Die Drosselklappe ist das Schlüsselelement, über das der Fahrer den Benzinmotor steuert. Es handelt sich um eine Art Drosselklappe, die die Luftzufuhr zum Motor regelt. Im klassischen System war das Gaspedal (Gaspedal) über ein Kabel mit der Drosselklappe verbunden. Wenn Sie Gas gaben, öffnete sich die Drosselklappe, so dass Luft in den Motor strömte. Bei einem Vergasersystem erhöhte sich dadurch gleichzeitig die Kraftstoffmenge, die dem Motor zugeführt wurde – der Motor erhöhte die Drehzahl und das Auto beschleunigte.
Bei der elektronisch gesteuerten Einspritzung ist es das Motorsteuergerät (ECU), das auf der Grundlage der Drosselklappenöffnung die geeignete Kraftstoffdosierung bestimmt und dabei auch andere Parameter wie Luftstrom, Temperatur oder Ansaugkrümmerdruck berücksichtigt. Damit die ECU ‚weiß‘, wann die Drosselklappe geöffnet ist, ist ein Sensor erforderlich, der den Grad der Öffnung in ein Signal in Form einer Spannung umwandelt. Die Spannung wird dann an die ECU weitergeleitet, wo sie in Öffnungsdaten umgewandelt wird. Heutzutage ist das Gaspedal nicht mehr mechanisch mit der Drosselklappe verbunden – die Information über seine Betätigung erreicht die ECU ebenfalls in Form eines elektrischen Signals. Ein elektrischer Antrieb ist für die Bewegung der Drosselklappe verantwortlich. Bei einer solchen Drosselklappe (die Teil eines Servos ist) ist ein Sensor erforderlich, um sie in die gewünschte Position zu bringen.
Der Drosselklappenpositionssensor (TPS) wird meist in Form eines Potentiometers realisiert, das sich in der Verlängerung der Drosselklappenachse befindet. Wenn Sie die Drosselklappe öffnen, bewegt sich der Schieber entlang einer Widerstandslaufbahn, wodurch sich das Widerstandsverhältnis an den Ausgängen ändert. Die ersten Systeme, bei denen die Drosselklappe über ein Kabel geöffnet wurde, waren oft auf ein einziges Potentiometer beschränkt. Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, wurden im Laufe der Zeit zusätzliche Kontakte hinzugefügt, um die extremen Positionen – vollständig geöffnete und geschlossene Drosselklappe – zu signalisieren. Heutzutage ist der Positionssensor normalerweise in den elektrischen Drosselklappenantrieb integriert. Das daraus resultierende Servo ist vollständig für das Öffnen der Drosselklappe verantwortlich und daher entscheidend für die Fahrsicherheit. Aus diesem Grund wird meist ein Multiplexsensor verwendet (in der Regel zwei Potentiometer), dessen Signale vom Controller verglichen werden können. Dadurch sind die Daten leichter zu überprüfen und ein Sensorfehler theoretisch leichter zu erkennen.
Wie sich der Ausfall eines Teils auswirkt, lässt sich leicht vorhersagen, wenn wir seine Rolle richtig verstehen. Das Öffnen oder Schließen der Drosselklappe ist ein klares Signal an das Steuergerät, die Kraftstoffdosierung zu erhöhen oder zu verringern. Wenn das Signal falsch ist, wählt das Steuergerät möglicherweise die falsche Dosierung. Es gibt eine Reihe von Symptomen, die auf ein Problem mit dem Sensor hinweisen können:
Ein typischer Sensor in Form eines Potentiometers ist ein mechanisches Bauteil, das einem natürlichen Verschleiß unterliegt. Der Läufer, der zyklische Bewegungen entlang des Widerstandspfades ausführt, führt zu Verschleiß, was zu einem unsicheren Signal in diesen Regionen des Pfades führen kann. Der Bereich, der am anfälligsten für Verschleiß ist, ist der Bereich, der einer niedrigen Drehzahl entspricht. In dieser Position befindet sich der Slipper einen großen Teil der Zeit und beginnt normalerweise seine Bewegung. Ein weiterer typischer Schaden ist der, der durch Feuchtigkeit und Korrosion der Komponenten des Bauteils und seiner Leitungen entsteht. Das Bauteil ist unter der Motorhaube eines Autos montiert, wo große Temperaturschwankungen herrschen und Spritzer von Wasser oder Öl nicht ungewöhnlich sind. Es kann auch zu mechanischen Schäden kommen, die entweder direkt oder indirekt, z.B. durch ein undichtes Gehäuse, einen Fehler verursachen können.
Aufgrund der Multiplikation des Potentiometers sollte der Fehler von der ECU erkannt und in Form eines Fehlercodes aufgezeichnet werden. Wenn dies der Fall ist, kann das Bauteil sofort überprüft werden. In anderen Fällen ist es schwieriger, da die Quelle des Fehlers gefunden werden muss. Die Symptome sind nicht spezifisch und können z.B. auch auf einen defekten MAF-Durchflussmesser oder einen verstopften Luftfilter hinweisen. Beginnen Sie bei der Untersuchung des Drosselklappensensors damit, ihn zu lokalisieren und festzustellen, ob das Gehäuse des Teils Anzeichen von Beschädigungen wie Risse oder Beulen aufweist. Suchen Sie nach schmutzigen oder oxidierten Kontakten und Anzeichen von Korrosion. Wenn Sie einen defekten Sensor vermuten, lohnt es sich, die Verkabelung zu überprüfen, indem Sie die Kontinuität des Stromkreises zwischen dem Stecker des Motorsteuergeräts und dem Drosselklappenstecker kontrollieren.
Wenn Sie keine zusätzliche Ausrüstung haben, aber über Service-Daten wie den Schaltplan oder den richtigen Widerstand verfügen, können Sie versuchen, diesen Parameter mit einem Multimeter zu messen. Eine solche Messung kann jedoch zu langsam sein, um ein typisches Pfadreibungsproblem zu erkennen.
Eine effektive Möglichkeit, das Signal der Positionssensoren zu überprüfen, ist die Messung mit einem Oszilloskop. Auf diese Weise können wir durch manuelles Verstellen der Drosselklappe die Spannungsänderung beobachten – sie sollte gleichmäßig sein, ohne plötzliche Rucke oder Sprünge in der Wellenform. Oszilloskope für Automobilanwendungen wie das Scope DT bieten großartige Diagnosemöglichkeiten. Wählen Sie einfach die Drosselklappe aus der Komponentenliste aus, das Gerät stellt die entsprechenden Parameter selbst ein. Alles, was der Benutzer tun muss, ist eine Verbindung zur Masse und zum Ausgangssignal des Sensors herzustellen. Eine Taste genügt, um die Bildschirmhilfe zum Testen dieser Komponente aufzurufen.
Wer sich mit einem Oszilloskop nicht sicher fühlt, aber eine solche Messung durchführen möchte, kann den QST-5 Sensortester verwenden, der einen einfachen und schnellen Test ermöglicht. Wir können ihn auch durchführen, wenn wir keine Informationen über den Schaltplan haben. Verbinden Sie einfach die drei Leitungen des Potentiometers auf beliebige Weise mit den drei Eingängen des Testers (wie Sie die verschiedenen Pins im Falle des Drosselklappenmoduls identifizieren können, erfahren Sie hier: https://youtu.be/i6-y91n8-uw ).
Das Testgerät selbst erkennt den Sensortyp (Potentiometer) und seine Pinbelegung. Drücken Sie dann einfach OK, um mit dem Test fortzufahren. Der Sensor wird vom Tester mit Strom versorgt und auf dem Bildschirm werden der Ausgangswert und eine kleine Wellenform angezeigt, die den Ausgang des Sensors illustriert. Trotz der geringen Größe wird die Kurve so angezeigt, dass alle Unregelmäßigkeiten oder Signalspitzen während der Messung sichtbar werden. Auf diese einfache Weise können wir sicherstellen, dass der Sensor tatsächlich abgenutzt ist.
Ursprünglich hatten Selbstzündungsmotoren keine Drosselklappe, da der Betrieb eines Dieselmotors vollständig über die Kraftstoffdosierung gesteuert werden kann. Wenn Motoren keine Drosselklappe brauchen, warum wird sie dann heutzutage so häufig eingebaut? Es hat sich gezeigt, dass der Einbau der Drosselklappe durch die Beeinflussung des Drucks im Ansaugsystem eine bessere Kontrolle über das Abgasrückführungssystem EGR ermöglicht. Darüber hinaus erleichtert dieses Element das Abschalten des Motors.
Beim Testen von Dämpfern für Dieselmotoren kann ein spezielles Prüfgerät in Form des DTA-1 verwendet werden. Das Prüfgerät wird direkt an die Drosselklappe angeschlossen, so dass diese in jeder beliebigen Stellung geprüft werden kann. Die korrekte Funktion der Komponente zusammen mit dem Sensor basiert auf einer gleichmäßigen Bewegung über den gesamten Betriebsbereich und darauf, dass der vom Tester gemessene zulässige Strom nicht überschritten wird.
Die Reparatur des Drosselklappen-Positionssensors bedeutet, dass er ausgetauscht werden muss. Bei älteren Modellen, bei denen der Positionssensor separat auftrat, liegen die Kosten für das Teil oft bei mehreren Dutzend PLN. Im Angebot der Händler sind Teile für praktisch jedes Auto enthalten. Neuere Fahrzeuge haben in der Regel ein integriertes Drosselklappenmodul, das in diesem Fall komplett ausgetauscht werden muss. Ein komplettes Bauteil kostet in der Regel mehrere hundert Zloty, es lohnt sich also zu wissen, wie man es überprüft. Es ist eine gute Idee, Werkzeuge wie den QST-5 Sensortester und ein Oszilloskop in der Werkstatt zu haben, damit Sie keine Zeit mit dem Austausch defekter Komponenten verschwenden.
Autor: Produktingenieur Piotr Libuszowski
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