Kaasuläpän asennon tunnistin

Lyhennetty
Käytetään myös nimeä TPS joka on lyhenne englanninkielisistä sanoista Throttle Position Sensor.
Lyhyyden vuoksi käytän lyhennettä.

Monessa yhteydessä
Laite on käytössä yleisesti sekä kaasutin- että ruiskutusmoottoreissa. Ruiskutusmoottoreissa se on välttämätön. Kaasuttimissa sitä käyteään päästöjen ja sytytysennakon hallintaan. TPS:siä voi olla jokaisella kaasuläpän akselilla tai vain yksi jolloin kaasuläpät ovat keskenään mekaanisesti synkronoituja.

Kaasuläpät vähenneet
Nykyisin on suuntaus mennyt siihen että monisylinterisessä moottorissa on ainoastaan yksi kaasuläppä ja siten asentotunnistimiakin vain yksi. Sporttisemmissa moottoreissa kuitenkin on läppiä yksi tai jopa kaksi per sylinteri.

Analoginen ja sähköinen
TPS on sähköinen komponentti jonne moottorinohjausjärjestelmä (ECU tai pelkän ruiskun tapauksessa EFI) syöttää viiden voltin jännitettä sen sisällä olevaan vastukseen jonka toinen pää on maadoitettu. Sisällä on myös, ikään kuin viisari, joka kääntyy kaasuläpän akselin mukana ja seuraa kärjellään vastuksen pintaa.

Kaasun asento jännitteeksi
Riippuen siitä millä kohtaa ”viisari” kulloinkin on siihen kulkeutuu vastuksesta sillä kohtaa saatava jännite. Jännite siis vaihtelee nollan ja viiden voltin välillä. Jänitteen suuruus on lähes suorassa suhteessa kaasuläpän astekulmaan. Tämä analoginen jännitetieto johdetaan ECU:n analysoitavaksi.

Sisäinen kytkentä.

Erilaisia
Kytkennän napojen sijainti liittimessä voi vaihdella.

Tyypillisesti ECU huomioi vain muutaman arvon nollan ja viiden voltin väliltä.  Tosin tässä on merkki- ja tyyppikohtaista eroa.

TPS:siä voi jakaa eri luokkiin rakenteensa ja sähköisien ominaisuuksiensa kannalta.

Rakennetta määrittelee:

•   koko
•   kiinnitystapa läppärunkoon
•   pyörimissuunta
•   kiinnitystapa kaasuläpän akseliin
•   sähköinen liitäntä, liitintyyppi
•   sähköinen rakenne

Koko on usein ratkaiseva tekijä kun anturia valitaan. Nykyisin suositaan mahdollisimman pieniä kokoja. Isokokoinen on usein kestävämpi ja tarkempi.

Kiinnitystapa:

• säädettävä ruuvikiinnitteinen 
• ei-säädettävä ruuvikiinnitteinen
• kiinteästi asennettu

Isot haluttuja
Harrastajat suosivat vanhoja säädettäviä ruuvikiinnitteisiä ja isokokoisia malleja. Niitä on myös paljon niissä ruiskulla varustetuissa moottoripyörissä jotka on valmistettu 80- ja 90-luvuilla. Näiden perusasetusta voi siis muuttaa.

Sähköinen kalibrointi
Ruuvikiinnitteinen mutta ilman säätömahdollisuutta oleva TPS:n perusasetus on kiinteästiti asetettu ja sitä voi muuttaa vain kytkeytymällä järjestelmään asianmukaisin välinein, usein tietokoneella ja ohjelmistolla, ja asettaa TPS-säätö kohdalleen ohjelmoimalla ECU uudelleen.

Osavaihtoa
Sama pätee kiinteään TPS-rakenteeseen mutta sen lisäksi, jos TPS vaurioituu, vaihdetaan koko läppärunko.

 Muutamia TPS-tyyppejä.

Eri kohteisiin eri suunta
Pyörimissuunta voi olla myötäpäivään tai vastapäivään riippuen asennuspaikasta suhteessa kaasuläpän akseliin. Joissakin on vastaan laittava ”palautinjousi”.

Välityssuhde
TPS:n ja kaasuläpän välinen välitys on yksi yhteen eli kaasuläpän liike siirtyy ilman välystä TPS:n luettavaksi. Liitäntäntyyppejä on paljon: hammastus-, segmentti-, neliö, puoliympyrä, ym liitostapoja kunkin valmistajan halujen mukaan.

Läppäakselityyppejä.

Kolmella johtimella
Sähköinen liitäntä voi olla minimissään kaksinapainen. Ts laite maattaa itsensä ja jäljelle jäävät johdot ovat 5V ja signaali.
Tyypillisin on kolmenapainen liitäntätapa. Navat ovat 5V, maadoitus ja signaali. Kussakin TPS:ssä on oma sisäinen kytkentä. Napaisuudesta on syytä ottaa selvää jos tekee asennuksia itse.
Nelinapaista liitintä suosii mm BMW. Siitä lähtee kaksi signaalijohdinta maadoituksen ja viiden voltin johtimien lisäksi.

Kytkentäosat
Liitintyyppejä on eurooppalaisille pyörille tarjolla päasiassa kahta mallia: Delphi Metri-Pack 150 ja Bosch. Amerikkalaisilla Delphi. Valmistaja voi olla mikä tahansa.
Japanilaisilla on omat merkkikohtaiset liittimensä.

Sähköinen rakenne

• lineaarinen
• epälineaarinen

Lineaarisuus tarkoittaa tässä tapauksessa sitä että jännitearvo seuraa orjallisesti kääntökulman astelukemaa kaasuläpän koko liikematkan. Siitä syntyvä jännitekäyrä ei ole käyrä vaan suora.

 Lineaarinen "käyrä" taulukoineen.

Kyseessä tavaratalosta ostettu halpis-TPS. Ei käyttöä varaosana moottoripyörään omavalmisteruiskuja lukuun ottamatta.

Epälineaarinen toimii seuraavasti: jännitearvon suhteessa kaasuläpän kääntökulmaan tulee jossain vaiheessa hyppäys. Tyypillisesti siten että signaalin jännitearvo pienillä kaasuläpän avausarvoilla kasvaa nopeasti mutta noin 30 asteen avauskulman jälkeen kasvaa enää hitaasti.

 Kahden erilaisen epälineaarisen TPS:n käyrät. 

Herkkyys
Käyristä näkee että ylempi PF09-kaasuläpänasentopotentiometri on huomattavasti herkempi perusasetuksensa suhteen. Vastukselliset käyrät on muodostuneet käytettäessä keinokuormavastusta mittauksen yhteydessä. Näin saadaan selville TPS:n herkkyys. Ts. näppituntuma siihen kuinka helposti TPS:n jännitearvon muuttaminen vaikuttaa ECU:n toimintaan.

TPS-testeri.

Asteet ja voltit
Digitaalinäytössä näkyy kulloiseenkin astekulmaan liittyvä jännite. Kello kymmenen kohdalla näkyy soikea aukko josta luetaan astelukema. Oikealla keinokuormapotentiometri. Testissä parhaillaan Weber PF09.

Viat ja harmit

• Vioiksi voidaan luetella ainakin kaasuläpän akselin välys joka nopeasti aiheuttaa lukematarkkuuden heilahteluja TPS:n toiminnassa.
• Yhden asennon kuluma: käytössä kuluu sellainen kaasun asennon kohta jolla ajetaan eniten. Yleensä tästä vaivasta kärsii kaasuläpän avautuman alin neljännes ja jokin kohta siellä.
• Polttoaineen syötön häiriöt tai polttoaineen muusta syystä pääseminen TPS:n sisään aiheuttaa voimakkaita käyntihäiriöitä. Myös vesi aiheuttaa usein pysyvää vikaa.
• Liitinviat  
• Ulkoiset mekaaniset iskut tai jännitepiikit. Huom! Järjestelmä toimii viiden voltin jännitteellä.

Säätötarvetta
Viime aikoina joissakin ruiskutusmoottoreissa on ongelmia aiheuttanut bensiinissäolevan etanolin määrän vaihtelu. Siihen lääkkeeksi auttaa seoksen rikastaminen. HUOM! Toimenpide on tarpeeton niille ruiskutusmoottoreille joissa on jäännöshappimittaus. Silloin vika on muualla kuin polttoaineessa.

Voiko ruiskutusjärjestelmälle tehdä mitään itse?

Ennen räplättiin kaasuttimia vaihtelevalla menestyksellä taitojen mukaan. Samanlaista se on nytkin ruiskujen aikakaudella. Sillä erolla että taitamaton saa pyörästänsä hetkessä toimimattoman.

Eri järjestelmiä
Ruiskutusjärjestelmiä on kovin montaa tyyppiä. Tähän on johtanut tekniikan kehitys ja yhteiskunnan ohjeistus mm päästö- ja melunormien muodossa.

Vanhat selkeämpiä
Nyrkkisääntönä voidaan sanoa että mitä vanhempi moottorinohjausjärjestelmä on sitä helpompi sitä on rukata. Käytännössä on syytäkin koska käyttöympäristö, kuten polttoaine, on muuttunut. Kun moottori käy nätisti ja tuottaa hyvin tehoa on se silloin myös todennäköisesti ympäristöystävällisempi kuin alkuperäissäädössään oleva röpötin.

Jos haluaa ohjelmoida itse
Uusimpia moottorinohjauksia, lähinnä eurooppalaisissa pyörissä, pääsee lukemaan ja muokkaamaan asianomaiset ohjelmat ja laitteet omaava henkilö tai yritys varsin vapaasti. Usein pelkästään uudemman tehtaan päivityksen asennus voi korjata ongelmia tai parantaa muutoin ominaisuuksia entisestään.
Itse olen säätänyt useita moottoripyörien moottorinohjauksia hyvin tuloksin. Kyse on ollut useimmiten vain pienestä muutoksesta ruiskutus ja/tai sytytyskarttaan tietylle alueelle.

TÄRKEÄÄ!
Vaikka TPS:n asentoa säädetään aina tyhjäkäyntiasennossa virrat päällä kohdistuu säätö lievästi keskikierrosalueeseen ja merkittävästi yläkierroksille. TPS:n säätö ei vaikuta tyhjäkäyntiin. Tyhjäkäyntiseosta säädetään muulla tavoin riippuen kulloisestakin järjestelmästä. Moottorille voi aiheutua vaaraa koska laihemmalle säädettäessä keskikierrosalueella ei välttämättä ilmene ongelmia mutta yläkierroksilla voi sulaa reikä mäntään tai muuta sen suuntaista. Vaikutus on kumuloituva.

Yhtä kohdetta säätäen
TPS näyttelee näissä vanhoissa ruiskuissa merkittävää osaa. Vanhoissa peleissä kun ei ole jäännöshappimittausta, joka on kuin ruisku ruiskussa, voi seossäätöä tehdä kahdella tavalla: säätämällä TPS:n asentoa hieman rikkaammalle jolloin koko ruiskutuskartan lukemat kasvavat ja arvojen kasvu kumuloituu yläkierroksille ja suurille kaasunavauksille eli pienemmälle ilmanpaineelle.
TPS:n säätö vaikuttaa myös, ECU:n kautta, sytytysajoituksen muuttumiseen. Pääasiassa tapahtuma on positiivinen ja haluttu. Jos on pelkkä ruisku, eli EFI, seosta rikastettaessa on sytytystä vastaavasti säädettävä hiukan aikaisemmalle että lisääntynyt polttoainemäärä ehtii palamaan kokonaisuudessaan tehokkaasti.

Opeteltava
Fiksumpi tapa on ohjelmoida koko moottorinohjaus, tai osa siitä, uusiksi. Siihen vain harvalla on välineet sekä tietotaito.

TPS:n mittausta moottorin käydessä.

Apuna mittauksessa on sovitinkaapeli, keinokuormavastus jolla voi muuttaa ECU:n saamaa signaalia irrottamatta TPS:ää ja yleismittari. Tämän moottorin tyhjäkäyntiarvoksi on määritelty 150 millivolttia.

Asian sivusta
Radikaalimpi tapa on heittää alkuperäinen ECU kaivoon ja asentaa alkuperäisen järjestelmän raunioille täysin ohjelmoitava moottorinohjausjärjestelmä. Tähän on olemassa useiden moottoripyörämerkkien osalta valmiita bolt-on-settejä. Taitoihinsa luottavat voivat tehdä koko homman itse ja hankkia rakennussarjan.

Kärjet ja kaasuttimet hyllylle
Näin voi tehdä myös jos on kyllästynyt kaasuttimien ja katkojan kärkien kanssa touhuamaan.