Co to jest przepustnica i do czego służy

Przepustnica jest ważnym elementem silnika benzynowego. Pedał gazu reguluje położenie przepustnicy, która “mierzy” ilość powietrza dostającego się do silnika. Rozumiemy, gdzie znajduje się przepustnica, jak jest rozmieszczony zespół przepustnicy i jakie są objawy jej nieprawidłowego działania.

Do czego służy przepustnica

Czym więc jest przepustnica w samochodzie? Jest to klapa, która reguluje ilość mieszanki paliwowo-powietrznej podczas pracy silnika, zmieniając przekrój kanału powietrznego.

Strukturalnie, zespół przepustnicy jest dość prosty. Jest to część obudowy z okrągłym kanałem, który zachodzi na metalowy “płatek”. Jest on sterowany za pomocą pedału gazu – gdy potrzebna jest maksymalna moc (kierowca wciska pedał gazu do podłogi), klapa obraca się wokół własnej osi i całkowicie otwiera. Gdy silnik pracuje płynnie lub na biegu jałowym, jest tylko lekko otwarta. Gdy przepustnica jest otwarta, ciśnienie w kolektorze dolotowym jest równe ciśnieniu atmosferycznemu lub ciśnieniu wytwarzanemu przez turbosprężarkę. Jeśli dławik jest zamknięty, ciśnienie spada i wytwarza się podciśnienie – silnik działa jak pompa. Nawiasem mówiąc, skutecznie hamuje to samochód.

Oprócz głównej funkcji – dozowania powietrza w celu prawidłowej pracy silnika pod obciążeniem, przepustnica umożliwia pracę silnika na biegu jałowym (przy całkowicie zwolnionym pedale przyspieszenia). Odbywa się to za pomocą czujnika prędkości biegu jałowego (regulatora) na przepustnicy.

Ponadto przepustnica odpowiada za działanie układu wspomagania hamulców. Działa on na zasadzie podciśnienia i jest podłączony do kolektora dolotowego. Dlatego po zatrzymaniu silnika pedał hamulca staje się “kamienny” – kierowca jest zmuszony do spowolnienia samochodu tylko siłą własnej stopy. Ta sama właściwość przepustnicy jest wykorzystywana do przedmuchiwania adsorbera, który wychwytuje opary benzyny. Wreszcie, przepustnica może być wykorzystana do awaryjnego wyłączenia silnika poprzez całkowite odcięcie dopływu powietrza.

Za co więc odpowiada przepustnica w silniku benzynowym? Za jego stabilną pracę, regulację obrotów i, odpowiednio, mocy wyjściowej, za odpowiedni poziom zużycia paliwa, skuteczność hamulców i częściowo za spełnienie wymagań środowiskowych. W silnikach wysokoprężnych, w których powietrze do spalania jest swobodnie dostępne, przepustnica jest również zainstalowana. Jej rola ogranicza się jednak do dwóch funkcji: zatrzymania silnika (regularnego lub awaryjnego) oraz ograniczenia przepływu powietrza w celu efektywniejszej pracy układu EGR. Podobna sytuacja ma miejsce w silnikach benzynowych wyposażonych w system zmiany wysokości zaworów, który sam reguluje ilość powietrza dostającego się do silnika.

Konstrukcja i rodzaje przepustnic

Przeanalizujmy budowę przepustnicy w silnikach benzynowych. Przepustnice mogą być trzech typów: ze sterowaniem mechanicznym, elektronicznym, a także elektromechanicznym. Zastanówmy się, jak działają dwa pierwsze typy, ponieważ trzeci jest ich kombinacją.

Mechaniczny siłownik przepustnicy

Przepustnice sterowane mechanicznie znajdują się na wyposażeniu większości starszych samochodów. Jest to tańsza, ale nie zawsze prosta konstrukcja, polegająca na bezpośrednim mechanicznym połączeniu pedału gazu z płytą przepustnicy – za pomocą dźwigni i prętów lub metalowej linki.

Jak działa przepustnica typu mechanicznego? Jest ona zmuszana do obracania się i odpowiednio do otwierania poprzez naciśnięcie pedału przyspieszenia – za pomocą tych samych prętów lub linki. Gdy kierowca zwolni pedał, specjalna sprężyna przywraca przepustnicę do pozycji zamkniętej.

Gdy dławik jest zamknięty, regulator prędkości biegu jałowego (COC) utrzymuje minimalną stałą prędkość obrotową wału korbowego. Jest to zasadniczo elektryczny silnik krokowy z zaworem, który dozuje powietrze wchodzące do układu dolotowego, aby ominąć zamkniętą przepustnicę. W bardzo starych samochodach z gaźnikiem wykonuje się po prostu kanał obejściowy, który można również ominąć za pomocą elektrozaworu lub zaworu podciśnieniowego.

Elektroniczny siłownik przepustnicy

Nowocześniejszym (i droższym) rozwiązaniem jest elektroniczny siłownik przepustnicy. Podstawową różnicą w tej konstrukcji jest brak bezpośredniego mechanicznego połączenia między pedałem gazu a dławikiem. Zamiast systemu prętów i kabli zastosowano elektronikę.

System elektroniczny składa się z wielu elementów: elektrycznego siłownika przepustnicy, pedału przepustnicy i czujników położenia przepustnicy, elektronicznej jednostki sterującej silnika (ECU).

Proces sterowania przepustnicą w elektronicznym siłowniku przepustnicy wygląda następująco. Sygnał z czujnika położenia pedału gazu trafia do ECU, gdzie obliczana jest wymagana ilość paliwa i powietrza. Przepustnica jest następnie sygnalizowana, a siłownik elektryczny otwiera lub zamyka dławik.

Siłownik elektroniczny został zaprojektowany przede wszystkim w celu zapewnienia pożądanej wydajności środowiskowej silnika – dlatego jest szeroko stosowany w nowoczesnych silnikach. Nawet gdy kierowca gwałtownie wciśnie pedał gazu, dławik otwiera się nie całkowicie, ale dokładnie w takim stopniu, aby silnik otrzymał optymalną porcję powietrza, a co za tym idzie – paliwa na swoje obroty.

Do czego jeszcze służy elektrycznie sterowana przepustnica? Pozwala ona na zmianę momentu obrotowego silnika bez konieczności naciskania pedału gazu. Na tej możliwości opiera się na przykład tempomat. Prędkość obrotowa biegu jałowego silnika, podobnie jak wiele innych rzeczy, jest regulowana automatycznie. W końcu elektroniczny układ sterowania przepustnicą, oprócz czujnika położenia pedału gazu, jest sterowany sygnałami z wielu źródeł: ze skrzyni biegów, układu klimatyzacji, czujnika położenia pedału hamulca i tak dalej.

We wszystkich wariantach konstrukcji elementy przepustnicy są wbudowane w oddzielną obudowę, na której zamontowano czujnik położenia ssania i regulator prędkości biegu jałowego. Obudowa jest również częścią układu chłodzenia silnika. Faktem jest, że gdy ciśnienie powietrza spada, występując na klapie, wilgoć skrapla się z niej – a przy zimnej pogodzie, bez podgrzewania przepustnicy płynem niezamarzającym, zamarznie, blokując działanie zespołu.

Awarie przepustnicy, zapobieganie i naprawa

O nieprawidłowym działaniu przepustnicy poinformują oczywiste objawy. Jeśli występują z nią problemy, silnik pracuje nierówno na biegu jałowym, przyspiesza samochód z przerwami (awariami) i traci moc. O usterce przepustnicy powinny świadczyć trudności z uruchomieniem silnika, jego nieodpowiednia reakcja na pedał gazu, a także zgaśnięcie po zwolnieniu pedału przyspieszenia.

Najczęściej problemy z przepustnicą spowodowane są tworzeniem się sadzy i osadów węglowych na jej powierzchniach. Przyczyną tego zjawiska są gazy ze skrzyni korbowej wraz z oparami oleju silnikowego, które przedostają się do przepustnicy przez kolektor dolotowy. A w starych samochodach z gaźnikiem, gdzie gotowa mieszanka paliwowa przechodzi przez przepustnicę – i zanieczyszczenia w benzynie, pozostawiając charakterystyczny osad “lakieru”.

Z czasem osady gromadzą się, a przekrój kanałów przepustnicy zmniejsza się. Równolegle osady zmieniają geometrię klapki i kanału, który pokrywa, powodując jej luźne zamykanie. Węzeł zaczyna działać nieprawidłowo, wzrasta zużycie paliwa.

Aby klapa nie przypominała o sobie problemami, mniej więcej co 50 tys. km należy ją czyścić specjalnym narzędziem do klap przepustnicy. W tym celu należy zdemontować przepustnicę, co w większości przypadków nie jest takie trudne.

Zdarzają się awarie, którym taka profilaktyka nie zawsze zapobiegnie. Awarii może ulec regulator obrotów biegu jałowego, czujnik położenia klapy, koło zębate w skrzyni biegów. Wreszcie, w przepustnicy z napędem mechanicznym może w końcu postrzępić się i przerwać kabel. Czasami przepływają przewody i gniazda, przez które przepływa płyn niezamarzający.

Koszt czyszczenia dławika na stacji benzynowej jest niski, w okolicach 1500 rubli, jeśli konstrukcja samochodu nie wymaga demontażu przepustnicy kolektora dolotowego (to rzadkość). Aby silnik zaczął działać poprawnie po naprawie lub nawet wymianie elektronicznej przepustnicy, należy dostosować ssanie.

Przed naprawą, aby później nie było niespodzianek, zaleca się wyjaśnienie, czy adaptacja jest wliczona w całkowity koszt. Zdarza się, że rachunek za nią na koniec naprawy w pozbawionych skrupułów stacjach obsługi jest rozliczany osobno.

Bez adaptacji samochód może nie odpalić. Może się również zdarzyć, że sam ECU po prostu zmieni ustawienia w taki sposób, że silnik będzie pracował nieprawidłowo i nieefektywnie.

Razem

• Przepustnica to urządzenie w silnikach spalinowych, które reguluje ilość podawanego powietrza.
• Przepustnica jest odpowiedzialna za płynną pracę silnika, od niej zależy poziom zużycia paliwa, skuteczność hamulców i częściowo spełnienie wymagań środowiskowych.
• Istnieją dwa główne typy przepustnic: z napędem mechanicznym i elektrycznym. Ten ostatni wyróżnia się brakiem bezpośredniego połączenia mechanicznego między pedałem gazu a dławikiem.
• Aby uniknąć awarii i nieprawidłowego działania przepustnicy, co 50 000 km przebiegu należy przeprowadzić zapobiegawcze czyszczenie węzła za pomocą specjalnej chemii samochodowej.