Дроссель - Throttle
А дроссель это механизм, с помощью которого поток жидкости управляется сужением или обструкцией.
An двигатель мощность может быть увеличена или уменьшена ограничением впускных газов (с помощью дросселя), но обычно уменьшается. Период, термин дроссель стало неформально относиться к любому механизму, с помощью которого регулируется мощность или скорость двигателя, например педали акселератора автомобиля. То, что часто называют дроссель (в авиационном контексте) также называется рычаг тяги, особенно для реактивный двигатель приведенный в действие самолет. Для паровоз, клапан, регулирующий пар, известен как регулятор.
Двигатель внутреннего сгорания
В двигатель внутреннего сгорания дроссельная заслонка - это средство управления мощностью двигателя путем регулирования количества топлива или воздуха, поступающего в двигатель. В автомобиле средство управления, используемое водителем для регулирования мощности, иногда называют дроссельной заслонкой, акселератором или газом. педаль. В бензиновых двигателях дроссельная заслонка обычно регулирует количество воздуха и топлива, попадающих в двигатель. Недавно для GDI двигателя, дроссельная заслонка регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель. Дроссельная заслонка дизеля, если она есть, регулирует поток воздуха в двигатель.
Исторически сложилось так, что педаль или рычаг дроссельной заслонки действует через прямое механическая связь. Дроссельная заслонка дроссельной заслонки приводится в действие рычагом, нагруженным пружиной. Этот рычаг обычно напрямую связан с тросом акселератора и работает в соответствии с водителем, который его ударяет. Чем дальше нажата педаль, тем шире открывается дроссельная заслонка.
Современные двигатели обоих типов (газовые и дизельные) обычно по проводам системы, в которых датчики контролируют управление водителем, а компьютерная система контролирует поток топлива и воздуха. Это означает, что оператор не имеет прямого контроля над потоком топлива и воздуха; в Блок управления двигателем (ECU) может улучшить управление, чтобы уменьшить выбросы, максимизируйте производительность и отрегулируйте холостой ход двигателя, чтобы ускорить прогрев холодного двигателя или учесть возможные дополнительные нагрузки двигателя, такие как работающие компрессоры кондиционирования воздуха, чтобы избежать остановок двигателя.
Дроссельная заслонка бензинового двигателя обычно двустворчатый клапан. В с впрыском топлива двигателя, дроссельная заслонка размещена на входе в впускной коллектор, или размещены в корпус дроссельной заслонки. В карбюраторном двигателе он находится в карбюраторе. Когда дроссель широко открытый, потребление многообразие обычно находится при атмосферном давлении окружающей среды. Когда дроссельная заслонка частично закрыта, коллекторный вакуум развивается, когда давление на входе падает ниже атмосферного.
Выходная мощность дизель контролируется путем регулирования количества топлива, которое впрыскивается в цилиндр. Поскольку дизельным двигателям не нужно контролировать объемы воздуха, у них обычно отсутствует дроссельная заслонка во впускном тракте. Исключением из этого обобщения являются более новые дизельные двигатели, отвечающие более строгим стандартам выбросов, где такой клапан используется для создания вакуума во впускном коллекторе, тем самым позволяя вводить выхлопные газы (см. EGR ) для снижения температуры сгорания и тем самым минимизации NOx производство.
В Поршневой двигатель В самолете управление дроссельной заслонкой обычно осуществляется с помощью ручного рычага или ручки. Он контролирует выходную мощность двигателя, которая может или не может отражаться на изменении оборотов в минуту, в зависимости от пропеллер установка (фиксированный шаг или постоянная скорость ).[1]
Некоторые современные двигатели внутреннего сгорания (например, некоторые BMW двигатели) не используют традиционный дроссель, а полагаются на их переменная синхронизация впускных клапанов Система регулирования потока воздуха в цилиндры, хотя конечный результат такой же, хотя и с меньшими насосными потерями.
Корпус дроссельной заслонки
В впрыск топлива двигатели, то корпус дроссельной заслонки является частью система забора воздуха который регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель, в ответ на нажатие педали акселератора водителем в основном. Корпус дроссельной заслонки обычно расположен между воздушный фильтр коробка и впускной коллектор, и обычно он прикреплен к датчик массы воздушного потока. Часто через него проходит линия охлаждающей жидкости двигателя, чтобы двигатель всасывал всасываемый воздух определенной температуры (текущая температура охлаждающей жидкости двигателя, которую ЭБУ определяет через соответствующий датчик ) и, следовательно, с известной плотностью.
Самая большая часть внутри корпуса дроссельной заслонки - это дроссельная заслонка, которая представляет собой двустворчатый клапан который регулирует воздушный поток.
На многих автомобилях движение педали акселератора передается через трос дроссельной заслонки, который механически связан с рычагами дроссельной заслонки, которые, в свою очередь, вращают дроссельную заслонку. В машинах с электронное управление дроссельной заслонкой (также известный как «привод по проводам»), электрический привод управляет рычагами дроссельной заслонки, а педаль акселератора подключается не к корпусу дроссельной заслонки, а к датчику, который выдает сигнал, пропорциональный текущему положению педали, и отправляет его в ЭБУ. Затем ЭБУ определяет открытие дроссельной заслонки на основе положения педали акселератора и данных от других датчиков двигателя, таких как датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя.
Когда водитель нажимает на педаль акселератора, дроссельная заслонка вращается внутри корпуса дроссельной заслонки, открывая канал дроссельной заслонки, позволяя большему количеству воздуха попасть во впускной коллектор, который немедленно втягивается внутрь его вакуумом. Обычно датчик массового расхода воздуха измеряет это изменение и передает его в ЭБУ. Затем ЭБУ увеличивает количество топлива, впрыскиваемого форсунками, чтобы получить требуемый соотношение воздух-топливо. Часто датчик положения дроссельной заслонки (TPS) соединен с валом дроссельной заслонки, чтобы предоставить ECU информацию о том, находится ли дроссельная заслонка в положении холостого хода, в положении широко открытой дроссельной заслонки (WOT) или где-то между этими крайними значениями.
Корпуса дроссельной заслонки могут также содержать клапаны и регуляторы для контроля минимального расхода воздуха во время праздный. Даже в тех единицах, которых нет »по проводам ", часто будет небольшой соленоидный клапан, регулирующий клапан холостого хода (IACV), который ЭБУ использует для управления количеством воздуха, который может пройти в обход главного отверстия дроссельной заслонки, чтобы позволить двигателю работать на холостом ходу, когда дроссельная заслонка закрыта.
Самые простые карбюраторные двигатели, такие как одиночный цилиндр Бриггс и Страттон газонокосилка двигатели, имеют одну небольшую дроссельную заслонку над базовым карбюратором с одним Вентури. Дроссельная заслонка либо открыта, либо закрыта (хотя всегда есть небольшое отверстие или другой байпас, позволяющий проходить небольшому количеству воздуха, чтобы двигатель мог работать на холостом ходу, когда дроссельная заслонка закрыта), или какое-то промежуточное положение. Поскольку скорость воздуха имеет решающее значение для функционирования карбюратора, чтобы поддерживать среднюю скорость воздуха на высоком уровне, для более крупных двигателей требуются более сложные карбюраторы с несколькими маленькими трубками Вентури, обычно двумя или четырьмя (эти трубки Вентури обычно называют «бочками»). Типичный карбюратор с двумя цилиндрами использует одну овальную или прямоугольную дроссельную заслонку и работает так же, как одинарный карбюратор Вентури, но с двумя маленькими отверстиями вместо одного. Карбюратор с 4 трубками Вентури имеет две пары трубок Вентури, каждая пара регулируется одной овальной или прямоугольной дроссельной заслонкой. При нормальной работе только одна дроссельная заслонка («основная») открывается при нажатии педали акселератора, позволяя большему количеству воздуха поступать в двигатель, но сохраняя общую скорость воздушного потока через карбюратор на высоком уровне (таким образом повышая эффективность). «Вторичный» дроссель приводится в действие либо механически, когда первичная пластина открывается на определенную величину, либо посредством вакуума в двигателе, под влиянием положения педали акселератора и нагрузки двигателя, что обеспечивает больший поток воздуха в двигатель при высоких оборотах и нагрузке. и лучшая эффективность при низких оборотах. Несколько карбюраторов с двумя или четырьмя трубками Вентури можно использовать одновременно в ситуациях, когда максимальная мощность двигателя является приоритетной.
Дроссель тело в некоторой степени аналогичен карбюратор в двигателе без впрыска, хотя важно помнить, что корпус дроссельной заслонки это не то же самое, что дроссель, и что у карбюраторных двигателей также есть дроссели. Корпус дроссельной заслонки просто обеспечивает удобное место для установки дроссельной заслонки в отсутствие карбюратора Вентури. Карбюраторы - это более старая технология, которая механически регулирует количество воздушного потока (с помощью внутренней дроссельной заслонки) и объединяет воздух и топливо вместе (Вентури ). Автомобили с впрыском топлива не нуждаются в механическом устройстве для измерения расхода топлива, поскольку эту функцию выполняют форсунки во впускных каналах (для системы многоточечного впрыска топлива ) или цилиндры (для системы прямого впрыска ) в сочетании с электронными датчиками и компьютерами, которые точно рассчитывают, как долго определенная форсунка должна оставаться открытой и, следовательно, сколько топлива должно впрыскиваться за каждый импульс впрыска. Однако они делать по-прежнему требуется дроссельная заслонка для управления потоком воздуха в двигатель вместе с датчиком, который определяет его текущий угол открытия, так что правильное соотношение воздух / топливо может быть соблюдено при любой комбинации частоты вращения и нагрузки двигателя. Самый простой способ сделать это - просто снять блок карбюратора и вместо этого прикрутить простой блок, содержащий корпус дроссельной заслонки и топливные форсунки. Это известно как впрыск дроссельной заслонки (названный TBI Дженерал Моторс и CFI Форд ), и это позволяет преобразовать более старую конструкцию двигателя с карбюратора на впрыск топлива без значительного изменения впускной коллектор дизайн. Более сложные более поздние конструкции используют впускные коллекторы и даже головки цилиндров, специально разработан для включения форсунок.
Несколько корпусов дроссельной заслонки
Большинство автомобилей с впрыском топлива имеют одну дроссельную заслонку, содержащуюся в корпус дроссельной заслонки. В автомобилях иногда может использоваться более одного корпуса дроссельной заслонки, соединенных тягами для одновременной работы, что улучшает отклик дроссельной заслонки и обеспечивает более прямой путь для воздушного потока к головке блока цилиндров, а также для впускных направляющих на равном расстоянии короткой длины, чего трудно достичь, когда все направляющие должны перемещаться в определенное место для соединения с одним корпусом дроссельной заслонки за счет большей сложности и проблем с упаковкой. В крайнем случае, более мощные автомобили, такие как E92 BMW M3 и Феррари, и высокопроизводительные мотоциклы, такие как Ямаха R6, можно использовать отдельный корпус дроссельной заслонки для каждого цилиндра, часто называемый "отдельные дроссельные заслонки"или ITB. Хотя они редко используются в серийных автомобилях, они являются обычным оборудованием многих гоночных автомобилей и модифицированных уличных транспортных средств. Эта практика восходит к тем временам, когда многие высокопроизводительные автомобили получали по одному маленькому карбюратору Вентури с одним карбюратором для каждого цилиндра или пары. цилиндров (например, карбюраторы Weber, SU), каждый из которых имеет свою собственную небольшую дроссельную заслонку внутри. В карбюраторе меньшее отверстие дроссельной заслонки также позволило более точную и быструю реакцию карбюратора, а также лучшее распыление топлива при работе на малой мощности. обороты двигателя.
Другие двигатели
Паровозы обычно имеют дроссельную заслонку (североамериканский английский) или регулятор (британский английский) в характеристике паровой купол в верхней части котла (хотя они есть не во всех котлах). Дополнительная высота, обеспечиваемая куполом, помогает избежать попадания жидкости (например, из пузырьков на поверхности котловой воды) в дроссельную заслонку, что может привести к ее повреждению или грунтовка. Дроссель в основном тарельчатый клапан, или ряд тарельчатых клапанов, которые открываются последовательно для регулирования количества потока, поступающего в паровые резервуары над поршнями. Он используется вместе с реверсивный рычаг запускать, останавливать и контролировать мощность локомотива, хотя во время установившейся работы большинства локомотивов предпочтительно оставлять дроссельную заслонку широко открытой и контролировать мощность, изменяя точка отсечки пара (что делается с помощью реверсивного рычага), так как это более эффективно. Дроссельная заслонка паровоза представляет собой сложную конструктивную задачу, так как ее необходимо открывать и закрывать вручную, преодолевая значительное давление (обычно 250 фунтов на квадратный дюйм) парового котла. Одна из основных причин для более поздних клапанов с несколькими последовательностями: гораздо легче открыть небольшой тарельчатый клапан против перепада давления и открыть остальные, как только давление начнет выравниваться, чем открыть один большой клапан, особенно если давление пара в конечном итоге превысило 200 или даже 300 фунтов на квадратный дюйм. Примеры включают сбалансированный "двойной удар "шрифт, используемый на Гресли A3 Pacifics.
Дросселирование ракетный двигатель означает изменение толкать уровень в полете. Это не всегда требование; фактически, тяга твердотопливная ракета не контролируется после зажигания. Тем не мение, Жидкостные ракеты дросселируется с помощью клапанов, регулирующих подачу топлива и окислителя в камеру сгорания. Гибридная ракета двигатели, такие как тот, который используется в Космический корабль один, используйте твердое топливо с жидким окислителем, поэтому его можно дросселировать. Дросселирование, как правило, требуется в большей степени для приземлений с двигателями и запуска в космос с использованием одной главной ступени (такой как Космический шатл ), чем для запуска с многоступенчатые ракеты. Они также полезны в ситуациях, когда воздушная скорость транспортного средства должна быть ограничена из-за аэродинамического напряжения в более плотной атмосфере на более низких уровнях (например, космический шаттл). Ракеты обычно становятся легче, чем дольше они горят, с изменением соотношения тяги к весу, что приводит к увеличению ускорения, поэтому двигатели часто дросселируются (или выключаются), чтобы ограничить силы ускорения к концу времени горения ступени, если она несет чувствительный груз. (например, люди).
В реактивный двигатель, тяга регулируется путем изменения количества топлива, поступающего в камеру сгорания, аналогично дизельному двигателю.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ «Глава 6: Авиационные системы» (PDF). Справочник пилота по аэронавигационным знаниям. Федеральная авиационная администрация. 2008. Архивировано с оригинал (PDF) на 2009-02-27. Получено 2009-02-09.
Категория
Портал