Система впуску автомобіля

Двигуни автомобіля постійно вдосконалюються, що в свою чергу призводить не тільки до ускладнення конструкції вузлів і механізмів, а й появи нових систем. Такий, наприклад, є система впуску, яка з’явилася з широким впровадженням електроніки в конструкції силових установок.

На карбюраторних моторах впускная система була відсутня як така, хоча її деякі складові частини використовувалися — повітрозабірник, фільтруючий повітряний елемент, колектор. В їх завдання входила подача повітря в двигун, а після проходження повітряного потоку через карбюратор — паливо-повітряної суміші в циліндри. З появою інжекторів з електронним управлінням, конструкція елементів, які забезпечують наповнення повітрям камер згоряння, ускладнилася, додалися нові, в результаті утворилася повноцінна система впуску.

Система продовжує виконувати всі ту ж задачу — наповнення циліндрів повітрям. Але за рахунок використання електронного управління, вдається забезпечити наповнення циліндрів оптимальною кількістю повітря в будь-яких режимах роботи мотора. Це дозволяє підтримувати необхідні пропорції паливо-повітряної суміші для отримання максимального виходу потужності при мінімально можливій витраті палива. Оптимальна пропорція для суміші є 14,7 частин повітря на 1 частина палива. Саме цей склад і намагається підтримувати впускная система практично на будь-якому режимі роботи мотора.

конструкція

Таке функціонування системи впуску забезпечується використанням електроніки. А це значить, що всі складові елементи її діляться на три основні категорії:

  1. Стежать пристрої (датчики)
  2. Блок управління (ЕБУ, він же ЕСКД)
  3. виконавчі механізми

Перші контролюють ряд параметрів і на основі їхніх свідчень ЕБУ подає сигнали на виконавчі пристрої, завдяки чому і коригується кількість повітря, що подається.

Система впуску Audi RS4

Стежать пристроїв, що використовуються в конструкції впускної системи — досить багато. Вона включає в себе такі датчики як:

Система впуску Audi RS4

  • масової витрати повітря або ДМРВ (витратомір);
  • температури повітря в колекторі;
  • тиску (атмосферного, в колекторі);
  • положення заслінок;
  • положення клапана системи рециркуляції відпрацьованих газів.

Це загальний перелік стежать пристроїв, які може включати система впуску. У певних конструкціях моторів якихось із них може і не бути. Наприклад, на деяких моторах ДМРВ не встановлюється, а його функцію виконує датчик тиску в колекторі.

Основними із зазначених стежать пристроїв є ДМРВ і температурний датчик. Вони подають на блок управління інформацію про навантаження на силову установку. Решта ж датчики є допоміжними і забезпечують інформацією, на основі якої ЕБУ приймає більш вірні рішення.

Датчик температури повітря в колекторі

Оскільки впускная система, як і інші, управляється ЕБУ, то зрозуміло, що вона взаємодіє з рядом з них. Її робота «переплітається» з системами:

  • вприскування;
  • рециркуляції відпрацьованих газів;
  • уловлювання паливних парів.

Також вона взаємодіє з підсилювачем гальмівної системи (вакуумним).

Елементи впускної системи

Конструкція виконавчого механізму включає в себе ряд елементів, зазначених вище, а також деякі інші. Він включає в себе:

  • заборник;
  • фільтруючий елемент;
  • дросельний вузол;
  • колектор;
  • з’єднувальні трубопроводи;
  • резонатор.

В інжекторних системах з прямим уприскуванням виконавчий механізм включає в себе також впускні заслінки.

Колектор в системі прямого впорскування автомобілів VW

Призначення складових частин. Принцип роботи

Всмоктування повітря, як і раніше, проводиться за рахунок розрідження, створюваного в циліндрах на такті впуску (поршень йде вниз, впускні клапани відкриті).

Заборник забезпечує всмоктування повітря з атмосфери. Фільтруючий елемент проводить його очищення від забруднюючих елементів (фільтр — целюлозний і ставитися до витратних матеріалів).

Резонатор встановлюється на впуску до повітряного фільтра, також може бути малий резонатор після нього і перед дросельною заслінкою. Його основним завданням є зниження шуму, що виходить від двигуна при згорянні палива і поділ повітряних потоків. І це не все, ще він згладжує пульсації повітря і захищає двигун від гідроудару.

Основним дозуючим елементом є дросельний вузол. За рахунок заслінки він регулює об’єм повітря, що подається в колектор. Дросельна заслінка була присутня і в карбюраторному двигуні. Але там її відкриття управлялося водієм за рахунок механічного зв’язку її з педаллю газу. У сучасному інжекторі же все частіше дросель працює від електричного приводу, яким керує ЕБУ. Це дозволяє, на основі показників датчиків, а також положення педалі акселератора, блоку визначити кут відкриття заслінки, щоб забезпечити подачу точної кількості повітря.

Впускная система двигуна з безпосереднім уприскуванням палива

У дизелях і інжекторних моторах з безпосереднім уприскуванням колектор забезпечує розподіл повітря, що поступає по циліндрах. У інжекторах ж з розподіленою подачею палива він додатково використовується для забезпечення утворення суміші (в колектор встановлюють форсунки, які впорскують бензин в проходить потік). Також розрідження, що створюється в колекторі, використовується для функціонування підсилювача гальм, він включає в себе ще й клапан системи рециркуляції відпрацьованих газів.

Впускная система функціонує дуже просто: за рахунок такту впуску циліндри створюють розрідження, що призводить до засмоктування повітря з атмосфери. При цьому датчики вловлюють необхідні параметри — швидкість його руху, температуру перед і за дроселем і т.д. На основі цих даних, положення педалі газу, а також на інформації, що надходить від датчиків системи упорскування, ЕБУ подає сигнал на привід дросельного вузла, і його заслінка відкривається на кут, який забезпечить подачу в колектор необхідної кількості повітря.

Оскільки ЕБУ збирає інформацію з усіх стежать пристроїв постійно, то реакція на зміну режиму роботи мотора — дуже висока, відповідно система впуску швидко підлаштовується під нові умови, забезпечуючи оптимальне смесеобразование.

нові напрацювання

Конструктори постійно вдосконалюють пристрій складових частин двигуна, стосується це і системи впуску.

Вони покращують використовувані датчики, щоб підвищити їх точність і довговічність. В основному, це зводиться до використання нових принципів роботи.

Більш цікавими є напрацювання, що стосуються конструкції елементів виконавчого механізму, зокрема — колектора.

Наприклад, інжекторні мотори з прямим уприскуванням оснащуються колекторами з додатковими заслінками — впускними (вони ж — вихрові). При цьому вносяться конструктивні зміни і в голівці блоку. Така впускная система має на увазі наявність двох каналів подачі повітря до впускних клапанів. І поділ цих каналів робиться в голівці блоку. Використовувані впускні заслінки застосовуються для перекриття цих каналів.

Система впуску такої конструкції дозволяє отримати три типи сумішоутворення для забезпечення максимально ефективної роботи силового агрегату:

  1. пошарове
  2. збіднений гомогенне
  3. стехіометричне гомогенне

А суть цього доопрацювання зводиться до того, що на певних режимах впускні заслінки перекривають той чи інший канал, щоб отримати необхідну смесеобразование.

Ще один варіант конструктивного виконання колектора впускної системи — змінної довжини. Суть роботи цього колектора зводиться до того, що при холостому ходу повітря рухається по довгому шляху, але при початку роботи мотора під навантаженням відкривається спеціальний клапан, який скорочує шлях руху повітря, що забезпечує більш швидке наповнення циліндрів повітрям.

Колектор двигуна HEMI

Надалі, можлива поява ще якихось цікавіших рішень для отримання максимальної ефективності роботи цієї складової силового агрегату.