Дроссель накачки это: что такое, для чего нужен и как работает – 403 — Доступ запрещён

Содержание

что это такое, разновидности: электронный, дроссель-трансформатор, схема подключения к лампе дневного света, цветовая маркировка, фото и видео

Ни одна люминесцентная газоразрядная лампа (бытовой или офисный светильник, уличный фонарь) без дросселя работать не будет. Это своеобразный гаситель или ограничитель напряжения, которое подается в колбу газоразрядной лампы. А точнее сказать, на ее электроды. В принципе, с немецкого так это слово и переводится. Но это не единственная функция данного прибора. Еще дроссель создает пусковое напряжение, которое необходимо для образования электрического разряда между электродами. Именно таким образом зажигается люминесцентный источник света. Кстати, пусковое напряжение краткосрочное, длится доли секунды. Итак, дроссель – это прибор, который отвечает и за включение лампы, и за ее нормальную работу.

Дроссель - прибор, отвечающий за нормальную работу лампДроссель – прибор, отвечающий за нормальную работу ламп

Принцип работы

Необходимо сразу оговориться, что в основе принципа работы этого прибора лежит самоиндукция катушки. Если рассмотреть устройство дросселя, то это обычная катушка, которая работает по типу электрического трансформатора. То есть, можно смело применять в разговоре термин дроссель трансформатор. Хотя в конструкции лежит всего лишь одна обмотка.

По сути, катушка – это сердечник из стальных или ферромагнитных пластин, которые изолированы друг от друга. Это делается специально для того, чтобы не образовались токи Фуко, которые создают большие помехи. У такой катушки очень большая индуктивность. При этом она на самом деле выступает мощным сдерживающим барьером при снижении напряжения в сети, а особенно при его сильном росте.

Схема подключенияСхема подключения

Но именно эта конструкция считается низкочастотной. Почему такое у нее название? Все дело в том, что переменный ток, который протекает в бытовых сетях – это широкий диапазон колебаний: от единицы до миллиарда герц и выше. Пределы диапазона очень велики, поэтому чисто условно колебания разделяют на три группы:

  • Низкие частоты, их еще называют звуковые, имеют диапазон колебаний от 20 Гц до 20 кГц.
  • Ультразвуковые частоты: от 20 кГц до 100 кГц.
  • Сверхвысокие частоты: свыше 100 кГц.

Так вот вышеописанная конструкция – это низкочастотный дроссель трансформатор. Что касается высокочастотных приборов, то их конструкция отличается отсутствием сердечника. Вместо них, как основа навивки медного провода, используются пластиковые каркасы или обычные резисторы. При этом сам дроссель трансформатор представляет собой секционную (многослойную) навивку.

По устройству дроссель - это обычная катушка, которая работает по типу электрического трансформатора
По устройству дроссель – это обычная катушка, которая работает по типу электрического трансформатора

Дроссели очень тщательно рассчитываются по задаваемым параметрам, которые будут поддерживать работу ламп дневного света. Особенно это касается начала свечения, где необходимо разрядом пробить газовую среду. Здесь требуется высокое напряжение. После чего прибор, наоборот, становится сдерживающим устройством. Ведь для того, чтобы лампа светилась, большого напряжения не надо. Отсюда и экономичность светильников данного типа.

Сердечник для дросселя

Материал для сердечника также представлен несколькими позициями. Его выбор лежит в основе габаритов самого дросселя. К примеру, магнитный сердечник – это возможность уменьшить размеры дросселя до минимума. При этом показатели индуктивности не изменяются.

Оптимальный вариант для высокочастотных приборов – это сердечники из магнитодиэлектрических сплавов или феррита. Кстати, именно сплавы позволяют использовать сердечники данного типа практически во всех диапазонах.

Сердечники из разных сплавов

Характеристики

Выбирать дроссель трансформатор надо по нескольким характеристикам, главная из которых – индуктивность (измеряется в генри Гн). Но кроме этого еще есть и другие:

  • Сопротивление. Учитывается при постоянном токе.
  • Изменение напряжения (допустимого).
  • Ток подмагничивания, применяется номинальное значение.

Разновидность дросселей

Люминесцентные лампы представлены на рынке большим ассортиментом. И у каждого вида ламп дневного света свой дроссель трансформатор. К примеру, лампа ДРЛ и ДНАТ не могут зажигаться от одного вида дросселя. Все дело в различных параметрах пуска и поддержания горения. Здесь и напряжение отличается, и сила тока.

А вот лампа МГЛ может работать и от дросселя лампы ДРЛ, и от ДНАТ. Но тут есть один момент. Яркость свечения данного источника света будет зависеть от подаваемого напряжения. Да и цветовая температура будет разной.

Внимание! Любой дроссель трансформатор по сроку эксплуатации «переживет» несколько ламп. Конечно, при оговорке, что эксплуатация светильника проводится правильно.

Разновидности дросселейРазновидности дросселей

Но учитывать приходится тот факт, что лампа с годами «стареет». На вольфрамовые электроды люминесцентных ламп дневного света наносится специальная паста из щелочных металлов. Так вот эта паста постепенно испаряется, электроды оголяются, а, значит, повышается напряжение, что приводит к перегреву дросселя. Конечный результат может быть двух вариантов:

  1. Произойдет обрыв обмотки катушки, что приведет к отключению подачи напряжения на электроды.
  2. Произойдет замыкание катушки. А это подключение лампы напрямую к сети переменного тока. Лампа перегорит – это точно, а может и взорваться, что приведет к порче светильника в целом.

Поэтому совет – не стоит ждать, когда лампа сама перегорит. Есть специальный график замены, который определяет производитель, и которого необходимо строго придерживаться. Опытные электрики при проведении профилактических работ обязательно проверяют эти осветительные приборы на параметр напряжения. Если он подходит к пределу нормы, то лампу меняют еще до срока эксплуатации. Лучше заменить недорогую лампу, чем дорогой дроссель трансформатор.

Схема подключения к лампеСхема подключения к лампе

Добавим, что производители сегодня предлагают усовершенствованные системы защиты люминесцентных светильников. В их конструкцию добавили предохранительные автоматы, которые срабатывают при повышении напряжения внутри газоразрядного источника света.

Разделение по назначению

По сути, все дроссели делятся на две основные группы, как и лампы, в которых они устанавливаются.

  1. Однофазные. Их используют в светильниках бытовых и офисных с подключением к сети в 220 вольт.
  2. Трехфазные. Подключаются к сети 380 вольт. К ним относятся лампы ДРЛ и ДНАТ.

По месту установки эти приборы делятся также на две группы:

  1. Встраиваемые. Их еще называют открытыми. Такие дроссели устанавливают в корпус светильника, который защищает его и от влаги, и от пыли, и от ветра.
  2. Закрытые (герметичные, влагозащищенные). У этих приборов есть специальный короб, защищающий их. Такие модели можно устанавливать на улице под открытым небом.
Электронный дроссельЭлектронный дроссель

Электронные аналоги

Основная масса дросселей – это достаточно габаритные приборы. Чтобы уменьшить их размеры, но при этом не изменять параметров, необходимо заменить катушку индуктивности полупроводниковым стабилизатором, который, в принципе, собой представляет высокой мощности транзистор. То есть в конечном итоге получается электронный дроссель.

По сути, установленный транзистор стабилизирует скачки (колебания) напряжения, уменьшают его пульсацию. Но придется учитывать тот факт, что электронный дроссель является все-таки полупроводниковым устройством. Так что в высокочастотных приборах его использовать нет смысла.

Полезные советы

Как и многие электронные приборы, дроссели маркируются в зависимости от своих параметров. Это достаточно сложная аббревиатура, которая неопытным электрикам будет непонятна. Поэтому была введена цветовая маркировка. То есть, на приборе нанесено несколько цветных колец, которые определяют индуктивность устройства. Первых два кольца – это номинальная индуктивность, третье – это множитель, четвертое – это допуск.

Внимание! Если на дросселе всего три цветных кольца, то по умолчанию принимается, что его допуск составляет 20%.    

Цветовая маркировкаЦветовая маркировка

Цветовая маркировка удобна, особенно для тех, кто начинает разбираться в области электрики. С ее помощью можно точно подобрать параметры устанавливаемых приборов (транзистор, электронный дроссель, резистор и так далее).

Заключение по теме

Итак, нами было проведено определение значения дросселя, его устройство, принцип работы и классификация. Как показывает практика, это устройство может работать десятилетиями, если правильно эксплуатировать сам светильник. Даже самые большие скачки напряжения дроссель прекрасно гасит. А, значит, лампа будет светить долго и без проблем.

Дроссель переменного тока и его расчёт

Всем доброго времени суток! В прошлой статье я рассказал о дросселях сглаживающих фильтров и изложил принцип их расчёта. Однако такие типы дросселей в бытовой технике применяются не очень часто, так как в маломощных устройствах зачастую эффективнее использовать ёмкостные фильтры. Наиболее часто в электронных устройствах применяют другой вид дросселей – дроссели переменного тока. Об их особенностях, принципах работы и расчёте параметров таких дросселей пойдёт речь в этой статье.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Особенности работы дросселя переменного тока

Дроссель переменного тока, так же как и любой другой дроссель представляет собой катушку индуктивности с ферромагнитным сердечником. Данный тип дросселя включается последовательно с нагрузкой, аналогично сглаживающему дросселю, но в отличие от него, протекающий ток через дроссель переменного тока не имеет постоянного тока подмагничивания. В связи с этим дроссель переменного тока широко применяется в балластных и токоограничительных цепях, мощных антенных и фильтрующих устройствах, а так же в различных импульсных преобразователях напряжения.

В независимости от применения дросселя в схеме его работа основана на зависимости его реактивного сопротивления X

L от частоты f протекающего через него тока IH и падении напряжения на дросселе UL

Дроссель переменного токаДроссель переменного тока
Дроссель переменного тока.

Таким образом, величина напряжения на дросселе UL определяется индуктивностью дросселя L и параметрами тока, протекающего через дроссель: частота тока f и значение тока в цепи IH.

Влияние немагнитного зазора на дроссель

В предыдущих статьях я рассказывал о негативном влиянии насыщения сердечника на снижение магнитной проницаемости μe и индуктивности дросселя L, которые приводят к искажению формы тока протекающего через дроссель.

Форма тока, протекающего через дроссельФорма тока, протекающего через дроссель
Форма тока, протекающего через дроссель: для ненасыщенного сердечника (1) и для насыщенного сердечника (2).

На данном рисунке изображено искажение формы тока синусоидального напряжения при работе дросселя на насыщенном и ненасыщенном участке кривой намагничивания. Степень искажения формы напряжения зависит также от отношения реактивного сопротивления дросселя к активному сопротивлению нагрузки XL/RH. То есть при насыщении сердечника, чем меньше данное соотношение, тем меньше степень искажения формы напряжения. Таким образом, введение немагнитного зазора кроме стабилизации величины индуктивности, в широких пределах изменения тока, позволяет пропустить через дроссель переменный ток без значительных изменений.

Кроме вышеописанных факторов, введение немагнитного зазора приводит к некоторым особенностям, которые необходимо учитывать при разработке и изготовлении дросселей с зазором. Основной особенностью является уширение магнитного потока в зазоре.

Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселяУширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя
Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя: стержень дросселя (слева) и его поперечное сечение (справа). Пунктиром обозначены размеры увеличенного сечения вследствие выпучивания магнитного потока.

Данное явление связанно с тем, что в дросселе с зазором магнитный поток выходит за пределы пространства, находящегося между двух концов разрезанного сердечника, поэтому площадь поперечного сечения в немагнитном зазоре как бы увеличивается.

Размеры уширения сечения зависит от длины обмотки дросселя lоб, площади сечения сердечника Se и длины немагнитного зазора lз. Уширение магнитного потока уменьшает магнитное сопротивление цепи и, следовательно, увеличивает индуктивность дросселя. Для учёта уширения магнитного потока и увеличения индуктивности вводится коэффициент выпучивания F, учитывающий уширение магнитного потока в немагнитном зазоре. Поэтому значение индуктивности дросселя будет определятся следующим выражением

Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселяУширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя

где ω – количество витков провода в обмотке,

μ0 – магнитная постоянная, μ0 = 4π*10-7 Гн/м,

μе – эквивалентная (относительная) магнитная проницаемость сердечника,

Sе – эквивалентная площадь поперечного сечения сердечника,

lе – эквивалентная длина магнитной линии сердечника.

lM – длина магнитной линии в сердечнике.

F – коэффициент, учитывающий уширение магнитного потока в зазоре.

Принципы расчёта дросселей переменного тока

Расчёт дросселя переменного тока ведётся аналогично расчёту сглаживающего дросселя, но с учётом начальных условий. Так для дросселя переменного тока определяющими параметрами являются: требуемая индуктивность L, приложенное напряжение UL, частота переменного тока f, перегрев дросселя. Кроме этого необходимо определиться с материалом сердечника дросселя, который определят индукцию насыщения BS и максимальную индукцию в сердечнике Bm, которая для предотвращения насыщения сердечника выбирается из условия

Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселяУширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя

В основе расчётов дросселя переменного тока лежит выражения для определения величина действующего напряжения падающего на дросселе UL

Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселяУширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя

где f – частота переменного тока,

L – индуктивность дросселя,

I – действующее значение тока дросселя.

Тогда с учетом выражения для индуктивности дросселя с замкнутым сердечником и выражения для максимальной индукции в сердечнике напряжение на дросселе будет зависеть от следующих параметров

Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселяУширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя

где μе – эквивалентная магнитная проницаемость сердечника,

μ0 – магнитная постоянная, μ0 = 4π•10-7 Гн/м,

ω – количество витков обмотки дросселя,

Se – эквивалентное сечение сердечника дросселя,

le – эквивалентная длина магнитного пути сердечника дросселя,

Bm – максимальное значение магнитной индукции сердечника,

ka – коэффициент амплитуды тока (напряжения) дросселя.

Получившееся выражение довольно часто можно встретить под названием основной формулы трансформаторной ЭДС, так как оно устанавливает однозначное соотношение, между ЭДС на зажимах обмотки и числом витков обмотки, при заданной величине магнитной индукции в сердечнике. Тогда при синусоидальном напряжении (коэффициент амплитуды ka ≈ 1,414) выражение принимает следующий вид

Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселяУширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя

Вернёмся к исходному выражению для напряжения на дросселе UL, в котором неоднозначным является параметр – количество витков. Данный параметр кроме всего прочего (величины индуктивности L и магнитной проницаемости μе сердечника) зависит от размеров магнитопровода, а конкретнее от площади окна SO, которое можно вычислить по следующему выражению

Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселяУширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя

где I – действующее значение тока дросселя,

ω – количество витков обмотки дросселя,

kИ – коэффициент использования окна сердечника,

j – плотность тока в проводе обмотки.

Параметры kИ и j выбирают аналогично, как и для дросселя сглаживающего фильтра, то есть коэффициент использования окна сердечника kИ ≈ 0,3, а плотность тока j = 5 А/мм2.

Тогда выражая из данного выражения количество витков провода ω, получим

Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселяУширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя

Получившееся выражение определяет основное расчётное выражение для определения типоразмера сердечника – произведение площадей сердечника SeSO. После преобразования выражения для действующего напряжения на дросселе UL определяем количество витков обмотки ω и величину немагнитного зазора δ

Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселяУширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя

где μе – эквивалентная магнитная проницаемость сердечника,

μ0 – магнитная постоянная, μ0 = 4π•10-7 Гн/м,

Se – эквивалентное сечение сердечника дросселя,

le – эквивалентная длина магнитного пути сердечника дросселя,

Bm – максимальное значение магнитной индукции сердечника,

ka – коэффициент амплитуды тока (напряжения) дросселя.

Вычисленное количество витков является ориентировочным, так как из-за уширения магнитного потока значение индуктивности оказывается несколько больше при данном количестве витков, что в некоторых случаях является нежелательным. Поэтому необходимо пересчитать витки с учётом коэффициента уширения магнитного потока F

Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселяУширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя

Осталось выбрать сечение обмоточного провода SП

Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселяУширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя

где SO – площадь окна используемого сердечника,

kИ – коэффициент использования окна сердечника,

ω – количество витков обмотки дросселя.

Выбор сечения провода необходимо производить, округлив полученное значение до ближайшего номинала, при этом необходимо учитывать, что на высоких частотах возрастают потери мощности в проводе. Поэтому при достаточно высокой частоте необходимо использовать обмоточный провод, состоящий из нескольких жил, при этом диаметр жилы выбирают исходя из глубины скин-слоя δ

Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселяУширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя

где f – частота переменного тока, протекающего через дроссель,

δ – толщина скин-слоя,

dп – диаметр жилы в обмоточном проводе.

После конструктивного расчёта сердечника и обмотки необходимо проверить тепловой режим работы дросселя – нагрев и перегрев дросселя.

Расчёт дросселя переменного тока

В качестве примера рассчитаем дроссель переменного тока со следующими исходными данными: индуктивность дросселя L = 20 мкГн, частота переменного тока f = 50 кГц, действующее значение тока дросселя Iд = 5 А, температура перегрева ∆Т = 50 °C. Ток, протекающий через дроссель, имеет форму прямоугольных импульсов с коэффициентом заполнения D = 0,5.

В общем случае расчёт сводится к выбору параметров магнитопровода и обмотки, при этом режим работы дросселя должен отвечать заданным условиям, в данном случае, температуре перегрева ∆Т.

1.Выберем типоразмер сердечника соответствующего произведению площадей SeSO. Для этого необходимо дополнительно определить действующее напряжение на дросселе UL, коэффициент амплитуды тока дросселя ka, коэффициент использования окна сердечника kИ, значение максимальной индукции тока дросселя Bm и плотность тока j.

Так как частота тока достаточно высокая, то в качестве материала магнитопровода выберем феррит марки N87, следовательно, Bm = 0,3. Коэффициент использования окна сердечника и плотность тока выберем соответственно kИ = 0,3 и j = 5 А/мм2.

Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселяУширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя

Таким образом, выберем магнитопровод, состоящий из двух половинок типа E 20/10/6 со следующими параметрами: le = 93мм, Se = 32 мм2, SO = 57 мм2, Ve = 2980 мм3, SeSO = 1824 мм4.

Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6
Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6, имеет следующие размеры:

L = 20,4 мм, H = 20,2 мм, B = 5,9 мм, h = 14 мм, l0 = 5,9 мм, l1 = 4,1 мм.

2.Определим предварительное число витков обмотки дросселя без учёта эффекта уширения магнитного потока

Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6

Полученный результат округлим до ближайшего целого, таким образом, количество витков примем ω = 15. С учетом этого определим величину немагнитного зазора сердечника δ

Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6

В связи с тем, что прокладка для создания немагнитного зазора прокладывается как между центральными кернами, так и между боковыми, то соответственно толщина прокладки необходимо уменьшить вдвое по сравнению с рассчитанным значением. То есть толщина прокладки должна составлять 0,1…0,12 мм.

В связи с наличием немагнитного зазора происходит уширение магнитного потока и как следствие увеличение индуктивности. Для того чтобы индуктивность дросселя L соответствовала заданной, необходимо пересчитать число витков обмотки ω с учётом коэффициента уширения F

Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6

Таким образом, количество витков примем равным ω = 14. Для окончательного расчёта параметров дросселя определим сечение провода с учётом плотности тока j = 5 А/мм2.

Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6

Как видно сечение провода составляет SП = 1 мм2, данному сечению соответствует провод диаметром dП = 1,12 мм. Так как частота переменного тока дросселя достаточно высокая, то для снижения потерь мощности вследствие скин-эффекта необходимо использовать литцендрат – провод состоящий из нескольких жил. Диаметр жилы dЖ не должен превышать удвоенной толщины скин-слоя ∆

Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6

В связи с этим для обмотки можно использовать провод, скрученный из 9 жил диаметром 0,38 мм, имеющего суммарное сечение SП = 1,02 мм2.

4.Для завершения расчётов необходимо рассчитать температуру перегрева дросселя ∆Т. Для этого необходимо определить потери мощности в обмотке ∆Р1 и в сердечнике ∆Р2, также суммарную площадь охлаждения дросселя.

Мощность потерь в обмотке ∆P1, зависит от удельного сопротивления проводника (qCu = 0,0171 (Ом•мм2)/м), длины обмоточного провода lпр.об и температурного коэффициента сопротивления меди αCu = 0,0038 °C-1.

Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6

где lв.ср. – средняя длина витка обмотки дросселя,

RT – сопротивление провода при температуре перегрева.

Для определения потерь мощности в сердечнике ∆P2 необходимо определить удельные объёмные потери PV при заданной частоте f, рабочей температуре T и максимальной индукции, создаваемой переменным током в дросселе Bm.

По справочным данным для феррита марки N87, при Bm = 300 мТл, f = 50 кГц и T = 70 °C, объемные потери составляют PV ≈ 250 кВт/м3 = 0,25•10-3 Вт/мм3, тогда потери мощности в сердечнике объемом Ve = 2980 мм3 составят

Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6

Рассчитаем площади охлаждения сердечника SС и площадь охлаждения обмотки SO.

Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6

Таким образом, перегрев составляет ∆Т = 48 °С соответствует требуемым условиям, но находится на пределе, поэтому можно порекомендовать снизить максимальное значение индукции Bm путём увеличения количества витков обмотки, или использовать сердечник большего размера.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Дроссельная заслонка — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 19 января 2018; проверки требуют 5 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 19 января 2018; проверки требуют 5 правок. Дроссельная заслонка в закрытом (сверху) и открытом положениях

Дроссельная заслонка — механический регулятор проходного сечения канала, изменяющий количество протекающей в канале среды — жидкости или газа.

Дроссель (удушитель, душащий — нем.) — устройство, постоянное проходное сечение которого значительно меньше сечения подводящего трубопровода. Дроссель регулирует расход, изменяя параметры течения среды, протекающей через него. Одним из видов дросселя является жиклёр. Часто дроссели используются в системах теплоснабжения для ограничения расхода первичной горячей воды.

Дроссельный клапан — разновидность дросселя, в которой общее количество протекающей через него среды изменяется за счёт соотношения времени состояния полного открытия и полного закрытия клапана. Часто это устройство называют актюатором. Актюаторы имеют чрезвычайно широкое распространение как исполняющие элементы в дозирующих устройствах с широтно-импульсным электронным управлением. Например, в карбюраторах семейства актюаторы являются основными дозирующими элементами в главных дозирующих системах обеих смесительных камер.

Дроссельная заслонка карбюратора регулирует количество горючей смеси, образующейся в карбюраторе и поступающей в цилиндры двигателя внутреннего сгорания.

Собственно дроссельная заслонка у карбюратора с падающим потоком представляет собой жёсткую пластину, закреплённую на вращающейся оси, помещённую в самой нижней части смесительной камеры.

В горизонтальных карбюраторах дросселем часто является вертикальный шибер, расположенный в зоне малого диффузора и регулирующий его проходное сечение. Поднимаясь, он увеличивает проходное сечение диффузора. В подавляющем большинстве случаев он же регулирует проходное сечение главного топливного жиклера, перемещая в нём регулирующую иглу переменного профиля.

В карбюраторах постоянного разрежения дроссельная заслонка сама по себе ничем не отличается от таковой у карбюратора с падающим потоком.

В системе впрыска топлива дроссельная заслонка представляет собой отдельный узел, стоящий в воздушном тракте последовательно и дозирующий количество воздуха на входе в коллектор. Дело в том, что соотношение «бензин — воздух» в цилиндре впрыскового двигателя должно оставаться стехиометрическим, то есть, система управления должна иметь возможность при работе двигателя на неполных режимах ограничивать не только подачу топлива, но и подачу воздуха.

Привод дроссельной заслонки может быть механическим и электромеханическим.

В первом случае ось дросселя поворачивается усилием ноги, нажимающей на педаль, посредством рычажно-шарнирного устройства или тросика Боудена. На мотоциклах и мопедах управление дроссельной заслонкой осуществляется вращением одной из ручек на руле. В автомобилях среднего и высшего класса в 50х-60-х годах XX века предусматривалась сдвоенная система привода: от руки манеткой и педалью (собственно, «Акселератор»). Их (например, в ГАЗ-21) связывали между собой так, что при перемещении водителем манетки педаль опускалась, таким образом, выдвигая манетку, водитель задавал нижний предел открытия дросселя. Оперативное управление дросселем производилось педалью. При отпускании педали дроссель оставался в положении, заданном вручную. При закрывании воздушной заслонки карбюратора дроссельная заслонка приоткрывается системой тяг и рычагов, расположенных на карбюраторе.

Во втором случае — при использовании системы электронного управления — поворот оси дросселя непосредственно осуществляет шаговый электродвигатель. Педаль в этом случае механически связана со следящим устройством, чаще всего переменым резистором или магнитометрическим датчиком, которое задает системе управления двигателем параметр «желаемая мощность на валу».

  • Юрген Казердорф. Карбюраторы зарубежных автомобилей (Vergaser testen undeinstellem). — 2-е, испр. и доп. — М.: За рулем, 2000. — 192 с.
  • А. В. Дмитриевский, В. Ф. Каменев. Карбюраторы автомобильных двигателей. — М.: Машиностроение, 1990. — 223 с.
  • Росс Твег. Системы впрыска бензина. — М.: За рулем, 1999. — 144 с.

Гидравлический дроссель — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Гидравлический дро́ссель — регулирующий гидроаппарат, предназначенный для создания гидравлического сопротивления потоку жидкости. Дополнительное гидравлическое сопротивление создаётся за счёт изменения проходного сечения потока жидкости. Изменением гидравлического сопротивления гидродросселя создаётся необходимый перепад давлений на тех или иных элементах гидросистем, а также изменяется величина потока жидкости, проходящего через гидродроссель.

Условное графическое обозначение гидродросселя: а) регулируемый гидродроссель; б) нерегулируемый гидродроссель

Гидродроссели по типу запорного элемента подразделяются на игольчатые, золотниковые, щелевые, тарельчатые и др.

Регулируемый дроссель — это такой дроссель, у которого площадь его проходного сечения можно менять путём воздействия на его запорно-регулирующий элемент извне.

Иногда функцию гидродросселя выполняют гидрораспределители.

Гидродроссели используются в системах дроссельного регулирования гидропривода. Также гидродроссели используются в системах водоснабжения.

  • Гидравлический дроссель — статья из Большой советской энциклопедии
  • Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов и др. — 2-е изд., перераб. — М.: Машиностроение, 1982.
  • Гейер В. Г., Дулин В. С., Заря А. Н. Гидравлика и гидропривод: Учеб для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1991.
  • Лепешкин А. В., Михайлин А. А., Шейпак А. А. Гидравлика и гидропневмопривод: Учебник, ч.2. Гидравлические машины и гидропневмопривод. / под ред. А. А. Шейпака. — М.: МГИУ, 2003. — 352 с.
  • Башта Т. М. «Машиностроительная гидравлика», М.: «Машиностроение», 1971

Дроссельная заслонка: назначение, конструкция, принцип работы

С самого момента изобретения принцип работы дроссельной заслонки не изменился. Да, она «обросла» дополнительными датчиками, моторчиками и патрубками, управляется бортовым компьютером, делается из более технологичных материалов, но ее суть осталась неизменной. Как раньше она регулировала подачу воздуха в карбюратор, так и теперь дроссельный узел подает воздух в двигатель.
Однако, несмотря на свою «табуреточную» простоту, дроссельная заслонка выполняет важную функцию, и любые ее сбои моментально сказываются на работе двигателя.

Что такое дроссельная заслонка, назначение, виды

Дроссельная заслонка – это механический клапан, который регулирует объем воздуха, поступающего в камеру сгорания. Угол открытия определяет, сколько воздуха проходит через нее за единицу времени и попадает в цилиндры. В зависимости от угла открытия, воздух может проходить беспрепятственно, частично, либо не проходить вообще.

Типовая схема дроссельной заслонки

Когда водитель нажимает педаль газа, это и есть управление углом открытия заслонки. «Педаль в пол» – она максимально раскрывается и двигатель выдает полную мощность. На холостых оборотах, наоборот, пропускает минимум воздуха, чтобы смесь была богаче. Другими словами, она реагирует на действия водителя, а электронный блок управления (ЭБУ), в свою очередь, реагирует на положение заслонки, подавая соответствующее количество топлива.

Где находиться дроссельная заслонка в автомобиле

Как уже было сказано, схема оказалась настолько удачной, что не претерпела изменений в своем базовом принципе до сегодняшних дней. Но, конечно, дроссельная заслонка тоже совершенствовалась, как и остальные элементы автомобиля. Так что в настоящее время на автомобилях используются три типа:

  1. Механические;
  2. Электромеханические;
  3. Электронные.

Механическая заслонка, принцип работы

Это самый простой и примитивный вид, который до сих пор используется в некоторых автомобилях.

Устройство механической дроссельной заслонки

Принцип работы заключается в следующем:

  1. Педаль газа соединяется с дроссельной заслонкой тросом и поворотными рычагами. Нажимая на педаль, водитель напрямую воздействует на поворотный диск заслонки и он открывается на нужный угол;
  2. Угол раскрытия фиксирует датчик положения, который передает информацию на блок управления двигателем. Соответственно, он косвенно отвечает за объем подачи топлива на форсунки.

Датчики положения на дроссельной заслонке могут быть двух типов:

  1. Потенциометрический (датчик угловых перемещений). Его конструктивные особенности – реостат со спиралью и скользящим контактом, который соединен с осью поворота дроссельной заслонки;

    Устройство потенциометрического датчика угловых перемещений на дроссельной заслонке

  2. Магниторезистивный. Он состоит из ползунка, соединенного с осью заслонки, и резистивных дорожек, над которыми ползунок перемещается. За счет отсутствия прямого контакта между элементами этот датчик более долговечный, чем потенциометрический.
Схема магниторезистивного датчика угловых перемещений на дроссельной заслонке

На холостом ходу заслонка полностью закрыта, так что для работы двигателя воздух идет в обход через регулятор холостого хода – отдельный байпасный канал, где находится электроклапан. И для дополнительной подачи воздуха (например, если на холостом ходу водитель включает кондиционер или другое электрооборудование) предусмотрен еще один канал, также идущий в обход впускного коллектора.

В современных механических датчиках предусмотрена система подогрева каналов холостого хода, чтобы в холодный сезон предотвратить обледенение. К специальным патрубкам подведена охлаждающая жидкость от двигателя, которая выполняет функцию подогрева.

Электромеханическая дроссельная заслонка

Устройство электромеханической дроссельной заслонки

Ее устройство почти такое же, как у механической, но с небольшим дополнением: на ней установлен электропривод для работы на холостом ходу, который управляется ЭБУ. По сути, этот привод выполняет работу регулятора холостого хода: дает воздуху поступать в двигатель, даже если водитель не «газует».
Остальные элементы остались те же: тросовая система соединений, датчик положения заслонки.

Электрическая (электронная) заслонка, принцип работы

Электронная дроссельная заслонка

Тут всё «по-взрослому»: никаких тросов и рычагов, только умная и быстрая электроника. Такая система ставится на современные автомобили, в которых есть возможность выбирать режим движения.

К электронной системе управления дросселем относятся:

  1. Датчики положения педали газа. В зависимости от того, как сильно водитель «газует», меняются показания датчика, передаваемые на ЭБУ;
  2. Датчик положения дроссельной заслонки;
  3. Электропривод заслонки с редуктором и возвратным механизмом.
Типовая схема работы электронной дроссельной заслонки

Электронная заслонка управляется ЭБУ на всех режимах. Кроме того, она дает возможность переключать режимы: в спокойной городской езде не позволит слишком резко рвануть с места, а в режиме «драйв», наоборот, подстегнет двигатель на старте.

Что лучше, механическая или электрическая заслонка?

Спорить о том, какая система лучше, занятие неблагодарное. Зависит от того, какие приоритеты у автовладельца.

К примеру, механический дроссель можно считать «прошлым веком», поскольку не ставится на современные автомобили, но в то же время он отлично выполняет свои функции. И имеет однозначные плюсы: меньше слабых мест (каждый дополнительный датчик или моторчик – дополнительная деталь, которая может поломаться) и простота ремонта или замены. Однако будем откровенны, с сегодняшними стандартами экономии топлива и экологической безопасности механической заслонке уже не справиться.

Электронный дроссель имеет больше шансов на поломку, даже чисто статистически, ведь в нём есть дополнительные элементы. Как только любой датчик выходит из строя, начинаются «танцы с бубном» и поиск ошибок. Однако представить современный автомобиль без точного и тонкого управления двигателем, для чего нужна именно электронная заслонка – просто невозможно. Поэтому механические дроссели потихоньку уходят в прошлое, а им на смену приходит электроника.

Неисправности, регулировка и ремонт

1. Основное слабое место – датчик положения дроссельной заслонки. Именно он чаще всего выходит из строя, в результате чего начинаются сбои в работе двигателя:

  • Автомобиль не заводится или заводится плохо;
  • На холостом ходу начинаются «сюрпризы»: двигатель либо работает слишком активно, либо глохнет;
  • Пропадает плавность движения, появляются рывки и провалы в работе мотора;
  • Ухудшается динамика разгона, внезапно пропадает тяга;
  • Увеличивается расход топлива;
  • На панели приборов включаются индикаторы неисправностей, в частности, может загораться и гаснуть «Check Engine».

Однако ни один из этих признаков не указывает напрямую на неисправность именно дроссельной заслонки. Для определения причины придется провести диагностику.

2. Еще одна проблема, хоть не такая неприятная, как поломка датчика – засорение обходных каналов. В этом случае симптомы будут связаны только с работой двигателя на холостом ходу. Плавающие обороты, внезапная остановка – всё это может быть поводом для проверки и чистки дросселя.

3. Третья неисправность – подсос воздуха через сам блок дроссельной заслонки или сквозь пробой во впускном коллекторе. В результате в двигатель поступает кислорода больше нормы и повышаются обороты тогда, когда этого не требуется. К тому же нет ничего хорошего в том, что в цилиндры поступает воздух в обход фильтра.

Если нарушена герметичность соединения дросселя и впускного коллектора, либо сама заслонка не закрывается нормально, это решается путем ее чистки и повторной установки. Однако подсос воздуха может идти и через другие слабые места, так что лучше обратиться на СТО за квалифицированной помощью. Возможно, «травят» уплотнители форсунок, место подвода вакуумного усилителя тормозов, есть другие неисправности на пути воздуха к цилиндрам. Проблемы нужно найти и устранить.

4. И, наконец, может сбиться адаптация заслонки. Адаптация – это настройка ЭБУ, чтобы он корректно увязывал положение педали газа с положением дросселя. Сбой адаптации может произойти при отключении аккумулятора или ЭБУ, снятии самой заслонки для чистки и ремонта, ее замена и т.д. Провести адаптацию можно и самостоятельно, но лучше доверить это специалистам. Стоит услуга недорого, делается быстро, напортачить там сложно.

Работа дроссельной заслонки зависит от других элементов системы подачи воздуха. В частности, на нее влияет качество воздушного фильтра: если владелец автомобиля нарушает регламент ТО, фильтр пропускает меньше воздуха, чем необходимо, и появляются проблемы, с признаками неисправности.

Также важно состояние антифриза, если он подается для обогрева регулятора холостого хода. И, конечно, сбои в работе ЭБУ могут привести к проблеме с подачей воздуха. В свою очередь, дроссельная заслонка при поломке может наделать много неприятностей, особенно при работе двигателя на переобогащенной смеси. Берегите свою машину, и она будет служить верой и правдой!

Дросселирование — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Дросселирование (от нем. drosseln — ограничивать, глушить) — понижение давления газа или пара при протекании через сужение проходного канала трубопровода — дроссель, либо через пористую перегородку.

Дросселирование является близким к идеальному осуществлением процесса Джоуля-Томсона. Дросселирование можно рассматривать[1] как изоэнтальпийный квазиравновесный процесс и проводить, основываясь на выражении

(ΔTΔP)I=T(∂V∂T)P−VCP{\displaystyle \left({{\Delta T} \over {\Delta P}}\right)_{I}={{T\left({{\partial V} \over {\partial T}}\right)_{P}-V} \over {C_{P}}}}

дифференциального эффекта Джоуля-Томсона, интегрирование следующим образом:

T2−T1=∫P1P2(∂T∂P)IdP=∫P1P2T(∂V∂T)P−VCPdP{\displaystyle T_{2}-T_{1}=\int \limits _{P_{1}}^{P_{2}}{\left({{\partial T} \over {\partial P}}\right)_{I}dP}=\int \limits _{P_{1}}^{P_{2}}{{{T\left({{\partial V} \over {\partial T}}\right)_{P}-V} \over {C_{P}}}dP}} — интегральный эффект Джоуля-Томсона.

Процесс дросселирования не квазистатический, равновесны только начальное и конечное, но не промежуточные состояния. Рассмотрение процесса дросселирования как квазистатического возможно только потому, что путь перехода из начального состояния в конечное здесь не важен, и можно заменить его некоторой теоретической квазистатической абстракцией.

При дросселировании происходит адиабатное расширение от давления P1 до давления P2 без совершения работы, то есть дросселирование — существенно необратимый[2] процесс, сопровождающийся увеличением энтропии и объёма при постоянной энтальпии.

Эффект дросселирования применяется в промышленности в расходомерах переменного давления[2], в которых расход газа или пара измеряется по перепаду давления P1 — P2 перед и после сужения проходного канала (диафрагма или сопло в трубе Вентури) трубопровода.

Дросселирование применяется в компрессионных холодильниках в качестве средства обеспечения перепада давления для испарения сжиженного хладагента.

  1. Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Наука, 1975. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. — 519 с.
  2. 1 2 Дросселирование — статья из Большой советской энциклопедии. 

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о