تا اواخر دهه ۱۹۸۰ میلادی اکثر ماشین‌ها سیستم کنترل دریچه گاز نسبتا ساده و سیمی داشتند. راننده روی پدال گاز فشار می‌آورد، دریچه باز می‌شد و هوا وارد موتور می‌شد، جایی که با بنزین مخلوط شده و می‌سوخت. این احتراق داخل سیلندرها چرخ‌های ماشین را به حرکت درآورده و شما را به پیش می‌برد. برای سریع‌تر رفتن هم فقط کافی بود راننده محکم‌تر پدال گاز را فشار دهد. درنتیجه سیم رابط بین پدال و دریچه گاز بیشتر کشیده می‌شود، پولکی بازتر شده، هوای بیشتری به موتور می‌رسد و به ماشین قدرت بیشتری می‌دهد.
اما فرق پدال گاز برقی با سیمی چیست؟ سیستم کنترل الکترونیکی دریچه گاز، که دریچه گاز برقی هم نامیده می‌شود، به جای سیم مکانیکی، از سیگنال‌های الکترونیکی برای ارتباط پدال با دریچه گاز و کنترل میزان بازشدگی دریچه استفاده می‌کند. این بدان معناست که وقتی پا را روی پدال گاز ماشین خود فشار می‌دهید، به جای باز کردن دریچه، یک ماژول الکتریکی یا سنسور پدال گاز را فعال می‌کنید که فشار پا را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. سپس این سیگنال به واحد کنترل الکترونیکی یا ایسیو ارسال می‌شود. ایسیو با در نظر گرفتن فشار وارده به پدال و همچنین سایر عوامل خارجی، دریچه را به منظور بهینه‌سازی عملکرد موتور باز می‌کند.
این سیستم تاحدودی پیچیده است، اما مزایای زیادی برای کاهش استهلاک، مصرف سوخت، آلایندگی و کارایی موتور دارد. با این حال، مانند هر سیستم پیچیده‌ای، دریچه گاز برقی بی‌عیب و نقص نیست. به عنوان مثال وقفه پدال و کاهش شتاب برخی خودروهای مجهز به دریچه گاز برقی باعث گلایه کاربران شده است.
مزایای معایب سیستم پدال گاز برقی چیست؟مزایای معایب سیستم پدال گاز برقی چیست؟
اگر از بیرون به قضیه نگاه کنیم، شاید به‌کارگیری سیستم‌های کنترل الکترونیکی دریچه گاز کمی بیهوده به نظر برسد و این سوال پیش بیاید که اگر یک سیستم کنترل دریچه گاز مکانیکی به خوبی کار می‌کند، چرا آن را برقی کرده‌ایم تا پیچیده‌تر شود؟
در جواب باید گفت اگرچه دریچه گاز برقی باعث پیچیدگی می‌شود، اما مزایای زیادی هم به همراه دارد. اولین مورد کاهش نسبی استهلاک خود دریچه است. سیستم‌های دریچه گاز سیمی، به دلیل داشتن قطعات متحرک زیاد، در معرض سایش و استهلاک بیشتری قرار دارند اما یک دریچه گاز برقی قطعات متحرک نسبتا کمتری دارد، زیرا سیگنال‌های خود را با پالس الکتریکی ارسال می‌کند، نه قطعات متحرک. این امر باعث کاهش استهلاک و اصطکاک سیستم می‌شود.
البته در این بین گاهی مشکلاتی هم پیش آمده است. به عنوان مثال در سال ۲۰۰۹، سیستم‌های کنترل الکترونیکی دریچه گاز براثر فراخوان وسیع خودروهای تویوتا به دلیل مشکلات کنترل شتاب، خبرساز شدند. علی رغم اخبار منفی که سیستم‌های دریچه گاز برقی با آن مواجهند، ممکن است تعجب کنید که دریچه گاز برقی نسبت به نمونه‌های سیمی مکانیکی، مزایای بیشتری در زمینه ایمنی به خودرو اضافه می‌کنند. در یک سیستم مکانیکی سیمی، دریچه گاز فقط به میزان فشرده شدن پدال توسط راننده برای تصمیم‌گیری در مورد میزان باز یا بسته شدن تکیه می‌کند.
اما با یک سیستم کنترل الکترونیکی دریچه گاز، کامپیوتر ماشین نه تنها فشار پای راننده روی پدال گاز را پردازش می‌کند، بلکه داده‌های ورودی از سنسور چرخ‌های در حال گردش، سیستم فرمان و ترمز را نیز بررسی می‌کند و به اصلاح خطای راننده و حفظ کنترل خودرو کمک می‌کند. به عبارت دیگر، یک سیستم دریچه گاز برقی می‌تواند چندین عامل تأثیرگذار بر سرعت و پایداری خودرو را تنظیم کند، و صرفا به میزان فشار پای راننده روی پدال توجه ندارد. به علاوه، کنترل دریچه گاز برقی یک عضو کلیدی در اکثر سیستم‌های کروز کنترل است و می‌توان به راحتی روی این گونه خودروها سامانه کروز را نصب کرد.
به طور کلی دریچه گازهای برقی ممکن است یک سیستم پیچیده باشد، اما رانندگی با خودرو را آسان‌تر و ایمن‌تر می‌کند و می‌تواند هزینه نگهداری را کاهش دهد. با این حال، یکی از نگرانی‌هایی که در جریان فراخوان تویوتا ۲۰۰۹-۲۰۱۰ مطرح شد، این بود که آیا سیگنال‌های خارجی مغناطیسی یا همان EMP می‌توانند تداخلی را در عملکرد دریچه گاز برقی ایجاد کنند یا نه؟
سیگنال‌های مغناطیسی و تاثیر آن بر دریچه گاز برقی سیگنال‌های مغناطیسی و تاثیر آن بر دریچه گاز برقی
تصور کنید در مسیر خود به محل در حال رانندگی هستید که ناگهان ماشین شما شروع به حرکت ناگهانی در ترافیک می‌کند. این مشکل چیزی است که برخی رانندگان در کشورهای خارجی ادعا می‌کنند برایشان اتفاق افتاده است و بعضی از آنها سیستم کنترل الکترونیکی دریچه گاز ماشین را مقصر می‌دانند.
بنابراین برخی رانندگان تجربه شتاب ناخواسته داشته‌اند و همچنین برخی از متخصصان مهندسی خودرو ادعا می‌کنند که تداخل الکترومغناطیسی (EMI) می‌تواند باعث نقص عملکرد سیستم‌های کنترل الکترونیکی دریچه گاز (ETC) شود. در برخی موارد،منابعی مانند تلفن همراه و خطوط برق باعث تداخل در عملکرد دریچه گاز برقی شده و منجر به شتاب ناگهانی و ناخواسته خودرو شده است.
در مشهورترین مورد، پروفسور دیوید گیلبرت، استاد مهندسی در دانشگاه جنوب ایلینوی، نشان داد که چگونه توانسته با ایجاد یک اتصال کوتاه در یک تویوتا آوالون، دور موتور را بالا ببرد و خودرو را بدون فشردن پدال گاز و حتی با وجود فشار دادن ترمز، به جلو ببرد.
با این حال، تویوتا و سایر متخصصان به آن واکنش نشان دادند و گفتند که مثال گیلبرت تصنعی بوده و احتمال به وقوع پیوستن آن در دنیای واقعی بسیار کم است. به گفته منتقدان گیلبرت، او مجبور به قطع و وصل مجدد چندین سیم در سیستم شده است که در یک خودرو با کارکرد عادی کاملا غیرممکن است.
هرچند از نظر تئوری، یک اتصال کوتاه می‌تواند باعث باز شدن دریچه گاز و افزایش دور موتور شود اما بسیاری از متخصصان خاطرنشان می‌کنند که این سیستم‌ها برای جلوگیری از اختلال EMI به خوبی عایق‌بندی شده‌اند.
اما بعید بودن وقوع اتصال کوتاه و تداخل به این معنا نیست که خودروسازان احتمال آنها را نادیده گرفته‌اند. در ادامه با انواع مکانیزم‌های ایمنی و پشتیبان‌گیری که در سیستم‌های ETC تعبیه شده‌اند، آشنا می‌شویم.
حالات ایمنی دریچه گاز برقی در مواقع اضطراری حالات ایمنی دریچه گاز برقی در مواقع اضطراری
مانند اکثر سیستم‌های پیچیده، سیستم‌های کنترل الکترونیکی دریچه گاز نیز دارای شمار زیادی حالت‌های ایمنی هستند. این حالت‌ها به‌عنوان خطوط دفاعی و پشتیبان طراحی شده‌اند تا در صورت بروز مشکل، سیستم را در حال کار نگه دارند یا خاموش کنند.
به‌طور کلی، در صورت بروز کوچک‌ترین نشانه‌ای از مشکل، اکثر کنترلگرهای دریچه گاز برقی به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که دریچه را ببندند و به حالت دور آرام برگردند. برای مثال، اگر واحد کنترل موتور مشکلی در سنسور تشخیص دهد، سیستم به دور آرام می‌رود و از باز شدن دریچه جلوگیری می‌کند.
همچنین شمار زیادی خطوط دفاعی در سیستم تعبیه شده‌اند. برای مثال، برای تشخیص ورودی‌های راننده یا سایر عوامل، فقط از یک سنسور استفاده نمی‌شود. برای هر موقعیت سنسور، دو سنسور به‌کار می‌گیرند. اگر یک سنسور دچار مشکل شود یا دو سنسور در یک موقعیت، مقادیر متفاوتی گزارش دهند، سیستم دریچه را بسته و موتور را به حالت دور آرام می‌برد.
موتور دریچه گاز برقی، نگهبان نهایی سیگنال‌های دریچه است. به نحوی که قبل از باز شدن واقعی دریچه، سیگنال‌ها باید از آن عبور کنند. اگر موتور دریچه، ولتاژ یا سیگنال‌هایی را تشخیص دهد که از طرف واحد کنترل موتور ارسال نشده‌اند، به‌گونه‌ای طراحی شده که موتور را خاموش کند. اگر تداخل الکترومغناطیسی به اندازه‌ای قوی باشد که بر کنترل‌های الکترونیکی دریچه گاز تأثیر بگذارد، سیستم کنترلگر دریچه به‌گونه‌ای طراحی شده که خاموش شود، نه اینکه شتاب بگیرد.
صحبت های بالا به این معنا نیست که سیستم‌های کنترل دریچه گاز برقی بدون مشکل هستند، بلکه آنها با مجموعه‌ای از حالت‌های ایمنی طراحی شده‌اند که در صورت کارکرد صحیح، گ از افزایش ناگهانی دور موتور و شتاب ناخواسته جلوگیری می‌کنند.
با این حال، پس از افزایش اضطراب مصرف‌کنندگان در مورد شتابگیری ناخواسته و شایعات مربوط به کنترلگرهای الکترونیکی دریچه گاز، شرکت‌های خودروساز در حال اضافه کردن یک حالت ایمن دیگر هستند: سیستم‌های لغو فرمان دریچه گاز. این سیستم‌ها که در حال حاضر روی بعضی از خودروهای آلمانی وجود دارند، به درخواست‌های راننده وارد بر پدال اجازه می‌دهند تا وارد عمل شده و بر اختلال سیستم دریچه گاز غلبه کنند. بنابراین، اگر به‌نوعی سیستم دچار مشکل شود و دریچه به‌طور خودکار باز شود، فشردن ترمز آن را می‌بندد.
سخن پایانی
به طور کلی تفاوت پدال گاز برقی با سیمی در به‌کارگیری سیستم‌های الکترونیکی به جای سیم مکانیکی جهت اتصال پدال گاز به دریچه یا تراتل خلاصه می‌شود. سامانه دریچه گاز برقی بسیار پیچیده‌تر است اما فواید زیادی در کاهش مصرف سوخت و افزایش راندمان موتور به دنبال دارد. امروزه بسیاری از خودروهای تولید داخل دارای پدال گاز برقی هستند.
شاید مطالب زیر نیز از وبسایت خودروبانک برای شما مفید باشد:
دلیل گاز هرز خوردن ماشین
چک لیست خودرو قبل از سفر
10 تا از بهترین کراس اوورهای چینی
نویسنده حسین باباپور
