения.
  3. Сглаживающие ослабевают пульсацию выравниваемого тока.

Магнитные усилители — дроссели работают с намагничивающимся сердечником под действием постоянного тока. При других его параметрах соответственно меняется индуктивное сопротивление.

Бывают ещё трёхфазные катушки, применяющиеся в определённых цепях. В наше время различные инженерные задачи решаются с использованием разнообразных типов дросселей.

Применение дросселя

Индуктивность нашла широкое применение в большом разнообразии приборов электротехники, автоматики, радиотехники. Дроссели работают в виде различных электрических фильтров, преобразователей электрической энергии, разных типов электромагнитных реле, а также трансформаторов. Если же конденсатор выполняет накопительную функцию электрического заряда, то индуктивность накапливает электромагнитную энергию. Вот зачем нужен дроссель.

Дроссельные катушкиПосредством прохождения электричества по проводу происходит образование постоянного магнитного поля. Это зависит от количества витков: чем их больше на дросселе и больше проходящего через него количества тока, тем сильнее становится магнитное поле элемента. Чтобы увеличить мощность электрического магнита, в прибор следует встраивать ферромагнитный сердечник. Способность дросселя вырабатывать магнитное поле зачастую применяется в электромагнитах, имеющих большую мощность, в различных электромеханических реле, электродвигателях, а также генераторах.

Дроссельная катушка пропускает постоянный электроток с минимальным сопротивлением, но если проходит ток переменной частоты, оказывает большое сопротивление, то есть выступает в роли фильтра. Эта способность, которая называется индуктивностью, применяется для того, чтобы отделить цепь переменной частоты от цепи постоянной частоты тока. Дроссель с наличием стального сердечника применяется в фильтрах блоков питания сетевых выпрямителей, чтобы сглаживать пульсацию переменного тока.

Под воздействием на катушку переменного магнитного поля в ней происходит образование переменного электротока. Это индуктивное свойство применяется в электрических генераторах с постоянным и переменным током.

В них преобразуется механическая энергия в электрическую:

  • Атомная электростанциягидроэлектростанциями используется энергия падающей воды;
  • генераторы, работающие на жидком топливе, при сжигании бензина или дизеля вырабатывают электричество;
  • тепловые электростанции в качестве топлива используют уголь или же природный газ;
  • в атомных электростанциях механическая энергия получается благодаря нагреву воды.

При прохождении электричества через дроссель вокруг него возникает переменное магнитное поле, оказывающее действие на находящуюся рядом катушку и в ней тоже начинает образовываться переменный электроток.

В этом случае катушка выполняет функции трансформатора, который служит для выравнивания сопротивления нагрузки с внутренними сопротивлениями прибора, вырабатывающего электроэнергию. Трансформаторы применяются во всех отраслях электросвязи, всяческих автоматизированных системах, радиотехнике, различной электронике и т. д.

Источник: 220v.guru

Дроссельная заслонка: назначение, конструкция, принцип работы

С самого момента изобретения принцип работы дроссельной заслонки не изменился. Да, она «обросла» дополнительными датчиками, моторчиками и патрубками, управляется бортовым компьютером, делается из более технологичных материалов, но ее суть осталась неизменной. Как раньше она регулировала подачу воздуха в карбюратор, так и теперь дроссельный узел подает воздух в двигатель.
Однако, несмотря на свою «табуреточную» простоту, дроссельная заслонка выполняет важную функцию, и любые ее сбои моментально сказываются на работе двигателя.

Что такое дроссельная заслонка, назначение, виды

Дроссельная заслонка – это механический клапан, который регулирует объем воздуха, поступающего в камеру сгорания. Угол открытия определяет, сколько воздуха проходит через нее за единицу времени и попадает в цилиндры. В зависимости от угла открытия, воздух может проходить беспрепятственно, частично, либо не проходить вообще.

Типовая схема дроссельной заслонки

Когда водитель нажимает педаль газа, это и есть управление углом открытия заслонки. «Педаль в пол» – она максимально раскрывается и двигатель выдает полную мощность. На холостых оборотах, наоборот, пропускает минимум воздуха, чтобы смесь была богаче. Другими словами, она реагирует на действия водителя, а электронный блок управления (ЭБУ), в свою очередь, реагирует на положение заслонки, подавая соответствующее количество топлива.

Где находиться дроссельная заслонка в автомобиле

Как уже было сказано, схема оказалась настолько удачной, что не претерпела изменений в своем базовом принципе до сегодняшних дней. Но, конечно, дроссельная заслонка тоже совершенствовалась, как и остальные элементы автомобиля. Так что в настоящее время на автомобилях используются три типа:

  1. Механические;
  2. Электромеханические;
  3. Электронные.

Механическая заслонка, принцип работы

Это самый простой и примитивный вид, который до сих пор используется в некоторых автомобилях.

Устройство механической дроссельной заслонки

Принцип работы заключается в следующем:

  1. Педаль газа соединяется с дроссельной заслонкой тросом и поворотными рычагами. Нажимая на педаль, водитель напрямую воздействует на поворотный диск заслонки и он открывается на нужный угол;
  2. Угол раскрытия фиксирует датчик положения, который передает информацию на блок управления двигателем. Соответственно, он косвенно отвечает за объем подачи топлива на форсунки.

Датчики положения на дроссельной заслонке могут быть двух типов:

  1. Потенциометрический (датчик угловых перемещений). Его конструктивные особенности – реостат со спиралью и скользящим контактом, который соединен с осью поворота дроссельной заслонки;

    Устройство потенциометрического датчика угловых перемещений на дроссельной заслонке

  2. Магниторезистивный. Он состоит из ползунка, соединенного с осью заслонки, и резистивных дорожек, над которыми ползунок перемещается. За счет отсутствия прямого контакта между элементами этот датчик более долговечный, чем потенциометрический.
Схема магниторезистивного датчика угловых перемещений на дроссельной заслонке

На холостом ходу заслонка полностью закрыта, так что для работы двигателя воздух идет в обход через регулятор холостого хода – отдельный байпасный канал, где находится электроклапан. И для дополнительной подачи воздуха (например, если на холостом ходу водитель включает кондиционер или другое электрооборудование) предусмотрен еще один канал, также идущий в обход впускного коллектора.

В современных механических датчиках предусмотрена система подогрева каналов холостого хода, чтобы в холодный сезон предотвратить обледенение. К специальным патрубкам подведена охлаждающая жидкость от двигателя, которая выполняет функцию подогрева.

Электромеханическая дроссельная заслонка

Устройство электромеханической дроссельной заслонки

Ее устройство почти такое же, как у механической, но с небольшим дополнением: на ней установлен электропривод для работы на холостом ходу, который управляется ЭБУ. По сути, этот привод выполняет работу регулятора холостого хода: дает воздуху поступать в двигатель, даже если водитель не «газует».
Остальные элементы остались те же: тросовая система соединений, датчик положения заслонки.

Электрическая (электронная) заслонка, принцип работы

Электронная дроссельная заслонка

Тут всё «по-взрослому»: никаких тросов и рычагов, только умная и быстрая электроника. Такая система ставится на современные автомобили, в которых есть возможность выбирать режим движения.

К электронной системе управления дросселем относятся:

  1. Датчики положения педали газа. В зависимости от того, как сильно водитель «газует», меняются показания датчика, передаваемые на ЭБУ;
  2. Датчик положения дроссельной заслонки;
  3. Электропривод заслонки с редуктором и возвратным механизмом.
Типовая схема работы электронной дроссельной заслонки

Электронная заслонка управляется ЭБУ на всех режимах. Кроме того, она дает возможность переключать режимы: в спокойной городской езде не позволит слишком резко рвануть с места, а в режиме «драйв», наоборот, подстегнет двигатель на старте.

Что лучше, механическая или электрическая заслонка?

Спорить о том, какая система лучше, занятие неблагодарное. Зависит от того, какие приоритеты у автовладельца.

К примеру, механический дроссель можно считать «прошлым веком», поскольку не ставится на современные автомобили, но в то же время он отлично выполняет свои функции. И имеет однозначные плюсы: меньше слабых мест (каждый дополнительный датчик или моторчик – дополнительная деталь, которая может поломаться) и простота ремонта или замены. Однако будем откровенны, с сегодняшними стандартами экономии топлива и экологической безопасности механической заслонке уже не справиться.

Электронный дроссель имеет больше шансов на поломку, даже чисто статистически, ведь в нём есть дополнительные элементы. Как только любой датчик выходит из строя, начинаются «танцы с бубном» и поиск ошибок. Однако представить современный автомобиль без точного и тонкого управления двигателем, для чего нужна именно электронная заслонка – просто невозможно. Поэтому механические дроссели потихоньку уходят в прошлое, а им на смену приходит электроника.

Неисправности, регулировка и ремонт

1. Основное слабое место – датчик положения дроссельной заслонки. Именно он чаще всего выходит из строя, в результате чего начинаются сбои в работе двигателя:

  • Автомобиль не заводится или заводится плохо;
  • На холостом ходу начинаются «сюрпризы»: двигатель либо работает слишком активно, либо глохнет;
  • Пропадает плавность движения, появляются рывки и провалы в работе мотора;
  • Ухудшается динамика разгона, внезапно пропадает тяга;
  • Увеличивается расход топлива;
  • На панели приборов включаются индикаторы неисправностей, в частности, может загораться и гаснуть «Check Engine».

Однако ни один из этих признаков не указывает напрямую на неисправность именно дроссельной заслонки. Для определения причины придется провести диагностику.

2. Еще одна проблема, хоть не такая неприятная, как поломка датчика – засорение обходных каналов. В этом случае симптомы будут связаны только с работой двигателя на холостом ходу. Плавающие обороты, внезапная остановка – всё это может быть поводом для проверки и чистки дросселя.

3. Третья неисправность – подсос воздуха через сам блок дроссельной заслонки или сквозь пробой во впускном коллекторе. В результате в двигатель поступает кислорода больше нормы и повышаются обороты тогда, когда этого не требуется. К тому же нет ничего хорошего в том, что в цилиндры поступает воздух в обход фильтра.

Если нарушена герметичность соединения дросселя и впускного коллектора, либо сама заслонка не закрывается нормально, это решается путем ее чистки и повторной установки. Однако подсос воздуха может идти и через другие слабые места, так что лучше обратиться на СТО за квалифицированной помощью. Возможно, «травят» уплотнители форсунок, место подвода вакуумного усилителя тормозов, есть другие неисправности на пути воздуха к цилиндрам. Проблемы нужно найти и устранить.

4. И, наконец, может сбиться адаптация заслонки. Адаптация – это настройка ЭБУ, чтобы он корректно увязывал положение педали газа с положением дросселя. Сбой адаптации может произойти при отключении аккумулятора или ЭБУ, снятии самой заслонки для чистки и ремонта, ее замена и т.д. Провести адаптацию можно и самостоятельно, но лучше доверить это специалистам. Стоит услуга недорого, делается быстро, напортачить там сложно.

Работа дроссельной заслонки зависит от других элементов системы подачи воздуха. В частности, на нее влияет качество воздушного фильтра: если владелец автомобиля нарушает регламент ТО, фильтр пропускает меньше воздуха, чем необходимо, и появляются проблемы, с признаками неисправности.

Также важно состояние антифриза, если он подается для обогрева регулятора холостого хода. И, конечно, сбои в работе ЭБУ могут привести к проблеме с подачей воздуха. В свою очередь, дроссельная заслонка при поломке может наделать много неприятностей, особенно при работе двигателя на переобогащенной смеси. Берегите свою машину, и она будет служить верой и правдой!

Электронная заслонка (дроссель) принцип работы и зависимость от других систем

Как работает электронная дроссельная заслонка, какие сюрпризы она вам может преподнести и почему производители ставят именно электронный дроссель а не всем привычный тросовый привод. Что следует знать и делать, чтобы электроника служила надежно и безотказно — обо всем читайте в этой весьма объемной статье.

Принцип работы электронного дросселя

Для управления электронной дроссельной заслонкой используется блок управления двигателем (ЭБУ) и шаговый электродвигатель с редуктором, совмещенный конструктивно с дроссельной заслонкой.

ЭБУ обычно использует в качестве расчетного параметра величину крутящего момента двигателя. Чтобы блок понимал, какие действия производит водитель неотемлемой частью электронного управления является датчик положения педали акселератора.

Датчик положения педели представляет собой переменный резистор, сопротивление которого (а значит и проводимое напряжение) изменяется в зависимости от положения педали газа.

Блок управления открывает дроссельную заслонку в соответствии с нажатием педали газа. В это же время в блок поступает большое количество сигналов от остальных датчиков системы управления. Статья о неисправностях инжекторного двигателя.

На основании всех показаний ЭБУ вычисляет необходимую мощность двигателя и соответствующим образом открывает или закрывает заслонку (регулируя тем самым подачу воздуха в цилиндры), а так же регулирует и количество впрыскиваемого форсунками топлива.

В это же время датчик положения дроссельной заслонки показывает блоку насколько на самом деле открыта дроссельная заслонка, обеспечивая таким образом обратную связь. То есть блок управления не только открывает своими командами заслонку, но он еще и «видит» открылась ли она на самом деле.

Весь процесс управления требует всего нескольких миллисекунд для достижения нужных в данный момент характеристик автомобиля.

Аварийные режимы работы

Применение электроники делает затруднительным диагностику посредством внешнего осмотра. Вы можете только визуально проверить чистоту самого дросселя и легкость перемещения заслонки. Дроссель должен быть чистым! А заслока не должна закусывать.

В случае неисправности узла электронного дросселя система включает аварийный режим «ограничения рывков» для возможности безопасного движения к месту ремонта, либо полного отключения возможности движения.

В таком режиме возможны два варианта развития событий:

1. Система по каким-то причинам не может управлять дроссельной заслонкой. Например неисправен или нет показаний от датчика положения дроссельной заслонки, или неисправен шаговый двигатель и дроссель неспособен перемещаться (открываться и закрываться).

В таком случае ЭБУ отключает управление зажиганием двигателя. Электронная заслонка устанавливается в положение «оключено». Система полностью отключает функции управления зажиганием.

2. Система на может контролировать намерение водителя. В этом случае ЭБУ ограничивает выходную мощность мотора. Например такое возможно если неисправен или нет сигнала от датчика положения педали акселератора.

Для предотвращения повреждения двигателя блок управления снижает приращение скорости и мощности двигателя. Вся система управления двигателем переводится в режим принудительного холостого хода. Обороты двигателя практически не изменяются при нажатии на педель газа.

Режимы ограниченного функционирования электронной дроссельной заслонки

1. Принудительное закрытие

Блок управления сообщает о неисправности, когда в системе подачи воздуха и управления дроссельной заслонкой имеется какой-то сбой. В этом случае ЭБУ перекрывает подачу топлива в цилинрды, отключает зажигание, закрывет дроссель и двигатель глохнет.

2. Режим принудительного управления мощностью холостого хода

Если при работе мотора на холостом ходу система управления не может нормально использовать дроссельную заслонку (например она закусывает при перемещении), то ЭБУ прекращает управление дроссельной заслонкой.

Она устанавливается в положение по умолчанию. А все управление осуществляется путем отключения подачи топлива в один цилиндр и задержкой угла опережения зажигания.

3. Режим принудительного холостого хода

Об этом режиме мы уже говорили с вами выше. Повторим. Когда намерение водителя не может быть распознано (например при потере сигнала с датчика положения педели газа). В этом режиме реакция двигателя на нажатие педали отсутствует. Автомобиль не развивает обороты и практически не едет.

4. Режим управления ограниченной мощностью

Когда система не может использовать дроссельную заслонку для регулирования мощности. В таком случае система определяет по положению педели акселератора, работает ли двигатель на оборотах холостого хода или ускоряется.

Система управляет мощностью двигателя путем прекращения подачи топлива или задерживая зажигание. В такой момент могут плавать обороты двигателя. Машина может двигаться неравномерно в таком режиме, так как обороты будут плавать. Таким автмобилем будет сложно управлять.

5. Когда точность определения намерений водителя снижена. 

Датчик положения педали состоит из двух переменных резисторов. Так вот когда сигнали этих резисторов вследствие поломки слишком сильно отличаются, система ограничивает крутящий момент двигателя.

Реакция двигателя на изменение положения педали замедляется, автомобиль начинает тупить. Снижается мощность двигателя, мотор плохо тянет.

Похожие статьи

 

функции, принцип работы и регулировка

Дроссельная заслонка — это конструктивный элемент топливной системы автомобиля с бензиновым двигателем внутреннего сгорания, регулирующий поступление воздушных масс и образование воздушно-топливной смеси. Этот элемент впускной системы находится между коллектором и воздушным фильтром. Дроссель — одна из основных составляющих системы питания автомобиля.

Дроссельная заслонкаДроссельная заслонка

Дроссельная заслонка — своего рода воздушный клапан, позволяющий контролировать давление в системе. Если клапан открыт — уровень давления стремится к атмосферному, а при закрытом, — снижается, приближаясь к вакууму. Таким образом, дроссельная заслонка регулирует еще и работу вакуумного усилителя тормозной системы. А это значит, что чем меньше угол открытия клапана, тем ниже обороты.

Устройство дроссельной заслонки

Дроссельная заслонка — круглая пластина, имеющая способность вращаться на 90 градусов вокруг себя — это цикл от открытия и до закрытия. Находится она в корпусе, содержащим:

  • Привод — механический или электрический;
  • Датчик положения — потенциометр дроссельной заслонки;
  • Регулятор холостого хода.

В совокупности все эти составляющие образуют дроссельный узел или блок дроссельной заслонки.

Корпус заслонки устроен довольно непросто. Ведь сам он входит в состав системы охлаждения. Именно дроссельный узел открывает каналы, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Оснащение корпуса специальными патрубками, связанными с вентиляционной системой и системой улавливания паров топлива, делает конструкцию еще более сложной. Следует подробнее изучить эту систему.

Регулятор холостого хода

Дроссельная заслонка на автомобилеДроссельная заслонка на автомобиле

При помощи регулятора холостого хода, поддерживается необходимая частота вращения коленчатого вала, при абсолютно закрытой заслонке. К примеру, если мотор нагревается или увеличивается нагрузка, к процессу подключается дополнительное оборудование.

Устроен регулятор следующим образом: корпус, куда крепится шаговый электрический мотор, соединенный с конусной иглой. Во время работы мотора на холостых оборотах, игла как поршень, регулирует площадь сечения воздушного канала.

Привод

Приводы бывают двух видов — механический и электрический. Отличие их только в принципе работы. Механический устроен гораздо проще и связан с педалью газ при помощи стального троса. Электрический же не имеет связи с газом напрямую. Как же тогда происходит регуляция? Здесь на помощь приходит потенциометр дроссельной заслонки. Этот специальный датчик связывается с блоком управления двигателем, и котроллер подает нужный сигал.

Потенциометр

Иными словами, потенциометр изменяет угол открытия заслонки и тем самым воздействует на контроллер. При закрытой заслонке напряжение не превышает 0,7 В, а при полном открытии достигает 4В. Так и происходит контроль подачи топлива.

Если дроссельная заслонка перестала реагировать на импульсы, исходящие от датчика положения, могут возникнуть такие поломки как:

  • Плавающие обороты при работе двигателя. Повышенные обороты холостого хода;
  • Глохнет двигатель, при переключении на нейтральную передачу;
  • Неконтролируемый расход топлива;
  • Двигатель работает вполсилы;
  • Горит лампочка CHEK- проверьте, правильно ли работает дроссельная заслонка.

Как устранить проблему

Если вы заподозрили, что дроссельная заслонка неисправна — нужно проверить весь узел, куда она крепится. Для этого точно соблюдайте следующий алгоритм:

  1. Отсоединить аккумуляторную минусовую клемму.
  2. Необходимо слить жидкость из системы охлаждения.
  3. Откинуть шланги от дроссельного узла.
  4. Убрать трос привода заслонки.
  5. Освободить потенциометр от колодок и регулятора холостого хода.
  6. Снять дроссельный узел.
  7. Проверить в каком состоянии прокладка дроссельной заслонки и остальные элементы узла.
  8. При необходимости заменить некоторые составляющие или же весь узел.
  9. Собрать конструкцию в обратном порядке.

После того, как вы установили узел на место, необходимо проверить герметичность системы охлаждения, куда вы снова залили жидкость. Не должно быть капель и потеков.

Регулировка заслонки

Для того чтобы дроссельная заслонка работала как часы, ее датчик периодически нужно подстраивать. Для этого выполняется несколько простых действий:

  1. Отключается зажигание, дабы перевести клапан в положение закрыто.
  2. Обесточивается разъем датчика.
  3. Регулируется датчик, при помощи щупа размером 0,4 мм, расположенным между винтом и рычагом.

Для проверки исправности датчика измеряется уровень напряжения с помощью омметра. Если напряжение обнаружено — датчик следует заменить. При обратной ситуации можно продолжать регулировать датчик.

Для этого заслонка вращается до того момента, пока вы не увидите те самые показатели, которые прописаны в паспорте авто. Не забудьте проверить после регулировки плотность закрученных болтов и гаек, во время процесса они могли раскрутиться.

Как известно, топливная система автомобиля — это его жизнеспособность. Если она хоть немного нарушена, машина может вас неприятно удивить в самый неподходящий момент. Если из строя выйдет дроссельная заслонка или другой элемент узла, то последствия могут быт плачевными. Поэтому куда лучше, не скупиться на автомобильную диагностику, при возникновении малейших подозрений на неисправность. Помните — безопасность на дороге превыше всего.

Дроссельная заслонка

На современных авто питание силовой установки осуществляется двумя системами – впрыска и впуска. Первая из них отвечает за подачу топлива, в задачу второй входит обеспечение поступления воздуха в цилиндры.

Назначение, основные конструктивные элементы

Несмотря на то, что подачей воздуха «заведует» целая система, конструктивно она очень проста и основным ее элементом выступает дроссельный узел (многие по старинке называют его дроссельной заслонкой). И даже этот элемент имеет несложную конструкцию.

Принцип работы дроссельной заслонки остался идентичным еще со времен карбюраторных двигателей. Она перекрывает основной воздушный канал, благодаря чему и регулируется количество подаваемого в цилиндры воздуха. Но если эта заслонка раннее входила в конструкцию карбюратора, то в инжекторных двигателях она является полностью отдельным узлом.

Инжекторная система ДВС

Помимо основной задачи – дозировки воздуха для нормального функционирования силового агрегата на любом режиме, эта заслонка также отвечает за поддержание требуемых оборотов коленвала на холостом ходу (ХХ), причем с разной нагрузкой на мотор. Участвует она и в функционировании усилителя тормозной системы.

Устройство дроссельной заслонки – очень простое. Основными ее конструктивными составляющими являются:

  1. Корпус
  2. Заслонка с осью
  3. Механизм привода

Механический дроссельный узел

Дроссели разных типов также могут включать ряд дополнительных элементов – датчики, байпасные каналы, каналы подогрева и т. д. Более подробно конструктивные особенности дроссельных заслонок, применяемых на авто, рассмотрим ниже.

Устанавливается дроссельная заслонка в воздуховоде между фильтрующим элементом и коллектором двигателя. Доступ к этому узлу ничем не затруднен, поэтому при проведении обслуживающих работ или замене добраться до него и демонтировать с авто несложно.

Типы узлов

Как уже отмечено, существуют разные виды дроссельной заслонки. Всего их три:

  1. С механическим приводом
  2. Электромеханический
  3. Электронный

Именно в таком порядке и развивалась конструкция этого элемента системы впуска. Каждый из существующих видов имеет свои конструктивные особенности. Примечательно, что с развитием технологий устройство узла не осложнялось, а наоборот – становилось проще, но с некоторыми нюансами.

Заслонка с механическим приводом. Конструкция, особенности

Начнем с заслонки с механическим приводом. Этот тип детали появился с началом установки инжекторной системы питания на автомобили. Основная его особенность заключается в том, что заслонкой водитель управляет самостоятельно при помощи тросового привода, соединяющего педаль акселератора с сектором газа, соединенного с осью заслонки.

Конструкция такого узла полностью позаимствована с карбюраторной системы, разница лишь в том, что заслонка – отдельный элемент.

В конструкцию этого узла дополнительно входят датчик положения (угла открытия заслонки), регулятор холостого хода (ХХ), байпасные каналы, система подогрева.

Дроссельный узел с механическим приводом

В целом, датчик положения дросселя присутствует во всех типах узлов. В его задачу входит определение угла открытия, что дает возможность электронному блоку управления инжектором определить количество подаваемого в камеры сгорания воздуха и на основе этого откорректировать подачу топлива.

Ранее использовался датчик потенциометрического типа, в котором определение угла открытия осуществлялось за счет изменения сопротивления. Сейчас обычно применяются магниторезистивные датчики, которые являются более надежными, поскольку в них отсутствуют контактные пары, подверженные износу.

Датчик положения дроссельной заслонки потенциометрического типа

Регулятор ХХ в механических дросселях представляет собой отдельный канал, идущий в обход основного. Этот канал оснащается электроклапаном, корректирующим поступление воздуха в зависимости от условий функционирования двигателя на ХХ.

Устройство регулятора холостого хода

Суть его работы такова – на ХХ заслонка полностью закрыта, но для работы мотора требуется воздух, он и подается по отдельному каналу. При этом ЭБУ определяет обороты коленвала, на основе чего регулирует степень открытия этого канала электроклапаном, чтобы поддерживать заданные обороты.

Байпасные каналы работают по тому же принципу, что и регулятор. Но в их задачу входит поддержание оборотов силовой установки при создании нагрузки на холостом ходу. К примеру, при включении климат-системы, нагрузка на мотор повышается, из-за чего обороты падают. Если регулятор не способен обеспечить мотор необходимым количеством воздуха, то задействуются байпасные каналы.

Но эти дополнительные каналы имеют существенный недостаток – сечение их небольшое, поэтому возможно их засорение и обледенение. Для борьбы с последним, дроссельная заслонка подключается к системе охлаждения. То есть, по каналам в корпусе циркулирует охлаждающая жидкость, отогревая каналы.

Компьютерная модель каналов в дроссельной заслонке

Основным недостатком механического дроссельного узла является наличие погрешности при приготовлении топливовоздушной смеси, что сказывается на экономичности двигателя и выходе мощности. Все из-за того, что ЭБУ не управляет заслонкой, на него лишь подается информация об угле открытия. Поэтому при резких изменения положения дросселя блок управления не всегда успевает «подстроиться» под изменившиеся условия, что и приводит к перерасходу топлива.

Электромеханическая дроссельная заслонка

Следующим этапом развития дроссельный заслонок стало появление электромеханического типа. Механизм управления у него остался прежний – тросовый. Но в этом узле отсутствуют какие-либо дополнительные каналы за ненадобностью. Вместо всего этого в конструкцию добавили электронный механизм частичного управления заслонкой, управляемый ЭБУ.

Конструктивно этот механизм включает в себя обычный электромотор с редуктором, который соединен с осью заслонки.

Работает этот узел так: после запуска двигателя, блок управления для установления требуемых оборотов холостого хода рассчитывает количество подаваемого воздуха и приоткрывает заслонку на нужный угол. То есть, блок управления в таком типе узла получил возможность регулировать работу двигателя на холостых оборотах. На остальных же режимах функционирования силовой установки дросселем управляет сам водитель.

Использование механизма частичного управления позволило упростить конструкцию самого дроссельного узла, но не устранило основной недостаток – погрешности в смесеобразовании. Его в заслонке такой конструкции нет только на холостом ходу.

Электронная заслонка

Последний тип – электронный, внедряется на автомобили все больше. Его основная особенность заключается в отсутствии прямого взаимодействия педали акселератора с осью заслонки. Механизм управления в такой конструкции уже полностью электрический. В нем используется все тот же электродвигатель с редуктором, связанный с осью, и управляемый ЭБУ. Но открытием заслонки блок управления «заведует» уже на всех режимах. В конструкцию дополнительно добавили еще один датчик – положения педали акселератора.

Элементы электронной дроссельной заслонки

В процессе работы блок управления использует информацию не только с датчиков положения заслонки и педали акселератора. В учет берутся также сигналы, поступающие со следящих устройств автоматических трансмиссий, тормозной системы, климатического оборудования, круиз-контроля.

Вся поступающая информация с датчиков обрабатывается блоком и на ее основе устанавливается оптимальный угол открытия заслонки. То есть, электронная система полностью контролирует работу системы впуска. Это позволило устранить погрешности в смесеобразовании. На любом режиме работы силовой установки в цилиндры будет подаваться точное количество воздуха.

Но и без недостатков у этой системы не обошлось. Причем их чуть больше, чем в других двух видах. Первая из них заключается в том, что заслонка открывается при помощи электродвигателя. Любые, даже незначительные неисправности составляющих привода, приводят к нарушению работы узла, что сказывается на функционировании двигателя. В тросовых механизмах управления такой проблемы нет.

Второй недостаток – более существенный, но касается он по большей части бюджетных автомобилей. И сводится он к тому, что из-за не очень хорошо проработанного программного обеспечения дроссель может работать с запозданием. То есть, после нажатия на педаль акселератора ЭБУ требуется некоторое время на сбор и обработку информации, после чего он подает сигнал на электродвигатель механизма управления дросселем.

Основная причина задержки от нажатия на электронную педаль газа до реакции двигателя — более дешевые электронные комплектующие и не оптимизированное программное обеспечение.

В обычных условиях этот недостаток особо не заметен, но при определенных условиях такая работа может привести к неприятным последствиям. К примеру, при начале движения на скользком участке дороги иногда возникает потребность быстрой смены режима работы мотора («поиграться педалью»), то есть, в таких условиях нужен быстрый «отклик» мотора на действия водителя. Существующая же задержка в срабатывании дросселя может привести к осложнению в управлении автомобилем, поскольку водитель «не чувствует» двигатель.

Еще одна особенность электронной дроссельной заслонки некоторых моделей авто, которая для многих является недостатком – особые заводские установки работы дросселя. В ЭБУ заложена установка, которая исключает вероятность пробуксовки колес при старте. Достигается это тем, что при начале движения блок специально не открывает заслонку для получения максимальной мощности, по сути, ЭБУ дросселем «придушивает» двигатель. В некоторых случаях эта функция сказывается негативно.

На премиумных авто проблем с «откликом» системы впуска нет из-за нормальной проработки программного обеспечения. Также на таких авто нередко можно установить режим работы силовой установки по предпочтениям. К примеру, при режиме «спорт» перенастраивается работа и системы впуска, и в этом случае ЭБУ на старте уже не «душит» двигатель, что позволяет авто «резво» начать движение.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о