Подаване на въздух към двигателя: устройство и схема на работа

Принципът на работа на бензинов или дизелов двигател с вътрешно горене се основава на превръщането на енергията, отделена в резултат на изгарянето на гориво, в полезна механична работа. В същото време в цилиндрите на двигателя с вътрешно горене изгарят не само дизелово гориво, газ или бензин, но така наречената горивно-въздушна смес.

С други думи, за ефективно изгаряне на заряд за определено количество гориво е необходимо да се подаде част от въздуха в горивната камера. Независимо дали двигателят е с естествен аспиратор, компресор или турбо, въздухът се взима от атмосферата.

За приемането му и по-нататъшното подаване в необходимото количество директно към цилиндрите на двигателя са отговорни редица отделни елементи, които са включени в общата всмукателна система на двигателя. След това ще говорим за това как се осъществява подаването на въздух към двигателя, както и какво устройство и функции има системата за подаване на въздух към двигателя на бензинови и дизелови двигатели.

Съдържанието на статията

  • Система за подаване на въздух за бензинови двигатели
  • Система за подаване на въздух от дизелов двигател
  • Как да увеличим подаването на въздух към двигателя: налични начини
  • Какъв е долният ред

Система за подаване на въздух за бензинови двигатели

Подаване на въздух към двигателя: устройство и схема на работа

Веднага отбелязваме, че няма да се спираме на двигатели, които са оборудвани с остаряла карбураторна система. Става въпрос за двигател с вътрешно горене с инжектор. Като пример, нека разгледаме общата подредба на системата за подаване на въздух на модел автомобил с инжекционен двигател.

Добавяме, че въпреки че схемата за изпълнение може да се различава леко при различните модели на местно и чуждестранно производство, общият принцип и дизайн остават същите.

Системата за подаване на въздух се състои от следните основни елементи:

  • въздухозаборник;
  • въздушен филтър в корпуса;
  • входяща тръба (връзка на входящата тръба);
  • дроселна тръба;
  • приемник;

Въздухозаборникът на различни автомобили е пластмасова част, през която атмосферният въздух се „засмуква“ в двигателя. Елементът обикновено се монтира в отделението на двигателя, така че да поеме въздух по посока на автомобила, разположен в зоната точно под фаровете, по-близо до решетката на радиатора, отдясно или отляво. Това местоположение ви позволява ефективно да поемете необходимото количество въздух при различни режими на работа на двигателя с вътрешно горене.

Изключение могат да се считат за мощни джипове и превозни средства, специално подготвени за офроуд, при които всмукването на въздух обикновено се извършва отделно и се извежда. Като правило в този случай се приема, че автомобилът ще преодолее дълбоките водни препятствия, а отстраняването на въздухозаборника ви позволява да избегнете воден чук в резултат на навлизане на вода в цилиндрите на двигателя.

Следващият елемент е корпусът на въздушния филтър и самият филтър, който е монтиран вътре в него. Обикновено на повечето автомобили в предната част на двигателното отделение е монтиран корпус с филтър; освен това под корпуса могат да се използват гумени уплътнения-опори. Що се отнася до филтъра, филтърният елемент обикновено е хартия, повърхността на филтриращата повърхност е максимална.

Важен електронен сензор за масов въздушен поток (MAF) също е инсталиран в корпуса на въздушния филтър на много автомобили. Също така този сензор може да бъде разположен върху други елементи на системата преди дроселната клапа.

Дроселната тръба  е прикрепена към приемника и дозира обема въздух, който се подава към входящата тръба. Дроселовият клапан е отговорен за количеството въздух, постъпващо в двигателя, което е свързано към педала за газ с помощта на специално задвижване. Дори при много съвременни превозни средства педалът за газ може да бъде електронен, тоест няма пряка връзка с дроселната клапа. В този случай, след натискане на газта, към електрическия мотор, който управлява дроселната клапа, се изпраща съответен сигнал.

Също така добавяме, че дроселната тръба също има DPDZ (сензор за положение на дроселната клапа) и IAC (регулатор на оборотите на празен ход) в своя дизайн. Поради наличието на DPDZ до електронния блок за управление на двигателя (ECU) се изпраща сигнал, според който контролерът „разбира“ под какъв ъгъл е отворен амортисьорът. Въз основа на сигнали от DMRV, DPDZ и редица други сензори, ECU регулира нивото на подаване на гориво към цилиндрите през инжекционните дюзи в съответствие с един или друг режим на работа на двигателя с вътрешно горене.

Що се отнася до IAC, този регулатор е монтиран на корпуса на дроселната клапа. Всъщност посоченият регулатор е стъпков двигател, към който е свързан конусен стволов клапан. Просто казано, IAC стеблото се удължава или, обратно, се прибира поради работата на стъпковия двигател. Контролният сигнал към стъпковия двигател се генерира от ECU.

Това решение ви позволява да поддържате и гъвкаво да променяте броя на оборотите на празен ход, когато дроселната клапа е затворена, тоест въздухът се байпасира. С други думи, IAC контролира количеството въздух, което се подава през специален канал, заобикаляйки затворения дроселен клапан на празен ход.

Когато клапанът на стъблото е напълно удължен, неговата конусна част прекъсва подаването на въздух покрай амортисьора (IAC клапанът е затворен). Когато се отвори, количеството въздух се увеличава, което се увеличава пропорционално на степента на изместване на стъблото от седалката. Общата степен на движение на стеблото директно зависи от броя стъпки, които стъпковият двигател е извършил.

Ако двигателят е студен и на празен ход, тогава ECU-то „поддържа“ надценените (загряващи) обороти в минута, докато се загрее и гъвкаво реагира на променящите се натоварвания (включване на габаритите, фаровете, климатика и т.н.) чрез повишаване на оборотите на празен ход . Това позволява на двигателя да работи стабилно.

След като двигателят се загрее, контролерът намалява количеството въздух, подаван през IAC, и се стреми винаги да поддържа строго определена скорост на коляновия вал, но на много автомобили, когато натоварването се промени в режим XX, контролното устройство все още е в състояние да за кратко увеличете скоростта.

Също така отбелязваме, че когато водачът изключи запалването, ECU първо премества пръта на IAC в затворено положение, след което отваря клапана с необходимия брой стъпки, за да създаде условия под формата на достатъчно подаване на въздух за нормален старт на агрегата в момента на рестартиране на двигателя с вътрешно горене.

Система за подаване на въздух от дизелов двигател

Подаване на въздух към двигателя: устройство и схема на работа

Както знаете, модерен дизелов двигател на различни автомобили и специално оборудване обикновено е оборудван с турбокомпресор. Също така, това решение се използва активно при турбо-бензинови двигатели с вътрешно горене.

С други думи, за да се получи необходимата мощност от двигателите, централата е допълнително турбо. Турбодизеловият агрегат се нарича турбодизел. Нека разгледаме по-отблизо диаграмата за подаване на въздух за такива двигатели.

Както при бензиновите двигатели с вътрешно горене, системата за подаване на въздух за дизеловите двигатели включва изваждането му от атмосферата, почистването на входящия въздух и допълнителното му подаване към цилиндрите. В този случай въздухът допълнително преминава през турбината, охлажда се и едва след това се влива в горивната камера и се инжектира под налягане.

Като се използва турбодизел като пример, струва си да се подчертаят следните елементи на системата за подаване на въздух:

  • въздухозаборник;
  • въздушен филтър (въздушен филтър);
  • турбокомпресор;
  • специален въздушен радиатор (интеркулер);
  • всмукателен колектор;

Вече се запознахме с функцията на въздухозаборника и въздушния филтър, когато разглеждаме атмосферен бензинов двигател. Що се отнася до турбо двигателите на специално оборудване, което работи в условията на силна запрашеност и общо замърсяване на въздуха, се използва многостепенна система за почистване (дву или дори тристепенни схеми). Дизайнът може да включва инерционен пречиствател на въздуха и други подобни решения.

И така, след преминаване през филтрите, въздухът се изтегля в турбокомпресора. След турбината въздухът преминава през тръбопроводите, вече под налягане, преминавайки през така наречения въздушен радиатор. Факт е, че след компресиране в турбина въздухът се загрява. Освен това, ако се охлади преди подаване в цилиндрите, тогава общата маса на въздуха се увеличава.

В резултат на такова понижаване на температурата е възможно да се подаде повече въздух в горивната камера, което прави възможно изгарянето на горивото по-пълно и ефективно, за постигане на увеличение на мощността, подобрена ефективност и намаляване на токсичността на отработените газове.

След това сгъстеният и охладен въздух навлиза във всмукателния колектор и след това в цилиндрите на дизеловия двигател. Що се отнася до турбокомпресора, този агрегат използва енергия от отработените газове. Просто казано, газовете под налягане въртят турбинното колело, поради това въртене компресорното колело, което е фиксирано на същия вал заедно с турбинното колело, започва да се върти. След това отработените газове след турбината влизат в изпускателната система на превозното средство и се изхвърлят в атмосферата.

Имайте предвид, че има много видове турбини, които се различават по размер, по своите характеристики и могат да имат редица индивидуални разлики в цялостния дизайн на устройството. Освен това добавяме, че дизеловият двигател дълго време изобщо нямаше дроселова клапа в сравнение с бензиновите колеги. Накратко, мощността в дизеловия агрегат се контролира не от количеството въздух, подаван към цилиндрите, а от количеството впръскано гориво.

Между другото, на съвременните дизелови двигатели с вътрешно горене дроселовият клапан все още се появи, но изпълнява и други задачи. По-точно, токсичността на отработените газове е намалена в съответствие със строгите екологични стандарти.

Дроселът работи, когато натоварването на двигателя е минимално, тоест двигателят не се нуждае от мощен поток чист въздух. В този момент амортисьорът частично блокира подаването на въздух, паралелно с това се активира клапанът EGR.

В резултат на това останалият въздух се смесва с отработените газове, след което тази смес отново попада в цилиндрите. Подаването на отработени газове заедно с въздуха понижава температурата в горивната камера, което води до намаляване на азотния оксид в отработените газове.

Как да увеличим подаването на въздух към двигателя: налични начини

Подаване на въздух към двигателя: устройство и схема на работа

Както можете да видите, мощността на силовия агрегат ще зависи пряко от количеството и качеството на въздуха, влизащ в цилиндрите. За да получат подобрена ефективност от двигателя с вътрешно горене, много шофьори се стремят да увеличат подаването на въздух към агрегата. По правило такава необходимост възниква в процеса на настройка на двигателя, след извършване на каквито и да е модификации и т.н.

След това ще разгледаме няколко възможни метода, които не предполагат радикални промени (например ревизия на каналите на цилиндровата глава, подмяна на турбината с по-ефективна и т.н.)

  • Най-простото и рентабилно решение е инсталирането на филтър с нулево съпротивление (нулево съпротивление). Въпреки че общото увеличение на мощността от подобно решение е малко, при спортни и специално подготвени автомобили, монтирането на нулево колело в комбинация с други подобрения е оправдано.

Това обаче не може да се каже за граждански автомобили с двигател с вътрешно горене „на склад“. В този случай се оказва повече вреда, отколкото полза, тъй като филтрите с нулево съпротивление се замърсяват по-бързо и пречистват въздуха по-лошо, което може да повлияе на ресурса на двигателя. В същото време всъщност не се наблюдава увеличение на мощността.

  • Друг начин за подаване на повече въздух към двигателя е модифицирането на елементите на фабричната система. Говорим за въздухозаборника, разклонителни тръби, горния капак на корпуса на въздушния филтър.

В самото начало е необходимо да се измери въздушното съпротивление на входа и след излизане от корпуса на филтъра, след което се извършва работа, за да се намали това съпротивление.

  • Също така трябва да се отбележи, че понякога на специализирани форуми можете да намерите информация за електрически вентилатор във всмукателната система (динамичен вентилатор, въздушен вихър, система за динамично усилване, електрически турбокомпресор и др.). По едно време на пазара се откроиха производителите Kamann, Simota и редица други.

Накратко, така наречената електрическа входна турбина позволява подаването на охладен въздух към всмукателния колектор без никакви значителни модификации, което е особено важно за атмосферните двигатели. В резултат на това охладеният и не топъл въздух започва да тече в двигателя, обемът на въздуха се увеличава и т.н.

Устройството представлява разклонителна тръба, в която е монтирано работното колело. По време на работа работното колело се върти, създавайки спираловидно вихър от въздух. Според уверенията на производителите, такъв въздух е по-студен и по-добре прониква в горивните камери.

В резултат на това цялостният процес на образуване на смес се подобрява, мощността на двигателя нараства, еластичността се увеличава по време на работа на двигателя с вътрешно горене в различни режими, автомобилът демонстрира подобрени динамични характеристики.

Както показва обаче практиката, няма особена полза след инсталирането на такива решения. Освен това високата цена е около 300-400 щатски долара. и дори поставя голямо съмнение относно осъществимостта на подобни експерименти.

  • Също така в списъка на възможните решения за увеличаване на подаването на въздух може да се отбележи така нареченият "студен вход". Такова решение всъщност включва отстраняването на въздухозаборника от отделението на двигателя навън, което прави възможно намаляване на температурата на входящия въздух и увеличаване на плътността му.
Подаване на въздух към двигателя: устройство и схема на работа

Препоръчваме също да прочетете статията за това какво е турбокомпресор. От тази статия ще научите за дизайна на турбината, принципите на турбокомпресора, както и характеристиките на тази система, предимствата и недостатъците на това решение и т.н.

В продажба има готови комплекти за определени модели автомобили, както и универсални. Предимствата на студения прием включват увеличаване на мощността на двигателя, намаляване на риска от почукване, подобряване на реакциите при натискане на педала за газ и леко намаляване на разхода на гориво.

Това значително увеличава вероятността водата да навлезе във входа и водния чук и въздушният филтър се замърсява много по-бързо. Факт е, че въздухозаборникът е поставен в "прозорците", които са направени отделно в бронята, в фара и т.н.

Какъв е долният ред

Както можете да видите, при стандартни атмосферни двигатели с ниска мощност всякакви манипулации със системата за подаване на въздух обикновено не дават осезаеми резултати. С други думи, най-правилният подход е закупуването на висококачествени въздушни филтри и тяхната своевременна подмяна, като се вземат предвид особеностите на експлоатацията на конкретно превозно средство.

Подаване на въздух към двигателя: устройство и схема на работа

Препоръчваме също да прочетете статията за това кога да сменяте въздушния филтър на двигателя. От тази статия ще научите за основните правила и препоръки относно подмяната на въздушния филтър, след колко километра да смените въздушния филтър на двигателя, както и в какви случаи и защо трябва да се намали интервалът за подмяна на въздушния филтър в двигателя .

По отношение на турбо двигателите е много по-важно да се следи за правилната работа и общото състояние на турбокомпресорната система, да се работи правилно турбината и т.н. Появата на спадове по време на ускорение, масло в интеркулера и други признаци показват необходимостта от диагностика.

Също така е важно да се разбере, че понижаването на налягането на системата за подаване на въздух, напуканите тръби или корпуса на въздушния филтър, инсталирането на неподходящ филтриращ елемент и т.н. водят до изтичане на въздух, което е непочистено.

В резултат на това мощността на двигателя и неговият ресурс намаляват, двигателят започва да пуши и може да работи с грешна работеща смес. Поради тези причини трябва да се извършва редовна и навременна поддръжка на системата за подаване на въздух.

Ако говорим за сложната настройка на двигателя, тогава завършването на всмукателната система ви позволява да получите допълнително увеличение на мощността. Трябва обаче да се има предвид, че такова увеличение обикновено се наблюдава на фона на цялостно подобряване на работата на предварително подготвен енергиен блок.

Подобен...