Иллюстрации «подклинивания» ДЗ

Дроссельный узел воспринимается как деталь с зазорами «с запасом», поэтому причины заедания заслонки ищут в нагаре и механических повреждениях. Однако тепловые деформации способны «подклинивать» дроссельную заслонку без единой грязи: при нагреве дроссельного патрубка и самой заслонки до 60 °C перемещения составляют сотые доли миллиметра — настолько мало, что для наглядного изображения на иллюстрациях их приходится визуально увеличивать.

Оценка деформаций

Оценка выполнена «ручным» расчётом для дроссельной заслонки из алюминиевого сплава при температуре нагрева патрубка и заслонки 60 °C; все перемещения приведены в миллиметрах:

Численный расчёт методом конечных элементов дал близкие результаты — для заслонки из алюминия продольная деформация составила 0,0426 мм, вертикальная — 0,0386 мм. Смена материала на латунь уменьшает обе величины: продольная деформация 0,0386 мм, вертикальная — 0,0319 мм. То есть латунная заслонка тепловее «устойчивее» примерно на 10–15 %, что объясняется более низким коэффициентом теплового расширения латуни по сравнению с алюминием.

Как строился расчёт

Расчётная схема — «четверть» тела из соображений симметрии; контур принят круглым, а не эллиптическим, для наглядности. Принятые допущения:

• вне оси элемент работает в плоско-напряжённом состоянии (нормальное напряжение St = 0);
• под осью — плоско-деформированное состояние (деформация Et = 0);
• силы трения в паре «ось — заслонка» не учтены;
• решение получено методом конечных элементов собственными программами.

На условной схеме деформированное состояние показано с преувеличенными перемещениями — реальные значения на порядок меньше толщины самой заслонки.

Практический смысл для диагностики

Запас в сотые доли миллиметра — это ровно тот порядок, при котором заслонка начинает цеплять стенку патрубка:

• симптомы — «цепляющий» рывок при закрывании, плавание оборотов холостого хода после прогрева, самопроизвольное падение оборотов;
• проверять нужно именно прогретый узел: на холодную зазоры в норме, деформация проявляется при выходе на рабочую температуру;
• материал заслонки учитывается при подборе — алюминиевая более склонна к тепловому «подклиниванию», чем латунная;
• передача на диагностику: перед заменой датчиков положения дроссельной заслонки и регулятора холостого хода имеет смысл проверить механику привода в прогретом состоянии и убедиться, что заслонка возвращается свободно.

Таким образом, даже полностью исправная электроника будет демонстрировать «пропажи» холостого хода, если тепловая деформация сокращает зазор пары ось–заслонка до нуля.