Система за всмукване на превозното средство

Работата на всеки двигател с вътрешно горене се основава на изгарянето на смес от въздух и гориво в цилиндрите на агрегата. В допълнение към факта, че към всеки цилиндър трябва да се подават въздух и горими материали (бензин, дизел или газ), е необходимо точно изчисляване на обема на всяко вещество и те трябва да се смесват качествено. С подобряването на двигателите се подобряват и системите, необходими за увеличаване на ефективността им.

Ефективността на двигателя зависи не само от качеството на горивната система и производителността на запалването. Ако горивото не се смеси добре с въздуха, по-голямата част от него няма да изгори, а ще бъде отстранено от автомобила през изпускателната тръба (как това ще се отрази на катализатора е описано тук). За да се увеличи ефективността, екологичността и ефективността, се подобряват различни параметри на силовия агрегат.

Нека да разгледаме каква роля играе системата за всмукване в това, от какви елементи се състои, каква е нейната цел, какъв е принципът на нейното действие.

Какво представлява системата за прием на автомобили

Старите двигатели, които все още се срещат в местните автомобили, нямаха всмукателна система като такава. Двигателят на карбуратора има всмукателен колектор, чиято тръба преминава през карбуратора към въздухозаборника. Самото устройство има следния принцип на работа.

Когато буталото в определен цилиндър завърши всмукателен ход, в кухината се генерира вакуум. Механизмът за разпределение на газ отваря всмукателния клапан. Въздушният поток започва да се движи през канала на колектора. Преминавайки през смесителната камера на карбуратора, в него навлиза определено количество гориво (този обем се регулира от описаните струи отделно). Почистването на въздуха се осигурява от въздушен филтър, монтиран пред карбуратора.

Сместа се засмуква в цилиндъра през отворен клапан. Всеки атмосферен двигател има вакуумен принцип на работа. В него въздушно-горивната смес постъпва естествено посредством вакуум във всмукателния колектор. Примитивният прием само осигурява въздух в камерата на карбуратора.

Тази система има значителен недостатък - висококачествената работа на системата директно зависи от структурата на пътя, свързан към главата на цилиндъра. Също така, когато MTC преминава през колектора, по стените му може да падне определено количество гориво, което се отразява негативно на икономичността на автомобила.

Когато се появи инжекторът (какво е и как работи, се казва отделно), стана необходимо да се създаде пълноценна всмукателна система, която да има същата функция - да взима въздух и да го смесва с гориво, но работата му ще се контролира от електрониката.

Електрониката изчислява по-ефективно оптималното съотношение на обема въздух и гориво и поддържа този параметър в различни режими на работа на двигателя с вътрешно горене. Той също така осигурява по-добро пълнене на цилиндрите при ниски обороти на двигателя. Това подобрение в приема на агрегата увеличава неговите характеристики, без да увеличава разхода на гориво. Оптималното съотношение въздух-гориво е 14.7 / 1. Механичният тип на всмукване не е в състояние да поддържа тази пропорция при различни режими на работа на блока.

Ако по-рано автомобилът е имал само въздуховод, през който въздухът е протичал естествено (неговият обем се е определял от физическите свойства на въздуховода и задвижващите механизми), то съвременната кола получава цяла система, състояща се от различни механизми, които се управляват електрически. Те се контролират от ECU, благодарение на което BTC е с по-добро качество.

Струва си да се спомене, че бензиновите, включително бензиновите (използващи нестандартни или фабрични LPG), и дизеловите двигатели получават подобна всмукателна система. Въпреки това, в зависимост от вида на инжектирането, той може да има малко по-различно устройство. В друго ревю описва видовете инжекционни системи.

Съвременната всмукателна система работи в синхрон с други системи на машината. Например този списък включва рециркулация на отработените газове и впръскване на гориво. За да се напълнят по-добре бутилките със свежа порция въздушно-горивна смес, на входа често се инсталира турбокомпресор. Какво е турбокомпресор в колата е отделен преглед.

Принципът на работа на всмукателната система

Всмукателната система работи въз основа на разликата в налягането между цилиндъра и атмосферата. Той се появява, когато буталото се премести в долната мъртва точка на всмукателния ход (когато ходът се извършва, всмукателните и изпускателните клапани са затворени), а клапанът, през който въздухът и горивото влиза в резервоара, е отворен.

Количеството въздух директно зависи от размера на самия цилиндър. Този обем обаче се регулира, така че двигателят да може да работи с по-ниска скорост, а ако е необходимо, коляновият вал може да се върти повече (когато автомобилът ускорява). За промяна на режима на работа се използва специален въздушен клапан, наречен дроселова клапа.

 В карбуратора този елемент е свързан с педала на газта. Колкото повече се отваря клапанът, толкова повече гориво се изтегля в пътя на смукателния колектор. Инжекционните двигатели получават специален дросел. Той има малък електрически мотор, който е свързан към контролен блок. Когато водачът натисне педала за газ, ECU използва програмирани алгоритми, за да определи до каква степен да отвори въздушния клапан.

За да се поддържа идеалното съотношение на въздух и гориво, в близост до дросела има сензор за газта, сигналите от който се изпращат към електронния блок за управление (в много съвременни системи са инсталирани два въздушни сензора: един пред амортисьора и другият зад него). След като получи тези данни, електрониката увеличава / намалява количеството гориво, което се подава през дюзите на инжектора (за тяхната структура и принцип на действие е описано в друга статия).

В зависимост от вида на инжектирането, приемният канал може да има малко по-различен дизайн. Например при разпределена модификация всмукателната система участва в образуването на смес. При този дизайн инжекторите са монтирани във всяка тръба на колектора възможно най-близо до всмукателните клапани. Повечето съвременни инжекционни машини получават такава система.

Ако двигателят има директно впръскване (при дизеловите агрегати това е единствената модификация), тогава всмукателната система само доставя на цилиндрите свежа порция въздух. В този случай изгарянето на гориво е възможно най-ефективно, тъй като смесването става директно в кухината на цилиндъра без загуби във всмукателния канал.

Освен това, поради конструктивните характеристики на тази инжекция (допълнителни клапани са монтирани на всмукателния колектор, тяхната синхронизация на работата се осигурява от общ вал с електрическо задвижване), горивната система може да осигури различно образуване на смес. Има два основни типа:

1. Тип слой по слой. В този режим дюзата пръска гориво в цилиндъра, разпределяйки го колкото е възможно повече в камерата. Температурата на входящия въздух е висока, поради което бензинът започва да се изпарява, по-добре се смесва с въздуха. Този режим се използва при ниски скорости и при ниски натоварвания на двигателя с вътрешно горене.
2. Еднороден (хомогенен) тип. По същество това е постна смес. На теория налягането в цилиндъра със затворени клапани влияе пряко върху мощността на двигателя по време на изгарянето на въздушно-горивната смес. От това може да се заключи, че за да се увеличи въртящият момент при минимален разход на гориво, е необходимо да се увеличи обемът на въздуха, постъпващ в камерата. При разпределеното инжектиране обаче се наблюдава следният проблем. Ако делът на BTC се промени в посока на увеличаване на количеството въздух (постна смес), тогава такава смес ще се запали слабо. Поради тази причина този вид образуване на смес не се използва при разпределени видове инжекционни системи. Но що се отнася до директното инжектиране, то може да се направи. Слабо запалване е възможно поради факта, че относително малък обем гориво се пръска в непосредствена близост до свещта. В сравнение с общото количество сгъстен въздух, в цилиндъра има малко гориво, но поради факта, че има обогатен облак в близост до електродите на свещите, двигателят не губи своята ефективност дори при значителни икономии на гориво.

Ето бърза анимация за това как работи веригата на променливите смеси:

Как работи всмукателният колектор? (3D анимация)

В зависимост от вида на горивната система и конструкцията на задвижващите механизми може да има още повече такива режими. Всеки от тях се активира от електроника, която записва скоростта на двигателя и натоварването върху него. За да осигури различни режими на образуване на смес, всеки производител използва свои собствени механизми.

Например в някои двигатели са инсталирани специални многорежимни дюзи, а в други освен дроселовата клапа са монтирани и всмукателни клапани. В зависимост от режима те могат да се отварят и затварят независимо от дроселната клапа.

Когато сместа въздух / гориво изгори, отработените газове се отстраняват през отработените газове. Това е различна система от превозни средства. В допълнение към премахването на отработените газове, той компенсира пулсациите на газовия поток и намалява шума на двигателя (за повече подробности относно конструкцията и предназначението на изпускателната система прочетете тук).

Усилвателят на спирачката също така частично използва вакуума, генериран във всмукателния колектор. По пътя е снабден с клапан, който прекъсва системата за рециркулация на отработените газове.

Схемата на съвременната всмукателна система включва много различни сензори и задвижващи механизми, така че тя се приспособява за части от секундата към режима на работа на двигателя или променящите се натоварвания на силовия агрегат. Някои съвременни модели използват специална технология, чиято цел е да се подобри ефективността на двигателя с вътрешно горене чрез промяна на дължината и напречното сечение на всмукателния канал.

Това надстройване ви позволява да извлечете максимален въртящ момент при намалени атмосферни обороти на двигателя. Конструкцията и принципът на работа на колектор с променлива дължина и напречно сечение са описани подробно в друга статия.

дизайн

Устройството на всмукателната система включва следните елементи:

• Прием на въздух. Всеки модел автомобил има собствен дизайн. Ключовият елемент в това устройство е въздушният филтър. Поставя се в корпус (често това е тава, херметически затворена от всички страни, но има и отворени филтри, монтирани директно върху въздухозаборника), която има отворена разклонителна тръба от едната страна. През този отвор въздухът влиза във филтърния елемент, почиства се и навлиза в смукателната тръба. Подробности за въздушните филтри са описани тук.
• Дросел. В модерния си дизайн това е електрически задействан клапан, който е монтиран на тръбата, преминаваща от въздухозаборника към колектора. В зависимост от нуждите и натоварванията на двигателя, електронният блок за управление издава подходяща команда за отваряне / затваряне на амортисьора. По този начин се контролира вътрешният въздушен поток.
• Приемник (или колектор). Всмукателен колектор е монтиран между дросела и главата на цилиндъра. Това е сложна тръба. От една страна, той има една, а от друга, няколко дюзи (броят им зависи от броя на цилиндрите в блока). Целта на тази част е да разпредели вътрешния въздушен поток между цилиндрите. Ако горивната система е разпределен тип, тогава на всяка тръба ще бъде направен отвор, в който ще бъде фиксиран инжекторът за гориво. В този случай всмукателната система участва пряко в образуването на въздушно-горивната смес. Ако двигателят има директно впръскване (инжекторите са в близост до свещите или подгревните свещи на дизеловите двигатели), тогава всмукване просто регулира подаването на въздух.
• Всмукателни клапи. Това са допълнителни клапани, които са монтирани вътре в тръбите на колектора, за да регулират вида на образуването на смес. Тези елементи се използват в двигатели с вътрешно горене с директно впръскване.
• Въздушни сензори. Те записват силата на въздушния поток пред и зад амортисьора, както и неговата температура. Сигналите от тези сензори се изпращат към контролния блок.

ECU е отговорен за синхронната работа на всички задвижващи механизми на всмукателната система. Въз основа на сигналите, получени от педала за газ, сензора за масовия поток и други сензори, с които е оборудвано превозното средство, електрониката активира определен алгоритъм. В съответствие с мозъчната програма всички устройства получават едновременно съответните сигнали.

За какво е

Така че, както виждате, без висококачествена всмукателна система, състояща се от различен брой сензори и задвижващи механизми, е невъзможно да се създаде икономичен, но в същото време доста динамичен и екологичен автомобил.

Единственият недостатък на съвременните всмукателни системи е цената и сложността на поддръжката. Ако двигателят на карбуратора може да бъде диагностициран и ремонтиран с усилията на опитен автомеханик, тогава електрониката се проверява само на специално оборудване. За да го поправите, трябва да посетите специализиран сервизен център.

Като допълнение предлагаме да гледате видео лекция за всмукателната система на автомобила:

Теория на ICE: Всмукателни системи

Въпроси и отговори:

Какво е всмукване на двигателя? Друго име е всмукателната система. Това е въздухозаборник, свързан към тръба, която се разклонява на няколко тръби (по една на цилиндър). Системата е необходима за подаване на чист въздух и образуване на VTS.

Какво се случва, ако всмукателният колектор се увеличи? Удължаването на аспирирания колектор ще доведе до по-голямо входящо съпротивление, което ще доведе до по-лошо изгаряне на VTS. Това ще доведе до намаляване на въртящия момент и мощността.