Акселератор в автомобиле¶
Акселератор — это орган управления автомобилем (педаль), регулирующий подачу топлива в двигатель и, соответственно, частоту вращения коленчатого вала и мощность двигателя. В русскоязычной автомобильной терминологии акселератором также называют дроссельную заслонку — клапан, дозирующий воздух во впускном коллекторе бензинового двигателя. Нажатие на педаль акселератора приводит к увеличению подачи топливовоздушной смеси, что повышает обороты двигателя и скорость автомобиля.
¶История и происхождение термина
Слово «акселератор» происходит от латинского accelerare — «ускорять». В ранних конструкциях автомобилей конца XIX — начала XX века управление подачей топлива осуществлялось с помощью рычага, расположенного на рулевой колонке или возле неё. Водитель, оттягивая или нажимая рычаг, механически открывал дроссельную заслонку карбюратора.
Педаль акселератора в её современном виде — подвесная педаль, расположенная справа от педали тормоза — постепенно сложилась к 1930-м годам. Стандартизация расположения педалей (слева направо: сцепление, тормоз, акселератор для автомобилей с механической коробкой передач) закрепилась в массовом автомобилестроении к середине XX века.
¶Устройство и принцип работы
¶Механический привод
В классической конструкции педаль акселератора соединена с дроссельной заслонкой карбюратора или инжекторного впускного тракта тросом или системой рычагов. При нажатии педали трос натягивается и поворачивает заслонку, открывая канал для прохода воздуха (и топлива в карбюраторном двигателе). Возвратная пружина обеспечивает закрытие заслонки при отпускании педали.
¶Электронный привод (Drive-by-Wire)
В современных автомобилях с 1990-х годов всё шире применяется электронный привод дроссельной заслонки. Педаль акселератора оснащена датчиком положения (обычно дублированным — для надёжности), сигнал с которого поступает в электронный блок управления двигателем (ЭБУ). Блок управления, учитывая сигналы других датчиков (положения коленвала, расхода воздуха, температуры, положения дросселя и др.), управляет шаговым или сервоприводом, непосредственно поворачивающим заслонку.
Преимущества электронного привода:
- точное дозирование подачи воздуха;
- возможность реализации функций круиз-контроля, систем стабилизации, антипробуксовочной системы;
- адаптация к стилю вождения и режиму работы;
- обеспечение плавного снижения мощности при отказе датчиков (fail-safe).
К недостаткам относят так называемый «лаг» — задержку между нажатием педали и реальным откликом двигателя из-за времени обработки сигнала ЭБУ, а также зависимость от исправности электроники.
¶Дизельные двигатели
В дизельных двигателях педаль акселератора управляет не подачей воздуха (воздух подаётся без дросселирования в большинстве конструкций), а количеством впрыскиваемого топлива через топливный насос высокого давления или форсунки. Электронный блок управления, получая сигнал от датчика положения педали, изменяет продолжительность или момент впрыска.
¶Регулируемые ограничения
В ряде стран законодательство ограничивает максимальную скорость автомобиля. Для этого применяются механические или электронные ограничители, ограничивающие открытие дроссельной заслонки или подачу топлива при достижении определённой скорости. В России ограничение скорости на дорогах общего пользования составляет 110 км/ч на автомагистралях, 90 км/ч вне населённых пунктов и 60 км/ч в населённых пунктах.
¶Акселератор и безопасность
Педаль акселератора напрямую связана с безопасностью движения. Самым известным дефектом, связанным с этой системой, стал случай массовых жалоб на Toyota в 2009—2010 годах, когда водители сообщали о самопроизвольном разгоне автомобилей. Расследование выявило несколько причин: залипание педали под ковриком, дефекты электронной педали и ошибки в программном обеспечении ЭБУ. Производитель отозвал миллионы автомобилей по всему миру.
Для предотвращения последствий неисправности акселератора в автомобилях применяется функция принудительного ограничения мощности: при одновременном нажатии педалей тормоза и акселератора ЭБУ переводит двигатель в режим холостого хода.
¶Акселератор в спортивных автомобилях
В автоспорте педаль акселератора используется в связке с техникой «двойного выжима» при переключении передач на автомобиле с механической коробкой, а в машинах с роботизированной трансмиссией — с системами переключения передач за рулём (переключатели подрулевыми лепестками). Трассовые автомобили часто оснащаются телеметрией, фиксирующей положение педали акселератора для анализа стиля пилота.
Источники:
- Киселёв Н. Н. «Конструкция и расчёт автомобилей»
- Венедиктов В. Н. «Автомобили: конструкция, расчёт, эксплуатация»
- Руководства по эксплуатации современных легковых автомобилей
- Материалы ГОСТ Р 52033—2003 «Автомобильные транспортные средства. Требования безопасности к рулевому управлению»