خنق

This article relies largely or entirely on a single source. Relevant discussion may be found on the talk page. Please help improve this article by introducing citations to additional sources. Find sources: "Throttle" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (February 2019)

الخانق هو آلية يتم من خلالها التحكم في تدفق السوائل عن طريق البناء أو العرقلة.

يمكن زيادة أو تقليل قوة المحرك عن طريق تقييد غازات الدخول (باستخدام دواسة الوقود)، ولكن عادة ما يتم تقليلها. أصبح مصطلح دواسة الوقود يشير بشكل غير رسمي إلى أي آلية يتم من خلالها تنظيم قوة أو سرعة المحرك، مثل دواسة الوقود في السيارة. ما يسمى غالبًا بدبوس الوقود (في سياق الطيران) يسمى أيضًا رافعة الدفع ، وخاصة للطائرات التي تعمل بمحرك نفاث . بالنسبة للقاطرة البخارية ، يُعرف الصمام الذي يتحكم في البخار باسم المنظم .

في محرك الاحتراق الداخلي ، الخانق هو وسيلة للتحكم في قوة المحرك من خلال تنظيم كمية الوقود أو الهواء الداخل إلى المحرك. في السيارة الآلية، يُطلق على عنصر التحكم الذي يستخدمه السائق لتنظيم الطاقة أحيانًا الخانق أو دواسة الوقود أو دواسة الوقود . بالنسبة لمحرك البنزين، ينظم الخانق عادةً كمية الهواء والوقود المسموح بدخولهما إلى المحرك. ومع ذلك، في محرك الحقن المباشر للبنزين ، ينظم الخانق فقط كمية الهواء المسموح بدخوله إلى المحرك. ينظم الخانق في محرك الديزل، عند وجوده، تدفق الهواء إلى المحرك.

تاريخيًا، تعمل دواسة الوقود أو ذراع الخانق من خلال ارتباط ميكانيكي مباشر . يتم تشغيل صمام الفراشة للخانق بواسطة قطعة ذراع محملة بنابض. عادةً ما تكون هذه الذراع متصلة مباشرة بكابل التسارع، وتعمل وفقًا للسائق الذي يضربها. كلما تم دفع دواسة الوقود أكثر، كلما اتسع فتح صمام الخانق.

المحركات الحديثة من كلا النوعين (الغاز والديزل) هي عادة أنظمة قيادة سلكية حيث تراقب أجهزة الاستشعار أدوات التحكم الخاصة بالسائق واستجابة لذلك يتحكم نظام محوسب في تدفق الوقود والهواء. وهذا يعني أن المشغل ليس لديه سيطرة مباشرة على تدفق الوقود والهواء؛ يمكن لوحدة التحكم في المحرك (ECU) تحقيق تحكم أفضل من أجل تقليل الانبعاثات وتعظيم الأداء وضبط سرعة المحرك الخاملة لجعل المحرك البارد يسخن بشكل أسرع أو لمراعاة الأحمال الإضافية المحتملة للمحرك مثل تشغيل ضواغط تكييف الهواء لتجنب توقف المحرك.

عادة ما يكون الخانق في محرك البنزين عبارة عن صمام فراشة . في المحرك الذي يعمل بالحقن بالوقود ، يتم وضع صمام الخانق على مدخل مشعب السحب ، أو يتم وضعه في جسم الخانق . في المحرك المكربن، يوجد في المكربن. عندما يكون الخانق مفتوحًا على مصراعيه ، يكون مشعب السحب عادةً عند الضغط الجوي المحيط. عندما يكون الخانق مغلقًا جزئيًا، يتطور فراغ في المشعب مع انخفاض السحب إلى ما دون الضغط المحيط.

يتم التحكم في خرج الطاقة لمحرك الديزل من خلال تنظيم كمية الوقود التي يتم حقنها في الأسطوانة. نظرًا لأن محركات الديزل لا تحتاج إلى التحكم في أحجام الهواء، فإنها تفتقر عادةً إلى صمام فراشة في مسار السحب. الاستثناء من هذا التعميم هو محركات الديزل الأحدث التي تلبي معايير الانبعاثات الأكثر صرامة، حيث يتم استخدام مثل هذا الصمام لتوليد فراغ مشعب السحب، مما يسمح بإدخال غاز العادم (انظر EGR ) لخفض درجات حرارة الاحتراق وبالتالي تقليل إنتاج أكاسيد النيتروجين .

في الطائرات ذات المحرك الترددي ، يكون التحكم في الخانق عادةً عبارة عن رافعة أو مقبض يتم تشغيله يدويًا. يتحكم في خرج طاقة المحرك، والذي قد ينعكس أو لا ينعكس في تغيير في الدورات في الدقيقة، اعتمادًا على تركيب المروحة (سرعة ثابتة أو ثابتة ). ^[1]

لا تستخدم بعض محركات الاحتراق الداخلي الحديثة دواسة الوقود التقليدية، بل تعتمد بدلاً من ذلك على نظام توقيت صمام السحب المتغير لتنظيم تدفق الهواء إلى الأسطوانات، على الرغم من أن النتيجة هي نفسها، وإن كانت بخسائر ضخ أقل.

في محركات حقن الوقود ، يُعد جسم الخانق جزءًا من نظام سحب الهواء الذي يتحكم في كمية الهواء المتدفقة إلى المحرك، استجابةً لإدخال دواسة الوقود من جانب السائق في المحرك الرئيسي. يقع جسم الخانق عادةً بين صندوق فلتر الهواء ومشعب السحب ، وعادةً ما يكون متصلاً بمستشعر تدفق الهواء الشامل أو بالقرب منه . غالبًا ما يمر خط سائل تبريد المحرك من خلاله أيضًا حتى يتمكن المحرك من سحب هواء السحب عند درجة حرارة معينة (درجة حرارة سائل التبريد الحالية للمحرك، والتي تستشعرها وحدة التحكم الإلكترونية من خلال المستشعر ذي الصلة ) وبالتالي بكثافة معروفة.

القطعة الأكبر داخل جسم الخانق هي لوحة الخانق، وهي عبارة عن صمام فراشة ينظم تدفق الهواء.

في العديد من السيارات، يتم توصيل حركة دواسة الوقود عبر كابل الخانق، والذي يتم توصيله ميكانيكيًا بروابط الخانق، والتي بدورها تدير صفيحة الخانق. في السيارات ذات التحكم الإلكتروني في الخانق (المعروف أيضًا باسم "القيادة بالأسلاك")، يتحكم محرك كهربائي في روابط الخانق ولا تتصل دواسة الوقود بجسم الخانق، ولكن بمستشعر، والذي يخرج إشارة تتناسب مع موضع الدواسة الحالي ويرسلها إلى وحدة التحكم الإلكترونية . ثم تحدد وحدة التحكم الإلكترونية فتحة الخانق بناءً على موضع دواسة الوقود والمدخلات من مستشعرات المحرك الأخرى مثل مستشعر درجة حرارة سائل تبريد المحرك.

عندما يضغط السائق على دواسة الوقود، تدور لوحة الخانق داخل جسم الخانق، مما يفتح ممر الخانق للسماح بدخول المزيد من الهواء إلى مشعب السحب، والذي يتم سحبه على الفور إلى الداخل بواسطة فراغه. عادةً ما يقيس مستشعر تدفق الهواء الشامل هذا التغيير ويبلغ به وحدة التحكم الإلكترونية. ثم تزيد وحدة التحكم الإلكترونية من كمية الوقود المحقونة بواسطة الحاقنات من أجل الحصول على نسبة الهواء إلى الوقود المطلوبة . غالبًا ما يتم توصيل مستشعر موضع الخانق (TPS) بعمود لوحة الخانق لتزويد وحدة التحكم الإلكترونية بمعلومات حول ما إذا كان الخانق في وضع الخمول أو وضع الخانق المفتوح على مصراعيه (WOT) أو في مكان ما بين هذين الطرفين.

قد تحتوي أجسام الخانق أيضًا على صمامات وتعديلات للتحكم في الحد الأدنى من تدفق الهواء أثناء الخمول . حتى في تلك الوحدات التي لا تعمل بنظام "القيادة بالأسلاك "، غالبًا ما يكون هناك صمام صغير يعمل بالملف اللولبي ، صمام التحكم في الهواء الخامل (IACV)، والذي تستخدمه وحدة التحكم الإلكترونية للتحكم في كمية الهواء التي يمكن أن تتجاوز فتحة الخانق الرئيسية للسماح للمحرك بالعمل في وضع الخمول عندما يكون الخانق مغلقًا.

تتميز المحركات المكربنة الأساسية، مثل محركات جزازات العشب ذات الأسطوانة الواحدة من Briggs & Stratton ، بلوحة خانق صغيرة واحدة فوق مكربن ​​أساسي بفتحة فينتوري واحدة . يكون الخانق إما مفتوحًا أو مغلقًا (على الرغم من وجود فتحة صغيرة دائمًا أو تجاوز آخر للسماح بتدفق كمية صغيرة من الهواء حتى يتمكن المحرك من العمل في وضع الخمول عند إغلاق الخانق)، أو في وضع متوسط. نظرًا لأن سرعة الهواء ضرورية لعمل المكربن، للحفاظ على متوسط ​​سرعة الهواء، تتطلب المحركات الأكبر حجمًا مكربنات أكثر تعقيدًا مع فتحات فينتوري صغيرة متعددة، عادةً اثنتان أو أربع (تسمى هذه الفتحات عادةً "براميل"). يستخدم المكربن ​​"ذو البرميلين" النموذجي لوحة خانق بيضاوية أو مستطيلة واحدة، ويعمل بشكل مشابه لمكربن ​​فينتوري واحد، ولكن بفتحتين صغيرتين بدلاً من واحدة. يحتوي المكربن ​​رباعي الفتحات على زوجين من الفتحات، يتم تنظيم كل زوج بواسطة صفيحة دواسة الوقود بيضاوية أو مستطيلة واحدة. في التشغيل العادي، يتم فتح صفيحة دواسة الوقود واحدة فقط ("الأولية") عند الضغط على دواسة الوقود، مما يسمح بدخول المزيد من الهواء إلى المحرك، ولكن مع الحفاظ على سرعة تدفق الهواء الإجمالية عبر المكربن ​​عالية (وبالتالي تحسين الكفاءة). يتم تشغيل الخانق "الثانوي" إما ميكانيكيًا عند فتح الصفيحة الأساسية بعد كمية معينة، أو من خلال فراغ المحرك، متأثرًا بموضع دواسة الوقود وحمل المحرك، مما يسمح بتدفق هواء أكبر إلى المحرك عند دورات عالية في الدقيقة وحمل وكفاءة أفضل عند دورات منخفضة في الدقيقة. يمكن استخدام عدة مكربنات ثنائية أو رباعية الفتحات في نفس الوقت في المواقف التي تكون فيها الأولوية لأقصى طاقة للمحرك.

يشبه جسم الخانق إلى حد ما المكربن ​​في المحرك غير المحقون، على الرغم من أنه من المهم أن نتذكر أن جسم الخانق ليس هو نفسه الخانق ، وأن المحركات المكربنة لها خانقات أيضًا. يوفر جسم الخانق ببساطة مكانًا مناسبًا لتركيب الخانق في حالة عدم وجود فنتوري المكربن. المكربنات هي تقنية قديمة، والتي تعدل ميكانيكيًا كمية تدفق الهواء (باستخدام صفيحة خانق داخلية) وتجمع الهواء والوقود معًا ( فنتوري ). لا تحتاج السيارات ذات حقن الوقود إلى جهاز ميكانيكي لقياس تدفق الوقود، حيث يتم تولي هذه المهمة بواسطة الحاقنات في مسارات السحب (لأنظمة حقن الوقود متعددة النقاط ) أو الأسطوانات ( لأنظمة الحقن المباشر ) إلى جانب أجهزة الاستشعار الإلكترونية وأجهزة الكمبيوتر التي تحسب بدقة المدة التي يجب أن يظل فيها حاقن معين مفتوحًا وبالتالي كمية الوقود التي يجب حقنها بكل نبضة حقن. ومع ذلك، فإنها لا تزال بحاجة إلى دواسة الوقود للتحكم في تدفق الهواء إلى المحرك، جنبًا إلى جنب مع جهاز استشعار يكتشف زاوية فتحه الحالية، بحيث يمكن تلبية نسبة الهواء/الوقود الصحيحة عند أي مجموعة من دورات المحرك وحمل المحرك. أبسط طريقة للقيام بذلك هي ببساطة إزالة وحدة المكربن، وربط وحدة بسيطة تحتوي على جسم الخانق وحاقنات الوقود بدلاً من ذلك. يُعرف هذا باسم الحقن أحادي المنفذ ، والمعروف أيضًا بأسماء تسويقية مختلفة (مثل "حقن جسم الخانق" من قبل جنرال موتورز و"حقن الوقود المركزي" من قبل فورد ، من بين أمور أخرى)، ويسمح بتحويل تصميم المحرك الأقدم من المكربن ​​إلى حقن الوقود دون تغيير تصميم مشعب السحب بشكل كبير . تستخدم التصميمات الأحدث الأكثر تعقيدًا مشعبات السحب، وحتى رؤوس الأسطوانات ، المصممة خصيصًا لتضمين الحاقنات.

تحتوي معظم السيارات التي تعمل بالوقود على دواسة وقود واحدة، موجودة داخل جسم دواسة الوقود . يمكن للمركبات في بعض الأحيان استخدام أكثر من جسم دواسة وقود، متصلة بواسطة وصلات للعمل في وقت واحد، مما يحسن استجابة دواسة الوقود ويسمح بمسار أكثر استقامة لتدفق الهواء إلى رأس الأسطوانة، وكذلك بالنسبة لمشغلات السحب ذات المسافة المتساوية والطول القصير، والتي يصعب تحقيقها عندما يتعين على جميع المشغلات السفر إلى موقع معين للاتصال بجسم دواسة وقود واحد، على حساب تعقيد أكبر وقضايا التعبئة والتغليف. في الحالات القصوى، يمكن للسيارات ذات الأداء العالي مثل E92 BMW M3 و Ferrari ، والدراجات النارية عالية الأداء مثل Yamaha R6 ، استخدام جسم دواسة وقود منفصل لكل أسطوانة، وغالبًا ما يطلق عليها " أجسام دواسة الوقود الفردية " أو ITBs. على الرغم من ندرة ذلك في المركبات الإنتاجية، إلا أن هذه المعدات شائعة في العديد من سيارات السباق والمركبات المعدلة في الشوارع. تعود هذه الممارسة إلى الأيام التي كانت فيها العديد من السيارات عالية الأداء مزودة بمكربن ​​صغير بفتحة واحدة لكل أسطوانة أو زوج من الأسطوانات (أي مكربنات ويبر، إس يو)، وكل منها مزود بصفيحة خانق صغيرة بداخله. وفي المكربن، تسمح فتحة الخانق الأصغر أيضًا باستجابة أكثر دقة وسرعة للمكربن، فضلاً عن ذرات أفضل للوقود عند التشغيل بسرعات منخفضة للمحرك.

تحتوي قاطرات البخار عادةً على الخانق (الإنجليزية الأمريكية الشمالية) أو المنظم (الإنجليزية البريطانية) في قبة بخار مميزة في الجزء العلوي من المرجل (على الرغم من أن جميع الغلايات لا تتميز بذلك). يساعد الارتفاع الإضافي الذي توفره القبة في تجنب سحب أي سائل (على سبيل المثال من الفقاعات على سطح مياه المرجل) إلى صمام الخانق، مما قد يؤدي إلى إتلافه أو يؤدي إلى التحضير . الخانق هو في الأساس صمام قفاز ، أو سلسلة من صمامات القفاز التي تفتح بالتسلسل لتنظيم كمية البخار المسموح بها في صناديق البخار فوق المكابس. يتم استخدامه بالتزامن مع ذراع الرجوع للخلف لبدء وإيقاف والتحكم في قوة القاطرة، على الرغم من أنه أثناء التشغيل الثابت لمعظم القاطرات، من الأفضل ترك الخانق مفتوحًا على مصراعيه والتحكم في الطاقة عن طريق تغيير نقطة قطع البخار (والتي تتم باستخدام ذراع الرجوع للخلف)، حيث يكون هذا أكثر كفاءة. يشكل صمام الخانق في قاطرة البخار تحديًا تصميميًا صعبًا لأنه يجب فتحه وإغلاقه باستخدام جهد يدوي ضد الضغط الكبير (عادةً 250 رطل/بوصة مربعة أو 1700 كيلو باسكال) لبخار الغلاية. أحد الأسباب الرئيسية للصمامات المتسلسلة المتعددة لاحقًا: من الأسهل بكثير فتح صمام صغير ضد فرق الضغط، وفتح الصمامات الأخرى بمجرد أن يبدأ الضغط في التساوي بدلاً من فتح صمام كبير واحد، خاصة وأن ضغوط البخار تجاوزت في النهاية 200 رطل/بوصة مربعة (1400 كيلو باسكال) أو حتى 300 رطل/بوصة مربعة (2100 كيلو باسكال). تشمل الأمثلة النوع المتوازن " النبض المزدوج " المستخدم في Gresley A3 Pacifics .

يعني خنق محرك الصاروخ تغيير مستوى الدفع أثناء الطيران. هذا ليس شرطًا دائمًا؛ في الواقع، لا يمكن التحكم في دفع صاروخ الوقود الصلب بعد الاشتعال. ومع ذلك، يمكن خنق الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل عن طريق الصمامات التي تنظم تدفق الوقود والمؤكسد إلى غرفة الاحتراق. تستخدم محركات الصواريخ الهجينة ، مثل تلك المستخدمة في سفينة الفضاء الأولى ، الوقود الصلب مع مؤكسد سائل، وبالتالي يمكن خنقها. يميل الخنق إلى أن يكون مطلوبًا أكثر للهبوط بالطاقة، والإطلاق إلى الفضاء باستخدام مرحلة رئيسية واحدة (مثل مكوك الفضاء )، مقارنة بالإطلاق باستخدام صواريخ متعددة المراحل . وهي مفيدة أيضًا في المواقف التي يجب فيها تقييد سرعة المركبة بسبب الضغط الديناميكي الهوائي في الغلاف الجوي الأكثر كثافة في المستويات المنخفضة (مثل مكوك الفضاء). تصبح الصواريخ أخف وزناً بشكل طبيعي كلما زاد وقت احتراقها، حيث تؤدي نسبة الدفع إلى الوزن المتغيرة إلى زيادة التسارع، لذلك غالبًا ما يتم خنق المحركات (أو إيقاف تشغيلها) للحد من قوى التسارع نحو نهاية وقت احتراق المرحلة إذا كانت تحمل حمولة حساسة (مثل البشر).

في المحرك النفاث ، يتم التحكم في الدفع عن طريق تغيير كمية الوقود المتدفقة إلى غرفة الاحتراق، على غرار محرك الديزل.

لا يتم تحديد عمر الخانق لأنه يعتمد بشكل كبير على أسلوب القيادة والمركبة المحددة. يميل الخانق إلى أن يكون متسخًا جدًا بعد 100-150 ألف كيلومتر، ومن الضروري تنظيفه. يمكن الإشارة إلى عطل الخانق من خلال إضاءة ضوء تحذير EPC. ^[2] هذا هو الحال عادةً مع مركبات مجموعة فولكس فاجن الحديثة. تشير المركبات غير المجهزة بضوء تحذير EPC إلى وجود مشكلات في الخانق من خلال رمز فحص المحرك المضيء .

قد تتنوع أعراض خلل دواسة الوقود من ضعف الخمول، وانخفاض قوة المحرك، وضعف الأميال، وسوء التسارع ، وما إلى ذلك. الطريقة الفعّالة لزيادة عمر دواسة الوقود هي من خلال الصيانة والتنظيف المنتظمين. ^[3]

• سيارة معدلة