Sustav usisavanja vozila

Rad bilo kojeg motora s unutarnjim izgaranjem temelji se na izgaranju smjese zraka i goriva u cilindrima jedinice. Uz činjenicu da se u svaki cilindar moraju dovoditi zrak i zapaljivi materijali (benzin, dizel ili plin), potreban je točan izračun volumena svake tvari i oni se moraju kvalitativno miješati. Kako se motori poboljšavaju, tako se poboljšavaju i sustavi koji su potrebni da bi se povećala njihova učinkovitost.

Učinkovitost motora ne ovisi samo o kvaliteti sustava za gorivo i performansama paljenja. Ako se gorivo ne miješa dobro sa zrakom, većina ga neće izgorjeti, već će se ukloniti iz automobila kroz ispušnu cijev (kako će to utjecati na katalizator je opisano здесь). Da bi se povećala učinkovitost, ekološka prihvatljivost i učinkovitost, poboljšavaju se različiti parametri pogonske jedinice.

Razmotrimo koju ulogu u tome igra sustav usisa, od kojih se elemenata sastoji, koja je njegova svrha, koji je princip njegova rada.

Što je sustav usisavanja automobila

Stari motori, kojih i danas ima u domaćim automobilima, nisu imali usisni sustav kao takav. Motor rasplinjača ima usisni razvodnik, čija cijev prolazi kroz rasplinjač do usisnika zraka. Uređaj sam ima sljedeći princip rada.

Kada klip u određenom cilindru završi usisni hod, u šupljini se stvara vakuum. Mehanizam za distribuciju plina otvara usisni ventil. Protok zraka počinje se kretati kroz kanal razdjelnika. Prolazeći kroz komoru za miješanje rasplinjača, u nju ulazi određena količina goriva (taj volumen reguliraju mlaznice, koje su opisane odvojeno). Čišćenje zraka omogućuje zračni filtar ugrađen ispred rasplinjača.

Smjesa se usisava u cilindar kroz otvoreni ventil. Bilo koji atmosferski motor ima vakuumski princip rada. U njemu smjesa zrak-gorivo prirodno ulazi pomoću vakuuma u usisni razvodnik. Primitivni usis samo je dovodio zrak u komoru rasplinjača.

Ovaj sustav ima značajan nedostatak - visokokvalitetni rad sustava izravno ovisi o strukturi puta povezane s glavom cilindra. Također, kako MTC prolazi kroz kolektor, određena količina goriva može pasti na njegove zidove, što negativno utječe na ekonomičnost automobila.

Kad se pojavila injektor (što je to i kako djeluje, kaže se odvojeno), postalo je potrebno stvoriti punopravni usisni sustav koji bi imao istu funkciju - uzimati zrak i miješati ga s gorivom, ali bi njegov rad kontrolirala elektronika.

Elektronika učinkovitije izračunava optimalni omjer zapremine zraka i goriva i održava ovaj parametar u različitim načinima rada motora s unutarnjim izgaranjem. Također pruža bolje punjenje cilindara pri malim brzinama motora. Ovo poboljšanje unosa jedinice povećava njegove performanse bez povećanja potrošnje goriva. Optimalni omjer zraka i goriva je 14.7 / 1. Mehanički tip usisa nije u stanju zadržati taj omjer u različitim načinima rada jedinice.

Ako je ranije automobil imao samo zračni kanal kroz koji je zrak prirodno tekao (njegov je volumen određivan fizikalnim svojstvima zračnog kanala i aktuatora), tada moderni automobil prima čitav sustav koji se sastoji od različitih mehanizama koji se električki kontroliraju. Njima upravlja ECU, zahvaljujući čemu je BTC kvalitetniji.

Vrijedno je spomenuti da benzin, uključujući plin (koji koristi nestandardni ili tvornički UNP), i dizel motori imaju sličan usisni sustav. Međutim, ovisno o vrsti injekcije, može imati malo drugačiji uređaj. U drugoj recenziji opisuje vrste sustava za ubrizgavanje.

Suvremeni usisni sustav radi sinkronizirano s ostalim sustavima na stroju. Na primjer, ovaj popis uključuje recirkulaciju ispušnih plinova i ubrizgavanje goriva. Kako bi se cilindri bolje napunili svježim dijelom smjese zraka i goriva, na ulazu se često postavlja turbopunjač. Što je turbopunjač u automobilu zasebna recenzija.

Kako funkcionira usisni sustav

Usisni sustav radi na osnovi razlike tlaka između cilindra i atmosfere. Pojavljuje se kad se klip pomiče u donju mrtvu točku na usisnom hodu (kada se izvodi hod, usisni i ispušni ventili se zatvaraju), a ventil kroz koji zrak i gorivo ulazi u spremnik je otvoren.

Količina zraka izravno ovisi o veličini samog cilindra. Međutim, ova je glasnoća podesiva tako da motor može raditi nižom brzinom, a ako je potrebno, radilica se može više okretati (kad automobil ubrza). Za promjenu načina rada koristi se poseban zračni ventil koji se naziva prigušni ventil.

 U rasplinjaču je ovaj element povezan s papučicom gasa. Što se više otvori ventil, to se više goriva uvlači u put usisnog razvodnika. Motori za ubrizgavanje dobivaju posebnu prigušnicu. Ima mali električni motor koji je spojen na upravljačku jedinicu. Kad vozač pritisne papučicu plina, ECU pomoću programiranih algoritama utvrđuje u kojoj mjeri otvoriti zračni ventil.

Da bi se održao idealan omjer zraka i goriva, u blizini leptira za gas nalazi se senzor za gas, čiji se signali šalju u elektroničku upravljačku jedinicu (u mnogim modernim sustavima ugrađena su dva senzora za zrak: jedan ispred prigušivača i drugi iza njega). Primivši ove podatke, elektronika povećava / smanjuje količinu goriva koja se dovodi kroz mlaznice mlaznice (opisana je njihova struktura i princip rada u drugom članku).

Ovisno o vrsti injekcije, usisni kanal može imati malo drugačiji dizajn. Na primjer, u distribuiranoj modifikaciji, usisni sustav sudjeluje u stvaranju smjese. U ovom su dizajnu mlaznice ugrađene u svaku cijev razvodnika što je bliže usisnim ventilima. Većina modernih strojeva za ubrizgavanje prima takav sustav.

Ako motor ima izravno ubrizgavanje (u slučaju dizelskih jedinica ovo je jedina preinaka), tada usisni sustav opskrbljuje cilindre samo svježim dijelom zraka. U ovom je slučaju izgaranje goriva što je moguće učinkovitije, jer se miješanje odvija izravno u šupljini cilindra bez gubitaka u usisnom kanalu.

Štoviše, zbog dizajnerskih značajki ovog ubrizgavanja (na usisnom razvodniku ugrađeni su dodatni zaklopci, njihovu sinkronizaciju rada omogućuje zajedničko vratilo s električnim pogonom), sustav za gorivo može osigurati različito stvaranje smjese. Dvije su glavne vrste:

1. Sloj po sloj. U ovom načinu rada mlaznica raspršuje gorivo u cilindar, raspoređujući ga što je više moguće kroz komoru. Temperatura dolaznog zraka je visoka, zbog čega benzin počinje isparavati, bolje se miješajući sa zrakom. Ovaj se način koristi pri malim brzinama i pri malim opterećenjima motora s unutarnjim izgaranjem.
2. Homogeni (homogeni) tip. U osnovi je posna smjesa. U teoriji, tlak u cilindru sa zatvorenim ventilima izravno utječe na snagu motora tijekom izgaranja smjese zrak-gorivo. Iz ovoga se može zaključiti da je za povećanje okretnog momenta uz minimalnu potrošnju goriva potrebno povećati količinu zraka koji ulazi u komoru. Međutim, u slučaju raspodijeljene injekcije uočava se sljedeći problem. Ako se udio BTC promijeni u smjeru povećanja količine zraka (nemasna smjesa), tada će se takva smjesa slabo zapaliti. Iz tog se razloga ova vrsta stvaranja smjese ne koristi na distribuiranim vrstama sustava za ubrizgavanje. Ali što se tiče izravnog ubrizgavanja, ovo je stvarno. Slabo paljenje je moguće jer se u neposrednoj blizini svjećice raspršuje relativno mala količina goriva. U usporedbi s ukupnom količinom komprimiranog zraka, u cilindru je malo goriva, ali zbog činjenice da se u blizini elektroda svjećica nalazi obogaćeni oblak, motor ne gubi na učinkovitosti čak i uz značajnu uštedu goriva.

Evo kratke animacije kako funkcionira VBM sklop:

Kako radi usisna grana? (3D animacija)

Ovisno o vrsti sustava za gorivo i izvedbi aktuatora, takvih načina može biti još više. Svakog od njih aktivira elektronika koja bilježi brzinu motora i opterećenje na njemu. Kako bi osigurao različite načine stvaranja smjese, svaki proizvođač koristi vlastite mehanizme.

Primjerice, u neke su motore ugrađene posebne višemodne mlaznice, a u druge su, osim prigušnog ventila, ugrađeni i usisni ventili. Ovisno o načinu rada, mogu se otvarati i zatvarati neovisno o ventilu leptira za gas.

Kada smjesa zraka i goriva izgori, ispušni plinovi se uklanjaju kroz ispuh. Ovo je drugačiji sustav vozila. Osim uklanjanja ispušnih plinova, kompenzira pulsiranje protoka plina i smanjuje buku motora (za više detalja o dizajnu i namjeni ispušnog sustava pročitajte здесь).

Pojačivač kočenja također djelomično koristi vakuum koji nastaje u usisnom razvodniku. Usput je opremljen ventilom koji presijeca sustav recirkulacije ispušnih plinova.

Shema suvremenog usisnog sustava uključuje mnogo različitih senzora i aktuatora, tako da se u djeliću sekunde prilagođava načinu rada motora ili promjeni opterećenja na pogonskoj jedinici. Neki moderni modeli koriste posebnu tehnologiju čiji je cilj poboljšati učinkovitost motora s unutarnjim izgaranjem promjenom duljine i presjeka usisnog trakta.

Ova nadogradnja omogućuje vam izvlačenje maksimalnog okretnog momenta pri smanjenim atmosferskim brzinama motora. Dizajn i princip rada kolektora promjenjive duljine i presjeka detaljno su opisani u drugi članak.

dizajn

Uređaj usisnog sustava uključuje sljedeće elemente:

• Unos zraka. Svaki model automobila ima svoj dizajn. Ključni element ove jedinice je zračni filtar. Smješten je u kućište (često je to pladanj hermetički zatvoren sa svih strana, ali postoje i otvoreni filtri instalirani izravno na usisniku zraka), koji s jedne strane ima otvorenu odvojnu cijev. Kroz tu rupu zrak ulazi u element filtra, čisti se i ulazi u usisnu cijev. Opisani su detalji o zračnim filtrima здесь.
• Leptir za gas. U svom modernom dizajnu radi se o električno pokretanom ventilu koji se ugrađuje na cijev koja prolazi od usisnika za zrak do razdjelnika. Ovisno o potrebama i opterećenjima motora, elektronička upravljačka jedinica izdaje odgovarajuću naredbu za otvaranje / zatvaranje zaklopke. Ovo kontrolira unutarnji protok zraka.
• Prijemnik (ili sakupljač). Usisni razvodnik ugrađen je između leptira za gas i glave motora. Ovo je složena cijev. S jedne strane, ima jednu, a s druge nekoliko granskih cijevi (njihov broj ovisi o broju cilindara u bloku). Svrha ovog dijela je raspodijeliti unutarnji protok zraka među cilindrima. Ako je sustav za gorivo raspodijeljenog tipa, tada će se na svakoj cijevi napraviti rupa u kojoj će biti pričvršćena mlaznica za gorivo. U tom je slučaju usisni sustav izravno uključen u stvaranje smjese zrak-gorivo. Ako motor ima izravno ubrizgavanje (mlaznice su u blizini svjećica ili svjećica za dizelske motore), tada usis jednostavno regulira dovod zraka.
• Zaklopke za usis. To su dodatni ventili koji se ugrađuju unutar cijevi razvodnika za regulaciju vrste stvaranja smjese. Ovi se elementi koriste u motorima s unutarnjim izgaranjem s izravnim ubrizgavanjem.
• Senzori zraka. Oni bilježe jačinu strujanja zraka ispred i iza zaklopke, kao i njegovu temperaturu. Signali ovih senzora šalju se upravljačkoj jedinici.

ECU je odgovoran za sinkroni rad svih aktuatora usisnog sustava. Na temelju signala primljenih s papučice plina, senzora masenog protoka i ostalih senzora kojima je vozilo opremljeno, elektronika aktivira određeni algoritam. Prema programu za mozak, svi uređaji istodobno primaju odgovarajuće signale.

Čemu služi

Dakle, kao što vidite, bez visokokvalitetnog usisnog sustava, koji se sastoji od različitog broja senzora i aktuatora, nemoguće je stvoriti ekonomičan, ali istodobno prilično dinamičan i ekološki prihvatljiv automobil.

Jedini nedostatak modernih usisnih sustava je cijena i složenost održavanja. Ako se motor rasplinjača može dijagnosticirati i popraviti naporima iskusnog automehaničara, tada se elektronika provjerava samo na posebnoj opremi. Da biste ga popravili, morate posjetiti specijalizirani servisni centar.

Kao dodatak predlažemo gledanje video predavanja o usisnom sustavu automobila:

Teorija ICE: Usisni sustavi

Pitanja i odgovori:

Što je usis motora? Drugi naziv je usisni sustav. Ovo je usis zraka spojen na cijev koja se grana u nekoliko cijevi (jedna po cilindru). Sustav je potreban za dovod svježeg zraka i formiranje VTS-a.

Što se događa ako se usisni razvodnik poveća? Produljenje usisnog razvodnika rezultirat će većim ulaznim otporom, što će rezultirati slabijim izgaranjem VTS-a. To će rezultirati smanjenjem okretnog momenta i snage.