معایب و مزایای دریچه گاز برقی و سیمی خودرو

دریچه گاز برقی چیست؟

امروزه در اکثر خودرو های در حال تولید دنیا از دریچه گاز برقی به جای دریچه گاز سیمی استفاده میشود . در این مطلب همراه ما باشید تا به بررسی ساختار ، نحوه عملکرد ، مزایا و معایب پدال گاز برقی و استفاده از دریچه گاز برقی در خودرو های ایرانی و چگونگی رفع مشکلات مربوط به آن بپردازیم .

در ابتدا توضیح کوتاهی در مورد خود دریچه گاز میدهیم و سپس به سراغ بررسی انواع آن میرویم .

همانطور که میدانید موتور های درون سوز برای کارکردن ، به هوا و سوخت نیاز دارند . به این شکل که اگر موتور را یک دستگاه در نظر بگیریم ، این دستگاه هوا و سوخت را میگیرد و پس از فرایند احتراق و تبدیل انرژی شیمیایی به مکانیکی ، دود حاصل را خارج میکند.

پس از وجود سوخت و هوا مطلب دیگری که اهمیت دارد تنظیم مقدار سوخت و هوای ورودی میباشد که مقدار هوای ورودی ، توسط دریچه گاز و مقدار سوخت ورودی ، توسط انژکتور ها تنظیم میشود . بنابر این جایگاه دریچه گاز بر سر راه ورود هوا قرار دارد ، در واقع محل دقیق قرار گیری دریچه گاز بعد از باکس فیلتر هوای خودرو و سر منیفولد هوا میباشد .

پس تا اینجای کار با وظیفه دریچه گاز آشنا شدیم و همینطور که از اسم آن مشخص است ، در واقع این قطعه یک دریچه است که با باز و بسته شدن ، وظیفه خود را انجام میدهد .

در عکس زیر دو نمونه ساده دریچه را مشاهده می کنید که در حالت باز قرار دارند .

دریچه گاز های موتور های درون سوز نیز مشابه عکس بالا هستند ، به شکلی که دارای مسیری استوانه ای شکل میباشند و داخل آن مسیر ، پولکی قرار گرفته . پولکی صفحه ای دایره ای شکل ، هم قطر مسیر استوانه ای میباشد که به وسیله اهرم متصل به آن تغییر زاویه داده و دریچه را باز یا بسته میکند .

نمونه های نمایش داده شده در عکس بالا ، ساده ترین شکل دریچه میباشند که تنها از دریچه ، پولکی و اهرم تشکیل شده اند .

حال به سراغ نحوه چرخش اهرم ( باز و بسته شدن دریچه )میرویم که در واقع تفاوت اصلی بین دو نوع مختلف دریچه گاز ها را مشخص میکند .

دریچه گاز ها به دو دسته تقسیم میشوند :

1.  مکانیکی ( سیمی و کابلی )
2. الکتریکی  ( برقی )

مکانیکی :

دسته اول نمونه های ابتدایی دریچه گاز ها هستند که به صورت مکانیکی باز و بسته میشوند در این حالت سیم ( کابل )  یا اهرمی ، مستقیما از پدال گاز به دریچه گاز متصل میباشد و با فشردن پدال گاز اهرم ، پولی را چرخانده و دریچه باز میشود . این نوع دریچه گاز مزایا و معایبی دارد که در زیر به آن ها میپردازیم .

مهمترین مزیت دریچه گاز های مکانیکی ، عکس العمل یا ریسپانس سریع آن ها میباشد که به صورت آنی فرمان راننده به دریچه گاز منتقل میشود . این موضوع به این دلیل است که پدال گاز مستقیما به دریچه گاز متصل است و نیروی پای راننده عیناٌ اعمال میشود و  باعث لذت بخش تر شدن شتاب گیری اولیه میشود .

از دیگر مزیت های دریچه گاز مکانیکی میتوان به سادگی ساختار آن ها اشاره کرد .

این نوع دریچه گاز ها ، معایبی هم دارند که در زیر به صورت موردی آن ها را ذکر کرده ایم .

• محدودیت طراح برای جایگذاری دریچه گاز در نقاط مختلف .
• عدم امکان نصب سیستم های کروز کنترل ، ESP ، محدود کننده سرعت و … بر روی این نوع از دریچه های گاز .
• رانندگی غیر یکنواخت و کوبشی ، نسبت به دریچه گاز های برقی . زیرا فرایند باز و بسته شدن دریچه گاز ( تغییر قدرت موتور ) بسته به نوع اعمال نیرو به پدال ، میتواند ناگهانی و مقطعی باشد و همین امر باعث کوبش یا کله کردن خودرو میشود .

در عکس زیر نمونه های دریچه گاز های مکانیکی نمایش داده شده است .

الکتریکی :

در نمونه های الکتریکی نیز ، فرمان باز و بسته شدن دریچه گاز ، بر عهده پدال گاز است ولی با این تفاوت که این فرمان همچون نمونه های مکانیکی به صورت مستقیم انتقال پیدا نمیکند . به این دلیل که ارتباط مستقیمی میان پدال گاز و دریچه گاز وجود ندارد ، بلکه ابتدا میزان فشرده شدن پدال گاز توسط سنسور پدال گاز به ایسیو ارسال شده و سپس ایسیو پس از محاسباتی که انجام میدهد دستور باز شدن دریچه گاز را به الکتروموتور ارسال میکند و الکتروموتور با توجه به محاسبات ایسیو به میزان مورد نیاز دریچه گاز را باز میکند . یکی از معایب دریچه گاز های برقی مرتبط با همین موضوع است که در جلوتر آن را بیان خواهیم کرد .

ابتدا مزایای دریچه گاز های برقی را مرور میکنیم :

• رانندگی ملایمتر و آرام نسبت به دریچه گاز های سیمی .
• مصرف سوخت بهینه نسبت به دریچه گاز های سیمی .
• امکان نصب سیستم های مختلف بر روی خودرو ، نظیر : ESP ، کروز کنترل ، محدود کننده سرعت و … .
• آزادی در طراحی موتور و جایگذاری دریچه گاز در نقاط مختلف موتور .
• تنظیم دقیق هوای ورودی خودرو و پیشگیری از خام سوزی .

و اما معایب دریچه گاز های برقی :

• تأخیر در انتقال نیرو به دریچه گاز . این مورد بزرگترین عیب دریچه گاز های برقی میباشد .
  در قیاس با دریچه گاز های سیمی همواره دریچه گاز های برقی دارای تأخیر بوده و عموماٌ گفته میشود که دریچه گاز های سیمی یا همان مکانیکی لذت رانندگی بیشتری نسبت به دریچه گاز های برقی دارند و دلیل آن هم عکس العمل سریع تر خودرو در شتابگیری ها میباشد .
• مورد دیگر پیچیدگی سیستم میباشد که به دنبال آن عیب یابی نیز مشکل تر میشود .

در تصویر زیر نقشه ساده سیم کشی دریچه گاز برقی نمایش داده شده است .

تا اینجای کار فهمیدیم که باز شدن دریچه گاز به وسیله فشردن پدال گاز انجام میشود و هنگامی که پدال را فشار نمیدهیم دریچه گاز بسته میشود . حال سوالی که پیش میاید این است که در صورتی که دریچه گاز بسته است هوا به موتور نمیرسد در نتیجه موتور نیز باید خاموش شود پس چرا این اتفاق نمیفتد؟؟؟!!!

در جواب این سوال باید بگوییم که دریچه گاز خودرو یک مجرای فرعی نیز دارد که در هنگام بسته بودن دریچه گاز هوای مورد نیاز موتور برای دور آرام یا همان دور idle از آن مجرا تأمین میشود .

آیا این مجرا دائماٌ باز است ؟

در پاسخ باید بگوییم خیر .

این مجرا توسط استپر موتور کنترل میشود و تنظیم حجم هوای ورودی توسط این قطعه و کاملاٌ تحت فرمان ایسیو انجام میشود.

 

حال وقت مقایسه این است که کدام یک از این دو نوع بهتر هستند ؟

 

به طور قطعی نمیتوان گفت کدام یک از این دو نوع بهتر است . زیرا هر یک از آن ها مزایا و معایبی در قیاس با یکدیگر دارند و بسته به شرایط مورد استفاده و کاربری های مختلف باید تصمیم گیری کرد . به عنوان مثال برای خودرو های مدرن که در آنها انبوهی از آپشن ها و سیستم های ایمنی و رفاهی متعدد تعبیه شده است ، قطعاٌ دریچه گاز برقی ، گزینه مناسب تری است و دست طراحان و تولید کنندگان را برای اضافه نمودن آپشن ها و سیستم های مختلف باز میگذارد.

ولی برای خودرو های اقتصادی و کم قیمت که آپشن های خاصی بر روی آن ها نصب نیست ، استفاده از دریچه گاز های برقی توجیه اقتصادی و عملی ندارد ، پس دریچه گاز های مکانیکی مناسب تر هستند .

برای درک بهتر اینکه در خصوص این جواب باید شرایط کاربری در نظر گرفته شود ، میتوان به خودرو های مسابقه ای اشاره کرد ، که در اکثر آن ها از دریچه گاز های مکانیکی استفاده شده است . زیرا این نوع از دریچه ها هیچگونه تأخیری ندارند و کاملاٌ مناسب کاربری مسابقه ای هستند .

استفاده از دریچه گاز های برقی در خودرو های داخلی

طی دو دهه اخیر خودرو هایی که در داخل کشور تولید میشدند از هر دو مدل دریچه گاز ها استفاده میکردند ولی عمده نمونه استفاده شده ، دریچه گاز های مکانیکی بوده اند که عموماٌ هم در مورد خودرو های داخلی این نوع از دریچه گاز ها طرفداران بیشتری داشته اند.

از جمله خودرو هایی که با دریچه گاز برقی تولید میشدند ، نمونه هایی از خودروی 206 بودند که به دلیل همین برقی بودن دریچه گاز ، امکان نصب آپشن کروز کنترل و لیمیتر سرعت بر روی آن ها بود.

از موارد دیگری که در آن ها از دریچه گاز های برقی استفاده شده میتوان به نمونه هایی از خودرو های پارس ، سورن ، دنا ، دنا پلاس ، 207 و … اشاره کرد ولی اکثریت دارندگان این خودرو ها از رانندگی با این خودرو ها رضایت کافی را نداشته اند و به مواردی همچون کپ خودرو در هنگام گاز دادن ، تأخیر در عکس العمل خودرو نسبت به پدال گاز ، شتاب گیری اولیه ضعیف و حس کم جون بودن و ناتوانی خودرو اشاره میکردند .

دلیل تمامی این موارد استفاده از دریچه گاز برقی در این خودرو ها است . اما آیا این موارد ذکر شده دلیل بر بد بودن دریچه گاز برقی است ؟؟؟

در پاسخ باید بگوییم خیر .

نوع برنامه ریزی ایسیوی این خودرو ها است ، که باعث بروز این مشکلات شده است . زیرا تولید کنندگان خودرو ، خودرو ها را به نحوی طراحی و تولید میکنند که خودرو مصرف سوخت بهینه ای داشته باشد از این رو ، برنامه دریچه گاز های خودرو ها به شکلی طراحی شده تا عکس العمل دریچه گاز ، مقدار باز شدن آن و کنترل گاز خوردن خودرو به شکلی باشد که مصرف سوخت خودرو در حالت اقتصادی و کم مصرف باشد . زیرا نوع رفتار دریچه گاز ارتباط مستقیمی با مصرف سوخت خودرو دارد .

برای فهم راحت تر تاثیر عملکرد دریچه گاز بر روی مصرف سوخت باید این موضوع را بدانید که تنظیم نسبت سوخت به هوای خودرو بر عهده ایسیو است و تنظیم مقدار هوا بر عهده راننده میباشد ، یعنی به هنگامی که ما میخواهیم شتاب گیری کنیم و پدال گاز را تا انتها فشار میدهیم دریچه گاز کاملا باز میشود ، در نتیجه حجم هوای ورودی افزایش میابد و ایسیو این موضوع را تشخیص داده و به همان نسبت مقدار پاشش سوخت را افزایش میدهد.

پس فهمیدیم که میزان باز شدن دریچه گاز با میزان پاشش سوخت رابطه مستقیم دارد و هرچه تحرکات دریچه گاز و سرعت باز و بسته شدن آن ملایم تر و کندتر باشد ، مصرف سوخت نیز پایین تر میباشد .

پس متوجه این موضوع شدیم که دریچه گاز برقی به خودی خود بد نیست و مزایای زیادی هم دارد ولی سوالی که مطرح میشود این است که پس لذت رانندگی چه میشود ؟؟!!

باید بگوییم که نگران نباشید امروزه با پیشرفت علم ریمپینگ یا همان برنامه ریزی خودرو و تغییر در جداول مپ ایسیو ، تا حد بسیار زیادی میتوان موارد گفته شده را برطرف ساخت و مشکلات مربوط به عکس العمل پدال گاز و کپ های اولیه را حل نمود و طبیعتا به دنبال آن لذت رانندگی افزایش خواهد یافت .

کارستان