Zweck
Um Motoren an die geforderte Abgabeleistung anzupassen, wird bei Ottomotoren die Luft- und Treibstoffmenge reguliert. Die Luftmenge wird dazu durch eine Drosselklappe im Saugrohr reguliert.
Hintergrund
Motoren erzeugen während des Ansaugtakts (1. Takt) durch die sich im Zylinder hinabbewegenden Kolben und den stets gleichweit öffnenden Einlaßventile einen Unterdruck. Bei Ottomotoren kann dann das Brennstoff-Luftgemisch in den Brennraum strömen. Bei einem konstant belasteten Motor kann das Brennstoff-Luftgemisch gut eingestellt werden. Real betriebene Motoren werden bei verschiedensten Last-und Drehzahlbereichen betrieben. Das Brennstoff-Luftgemisch ist allerdings nur in gewissen Mischbereichen brennbar, daher muss für kleine Leistungen die Luft- und Treibstoffmenge reduziert werden, damit auch dann das Gemisch erstens brennbar und zweitens der Leistung angepasst bleibt.
Einspritzanlagen und Vergaser versetzen den durch sie tretenden Luftstrom mit der Menge an Kraftstoff, die das Gemisch brennbar werden lassen; es entsteht idealerweise ein gasförmiges Gemisch, daher auch der Begriff "Vergaser".
Weil das Brennstoff-Luftgemisch in der Menge reguliert wird, spricht von der quantitativen Gemischregulierung.
Aufbau
Die Drosselklappe befindet sich im Ansaugtrakt zwischen Luftfilter und der Treibstoffzugabe durch Vergaser oder Einspritzdüse(n).
In Vergasern ist die Drosselklappe meist darin integriert.
Die Drosselklappe weist meist einen zylindrische Form als kreisrundes Blech auf, das senkrecht zur Achse drehbar gelagert angeordnet ist und im geschlossenen Zustand das Rohr komplett1 verschließen würde. Wird sie aus dieser Position um 90° gedreht, gibt sie den vollen1 Querschnitt frei, es kann die volle Gasmenge (Gemischmenge) in den Motor einströmen, man spricht daher im umgangssprachlich von Vollgas. Sofern vorhanden, wird die aktuelle Stellung der Drosselklappe über das Drosselklappen-Stellungsgeber, welches direkt an der Achse zur Drosselklappe befestigt ist, an ein Steuergerät geleitet, welches zusammen mit einigen anderen Werten die Kraftstoff-Einspritzmenge berechnet.
Antriebe
Die Drosselklappe wird in modernen Motoren elektronisch über elektrische Antriebe bewegt (Gleichstrom-Motor mit Getriebe, selten Direktantrieb ohne Getriebe oder Schrittmotoren). Daher spricht man heute häufig auch vom E-Gas (Elektronisches Gaspedal), während sie bei "klassischen" Motoren z.B. über einen Seilzug oder Gestänge direkt betätigt wird.
Ausführungen
Bei Vergasern befindet sich die Drosselklappe an einer Stelle des Ansaugtrichters, wo er eine zylindrische Form hat. Bei Einspritzanlagen befindet sich die Drosselklappe im Drosselklappengehäuse.
Dieselmotoren
Dieselmotoren verfügen prinzipbedingt wegen der andersartigen Gemischaufbereitung über keine Drosselklappe.
Eine Besonderheit stellten Vorkammer-Dieselmotoren von Daimler-Benz AG-PKW dar, diese verfügten über eine Drosselklappe, um die vakuumpneumatisch wirkende Dieseleinspritzpumpe drehzahlabhängig zu regulieren und den Bremskraftverstärker oder die pneumatischen Zentralverriegelung mit Vakuum zu versorgen.
Moderne Dieselmotoren verfügen wieder über eine Drosselklappe, allerdings dient sie jedoch lediglich dazu, das Motorschütteln beim Abstellen zu reduzieren. Bei Betrieb ist die Klappe immer ganz geöffnet.
Anmerkungen
1(Anmerkungen: Die komplette Verschließung des Trichterquerschnitts wird durch einen Anschlag verhindert, damit der Motor bei Leerlauf nicht ausgeht; vom Trichterquerschnitt muss bei Vollgas freilich die Stirnfläche der Drosselklappenachse abgezogen werden, insofern ist es nicht ganz der volle Querschnitt.)
Bei Vergasern mit Starterklappe exisitiert eine weitere Klappe weiter vorn im Luftstrom (meist im Ansaugstutzen, vor dem Abschnitt des Vergasers, wo er trichterförmig seinen Querschnitt reduziert). Weil in kalten Motoren ein Großteil des Kraftstoffes nicht verdampft, sondern sich im Ansaugtrakt und an der Zylinderwand niederschlägt, wird beim Kaltstart von Motoren der Kraftstoffanteil im Gemisch erhöht. Erzielt wird dies durch eine weitere Begrenzung der in den Vergaser einströmenden Luft. Da sich die Kraftstoffaustrittsöffnung der Hauptdüse zwischen Starterklappe und Drosselklappe befindet, strömt wegen des leicht erhöhten Unterdrucks vor der Drosselklappe etwas mehr Treibstoff in den Luftstrom. Bildlich betrachtet schnürt man dem Motor mit dieser Klappe die Luftzufuhr ab, daher auch die landläufige Bezeichnung Choke (sprich "Tschouk" von engl. to choke ersticken, erwürgen).
Man kann die Wirkung der Starterklappe auch simulieren. Dazu nimmt man das Luftfilter bzw. dessen Rohr von der Ansaugtrichteröffnung eines Vergasermotors, z.B. an einem Rasenmäher. Sobald der (warme) Motor läuft, verschließt man mit der Hand die Ansaugöffnung, jedoch nicht komplett, z.B. indem man einen Strohhalm von ca. 2 mm Durchmesser zwischen den Fingern einklemmt. Es stellt sich die selbe Wirkung ein, wie wenn man den Chokezug komplett zieht: Der Motor läuft nur noch schlecht, als Folge wird starke Schadstoff- und Rußentwicklung am Auspuff erkennbar, da der Motor zu viel Kraftstoff für die angesaugte Luftmenge erhält.