موتورهای احتراق داخلی وظیفه تهیه و تنظیم میزان گشتاور و توان خروجی بر عهده دریچه گاز ماشین (Throttle body) است. روزنه گاز توسط یک شیر پروانه ای (Butterfly Valve) و تغییر زاویه آن میزان جریان هوای (Air Flow) محل ورود به موتور را تهیه و تنظیم می کند و بدین ترتیب میزان پاشش سوخت هم متناسب با این میزان هوا کاسته شده و توان و گشتاور خروجی موتور تهیه و تنظیم می گردد. همینطور این وسیله با به کارگیری از یک مسیر جانبی به موتور اجازه میدهد وقتی که موتور زیر بار نیست و فرمانی از راننده مبتنی بر فشار پدال گاز اخذ نشده است موتور به صورت بیبار (idle) کماکان روشن بماند.
انواع دریچه گاز
عموماً در اختیار گرفتن و تغییر و تحول زاویه دریچه گاز به دو نوع صورت میگیرد: دریچه گاز مکانیکی و دریچه گاز الکترونیکی (یا این که برقی).
اجزاء تشکیل دهنده دریچه گاز
دریچه گاز از یک شیر پروانهای ساخته شده است که با تغییر زاویه خود مرحله مؤثر عبور جریان هوا را تغییر داده و میزان جریان هوا به موتور (ازطریق چند راهه محل ورود و راهگاهها) را تهیه و تنظیم میکند. این شیر در دریچه گاز مکانیکی به وسیله کابل و مستقیماً با فرمان راننده (فشار پدال گاز) فعالیت می نماید، ولی در دریچه گاز برقی بوسیله فرمان سامانه موتور تغییر زاویه می دهد. بدنه دریچه گاز عموماً از محصول آلومینیوم یا این که مواد ترکیبی (composite) ساخته میگردد. به کارگیری از ماده ترکیبی به دلیل سبکتر بودن و پایداری علیه خوردگی نسبت به نوع آلومینیومی برتری داراست. در دریچه گاز برقی برای اجرا امر ارسالی از سامانه مدیر موتور در تغییر زاویه دریچه گاز از عملگر (actuator) و «حسگر (sensor) شرایط دریچه گاز» به کارگیری میگردد. این حسگر شرایط لحظهای دریچه گاز را به مراد تشخیص وضعیتهای به دور آهسته (idle)، تمام بار (full load) و یا این که وضعیتهای مرتبط با شتابگیری (accelerating) یا این که کاهش سرعت ماشین (decelerating) به واحد رئیس موتور (ECU) ارسال می نماید. دریچه گاز علاوه بر مسیر هوای محل ورود از روش دریچه پروانهای، دارنده یک مسیر هوای مازاد است که هوا از روش آن میتواند به صورت جانبی عبور نماید. این مسیر عموماً به وسیله «استپر موتور» (Stepper motor) تهیه و در اختیار می گردد.
هدف به کارگیری از «استپر موتور» عبارتند از:
1. ساخت موقعیت ساسات در طول سرد بودن موتور و بسته بودن دریچه گاز
2. تهیه به دور آهسته در حین دریافت کردن بار مازاد از موتور (به صورت نمونه فعال سازی خنک کننده)
3. تهیه و تنظیم نسبت مطلوب ترکیب سوخت و هوا در دور آهسته و کاهش میزان ساخت آلایندهها در این حالت و پرهیز از مسدود شدن سرعت بالا مسیر هوا وقتی که در سرعتهای بالا راننده به صورت ناگهانی پا را از روی پدال گاز برمیدارد
در پایان میتوان به مزیت استفاده از دریچه گاز برقی در موتورهای دوگانه سوز هم اشاره نمود که با استفاده از آن و کالیبراسیون موتور در دو شرایط برای دو سوخت همواره عملکردی مطلوب داشته و در حین به کار گیری موتور از یک سوخت به سوخت دیگر (fuel - switching) هیچگونه تغییری در سعی موتور تولید نمیشود. اکنون به کار گیری از دریچه گاز برقی به تدریج در حال تبدیل شدن به یک استاندارد در موتورهای بنزینی است و در اکثر زمان ها موتورهای تازه مدرن از آن استفاده میگردد.
دریچه گاز مکانیکی
تا چندی قبل، بیشتر خودروها مجهز به این گونه دریچه گاز بودند. این دسته روزنه به وسیله کابل و به صورت بی واسطه با فشار پدال گاز به تکان در می آید. از مزایای این روزنه ساده بودن سیستم و ارزانی آن است.
روزنه گاز برقی
در دریچه گاز الکترونیکی یا این که برقی، تغییر زاویه شیر پروانهای با ارسال سیگنال از سیستم مدیریت موتور صورت می پذیرد. سیستم مدیریت موتور با دقت به دستور راننده و اما حالت حرکتی ماشین و تلاش موتور و راهکار برنامه ریزی شده در واحد در اختیار گرفتن موتور (ECU) امر تغییر زاویه دریچه گاز را صادر می نماید. این دسته روزنه گاز دارنده سیستم بی واسطه ارتباطی با پدال گاز نیست.
دریچه گاز برقی به دلیل قابلیت و امکان در اختیار گرفتن دقیقتر میزان هوای محل ورود به موتور نسبت به دریچه گاز مکانیکی برتری دارد. همینطور با استفاده از این مکانیزم، قابلیت و امکان به کار گیری از قابلیتهای در اختیار گرفتن و فناوریهای توسعه یافته مدیریت موتور و ماشین ممکن می شود و در سود بازده و عملکرد موتور بیشتر خواهد بود. از سایر مزایای استفاده از این دسته دریچه گاز، تهیه و تنظیم و برنامهریزی در اختیار گرفتن تغییر دریچه گاز بر پایه ی نیاز مشتری و راهکار تعریف شده برای موتور است؛ براین اساس میتوان از یک نوع دریچه گاز برای موتورهای مختلف با استراتژیهای گوناگون استفاده کرد.
اما مهمترین برتری دریچه گازبرقی نسبت به نوع مکانیکی، کاهش مصرف سوخت و آلودگی است. در طول چرخه کاری موتور یکی از مواردی که بیشترین مصرف سوخت و تولید آلایندهها در خودرو صورت میگیرد، زمانی است که راننده به طور ناگهانی بر پدال گاز فشار میآورد. در دریچه گاز مکانیکی دستور راننده به طور کامل اجرا و به دریچه گاز منتقل میشود که در این شرایط نسبت سوخت و هوا میتواند از حالت بهینه خارج شده و میزان مصرف سوخت و آلایندهها افزایش یابد. اما در دریچه گاز برقی تغییرات ناگهانی دریچه گاز توسط سامانه مدیریت موتور کاهش یافته و به تغییر ملایمتر دریچه گاز تبدیل میشود و بدین ترتیب میزان مصرف سوخت و آلایندهها کاهش مییابد. در برخی موارد رانندههایی که به موتورهای با دریچه گاز مکانیکی عادت کردهاند، از موتورهای مجهز به دریچه گاز برقی، به دلیل کاهش حس رانندگی اسپرتی و گاهأ کاهش شتاب خودرو شکایت دارند. البته همان طور که در چگونگی عملکرد دریچه گاز برقی گفته شد، با توجه به نوع استفاده از خودرو میتوان برنامهریزی «مدیریت موتور» را طوری تنظیم نمود که تغییر زاویه دریچه گاز و در نتیجه رانندگی در حالت کاملاً اقتصادی (Economic)، کاملا اسپرتی و یا حالتی بین این دو حالت صورت پذیرد. امروزه در موتورهای پیشرفته که از سامانههای با فناوری جدید و پیشرفته همچون موتورهای هیبریدی، «سیستم پاشش مستقیم سوخت» و کنترل سرعت کروز بهره میبرند، استفاده از دریچه گاز برقی کاملاً ضروری است. همچنین به دلیل نبود سیم و کابل، دریچه گاز برقی جمع و جورتر بوده و جانمایی مناسبتری نسبت به دریچه گاز مکانیکی دارد.