Система впуска воздуха двигателя Cummins; Блог о двигателе Cummins

Впускная система автомобиля — устройство и принцип работы

В процессе развития двигателя внутреннего сгорания появилась впускная система. Система впуска современного двигателя необходима для подвода воздуха к цилиндрам и образования там рабочей смеси.

Впускная система состоит из: воздухозаборника, воздушного фильтра, дроссельной заслонки, впускного коллектора. Ещё в системе присутствуют: соединительные патрубки и на некоторых двигателях — впускные заслонки.

Устройство впускной системы на примере двигателя К4М: 1 — воздухозаборный патрубок; 2 — глушители шума впуска; 3 — корпус воздушного фильтра; 4 — блок дроссельной заслонки; 5 — впускной коллектор; 6 — подкладка корпусов форсунок; 7 — забор воздуха.

Воздухозаборник — нужен для забора воздуха и подачи его к двигателю. Процесс забора происходит благодаря давлению, которое создается потоком встречного воздуха или благодаря разрежению, которое создается движением поршней в цилиндрах.

Воздушный фильтр выполняет роль очистителя поступающего воздуха от всяческих частиц. Сам элемент фильтра изготовляется из спецбумаги и имеет определенный срок службы. Воздушные фильтры могут иметь разную конструкцию — бывают цилиндрические, панельные, бескаркасные.

Дроссельная заслонка увеличивает или уменьшает подачу воздуха, в зависимости от величины поступающего топлива. Приводится в действие педалью газа, а на современных моторах работает с помощью электродвигателя.

Впускные заслонки имеют место быть на движках с непосредственным впрыском топлива. Они крепятся на одном валу, который приводится в движение электрическим или вакуумным приводом.

Впускной коллектор выполняет роль распределителя воздуха по цилиндрам двигателя.

Как работает система впуска

Система работает по причине разного давления между атмосферным и давлением в цилиндрах двигателя, которое возникает на такте впуска. Объем цилиндра и поступающего воздуха пропорционален. Дроссельная заслонка регулирует величину воздуха, необходимую для конкретного режима работы мотора.

Как работает система впуска: A — поток воздуха; B — поток отработавших газов; 1 — дроссельная заслонка (только на бензиновых двигателях); 2 — клапан рециркуляции отработавших газов; 3 — поступающие по системе рециркуляции отработавшие газы; 4 — воздух или топливо-воздушная смесь; 5 — впускной клапан.

На двигателях, где установлены впускные заслонки, может быть несколько видов смесеобразования — это послойное, стехиометрическое гомогенное и бедное гомогенное.

Смесеобразование послойное — дроссельная заслонка в основном полностью открыта, а заслонки впускные закрыты. Рабочая смесь на этом режиме бедная, она применяется при работе двигателя на средних и малых оборотах и при нагрузках.

Стехиометрическое гомогенное смесеобразование — заслонки впускные открыты, а дроссельная заслонка открыта от требуемого крутящего момента. Это смесеобразование применяется при больших нагрузках и высоких оборотах двигателя.

Смесеобразование бедное гомогенное — заслонки впускные закрыты, дроссельная заслонка открыта, а режим работы двигателя, так называемый промежуточный.

(1 раз, оценка: 5,00 из 5)

Устройство и принцип работы дроссельной заслонки

Рубрика: Впускная система 557

Дроссельная заслонка — это одна из важнейших частей системы впуска двигателя внутреннего сгорания. В автомобиле она расположена между впускным коллектором и воздушным фильтром. В дизельных двигателях дроссель не…

Устройство и принцип работы турбокомпрессора

Рубрика: Впускная система 1 756

Турбокомпрессор (турбина) — механизм, применяемый в автомобилях для принудительного нагнетания воздуха в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. При этом привод турбины осуществляется исключительно за счет действия отработавших газов (выхлопа)….

Описание и принцип работы турбонаддува двигателя

Рубрика: Впускная система 1 104

Среди всех возможных вариантов наддува двигателя внутреннего сгорания наибольшее распространение получил турбонаддув, в котором воздух подается в цилиндры при помощи специального устройства — турбокомпрессора (турбины). Вращение турбины осуществляют…

Основной проблемой использования турбонаддува является инерционность системы или возникновение так называемой «турбоямы» (временная задержка между увеличением оборотов двигателя и фактическим увеличением мощности). Для ее устранения была разработана схема…

Механический наддув является одним из способов повысить мощность двигателя. Главным элементом такой системы является механический нагнетатель (Supercharger или compressor). Он представляет собой компрессор, приводимый в действие за счет…

Для оптимальной работы впускной коллектор автомобиля должен иметь определенные геометрические параметры, подобранные под заданную частоту вращения коленчатого вала. По этой причине классическая конструкция обеспечивает корректное наполнение цилиндров лишь…

Читайте также:  Фаркоп что это такое в автомобиле и зачем нужно

Для обеспечения оптимального процесса сгорания топлива и соблюдения заданных экологических стандартов требуется максимально точно определять массовый расход воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя, в зависимости от режимов его работы…

Конструкция

Такое функционирование системы впуска обеспечивается использованием электроники. А это значит, что все составные элементы ее делятся на три основных категории:

  1. Следящие устройства (датчики)
  2. Блок управления (ЭБУ, он же ЭСУД)
  3. Исполнительные механизмы

Первые контролируют ряд параметров и на основе их показаний ЭБУ подает сигналы на исполнительные устройства, благодаря чему и корректируется количество подаваемого воздуха.

Система впуска Audi RS4

Следящих устройств, используемых в конструкции впускной системы – достаточно много. Она включает в себя такие датчики как:

Система впуска Audi RS4

  • массового расхода воздуха или ДМРВ (расходомер);
  • температуры воздуха в коллекторе;
  • давления (атмосферного, в коллекторе);
  • положения заслонок;
  • положения клапана системы рециркуляции отработанных газов.

Это общий перечень следящих устройств, которые может включать система впуска. В определенных конструкциях моторов каких-то из них может и не быть. К примеру, на некоторых моторах ДМРВ не устанавливается, а его функцию выполняет датчик давления в коллекторе.

Основными из указанных следящих устройств являются ДМРВ и температурный датчик. Они подают на блок управления информацию о нагрузке на силовую установку. Остальные же датчики являются вспомогательными и обеспечивают информацией, на основе которой ЭБУ принимает более верные решения.

Датчик температуры воздуха в коллекторе

Поскольку впускная система, как и другие, управляется ЭБУ, то понятно, что она взаимодействует с рядом из них. Ее работа «переплетается» с системами:

  • впрыска;
  • рециркуляции отработанных газов;
  • улавливания топливных паров.

Также она взаимодействует с усилителем тормозной системы (вакуумным).

Элементы впускной системы

Конструкция исполнительного механизма включает в себя ряд элементов, указанных выше, а также некоторые другие. Он включает в себя:

  • заборник;
  • фильтрующий элемент;
  • дроссельный узел;
  • коллектор;
  • соединительные трубопроводы;
  • резонатор.

В инжекторных системах с прямым впрыском исполнительный механизм включает в себя также впускные заслонки.

Коллектор в системе прямого впрыска автомобилей VW

Новые наработки

Конструкторы постоянно совершенствуют устройство составных частей двигателя, касается это и системы впуска.

Они улучшают используемые датчики, чтобы повысить их точность и долговечность. В основном, это сводится к использованию новых принципов работы.

Более интересными являются наработки, касающиеся конструкции элементов исполнительного механизма, в частности – коллектора.

К примеру, инжекторные моторы с прямым впрыском оснащаются коллекторами с дополнительными заслонками – впускными (они же – вихревые). При этом вносятся конструктивные изменения и в головке блока. Такая впускная система подразумевает наличие двух каналов подачи воздуха к впускным клапанам. И разделение этих каналов делается в головке блока. Используемые впускные заслонки применяются для перекрытия этих каналов.

Система впуска такой конструкции позволяет получить три типа смесеобразования для обеспечения максимально эффективной работы силового агрегата:

  1. Послойное
  2. Обедненное гомогенное
  3. Стехиометрическое гомогенное

А суть этой доработки сводится к тому, что на определенных режимах впускные заслонки перекрывают тот или иной канал, чтобы получить требуемое смесеобразование.

Еще один вариант конструктивного исполнения коллектора впускной системы – переменной длины. Суть работы этого коллектора сводится к тому, что при холостом ходу воздух движется по длинному пути, но при начале работы мотора под нагрузкой открывается специальный клапан, который сокращает путь движения воздуха, что обеспечивает более быстрое наполнение цилиндров воздухом.

Коллектор двигателя HEMI

В дальнейшем, возможно появление еще каких-то более интересных решений для получения максимальной эффективности работы этой составляющей силового агрегата.

Впускная система двигателя

Основным предназначением впускной системы является впуск в двигатель нужного для того чтобы образовалась топливно-воздушная смесь количества воздуха. При работе двигателя система впуска работает вместе с такими системами: рециркуляции отработанных газов, системой впрыска, улавливания паров бензина, с вакуумным усилителем тормозов. Четкая и слаженная работа всех этих составляющих обеспечивается системой управления двигателем.
Составляющие впускной системы: воздухозаборника, воздушного фильтра, дроссельной заслонки и впускного коллектора.
Воздухозаборник.

Читайте также:  Примеры со скобками, урок с тренажерами; Kid-mama

Используется для забора воздуха из атмосферы.
Воздушный фильтр.

Это фильтрующий элемент произведенный из специальной бумаги и размещенный в отдельном корпусе. Его предназначение – очистка поступающего в двигатель воздуха от механических частичек. Фильтрующий элемент в воздушном фильтре имеет ограниченный срок эксплуатации, по истечению которого или по мере загрязнения его можно заменить на новый.
Дроссельная заслонка.

Предназначена для регулировки объема входящего в двигатель воздуха в зависимости от объема впрыскиваемого бензина. У двигателей с непосредственным впрыском топлива кроме дроссельной заслонки установлены впускные заслонки. Они служат для обеспечения процесса смесеобразования за счет разделения потока входящего воздуха на два впускных канала. Один канал закрывается заслонкой, а по другому воздух может двигаться свободно.
Впускной коллектор.

Предназначен для разделения потока воздуха между цилиндрами двигателя и придания ему необходимого движения.
Принцип работы системы впуска.

Система впуска двигателя работает из-за разницы давлений в цилиндре двигателя и в атмосфере, которая образуется вместе с тактом впуска. Объем входящего воздуха при этом будет прямо пропорционален объему цилиндра двигателя. Количество входящего воздуха регулируется различным положением дроссельной заслонки.
У двигателей с непосредственным впрыском бензина наряду с дроссельной заслонкой в работу включены впускные заслонки. Их совместная работа может обеспечить три вида смесеобразования:
1. послойное;
2. бедное гомогенное;
3. стехиометрическое гомогенное.
Первый вид используется тогда, когда работа двигателя обеспечивается на малых и средних оборотах. При послойном смесеобразовании дроссельная заслонка практически все время находится в открытом состоянии и прикрывается только для разряжения.
На втором виде смеси работа двигателя обеспечивается в промежуточных режимах. Впускные заслонки при этом стоят в закрытом положении, а дроссельная открывается вместе с крутящим моментом.
Третий вид используется на высоких оборотах двигателя и высокой нагрузке. Впускные заслонки стоят в открытом положении, а дроссельная открывается соответственно требуемому крутящему моменту.

Опрессовка системы впуска двигателя

Внимание! Мы не делаем опрессовку, статья носит исключительно информационный характер.

Пропала динамика, двигатель работает неравномерно, появились пропуски зажигания, диагностика показала ошибки по недодуву турбины , ошибки по бедной смеси, пропуски зажигания? Всё это может указывать на негерметичность системы впуска воздуха, особенно на двигателях с турбонаддувом.

Самое первое, что необходимо сделать для выявления неисправности — это опрессовка системы впуска двигателя. К системе впуска относится:

  • впускной коллектор
  • интеркуллер (если он имеется)
  • турбонагнетатель (если он имеется)
  • шланги и магистрали для воздуха

Для опрессовки можно использовать нехитрое приспособление, которое можно купить в любом магазине автозапчастей. Это

  • пыльник наружнего шруса от Лады
  • два хомута и ниппель колеса от бескамерной шины.

Ниппель вставляем в пыльник и фиксируем с помощью хомута. Второй хомут надеваем с другой стороны и он поможет зафиксировать уже сам пыльник.

Снимаем впускную трубу или ДМРВ с воздушного фильтра, одеваем наш доработанный заранее пыльник с ниппелем, подключаем компрессор, если его нет, то шланг от «запаски».

Очень важно при опрессовке турбомотора воздух подавать большим количеством из ресивера. Это нужно для того, чтобы все обратные воздушные клапаны закрылись. А т.к. воздух естественным образом постепенно покидает двигатель через приоткрытые выпускные клапана головки цилиндров, то обычный автомобильный компрессор для подкачки шин здесь не подойдет.

Накачиваем давление и слушаем, шипеть нигде не должно. Давление необходимо подавать максимум 0.3-05 бар, иначе можно повредить двигатель, точнее мембраны клапанов вентиляции картерных газов (ВКГ) и т.д. Здесь мы рассматриваем опрессовку подручными средствами, без использования дымогенератора. Он сильно облегчает поиск утечек, но нам никогда не составляло труда найти утечку по звуку.

После опрессовки машина может поддымливать какое-то время синим дымом, это происходит из-за выдавливания небольшого количества масла из подшипников турбины в приёмную трубу и полностью проходит через 10-30 км пробега.

Последствия негерметичного впуска

На турбированном бензиновом двигателе, подсос воздуха перед турбонагнетателем минуя датчик массового расхода воздуха приводит к переобеднению топливной смеси, так как он, ДМРВ, учитывает количество воздуха проходящего только через него. Бедная смесь в свою очередь может привести к прогару клапанов, поршневой группы, разрушению выпускноого коллектора и турбонагнетателя. Это происходит из-за перегрева указанных деталей. На обогащённой топливной смеси мельчайшие капельки несгоревшего топлива, уносят тепло охлаждая теплонагруженные части, к тому же при меньшем количестве воздуха понижается скорость горения и тем самым, температура.

Читайте также:  Шерхан логикар 1 нет автозапуска коробка автомат - Автомобильный портал AutoMotoGid

Дизельный двигатель более устойчив к бедной смеси, т.к. температура рабочих газов тут меньше чем у бензинового мотора в среднем на 200 градусов. У дизелей на бедной смеси происходит падение мощности, машина теряет в динамике. Если утечка воздуха происходит после турбокомпрессора, например, из-за рваного шланга идущего на интеркуллер, то мы имеем дело с низким давление турбины. Важным моментом является проверка электромагнитного клапана регулировки давления наддува. Ошибки при компьютерной диагностике по нему можно увидеть достаточно редко, но на деле клапан может быть неисправным. Дефект клапана может проявляться и как «недодув» и как «передув» турбины.

Для выявления отклонений наддува необходимо с помощью диагностического оборудования посмотреть запрашиваемое и фактическое давление. На исправной машине эти два показания должны совпадать.

Если на бензиновом моторе возникает передув, то нужно проверить на герметичность шланги идущие от клапана на актуатор турбины и целостность диафрагмы самого актуатора. Для этого можно сделать отдельно опрессовку магистрали от клапана до турбины. Подав давление в этот шланг можно будет наблюдать, как двигается флажок привода вестгейта. Иногда он закисает в закрытом положении и возникает сильный передув. Хотелось бы напомнить, что и здесь при опрессовке высокое давление более 1-1.5 бара подавать нельзя, так как можно повредить диафрагму актуатора турбины. Передув может быть связан с установкой «китайской турбины» подделанной под известный бренд Garrett, Borg Warner, IHI и так далее. Подделывается упаковка, вкладыш с инструкцией, голограммы, шильдики и гравировки на самой турбине. Простому обывателю бывает трудно отличить подделку от оригинального изделия. Турбина сделана с нарушением технологии во всём, в том числе нарушен размер порта вестгейта, как например, на Borg Warner (19 мм. вместо положенных 24 мм), используется крыльчатка увеличенного размера… Всё это приводит к передуву и не может быть устранено никак иначе, как только заменой турбокомпрессора на оригинальный. Хотя некоторые турбины поддаются настройке в прошивке, но это все же «колхоз» и при установке оригинальной детали будет уже «недодув», поэтому снова потребуется записывать другую прошивку. Так же, китайские турбины выходят на рабочее давление значительно позже, в среднем на 700-1000 оборотов двигателя (3000 об/мин против 2000).

На дизеле управление турбиной похоже, но основано не на давлении, а на разрежении. Тарелка вестгейта или геометрия турбины здесь удерживается открытой с помощью пружины до тех пор, пока от вакуумного насоса через электромагнитный управляющий клапан наддува не приходит разряжение и при помощи актуатора она не закрывается. Чаще всего «умирает» электромагнитный клапан или закисает геометрия турбины из-за большого скопления нагара. В зависимости от того, в каком положении, открытом или закрытом, зависнет геометрия, может иметь место как передув, так и недодув. Когда неисправен клапан, то в основном это проявляется, как отсутствие наддува. Чтобы не покупать новый для проверки можно снять с него 2 шланга и соединить их небольшой трубкой. Сделать короткую пробную поездку, чтобы понять «поехала» машина или нет. Даже если у вас нет возможности снять логи и посмотреть давление наддува, можно сразу понять в клапане было дело или нет. Внимание! Сделать нужно всего лишь одну пробную поездку, т.к. без клапана турбина дует максимум от своих возможностей, что может привести к ее замене при подобной постоянной эксплуатации.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector