دریچه گاز

دریچه گاز یا گیت گاز در موتورهای احتراقی و به‌طور خاص در توربوماشین‌ها و موتورهای دیزل-بنزینی، قسمتی است که مقدار هوای ورودی به سیلندرها را تعیین می‌کند. کار اصلی آن باز و بسته کردن مسیر هوای ورودی با هدف کنترل نسبت هوا به سوخت و بنابراین قدرت و گشتاور موتور است.

در دو دسته اصلی کاربرد دارد:

در موتورهای بنزینی با سوختِ مخلوط (عادی): دریچه گاز به طور مستقیم جریان هوای ورودی را کنترل می‌کند. در بسیاری از خودروهای مدرن، به جای دریچه گاز مکانیکی از دریچه گاز الکتریکی یا بن‌دکسی استفاده می‌شود که توسط واحد کنترل موتور (ECU) فرماندهی می‌شود.

در موتورهای دیزل یا توربو: دریچه گاز معمولاً مقدار هوای ورودی را به منظور کنترل نسبت هوا به سوخت و همچنین فشار ورودی به سیستم توربو/کمپرسور مدیریت می‌کند.

اجزای معمول دریچه گاز

بدنه دریچه گاز با مسیر ورودی هوا

فلکه یا دیسک گاز که با حرکت وصل‌کننده (ک_ipن یا کابل) باز و بسته می‌شود

سنسور موقعیت دریچه گاز (TPS): شدت باز شدن دریچه را اندازه‌گیری و به ECU ارسال می‌کند

در برخی طراحی‌ها: دریچه گاز الکتریکی با موتور کوچک و سنسور موقعیت

کارکرد دریچه گاز

کاربر پدال گاز را فشار می‌دهد.

ECU بسته به فرمان رانندگی و شرایط کاری موتور، موقعیت دریچه گاز را تعیین می‌کند.

دریچه گاز باز می‌شود تا مقدار هوای ورودی را افزایش دهد یا بسته می‌شود تا کاهش یابد.

نسبت هوا-سوخت و پیش‌هوای استارت و تراکم سوخت توسط ECU تنظیم می‌شود تا عملکرد مطلوب، صرفه‌جویی در مصرف سوخت و کاهش آلایندگی حاصل شود.

انواع دریچه گاز

دریچه گاز (Throttle) به اشکال و روش‌های مختلفی در صنایع و انواع موتورهای مختلف استفاده می‌شود. در ادامه رایج‌ترین انواع را مرور می‌کنیم.

دریچه گاز مکانیکی

شرح: فلکه یا دیسک گاز توسط کابل یا سامانه‌های مکانیکی به پدال گاز وصل است و با فشار پدال باز و بسته می‌شود.

ویژگی‌ها:

ساده و ارزان‌تر در طراحی

نیاز به نگهداری منظم کابل و اتصالات دارد

کاربردها: خودروهای قدیمی یا ساده که از کنترل الکتریکی استفاده نمی‌کنند.

دریچه گاز الکتریکی (Electronic Throttle Control, ETC)

شرح: به جای کابل، با موتور کوچک الکتریکی یا قدمی (stepper motor) و حسگر موقعیت دریچه گاز (TPS) کنترل می‌شود.

ویژگی‌ها:

کنترل دقیق‌تر و نرم‌تر با ECU

قابلیت پیاده‌سازی حالت‌های ایمنی و نگهداری بهتری

مزایا: صرفه‌جویی در مصرف سوخت، کاهش آلایندگی، پاسخ سریع‌تر به دستورات ECU

کاربردها: اکثر خودروهای مدرن با موتور احتراقی

دریچه گاز الکتریکی با کنترل ECU (Drive-by-Wire)

شرح: نسخه پیشرفته‌تر ETC که تمام کنترل‌ها از راه ECU انجام می‌شود، بدون هیچ کابل فیزیکی بین پدال گاز و دریچه گاز.

ویژگی‌ها:

امکان پیاده‌سازی مدل‌های کنترل پیشرفته و ایمنی (مانند بازگشت امن، خنثی‌سازی در شرایط اضطراری)

ارتباط با سیستم‌های کمکی مثل کنترل پایداری و سیستم‌های هوشمند

کاربردها: خودروهای مدرن و هیبریدی/ویرایش‌های رانندگی هوشمند

دریچه گاز در موتورهای دیزل و توربو

شرح: معمولاً با هدف مدیریت هوای ورودی و نسبت هوا/سوخت، و گاهی برای کنترل فشار ورودی به سیستم توربو استفاده می‌شود.

ویژگی‌ها:

ممکن است به صورت الکترومکانیکی یا تماماً الکترونیک باشد

پاسخ به بار و RPM موتور حساس است

کاربردها: خودروهای دیزلی، کامیون‌ها، ماشین‌های سنگین، موتورهای با توربو

دریچه گاز دوگانه (Dual throttle) و عملکرد چندگانه

شرح: در برخی طراحی‌های خاص، دو دریچه گاز یا کانال‌های هوایی جداگانه استفاده می‌شود تا کنترل دقیق‌تری روی مخلوط هوا-سوخت داشته باشند.

ویژگی‌ها:

معماری پیچیده‌تر و نیازمند کنترل دقیق ECU

معمولاً برای موتورهای با توان بالا یا خودروهای ویژه استفاده می‌شود

6) دریچه گاز متغیر (Variable Geometry / Variable Intake Throttle)

شرح: ترکیبی از سامانه‌های وکیوم یا الکتریکی که علاوه بر کنترل دریچه گاز، مقدار هوای ورودی را با توجه به حالت موتور تنظیم می‌کند.

ویژگی‌ها:

بهبود پاسخ در دماها و بارهای مختلف

افزایش کارایی حجمی در برخی طراحی‌ها

دریچه گاز با سنسور موقعیت اضافی

شرح: علاوه بر TPS اصلی، به منظور redundancy یا تشخیص دقیق موقعیت دریچه گاز از سنسورهای اضافی استفاده می‌شود.

ویژگی‌ها:

افزایش ایمنی و دقت اندازه‌گیری

تشخیص خطاهای احتمالی سریع‌تر