Система впуска воздуха двигателя Cummins; Блог о двигателе Cummins

Система впуска и выпуска

Система впуска

Эта система состоит из нескольких элементов, которые обеспечивают подвод воздуха ко впускным каналам головки блока цилиндров. Также она влачит на себе бремя очистки воздуха, который, в основном, содержит пыль, грязь и песок.


Рисунок 4.41 Элементы системы впуска.

Итак, вся система впуска состоит из следующих элементов:

  • воздухозаборника;
  • корпуса воздушного фильтра с фильтрующим элементом;
  • воздуховода (ов);
  • дроссельной заслонки;
  • ресивера (не всегда);
  • впускного коллектора;
  • системы дополнительного (промежуточного) охлаждения воздуха, если автомобиль с системой наддува

Примечание
На рисунке 4.41 нет элементов системы промежуточного охлаждения воздуха.

Рассмотрим все по отдельности.

Воздухозаборник

Зачастую, это пластиковая деталь, призванная, о чем можно догадаться из ее названия, «забирать воздух». Расположен он, чаще всего, максимально близко к передней части моторного отсека, обычно над радиатором (пример воздухозаборника приведен на рисунке 4.41). Деталь ответственная, особенно если автомобиль относится к классу внедорожников, хозяева которых эксплуатируют их в жестких бездорожных условиях, к которым относится преодоление ручейков и рек вброд.

Но, независимо от класса и условий эксплуатации автомобиля, воздухозаборник стараются установить повыше – дальше от дорожной грязи и пыли.

Воздушный фильтр

Это одна из самых простых и в то же время незаменимых деталей автомобиля. Воздушный фильтр призван очищать поступающий извне воздух от загрязнений и частиц пыли. Если бы не было фильтра, то попадающие внутрь инородные частицы превращались бы в «наждачную бумагу», исправно продирающую зеркало цилиндра (что это такое мы рассматривали в разделе «Описание устройства простейшего двигателя»). К чему приводит такая «обработка», можно не объяснять. Схематическое изображение корпуса воздушного фильтра приведено на рисунке 4.41.

Воздуховоды

Воздуховодами (рисунок 4.41) называются воздушные патрубки, соединяющие воздухозаборник с корпусом фильтра, а его, в свою очередь, с корпусом дроссельной заслонки и в конце — заслонку с ресивером.

Дроссельная заслонка

Дроссельная заслонка — устройство, регулирующее количество поступающего в цилиндры двигателя воздуха. Дроссельная заслонка в корпусе представлена на рисунке 4.42. В сборе она представляет из себя корпус в виде трубки с установленной на оси внутри нее заслонкой. Через трос заслонка соединена с педалью акселератора («газа»). Вы нажимаете на педаль газа, трос перемещается и поворачивает заслонку на какой-то угол. Соответственно, через открытую заслонку начинает поступать большее количество воздуха, электроника «дает команду», и система питания начинает подавать больше топлива.


Рисунок 4.42 Внешний вид дроссельной заслонки.

Примечание
Более подробное описание работы системы питания дано в разделе «Система питания современных двигателей».

Ресивер

Ресивер предназначен для накопления определенного количества очищенного воздуха перед впускным коллектором и более равномерной его подачи в цилиндры. Пример ресивера представлен на рисунке 4.41.

Впускной коллектор

Впускной коллектор (рисунок 4.41) является посредником между воздушными патрубками и головкой блока цилиндров. В него также устанавливаются топливные форсунки, если в автомобиле предусмотрена система распределенного впрыска. Иногда, в зависимости от конструкции, непосредственно на впускной коллектор устанавливается дроссельная заслонка.

Система дополнительного (промежуточного) охлаждения воздуха

Эта система призвана охлаждать накачиваемый компрессором (если таковой установлен) воздух, направленный в цилиндры двигателя. Делается это с одной целью – увеличить степень наполнения цилиндра за счет повышения плотности воздуха путем охлаждения. Система включает в себя патрубки-воздуховоды, соединяющие компрессор с дроссельной заслонкой, в которые последовательно вмонтирован радиатор с воздушным или жидкостным охлаждением.

Примечание
Степень наполнения цилиндра характеризуется коэффициентом наполнения, который равен отношению объема поступившего воздуха к объему цилиндра.

Читайте также:  Объезд препятствия через сплошную линию разметки

Примечание
На автомобильные двигатели часто для повышения мощности и крутящего момента устанавливают компрессоры, которые могут быть двух типов: приводные и турбокомпрессоры. Первый тип компрессоров приводится непосредственно от коленчатого вала через приводной ремень, цепь или шестерни. Существует множество компрессоров данного типа. Турбокомпрессор состоит из двух частей – турбины и компрессора. Турбина и компрессор закреплены на одном валу. Турбину раскручивает поток отработанных газов, вместе с ней раскручивается компрессор, закачивая в цилиндры дополнительное количество воздуха.

Система выпуска

Система выпуска необходима для отвода отработанных газов и снижения шума при их выхлопе. Состоит из выпускного коллектора и выхлопной трубы. В современных двигателях для улучшения экологических показателей дополнительно между выпускным коллектором и выхлопной трубой устанавливается каталитический нейтрализатор.


Рисунок 4.43 Система выпуска.

Выпускной коллектор

Выпускной коллектор (схематически изображен на рисунке 4.43) — это деталь, устанавливаемая непосредственно на головку блока цилиндров и предназначенная для перенаправления отработанных газов далее – в выхлопную трубу.

Этот элемент системы выпуска сильно нагревается, потому в современных автомобилях прикрыт термоизоляционной крышкой. Выпускной коллектор может иметь различную форму, быть изготовленным различными способами и представлять собой литую деталь или набор патрубков (смотрите рисунок 4.44) одинаковой длины, изогнутых в причудливые формы (в быту часто называют «паук»). Сделано это для улучшения отвода отработанных газов от одного цилиндра за счет разряжения, создаваемого при выхлопе газов из другого (следующего согласно «тактности»).


Рисунок 4.44 Двигатель с выпускным коллектором из патрубков.

Каталитический нейтрализатор

Каталитический нейтрализатор — устройство, предназначенное для «дожигания» несгоревшего топлива, которое содержится в отработанных газах, и «удаления» части вредных веществ. Не будем вдаваться в подробности химических процессов, происходящих внутри данного устройства, просто скажем о том, что установка данного прибора значительно снизила выбросы вредных веществ, содержащихся в отработанных газах.

Примечание
В основном, срок службы каталитического нейтрализатора равен сроку службы автомобиля. Однако в отечественных условиях эксплуатации, при использовании топлива низкого качества, в которое, вопреки нормам, добавляют этилированные присадки, специальное пористое наполнение катализатора разрушается, что приводит к ухудшению работы двигателя в целом. В отдельных случаях частицы разрушающегося рабочего элемента попадают в цилиндры, что приводит к выходу из строя поршневой группы.

Выхлопная труба

Выхлопная труба (рисунок 4.43 и 4.45) представляет собой трубку, состоящую из нескольких секций, в промежутках которой установлены глушители.


Рисунок 4.45 Выхлопная труба в сборе.

Дело в том, что сгорание топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя происходит настолько быстро, что получается почти взрыв и, как только выпускной клапан открывается, звук начинает распространяться от выпускного канала в головке блока через выпускной коллектор в выхлопную трубу. Дабы исключить грохот и шум, придумали глушители, которые, хоть и отбирают какую-то долю мощности двигателя, но делают это исключительно с благими намерениями – чтобы работа двигателя была по возможности незаметной.

Система впуска, как увеличить подачу воздуха в двигатель

Воздух – крайне необходимый элемент для образования рабочей смеси. Многое зависит от атмосферного давления, количества воздуха, его чистоты. Немаловажна и геометрия движения впускного воздуха, от чего зависит стабильность работы двигателя, а также его КПД.

Конструкция впускной системы двигателя

Простейшая система впуска инжекторного двигателя состоит из следующих деталей:

  • резонатор (воздухозаборник),
  • корпус воздушного фильтра с фильтром,
  • резиновая гофра от корпуса фильтра до дроссельной заслонки,
  • ДМРВ или датчик абсолютного давления и датчик температуры воздуха,
  • дроссельная заслонка с регулятором холостого хода (РХХ) и датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ),
  • впускной коллектор (ресивер).
Читайте также:  DSG коробка робот - Преимущества и недостатки Отзывы Особенности

Обзор элементов системы впуска двигателя

Резонатор

Представляет собой пластиковый воздухозаборник, который, как правило, установлен под фарами возле радиаторов. Патрубок устанавливается по ходу движения автомобиля, чтобы захватывался поток воздуха.

Конструкция воздухозаборника осуществлена таким образом, чтобы избежать попадания воды в цилиндры.

Корпус воздушного фильтра

Пластиковый короб, в котором устанавливается фильтр. Корпус максимально герметичен, обычно имеет отстойник для мусора.

Фильтр расположен во всей площади корпуса, в составе которого целлюлозная бумага с прорезиненными краями. Рассчитан фильтр таким образом, чтобы обеспечить необходимое сопротивление.

Дроссельный патрубок

Обычно представляет собой гофрированный патрубок. В гофре имеется отдельный патрубок, через который во впускной коллектор попадают картерные газы. К патрубку присоединяется ДМРВ, крепится хомутами с двух сторон во избежание подсоса неучтенного воздуха.

Датчик имеет в своей основе платиновую проволоку и никелевую сетку в качестве чувствительного элемента. Работа датчика заключается в подсчете впускаемого воздуха, а полученная информация уже передается на электронный блок управления.

Получив данные от датчика массового расхода воздуха, блок управления уже знает, в каком количестве подать топливо.

Дроссельная заслонка

Дроссельная заслонка нужна для дозирования впускаемого воздуха, непосредственно влияющее на количество впрыскиваемого топлива.

За положением открытия заслонки отвечает электронный потенциометр ДПДЗ (датчик положения дроссельной заслонки). В зависимости от открытия заслонки корректируется количество подачи топлива.

Устанавливаемый либо на дросселе, либо на коллекторе, регулятор холостого хода (РХХ), отвечает за поток воздуха в обход закрытого дросселя в режиме холостого хода.

Впускной коллектор

Впускной коллектор равномерно распределяет воздух по цилиндрам, создавая необходимую геометрию потока, а также играет роль в смесеобразовании.

Может быть пластиковым или железным. У современных двигателей ресивер с изменяемой геометрией потока воздуха, а за геометрию отвечают двигающиеся шторки.

Доступные методы увеличения подачи воздуха

От количества попадающего воздуха зависит мощность двигателя. Установка турбины – метод радикальный, однако существуют более простые и дешевые способы:

Установка воздушного фильтра нулевого сопротивления

К данному способу относятся скептически, но эффективность ФНС доказана. Оправдана установка подобного фильтра только в случае комплексного тюнинга, но и без того прибавляет скромных 1-3% мощности за счет снижения сопротивления, а значит, увеличения объема воздуха в камере сгорания.

Холодный впуск

Существуют готовые комплекты холодного впуска. Не на всех автомобилях воздухозаборник способен забирать холодный воздух, температура подкапотного пространства не позволяет.

Конструкция холодного впуска дает возможность попадать в коллектор холодному воздуху, а значит в цилиндры попадает больше воздуха – горение смеси будет более эффективно.

Установка впускного коллектора с иной геометрией

Для автомобилей ВАЗ предусмотрены коллектора под разные потребности: с короткими каналами – мотор будет «верховым», с длинными каналами обеспечить достаточный крутящий момент с холостых до средних оборотов.

Резюме

Вышеуказанные операции по изменению количества впускаемого в систему воздуха, а также геометрии его движения, приводят к незначительному увеличению мощности. Для обеспечения стабильной работы впускной системы требуется ежегодная промывка дросселя и датчиков, а также сокращенный срок замены воздушного фильтра.

Впуск и выпуск: могут ли сломаться эти главные участники двигателя

Одна из главных функций системы питания двигателя – передача воздуха к цилиндрам с последующим движением в камеру сгорания. Это и делает впускной коллектор. При максимальных оборотах и высокой мощности мотора, он пропускает через себя большее количество смеси. К тому же тем происходит значительное воздействие на параметры движка. Задача выпускного заключается в обратных действиях, отводя сгоревшие газы сначала в катализатор, затем и в глушитель.

Читайте также:  Ошибка P0700 - Система управления АКПП - неисправность электрической цепи

Поэтому важно следить за исправностью этих деталей, так как они плотно «сотрудничают», хотя вовсе не соприкасаются. Также стоит понимать, что может быть причиной их неполадок и как быстро устранить.

Впускной коллектор и мотор

Полное нажатие педали газа увеличивает скорость воздуха в коллекторе. Что особенно ощутимо на любых поворотах и даже при наезде на незначительный бугорок. Это покажется серьезной преградой на пути и увеличит сопротивление коллектора воздушной массе. От этого можно ожидать лишь меньшее ее поступление в цилиндры. Как следствие – падение мощности двигателя.

При такой работе карбюратора часто наблюдается его выдача переобедненной смеси. Ее скорость горения превышает нормальный предел в десятки раз. В результате происходит взрыв топливовоздушной смеси, провоцируя повреждение клапанов, остальных элементов мотора.

Важно, чтобы соединение карбюратора с коллектором было прочным. Плохая затяжка гаек крепления, износ уплотнительных деталей, приводят к подсосу воздуха в контактных местах. Итог можно предугадать – взрывы в камере сгорания. И снова из-за смеси.

Второй претендент – выпускной коллектор

Ему также отводится немаловажная роль по отводу сгоревших газов. После закрытия впускных клапанов начинается сжимание топлива с поджиганием свечой. Затем происходит мини хлопок, отправляя вниз поршни. Это в свою очередь открывает выпускные клапана, отводя сгоревшие вещества.

Газы должны выходить после клапанов в глушитель. Их сбором из цилиндров занимается выпускной коллектор. Широкая его часть подсоединена к головке блока. После прохождения по трубам, газы собираются в одном месте. Их дожигание осуществляется благодаря катализатору. Затем уже идет глушитель, потом только выход в атмосферу.

Хочется отметить, гашение происходит не только отработанных газов, но и выхлопного звука.

Особенностью функционирования выпускного коллектора является работа с высокими температурами. Кстати, выхлоп часто разогревается до 950 градусов. Ввиду этого используется тугоплавкий металл, выдерживающий высокие тепловые показатели. В отводящий коллектор обычно встраивают датчик. Который регулирует содержание кислорода, также других выхлопных газов.

Вероятность поломки

Выход из строя наблюдается редко. На само деле здесь нечему ломаться. Отработка или подача топлива, идут по трубам. Конечно быстрее испортится впуск, если он выполнен из пластикового материала. Касаемо выпуска, его практически невозможно деформировать. Саму выпускному коллектору трудно выйти из строя. Пострадать могут детали и элементы, идущие за ним. Сюда можно отнести катализатор, составляющие глушителя.

Впускной коллектор может быть неисправен, если очевидны следующие проявления:

  • нарушена герметичность прокладок;
  • стенки покрыты смоляным слоем;
  • слишком быстрый нагрев от выпускного коллектора.

Потеря герметичности прокладок обусловлена перегревом мотора, также ослаблением затяжек гаек. Для проверки используют холостые обороты, при которых следует прикрыть процентов десять впускной трубы. Отсутствие падения оборотов движка будет свидетельствовать о подсасывании воздуха. Незначительное поднятие указывает на непригодность одной из прокладок. Лучше ее сразу заменить.

Разобравшись в этих системах, можно сказать, что они примитивны. При этом каждой отведена серьезная роль и выполнение определенных функций. Нормальная работа двигателя без них просто невозможна.

Хотя есть между ними некоторые различия, все-таки они взаимосвязаны. Поступающая информация в систему впрыска идет от датчика остаточного кислорода, установленного в выпуске. В случае его поломки автомобиль начнет потреблять горючего в два раза больше.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector