مقایسه دریچه گاز برقی و سیمی خودرو؛ مزایا و معایب

بیش از یک دهه است که خودروهای تولیدی در کشورمان نیز دارای دریچه گاز برقی شده‌اند. این که این سیستم چه مزایا و چه معایبی دارد، باید بررسی شود. اما با توجه به حضور سیستم‌های ایمنی و حتی پاس‌کردن استانداردهای آلایندگی، نیاز به دریچه گاز برقی حس می‌شود. دریچه گازهای برقی حساسیت و پیچیدگی بیشتری نسبت به دریچه گازهای سیمی قدیمی دارند؛ اما مزایا و احساس نیاز به آنها باعث شده است تا امروزه کمتر خودرویی با دریچه گاز سیمی تولید شود. سوالی که برای مالکان خودروها، به‌خصوص بعضی محصولات ایرانی که جدیدا به دریچه گاز برقی مجهز شده‌اند این است که درچه گاز برقی و سیمی چه تفاوتی دارند؟ اطلاع از این قطعات کمک می‌کند تا با آگاهی بیشتر در طرح‌های مختلف فروش خودرو شرکت کنید.

از میله گاز تا دریچه گاز برقی

در حالی که قبل از دهه ۹۰ میلادی هم برخی از خودروها دارای سیستم‌های الکترونیکی و حتی پاشش سوخت انژکتوری بودند، اما می‌توان گفت که از اواخر دهه ۸۰ و اوایل دهه ۹۰ میلادی، الکترونیک با سرعت بسیار زیادی در خودروهای تولیدی حضور پیدا کرد.

امروزه الکترونیک در تمام قسمت‌های خودروها دیده می‌شود که دریچه گاز نیز یکی از ساده‌ترین آنهاست. در گذشته دریچه گاز به طور مستقیم با پای راننده کنترل می‌شد؛ اما نزدیک به دو دهه است که دریچه گاز موتور ماشین از ارتباط مستقیم با پای راننده خارج شده و به‌صورت الکترونیکی بر اساس نیاز و دستورات راننده کنترل می‌شود.

در خودروهای قدیمی بین پای راننده و دریچه گاز خودرو، یک ارتباط مکانیکی برقرار بود. این ارتباط یا به کمک یک سیم فولادی منعطف برقرار می‌شود که اصطلاحا به آن سیم گاز می‌گوییم، یا به کمک یک میله صلب و نازک فولادی که به آن میله گاز گفته می‌شود. البته میله گاز در خودروهای بسیار قدیمی دیده می‌شود و سال‌هاست که این روش به دلایل مختلفی، کنار گذاشته شده و جای خود را به سیم گاز داده است. سیم گاز به خاطر انعطاف‌پذیربودن که امکان عبور آن را از هر مسیر و شکلی ممکن می‌کند، جای میله گاز را گرفت و سال‌هاست که در کنار سیم گاز، دریچه گاز برقی نیز حضور دارد که فاقد سیم فولادی برای باز کردن دهانه دریچه گاز است.

دریچه گاز سیمی (مکانیکی) چیست؟

همه ما با دریچه گاز آشنا هستیم. دریچه گاز محل ورودی هوا به سیلندرها و موتور ماشین است. ورودی این قطعه، یک پولکی دایره‌ای‌شکل است که با گاز دادن راننده، این پولکی نیز باز می‌شود و با هرچه بازتر شدن آن، موتور ماشین اصطلاحا گاز بیشتری می‌خورد.

تا قبل از روی کار آمدن دریچه گاز برقی، دریچه گاز به‌صورت مکانیکی بود و پولکی این دریچه گاز با اهرم‌های مکانیکی باز و بسته می‌شد. در خودروهای قدیمی که دارای دریچه گازهای مکانیکی هستند، این کار به دو صورت انجام می‌شود. حالت اول، استفاده از یک میله فلزی صلب است که مقاومت بالایی در برابر خم‌شدن دارد. این سیستم یک عیب بزرگ دارد و آن هم لزوم در راستای هم بودن پدال گاز و پایه قرارگیری میله گاز روی کاربراتور است. این محدودیت، انعطاف‌پذیری را بسیار کم می‌کند و به همین خاطر، از این روش بسیار کم استفاده شده است.

اما نوع دیگری از دریچه گاز مکانیکی که تا همین امروز هم از آن استفاده می‌شود، انواع دارای سیم گاز هستند. سیم گاز، یک رشته فولادی منعطف و با مقاومت بسیار بالا در برابر ساییدگی و پاره شدن است که نیاز به هم‌راستا بودن پدال گاز و دریچه گاز را کاملا از بین می‌برد. این سیم را می‌توان از هر نقطه و هر مکانی عبور دارد و به دریچه گاز موتور خودرو رساند. این روش همچنان استفاده می‌شود و اتفاقاً هنوز هم طرف‌داران زیادی دارد که آن را به دریچه گازهای پیچیده برقی ترجیح می‌دهند.

دریچه گاز برقی (E-throttle) چیست؟

در دریچه گاز برقی یا به اختصار ETC که مخفف عبارت Electronic throttle control است، ارتباط مستقیمی بین پای راننده و دریچه گاز وجود ندارد و این ارتباط به صورت الکترونیکی است. در واقع یک سنسور در زیر پای راننده قرار دارد که مقدار فشار و تغییر زاویه پدال گاز توسط پا راننده را می‌سنجد. این سنسور، اطلاعات خود را به واحد پردازش ارسال می‌کند و واحد پردازش با توجه به اطلاعاتی که از این سنسور و دیگر فاکتورهای مربوط به موتور خودرو به دست می‌آورد، دستور مقدار باز شدن پولکی دریچه گاز را می‌دهد.

دریچه گاز برقی مثل دریچه گاز سیمی دارای استپر موتور نیست. چرا که مقدار باز بودن دریچه در دور آرام بر عهده موتور برقی این بخش است که وظیفه باز بودن پولکی دریچه گاز را از ابتدای روشن‌شدن موتور تا زمان خاموشی آن برعهده دارد.

همچنین دریچه گاز برقی دیگر دارای سیم فولادی برای باز و بسته‌شدن پولکی دریچه گاز ندارد. چرا که این کار توسط موتور برقی این قطعه انجام می‌شود. از دیگر قطعاتی که دریچه گاز برقی به آن نیاز ندارد، سنسور موقعیت دریچه گاز یا همان TPS است. چرا که مقدار باز بودن پولکی دریچه گاز و موقعیت قرارگیری آن را واحد پردازش قبلاً ارسال کرده است و این موقعیت و اطلاعات در این بخش وجود دارد. همچنین اکثر دریچه گازهای برقی فاقد گرمکن هستند.

تفاوت‌ دریچه گاز برقی و سیمی

دریچه گاز برقی و سیمی، دو نوع از دریچه گازهای مرسوم در دنیا خودرویی هستند و تمام خودروهای بنزینی، یکی از این دو نوع دریچه گاز را استفاده می‌کنند. هرکدام از این دو دریچه گاز دارای یک سری ویژگی‌ها، مزایا و معایبی هستند که استفاده از یکی را بر دیگری ترجیح می‌دهد. اگر مقایسه‌ای بین دریچه گازهای برقی و سیمی داشته باشیم، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

تفاوت دریچه گاز برقی و سیمی از نظر واکنش‌پذیری

دریچه گاز سیمی یا همان دریچه گاز مکانیکی به صورت مستقیم و مکانیکی با پای راننده در ارتباط است. این نحوه ارتباط باعث می‌شود تا با هر مقدار فشار پای راننده، دریچه گاز نیز واکنش نشان دهد. در نتیجه احساسی از تاخیر و یا کمتر باز شدن دریچه گاز نسبت به فشاری که به پدال وارد شده است، نخواهیم داشت.

اما دریچه گازهای برقی دارای کمی تأخیر هستند. این تأخیر هم به خاطر ساختار الکترونیکی این نوع از دریچه گاز است. بالاخره تا باز شدن شیر پروانه‌ای دریچه گاز توسط موتور الکتریکی این قطعه، کمی زمان لازم است و همین مدت‌زمان بسیار کم، باعث احساس لختی و تاخیر در راننده می‌شود. همچنین شرکت‌های خودروساز برای کنترل بهتر موتور در برابر گازخوردن‌های ناگهانی به منظور افزایش ایمنی حرکتی ماشین و البته کاهش استهلاک موتور، این تاخیر را مفید می‌دانند و علاقه چندانی به حذف آن خصوصا در خودروهای شهری ندارد.

موضوع دیگر، کنترل مسائل زیست‌محیطی است. گاز دادن‌های ناگهانی و افزایش و کاهش مداوم دور موتور باعث افزایش مصرف سوخت می‌شود و بالارفتن آلایندگی را در پی دارد.

البته باید در نظر داشت که امروزه، تنظیم تأخیر بین فشردن پدال گاز تا عملکرد موتور، یک آپشن در خودروهای امروزی به شمار می‌رود و به نوعی برای تعریف وضعیت‌های رانندگی مثل نرمال، اسپرت، اقتصادی و… از این کار استفاده می‌شود.

مقایسه دریچه گاز برقی و دریچه گاز سیمی از نظر قابلیت تنظیم

دریچه گازهای سیمی کاملا بدون انعطاف و برنامه‌ریزی نیستند؛ اما این قابلیت در آنها بسیار کمتر از دریچه گازهای برقی است. درواقع قابلیت تنظیم در دریچه گازهای سیمی با تغییر در اتصالات و تنظیم‌های اولیه آن انجام می‌شود و در معدود مدل‌ها نیز از یک قطعه واسطه برقی برای تغییر در تنظیمات دریچه گاز به خواست راننده، استفاده می‌شود.

اما دریچه گازهای برقی، انعطاف و قابلیت بالایی برای تنظیم دارند. چرا که باز شدن پولکی دریچه گاز بر اساس یک سری اطلاعات ارسالی از واحد پردازش موتور است و این بخش می‌تواند بر اساس نیاز راننده، وضعیت خودرو، سرعت و قدرت مورد نیاز، حالت انتخابی رانندگی و…، مقدار باز شدن و سرعت بازشدن پولکی دریچه گاز را تنظیم کند. این همان ویژگی تعیین چندین برنامه حالت رانندگی است که در بسیاری از خودروهای امروزی نیز دیده می‌شود که اساس آن، سرعت و مقدار واکنش به پدال گاز است.

تفاوت دریچه گاز برقی و سیمی از نظر نرمی و یکنواختی رانندگی

دریچه گازهای سیمی به طور مستقیم با پای راننده در ارتباط هستند و به همین خاطر با کوچک‌ترین تحریک و فشاری، پولکی این دریچه می‌تواند باز و بسته شود که نتیجه آن، یک رانندگی غیریکنواخت است. هرچند این رانندگی غیریکنواخت می‌تواند آن‌قدر نامحسوس باشد که به چشم نیاید؛ اما وجود دارد و باعث افزایش استهلاک و مصرف سوخت و بالارفتن آلایندگی تولیدی ماشین می‌شود.

اما در مقابل، دریچه گاز برقی می‌تواند تا حد زیادی این تحریک‌های ناخواسته و بسیار ریز را فیلتر کند و در نتیجه یک رانندگی ثابت‌تر و یکنواخت‌تر را ایجاد کند. در نتیجه هم استهلاک پیشرانه کاسته می‌شود و هم مصرف سوخت و آلایندگی کمتر می‌شود.

مقایسه دریچه گاز برقی و سیمی از نظر هزینه تعمیر و نگهداری

دریچه گاز سیمی از چندین قطعه ساده تشکیل شده است که طول عمر زیادی دارند و به همین خاطر هم نگهداری خاصی برای دریچه گاز سیمی وجود ندارد. دراین‌بین، استپرموتور معمولا بیشترین خرابی را نسبت به دیگر قطعات دریچه گاز سیمی دارد که آن هم با تعویض می‌توان جایگزین کرد. بنابراین در مجموع باید گفت که تعمیر و نگهداری دریچه گاز سیمی کمتر است.

اما در مقابل، دریچه گاز برقی یک واحد الکترونیکی محسوب می‌شود که از پیچیدگی بیشتری برخوردار است و همین عامل، آن را مستعد خرابی و استهلاک بیشتر می‌کند. همچنین تعمیر این بخش نیز به راحتی دریچه گاز سیمی نیست و مشکلات بیشتری دارد. از این رو می‌بینیم که هرچند که دریچه گازهای برقی خرابی کمی دارند؛ اما در زمان خراب‌شدن، عیب‌یابی سخت‌تری دارند و هزینه تعمیر و تعویض آنها نیز بالاتر است.

تفاوت دریچه گاز سیمی و برقی از نظر دقت عملکرد

دریچه گاز سیمی یک قطعه مکانیکی است که عملکرد اصلی خودش را از پای راننده و پدال گاز به طور مستقیم دریافت می‌کند. این قطعه هرچند کارکرد ساده‌ای دارد؛ اما دقت عملکرد آن پایین است. در مقابل دریچه گاز برقی چون کلاً از سمت واحد پردازش موتور کنترل می‌شود، دقت عملکردی بالایی دارد و می‌توان با کمترین تغییر در وضعیت جدید خودش قرار بگیرد. همچنین چون دریچه گاز برقی با سنسورهایی که کارکرد موتور را کنترل می‌کنند به طور مستقیم و غیرمستقیم در ارتباط است، می‌تواند عملکرد دقیق‌تر و متناسب‌تری با موتور خودرو داشته باشد.

تفاوت دریچه گاز برقی و سیمی از نظر قابلیت‌های کمکی و هماهنگی با سیستم‌های خودرویی

از بزرگ‌ترین مزایا و امتیازات دریچه گاز برقی، امکان راه‌اندازی سیستم‌های کمکی و ایمنی خودرو با آن هست. در حالی که دریچه گاز سیمی به خاطر نداشتن قابلیت انعطاف و برنامه‌ریزی، نمی‌تواند به خوبی با سیستم‌های ایمنی مثل برنامه پایداری، انتخاب مسیر و نوع زمین حرکت، کروزکنترل و محدودکننده سرعت، ترمز هوشمند و… هماهنگ شده و کار کند.

اما دریچه گاز برقی به خاطر اینکه ارتباط مستقیمی با پای راننده و پدال ندارد، می‌تواند به طور مستقل در زمان نیاز عمل کند و به همین خاطر برای کار با سیستم‌های ایمنی مثل سیستم پایداری الکترونیکی، کروز کنترل، سیستم کنترل کشش، برنامه ضدلغزش و… می‌تواند به خوبی هماهنگ شود. همچنین با دریچه گاز برقی می‌توان انتخاب وضعیت رانندگی، انتخاب مسیر حرکت و مواردی از این قبیل را نیز روی خودرو داشت.

مزایا و معایب دریچه گاز سیمی

با اینکه در حال کنارگذاشتن دریچه گاز سیمی در صنعت خودروسازی هستیم؛ اما این نوع دریچه گاز نیز دارای یک سری مزایا و معایبی است که گاهی مواقع، استفاده از آن را به‌صرفه‌تر و مناسب‌تر نشان می‌دهد.

مزایای دریچه گاز سیمی

• این دریچه گاز، ساختار ساده‌تری نسبت به دریچه گازهای برقی دارد که این ساختار ساده‌تر باعث تعمیر و عیب‌یابی ساده‌تر آن می‌شود.
• قیمت تمام‌شده دریچه گاز سیمی کمتر است که هم در زمان خرید آن برای تعویض و هم برای شرکت خودروساز، به‌صرفه‌تر است.
• ساختار ساده‌تر این دریچه گاز باعث می‌شود تا خرابی کمتری نیز داشته باشد و در صورت خرابی هم بتوان آن را راحت‌تر تعمیر کرد.

معایب دریچه گاز سیمی

• امکان راه‌اندازی سیستم‌های ایمنی و حرکتی جدید در خودروها با این دریچه گاز به خوبی دریچه گاز برقی ممکن نیست.
• کارکرد موتور با این دریچه گاز به نرمی دریچه گاز برقی نیست.
• به خاطر ارتباط سیمی با پدال گاز، امکان جانمایی آن روی موتور خودرو کمی محدودیت خواهد داشت.
• به خاطر ارتباط مکانیکی با پدال گاز، مشکلاتی مثل سفت‌شدن سیم گاز، خارج‌شدن از تنظیم، پاره شدن سیم گاز و… نیز دارد.

مزایا و معایب دریچه گاز برقی

دریچه گاز برقی در حال گرفتن موقعیت دریچه گاز سیمی به طور کامل است که از مهم‌ترین دلایل این اتفاق، هماهنگی و کارکرد بسیار بهتر سیستم‌های کمکی خودرو با دریچه گاز برقی است. اما این دریچه گاز هم نکات مثبت و منفی خاص خودش را دارد.

مزایای دریچه گاز برقی

• عدم ارتباط پدال گاز با دریچه گاز به طور فیزیکی باعث می‌شود تا خستگی پای راننده در مسیرهای طولانی، کمتر شود.
• امکان برنامه‌ریزی و تنظیم دقیق‌تر این پدال گاز وجود دارد.
• دریچه گاز برقی برای هماهنگی و کار با سیستم‌های خودرویی مثل امکانات ایمنی و رفاهی، ظرفیت و توانایی‌های بسیار بیشتری دارد.
• امکان جانمایی و قرارگیری آن در هر نقطه‌ای از موتور خودرو ممکن است و دست طراحان را بازتر می‌گذارد.
• به جهت کنترل کامل‌تر موتور خودرو با دریچه گاز برقی، پیشرانه نیز به کارکرد نرم‌تر و روان‌تری می‌رسد و مصرف سوخت و آلاینده‌ها نیز کاهش پیدا خواهد کرد.

معایب دریچه گاز برقی

• از مهم‌ترین مشکلات و معایبی که از این دریچه گاز شنیده می‌شود، تأخیر در واکنش به پدال گاز است.
• این دریچه گاز قیمت بالاتری از نوع سیمی دارد که هم خرید یدکی آن را هزینه‌برتر می‌کند و هم قیمت خودرو را برای شرکت خودروساز، بالاتر می‌برد.
• پیچیدگی این نوع دریچه گاز بالاتر است و به همین خاطر هم تعمیر و عیب‌یابی آن را سخت‌تر می‌کند.

نحوه تشخیص دریچه گاز برقی و سیمی

تشخیص نوع دریچه گاز (برقی یا سیمی) و عیب‌یابی اولیه آن، با چند نشانه ساده ممکن است.

در دریچه گاز سیمی کابل گاز از پدال تا دریچه دیده می‌شود و روی بدنه معمولا پیچ تنظیم دور آرام و یک سنسور موقعیت دریچه (TPS) قرار دارد؛ کنترل دور آرام غالبا با استپر جداگانه انجام می‌شود.

در دریچه گاز برقی (Drive-by-Wire) کابلی وجود ندارد؛ بدنه دریچه یک موتور برقی و گیربکس کوچک دارد و سوکت آن پین‌های بیشتری دارد. پدال نیز سنسورهای دوبل (APP) دارد و در خرابی‌ها حالت «لیمپ مود» با دور محدود رخ می‌دهد.

برای عیب‌یابی: با دستگاه دیاگ، خطاهایی مثل P0120–P0123 و P2111/P2112 یا P2135 را بررسی کنید و داده‌های زنده TPS/APP را با همبستگی بسنجید (افزایش نرم و یکنواخت ۰٫۵ تا ۴٫۵ ولت). در مدل سیمی، کشش/لقی کابل، تمیزی دریچه و عملکرد استپر را چک کنید. در مدل برقی، هرگز صفحه را با دست به زور نچرخانید؛ آلودگی لبه‌ها را بدون جابجایی صفحه تمیز کنید و سپس «آموزش/کالیبراسیون دریچه» انجام دهید. سلامت فیوز/رله‌های ETCS، افت ولتاژ بدنه، نشتی وکیوم و شل بودن هوزینگ‌ها را بررسی کنید. اگر خطا بازمی‌گردد، سیم‌کشی بین ECU–APP–TPS را برای قطعی/اتصال بد چک کرده و در نهایت سراغ تست مقاومتی موتور دریچه و تعویض واحد بروید.

کدام ماشین ایرانی دریچه گاز برقی دارد؟

در بین ماشین‌های ایرانی تولیدی در کشورمان، هم دریچه گاز سیمی دیده می‌شود و هم دریچه گاز برقی. اما به واسطه اجباری شدن یک سری از استانداردهای زیست‌محیطی و ایمنی، دامنه استفاده از دریچه گاز برقی بیشتر از نوع سیمی آن شده است.

نتیجه گیری

نزدیک به دو دهه از حضور فراگیر دریچه گاز برقی به جای سیمی در خودروهای تولید داخل کشورمان می‌گذرد. این نوع دریچه گاز دارای مزایایی هست که باعث شده است تا امروز کم‌کم جای دریچه گاز سیمی را در تمام دنیا بگیرد. با دریچه گاز برقی می‌توان سیستم‌های ایمنی و رفاهی خودرو را مثل کروزکنترل، برنامه پایداری، کنترل کشش و… را پیاده‌سازی و راه‌اندازی کرد و همچنین شاهد کاهش مصرف سوخت و کاهش آلاینده‌های موتور باشیم. ضمن اینکه کارکرد موتور با این دریچه گاز نیز نرم‌تر و یکنواخت‌تر است. اما در مقابل قیمت بالاتر، تعمیر سخت‌تر و پیچیدگی بالاتر نیز از موارد منفی این دریچه گاز هستند. ضمن اینکه این دریچه گاز خصوصاً در محصولات وطنی، همیشه با تأخیر در گاز خوردن موتور همراه هست که بزرگ‌ترین نمره منفی آن قلمداد می‌شود.

نویسنده: علیرضا داودی

سوالات متداول

• راه تشخیص دریچه گاز سیمی از برقی روی خودرو چیست؟
  از روی خودرو می‌توان به دریچه گاز قرار گرفته روی منیفولد هوا نگاه کرد. اگر اهرم و سیم گاز مشاهده نشد، می‌توان نتیجه گرفت که دریچه گاز از نوع برقی است.
• آیا دریچه گاز برقی را می‌توان تعمیر کرد؟
  دریچه گاز برقی از قطعات الکترونیکی ساخته شده است که امکان تعمیر و تعویض آنها وجود دارد. اما این کار، مهارت و تجربه بالایی می‌خواهد.
• مهم‌ترین مزیت و عیب دریچه گازهای برقی چیست؟
  این دریچه گازها برای راه‌اندازی سیستم‌های ایمنی و رفاهی خودرو مثل ESP و کروزکنترل خودکار، برنامه کنترل کشش و… عملکرد بسیار بهتری دارند و البته مصرف سوخت و آلایندگی نیز با این دریچه گازها پایین‌تر است. اما بزرگ‌ترین عیب این نوع دریچه گازها هم وجود کمی تأخیر در عملکرد آنهاست که می‌توان با روش‌های نرم‌افزاری آن را برطرف کرد.
• علت قیمت بالاتر دریچه گازهای برقی نسبت به دریچه گازهای سیمی چیست؟
  دریچه گازهای برقی یک قطعه الکترومکانیکی هستند که به خاطر پیچیدگی در طراحی و ساخت آنها و استفاده از قطعات الکترونیکی، قیمت بالاتری نیز دارند.