Uchylamy przepustnicę - czujnik położenia przepustnicy

Samochody wyposażone są w narzędzia służące do komunikacji z kierowcą. Zmiana toru ruchu odbywa się za pośrednictwem kierownicy, zmiana prędkości za pomocą pedału przyspieszenia. Jakie są następstwa jego wciskania oprócz oczywistej dla kierowcy zmiany prędkości?

Przede wszystkim trzeba mieć świadomość, co faktycznie dzieje się pod maską samochodu, kiedy operujemy pedałem przyspieszenia. Muszą przecież zachodzić jakieś procesy, które wyraźnie dają znać silnikowi o zamiarach kierowcy. Do komunikacji z silnikiem służy przepustnica. To właśnie nią poruszamy za pomocą pedału przyspieszenia. Jej położenie jest sygnałem dla sterownika silnika i pośrednio mówi o zamiarach kierowcy.

Zależnie od jej położenia i m.in. aktualnych obrotów wału korbowego sterownik jest w stanie zapewnić odpowiednią dawkę paliwa i optymalne jej zużycie. Położenie to jest odczytywane za pomocą czujników położenia przepustnicy. Wyróżniamy dwa główne rodzaje czujników - potencjometry oraz mikroprzełączniki. Pierwsze z nich są stosowane w każdym silniku z przepustnicą i służą do określenia chwilowego jej położenia. Mikroprzełączniki stosuje się coraz rzadziej, informują one o skrajnym uchyleniu przepustnicy - pełnym zamknięciu lub otwarciu.

Potencjometr przepustnicy jest przetwornikiem liniowym. To znaczy, że zmiana kąta uchylenia przepustnicy jest proporcjonalna do zmian rezystancji czujnika. Składa się on głównie z bieżni oporowej i ślizgacza (ramię ze stykami), który się po niej porusza. Ślizgacz jest mechanicznie powiązany z osią przepustnicy. Na skutek tego ruchu zmienia się rezystancja czujnika. Przypomnijmy prawo Ohma: I = U/R (I - natężenie prądu elektrycznego, U - napięcie, R - rezystancja). Widzimy więc, że po prostym przekształceniu (R = U/I) zmiana oporu musi powodować także zmianę napięcia, aby równość była zachowana.

Napięcie to odczytywane jest przez przez sterownik, który każdej wartości ma przypisane odpowiednie położenie przepustnicy. W wyniku analizy napięcia oraz charakteru jego zmian szybkość naciskania i zwalniania pedału przyspieszenia dobiera odpowiednie parametry mieszanki paliwowo-powietrznej.

Mikroprzełączniki informują sterownik silnika o krańcowych położeniach przepustnicy. Zespoły takich przełączników są jednak stosowane coraz rzadziej. Ich rolę przejmują potencjometry, które przy wykorzystaniu odpowiednich algorytmów w systemach sterowania wtryskiem mogą być jedynym sygnałem służącym do obliczania ilości zasysanego przez silnik powietrza.

Sygnał mówiący o całkowitym zamknięciu lub otwarciu przepustnicy jest jednak bardzo ważny. Wymusza takie dawkowanie paliwa, aby przy danych obrotach silnik uzyskiwał maksymalne parametry - tego w końcu wymaga kierowca wciskający do końca pedał gazu. W przypadku samochodów z automatyczną skrzynią biegów może być to sygnał do zredukowania biegu (lub kilku), tzw. funkcja kick-down.

Zamknięcie przepustnicy powoduje uruchomienie układu wolnych obrotów lub wyzwala procedurę hamowania silnika. Zależy to od prędkości obrotowej silnika oraz tego, jak szybko kierowca zwalnia pedał przyspieszenia. Przy wysokich obrotach będzie odbywać się hamowanie silnikiem. Zostanie odcięty dopływ paliwa, a układ wolnych obrotów nie dopuści do jego zatrzymania. Przy niskich obrotach ten sam układ zapewni równomierną pracę jednostki napędowej.

Zobacz także:

Źródło: Auto Technika Motoryzacyjna