Sistem usisavanja vozila

Rad bilo kojeg motora sa unutrašnjim sagorevanjem zasnovan je na sagorijevanju smjese zraka i goriva u cilindrima jedinice. Pored činjenice da se u svaki cilindar moraju dovoditi zrak i zapaljivi materijali (benzin, dizel ili plin), potreban je tačan izračun zapremine svake supstance i oni se moraju kvalitativno miješati. Kako se motori poboljšavaju, tako se poboljšavaju i sistemi koji su neophodni za maksimalnu efikasnost.

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

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

Šta je sistem za usisavanje automobila

Stari motori, koji se još uvijek nalaze u domaćim automobilima, nisu imali usisni sistem kao takav. Motor rasplinjača ima usisni razvodnik, čija cijev prolazi kroz rasplinjač do usisnika zraka. Sam uređaj 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 karburatora, određena količina goriva ulazi u nju (tu količinu reguliraju mlaznice, koje su opisane odvojeno). Čišćenje zraka osigurava se zračnim filterom instaliranim ispred karburatora.

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 karburatora.

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

Kada se pojavila injektor (šta je to i kako radi, kaže se odvojeno), postalo je neophodno stvoriti punopravni usisni sistem koji bi imao istu funkciju - uzimati zrak i miješati ga s gorivom, ali bi njegov rad kontrolirala elektronika.

Elektronika efikasnije izračunava optimalni omjer zapremine zraka i goriva i održava ovaj parametar u različitim režimima rada motora s unutrašnjim sagorijevanjem. Takođe pruža bolje punjenje cilindara pri malim brzinama motora. Ovo poboljšanje unosa jedinice povećava njegove performanse bez povećanja potrošnje goriva. Optimalni omjer zrak / gorivo je 14.7 / 1. Mehanički tip usisa nije u stanju da održi ovaj omjer u različitim načinima rada jedinice.

Ako je ranije automobil imao samo zračni kanal kroz koji je zrak prirodno tekao (njegova je zapremina određena fizičkim svojstvima zračnog kanala i aktuatora), tada moderni automobil prima čitav sistem koji se sastoji od različitih mehanizama koji se električno kontroliraju. Njima upravlja ECU, zahvaljujući čemu je BTC kvalitetniji.

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

Savremeni usisni sistem radi sinhronizirano sa ostalim sistemima na mašini. Na primjer, ova lista uključuje recirkulaciju izduvnih plinova i ubrizgavanje goriva. Kako bi se cilindri bolje napunili svježim dijelom smjese zraka i goriva, na ulazu se često postavlja turbopunjač. Šta je turbopunjač u automobilu zasebna recenzija.

Kako funkcioniše usisni sistem

Usisni sistem radi na osnovu razlike u pritisku između cilindra i atmosfere. Pojavljuje se kada se klip pomiče do donje mrtve točke 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 direktno ovisi o veličini samog cilindra. Međutim, ova jačina zvuka je podesiva tako da motor može raditi pri nižim brzinama, a ako je potrebno, radilica se može više okretati (kada automobil ubrzava). Za promjenu načina rada koristi se specijalni 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 dobijaju posebnu prigušnicu. Ima mali električni motor koji je povezan na upravljačku jedinicu. Kad vozač pritisne papučicu gasa, računalo 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 sistemima 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 sistem je uključen u stvaranje smjese. U ovom dizajnu, mlaznice su ugrađene u svaku cijev razvodnika što je bliže usisnim ventilima. Većina modernih mašina za ubrizgavanje prima takav sistem.

Ako motor ima direktno ubrizgavanje (u slučaju dizelskih jedinica ovo je jedina modifikacija), tada usisni sistem opskrbljuje cilindre samo svježim dijelom zraka. U ovom slučaju sagorijevanje goriva je što je moguće efikasnije, jer se miješanje odvija direktno u šupljini cilindra bez gubitaka u usisnom kanalu.

Štoviše, zbog dizajnerskih karakteristika ovog ubrizgavanja (na usisnom razvodniku ugrađeni su dodatni zaklopci, njihovu sinhronizaciju rada osigurava zajedničko vratilo s električnim pogonom), sistem za gorivo može osigurati različito stvaranje smjese. Postoje dvije glavne vrste:

1. Sloj po sloj. U ovom načinu 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 način rada koristi se pri malim brzinama i pri malim opterećenjima motora sa unutrašnjim sagorijevanjem.
2. Homogeni (homogeni) tip. U osnovi je posna smjesa. U teoriji, pritisak u cilindru sa zatvorenim ventilima direktno utječe na snagu motora tokom sagorijevanja smjese zrak-gorivo. Iz ovoga se može zaključiti da je za povećanje obrtnog 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 razloga, ova vrsta formiranja smjese se ne koristi na distribuiranim vrstama sistema za ubrizgavanje. Ali što se tiče direktnog ubrizgavanja, ovo je stvarno. Lagano 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 s obzirom na činjenicu da se u blizini elektroda svjećica nalazi obogaćeni oblak, motor ne gubi na efikasnosti čak i uz značajne uštede 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. Svaki od njih aktivira se elektronikom, koja bilježi brzinu motora i opterećenje na njemu. Kako bi osigurao različite načine formiranja smjese, svaki proizvođač koristi svoje mehanizme.

Primjerice, u neke motore ugrađuju se posebne višemodne mlaznice, a u druge se, osim leptira za ventil, ugrađuju i usisni ventili. Ovisno o načinu rada, mogu se otvarati i zatvarati neovisno od leptira.

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

Pojačivač kočnice također djelomično koristi vakuum koji nastaje u usisnom razvodniku. Usput je opremljen ventilom koji prekida sistem za recirkulaciju izduvnih gasova.

Shema modernog usisnog sistema 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 sa unutrašnjim sagorijevanjem promjenom dužine i presjeka usisnog trakta.

Ova nadogradnja omogućava vam izvlačenje maksimalnog obrtnog momenta pri smanjenoj atmosferskoj brzini motora. Dizajn i princip rada kolektora promjenjive duljine i presjeka detaljno su opisani u drugi članak.

Izgradnja

Uređaj usisnog sistema uključuje sljedeće elemente:

• Usis zraka. Svaki model automobila ima svoj dizajn. Ključni element ove jedinice je zračni filter. Smješten je u kućište (često je to hermetički zatvoren pladanj sa svih strana, ali postoje i otvoreni filtri instalirani direktno na usisniku zraka), koji s jedne strane ima otvorenu odvojnu cijev. Kroz ovu rupu zrak ulazi u element filtra, čisti se i ulazi u usisnu cijev. Opisani su detalji o zračnim filtrima ovdje.
• Leptir. U svom modernom dizajnu, to je električno pokretani ventil koji je instaliran na cijevi 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 odvojnih cijevi (njihov broj ovisi o broju cilindara u bloku). Svrha ovog dijela je raspodjela unutarnjeg protoka zraka između cilindara. Ako je sistem za gorivo distribuiranog tipa, tada će se na svakoj cijevi napraviti rupa u kojoj će biti pričvršćena mlaznica za gorivo. U ovom slučaju, usisni sistem izravno je uključen u stvaranje smjese zrak-gorivo. Ako motor ima direktno ubrizgavanje (mlaznice su blizu svjećica ili žarnica za dizel 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 sa unutrašnjim sagorijevanjem sa direktnim ubrizgavanjem.
• Senzori za vazduh. Oni bilježe snagu protoka zraka ispred i iza zaklopke, kao i njegovu temperaturu. Signali ovih senzora šalju se na upravljačku jedinicu.

ECU je odgovoran za sinkroni rad svih aktuatora usisnog sistema. Na osnovu 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 istovremeno primaju odgovarajuće signale.

Čemu služi

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

Jedini nedostatak modernih usisnih sistema je cijena i složenost održavanja. Ako se motor karburatora 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 sistemu automobila:

Teorija ICE: Sistemi usisa

Pitanja i odgovori:

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

Šta se dešava ako se usisni razvodnik poveća? Izduženje usisnog razvodnika će rezultirati većim ulaznim otporom, što će rezultirati slabijim sagorijevanjem VTS-a. To će rezultirati smanjenjem obrtnog momenta i snage.