Sähköinen kaasu

Nykymoottorit ovat jo aikaa sitten siirtyneet käyttämään sähköistä kaasuläppää ja anturoitua poljinta. Syitä tähän on useampia, ja päästöt tietenkin yhtenä suurena tekijänä. Oikein toteutettuna esimerkiksi kiihdytysrikastukset voidaan toteuttaa paremmin, koska moottorinohjaus tietää jo ennakolta koska kaasuläppä lähtee aukeamaan. Ja myös ajonhallinta vaatii sitä että moottoriin menevän ilman määrää pystytään hallitsemaan ajotilanteen mukaan.

Urbaani legenda ajalta jolloin sähköläpät alkoivat tulla autoihin on että se olisi hidas. Joissain alkupään sähköisellä läpällä olevista autoista tämä olikin, mutta oikein säädettynä tuo ei pidä alkuunsakaan paikkaansa, vaan sähköinen läppä reagoi yhtä nopeasti kuin mekaaninenkin. Kunnollinen läpän säätäminen vaatii sen että ohjauksen PID asetukset ovat kunnossa. PID ja sen säätäminen on sen verran laaja kokonaisuus että paneudutaan siihen omassa jutussaan myöhemmin.

Anturointi

Sähköisessä kaasuläpässä on sekä kaasuläpällä että kaasupolkimella kaksi erillistä potentiometriä, jotka lukevat läpän ja polkimen asentoa. Kaksi sen vuoksi, että kyseessä on hyvin turvallisuuskriittinen osa, jolloin tilanteesta pitää olla varmuus. Kun asetukset ovat oikein, niin kaasuläpän pyydetyn ja todellisen arvon välille ei sallita suurtakaan eroa. Eli, jos kaasuläppä ei ole todella lähellä sitä mitä kuljettaja pyytää, niin yleensä seuraus siitä on että läpältä otetaan kokonaan virrat pois, ja se palautuu perusasentoonsa. Yleensä joku 6-8% auki, eli moottori käy edelleen. Ei tyhjäkäyntiä, eikä kovin kovilla kierroksilla.

Anturit on myös toteutettu siten että niistä ei tule kahta samanlaista signaalia, vaan yleisiä malleja on että anturitiedot menevät ristiin, tai eri tasolle. Ristiin tarkoittaa että kun toisella anturilla kaasu ylhäällä ollaan lähellä 0V, niin toinen on lähellä 5V, ja kun kaasu painetaan pohjaan niin nuo arvot kääntyvät toisin päin. On myös malleja joissa toinen anturi nousee 5V asti ja toinen 2,5V asti. Nämä ovat varmasti yleisimmät, mutta epäilemättä joku valmistaja on keksinyt vielä jotain erilaista.

Samanlainen kaksoisanturointi on sekä kaasuläpällä että kaasupolkimella, ja molemmat on kytkettävä jotta voidaan sähköistä kaasua turvallisesti käyttää

Kaasuläpän liikuttaminen

Kaasuläppää liikutellaan niin sanotulla H-Bridge kytkennällä. Ideana siinä on että kaasuläpän sähkömoottorille menevien johtojen napaisuutta pystytään muuttamaan. Eli sitä mukaa mihin suuntaan kaasuläppää halutaan liikuttaa, voidaan napaisuutta vaihtaa plussan ja miinuksen välillä. Lähtökohtaisesti kytkentä pitää tietenkin sitten olla oikein päin, muuten halutessaan avata kaasuläppää, se meneekin kiinni päin.

Kaasussa on myös palautusjousi sisäisesti, joka palauttaa kaasuläpän perusasentoonsa, esimerkiksi jos virransyöttö sille katkeaa tai muuten ohjaus pettää. Tämäkin on turvallisuusominaisuus. Auto ei sammu, eikä myöskään jatka kaasu auki matkaa, vaan pysyttelee pienellä kaasulla varmasti käynnissä, jolloin tehostimet yms edelleen toimivat.

Säätäminen

Yleensä säätäminen aloitetaan kalibroimalla anturit. Vähän ohjainlaitteesta riippuen, mutta yleensä tuo kalibrointi on jonkinlaisen automaattisen ohjelman takana ja siitä selviää noudattamalla ohjeita. Osa kääntää kaasuläpän itse laidasta laitaan, osassa sitä pitää käännellä käsin. Tässä on syytä noudattaa ohjeistusta, koska käsin käänneltäessä yleensä joudutaan ensin ottamaan ohjaus pois päältä ettei kaasuläppä pyri takaisin alkuperäiseen asentoonsa.

Koska kaasuläpällä ja sitä liikuttavalla mekanismilla on massa, niin sillä on olemassa myös hitaus. Eli läppä ei liiku välittömästi ja kun liikkuu, niin se haluaisi jatkaa liikettä. Aseeksi tätä vastaan on kehitetty PID loop. Käydään se läpi omassa jutussaan syvällisemmin, koska aihe on sen verran laaja, mutta kyseinen ominaisuus on ohjainlaitteisiin kehitetty nimenomaan taisteluun tuota massan hitautta vastaan. Tarkoituksena saada läppä lähtemään liikkeelle mahdollisimman nopeasti, kuitenkin niin että ei mennä ylitse siitä tavoitellusta arvosta. Oikein säädettynä tämä toteutuu varsin hyvin

Sitten päästäänkin siihen hienoimpaan osuuteen, eli koska kaasupolkimella ja läpällä ei ole mekaanista yhteyttä, niin vastaavuus kaasuun voidaan säätää täysin kuljettajan mieltymysten mukaiseksi. Miellyttävä vastaavuus riippuu vähän kaasuläpän koosta vs moottorin koko jne., mutta yleensä miellyttävin on tullut mallilla jossa alun liike on hitaampaa kuin lopun. Mutta tuo on enemmän kokeilua että mikä tuntuu hyvältä ja toimimista sen mukaan kuin eksaktia tiedettä.

Usein myös on mahdollista käyttää dashpot ominaisuutta, eli kaasuläpän liikettä sulkeutuessa hidastetaan, ihan siellä sulkeutumisen loppupäässä, ja näin saadaan moottorin tilanteen muutos vähän rauhallisemmaksi, eli kun kaasu ei sulkeudu äkillisesti niin laskeutuminen tyhjäkäyntikierroksille on paljon rauhallisempi

Mihin muuhun sähköisellä kaasuläpällä pystyy

Antilag

Turboautoissa on kilpailutilanteissa edullista saada pidettyä ahdin pyörimässä myös moottorijarrutuksissa, jolloin ahtopaine on heti saatavilla kaasun painamisen jälkeen. Tämä voidaan toteuttaa moottorinohjauksen antilag strategialla, jossa kaasuläppää pidetään auki ja moottorin voimantuottoa tapetaan myöhäistämällä sytytystä todella paljon. Tällöin saadaan palotapahtuma pakosarjassa, joka pitää ahdinta pyörimässä. (hyvin yksinkertaistettu selitys). Palotapahtuma vaatii luonnollisesti myös ilmaa, joka tässä tapauksessa saadaan siis avaamalla kaasuläppää ja tuomalla ilma moottorin läpi.

Toki, parempi tapa toteuttaa asia on oma fresh air valve pakosarjaan, koska avaamalla kaasuläppää moottori tahtoo kuitenkin tuottaa hieman sitä voimaa ja saadaan aikaan helposti “työntävä” tunne kuljettajalle, eli auto ei hidastukaan normaalisti. Tuosta on myös muita etuja, esimerkiksi rasitus moottorille on pienempää. Mutta kaasuläpälläkin on mahdollista ja tehtykin useampaan otteeseen.

Tyhjäkäynnin säätö

Tyhjäkäynnin kierrosnopeuden säätäminen onnistuu sähköisellä kaasuläpällä näppärästi. Sillä on hyvin helppo kontrolloida moottoriin menevää ilmamäärää ja hakea tyhjäkäyntiä kohdalleen. Kaasuläpällä on tässäkin kohtaa kuitenkin myös hitaus, tällä kertaa se että imusarjan pitää täyttyä ilmalla, ja myös ilmalla on massa. Näin ollen yleensä kaasuläpällä (tai ilmamäärällä muuten), haetaan vain sen perus tyhjäkäyntikierrokset kohdalleen, ja sen jälkeen sytytysennakolla pidetään se siinä

Vakionopeuden säädin

Joissain moottorinohjauksissa on myös mahdollista lisätä vakionopeuden säädin. Tämä tietenkin tarvitsee nappien ja jarrupolkimen, sekä kytkinpolkimen katkaisijan kytkemisen Riippuen moottorinohjauksesta, mutta myös tämä on mahdollinen

Kierrostenrajoitin

Kaasuläpällä voidaan myös toteuttaa kierrostenrajoitin moottorille, eli suljetaan kaasuläppää suuremmilla kierroksilla, niin että moottori vain ei pysty enää kiertämään enempää. Saa muuten sulkea sitten ihan reippaasti, helposti niin että kaasuläppä on enää auki noin 20%

Muuta huomioitavaa

Kannattaa valita kaasuläppä jossa on välitys. Eli yleensä silloin kääntelevä moottori on kaasuläpän alla/sivulla ja välissä on hammasratastus. On tullut vastaan Magneti Marellin kaasuläppä jossa moottori kääntää kaasuläppää suoraan, ilman välitystä. Sellaisen säätäminen on vähintään hermoja raastavaa, ja saattaa monella moottorinohjaimella olla lähes mahdotontakin saada hyväksi. Joten suosittelen välttämään, läpän vaihtaminen Boschin läppään on usein merkittävästi helpompi.

Bosch Motorsportin sivustolta löytyy hyvin tietoa kaasuläpistä, myös varaosanumerot useammalle eri koolle