Ajoneuvon imujärjestelmä

Minkä tahansa polttomoottorin toiminta perustuu ilman ja polttoaineen seoksen palamiseen yksikön sylintereissä. Sen lisäksi, että ilmaa ja palavaa materiaalia (bensiini, diesel tai kaasu) on syötettävä kuhunkin pulloon, on tarkasti laskettava kunkin aineen tilavuus ja sekoitettava ne laadullisesti. Moottoreiden kehittyessä myös järjestelmät, joita tarvitaan niiden tehokkuuden maksimoimiseksi.

Moottorin hyötysuhde ei riipu pelkästään polttoainejärjestelmän laadusta ja sytytystehosta. Jos polttoaine ei sekoita hyvin ilmaan, suurin osa siitä ei pala, vaan se poistetaan autosta pakoputken kautta (miten tämä vaikuttaa katalysaattoriin on kuvattu täällä). Tehokkuuden, ympäristöystävällisyyden ja tehokkuuden lisäämiseksi tehoyksikön eri parametreja parannetaan.

Tarkastellaan, mikä rooli imujärjestelmällä on tässä, mistä elementeistä se koostuu, mikä on sen tarkoitus, mikä on sen toiminnan periaate.

Mikä on auton imujärjestelmä

Vanhoissa moottoreissa, joita löytyy edelleen kotimaisista autoista, ei ollut sellaisenaan imujärjestelmää. Kaasuttimen moottorissa on imusarja, jonka putki kulkee kaasuttimen läpi ilmanottoon. Itse laitteella on seuraava toimintaperiaate.

Kun tietyn sylinterin mäntä suorittaa loppuun imuiskun, onteloon syntyy tyhjiö. Kaasunjakomekanismi avaa imuventtiilin. Ilmavirta alkaa liikkua jakotukin läpi. Kaasuttimen sekoituskammion läpi kulkiessaan siihen menee tietty määrä polttoainetta (tätä määrää säätävät kuvatut suihkut erikseen). Ilmanpuhdistus tapahtuu ilmansuodattimella, joka on asennettu kaasuttimen eteen.

Seos imetään sylinteriin avoimen venttiilin kautta. Kaikilla ilmakehän moottoreilla on tyhjiö. Siinä ilma-polttoaineseos pääsee luonnollisesti tyhjiön avulla imusarjaan. Alkeellinen saanti antoi vain kaasuttimen kammioon ilmaa.

Tällä järjestelmällä on merkittävä haittapuoli - järjestelmän korkealaatuinen toiminta riippuu suoraan sylinterinkansioon liitetyn polun rakenteesta. Kun MTC kulkee kerääjän läpi, sen seinämiin saattaa pudota tietty määrä polttoainetta, mikä vaikuttaa negatiivisesti auton taloudellisuuteen.

Kun injektori ilmestyi (mikä se on ja miten se toimii, se kerrotaan erikseen), oli tarpeen luoda täysimittainen imujärjestelmä, jolla olisi sama tehtävä - ottaa ilmaa ja sekoittaa se polttoaineeseen, mutta sen toimintaa hallitsisi elektroniikka.

Elektroniikka laskee tehokkaammin ilman ja polttoaineen määrän optimaalisen osuuden ja ylläpitää tätä parametria polttomoottorin eri toimintatiloissa. Se tarjoaa myös paremman sylinteritäytön matalilla moottorin kierrosnopeuksilla. Tämä yksikön saannin parantaminen parantaa sen suorituskykyä lisäämättä polttoaineenkulutusta. Optimaalinen ilman ja polttoaineen suhde on 14.7 / 1. Imun mekaaninen tyyppi ei pysty ylläpitämään tätä osuutta yksikön eri toimintatiloissa.

Jos aikaisemmin autossa oli vain ilmakanava, jonka läpi ilma virtaa luonnollisesti (sen tilavuus määritettiin ilmakanavan ja toimilaitteiden fyysisten ominaisuuksien perusteella), niin nykyaikainen auto saa koko järjestelmän, joka koostuu erilaisista mekanismeista, joilla on sähköinen ohjaus. Niitä ohjaa ECU, jonka ansiosta BTC on laadukkaampi.

On syytä mainita, että bensiini, mukaan lukien kaasu (käyttämällä tavanomaisia ​​tai tehtaan nestekaasuja) ja dieselmoottorit saavat samanlaisen imujärjestelmän. Injektiotyypistä riippuen sillä voi kuitenkin olla hieman erilainen laite. Toisessa arvostelussa puhuu injektiojärjestelmien tyypeistä.

Moderni imujärjestelmä toimii synkronoituna koneen muiden järjestelmien kanssa. Esimerkiksi tämä luettelo sisältää pakokaasujen kierrätyksen ja polttoaineen ruiskutuksen. Täyttääkseen sylinterit paremmin uudella osalla ilma-polttoaineseosta, sisääntuloon asennetaan usein turboahdin. Mikä on turboahdin autossa on erillinen tarkistus.

Imujärjestelmän toimintaperiaate

Imujärjestelmä toimii sylinterin ja ilmakehän välisen paine-eron perusteella. Se ilmestyy, kun mäntä siirtyy imuiskun alimpaan umpikujaan (kun isku suoritetaan, imu- ja pakoventtiilit ovat kiinni) ja venttiili, jonka kautta ilma ja polttoaine menevät säiliöön, on auki.

Ilman määrä riippuu suoraan itse sylinterin koosta. Tätä äänenvoimakkuutta voidaan kuitenkin säätää, jotta moottori voi käydä alennetulla nopeudella, ja tarvittaessa kampiakselia voidaan kampata enemmän (kun auto kiihtyy). Käyttötilan vaihtamiseksi käytetään erityistä ilmaventtiiliä, jota kutsutaan kuristusventtiiliksi.

 Kaasuttimessa tämä elementti liittyy kaasupolkimeen. Mitä enemmän venttiili avautuu, sitä enemmän polttoainetta imeytyy imusarjaan. Ruiskutusmoottorit saavat erityisen rikastimen. Siinä on pieni sähkömoottori, joka on kytketty ohjausyksikköön. Kun kuljettaja painaa kaasupoljinta, tietokone määrittää ohjelmoidut algoritmit määrittääkseen, missä määrin ilmaventtiili avataan.

Ihanteellisen ilman ja polttoaineen osuuden ylläpitämiseksi kaasun lähellä on kaasuanturi, jonka signaalit lähetetään elektroniseen ohjausyksikköön (monissa nykyaikaisissa järjestelmissä on kaksi ilma-anturia: yksi pellin eteen ja toinen sen takana). Saatuaan nämä tiedot elektroniikka lisää / vähentää ruiskutussuuttimien kautta syötettävän polttoaineen määrää (niiden rakenne ja toimintaperiaate kuvataan) toisessa artikkelissa).

Injektiotyypistä riippuen imuaukon muoto voi olla hieman erilainen. Esimerkiksi hajautetussa muunnoksessa imujärjestelmä osallistuu seoksen muodostumiseen. Tässä rakenteessa injektorit asennetaan kuhunkin jakoputkeen mahdollisimman lähelle imuventtiilejä. Useimmat modernit ruiskutuskoneet vastaanottavat tällaisen järjestelmän.

Jos moottorissa on suora ruiskutus (dieselmoottoreiden tapauksessa tämä on ainoa muutos), imujärjestelmä syöttää sylintereihin vain tuoretta ilmaa. Tällöin polttoaineen palaminen on mahdollisimman tehokasta, koska sekoittuminen tapahtuu suoraan sylinterin ontelossa ilman häviöitä imukanavassa.

Lisäksi tämän ruiskutuksen suunnitteluominaisuuksien vuoksi (imulukkoon on asennettu lisäläpät, niiden toiminnan synkronoinnin tarjoaa yhteinen akseli, jossa on sähkökäyttö), polttoainejärjestelmä voi tarjota erilaista seoksen muodostumista. On olemassa kahta päätyyppiä:

1. Taso kerrokselta tyyppi. Tässä tilassa suutin ruiskuttaa polttoainetta sylinteriin, levittäen sitä mahdollisimman paljon koko kammioon. Tulevan ilman lämpötila on korkea, minkä vuoksi bensiini alkaa haihtua ja sekoittuu paremmin ilman kanssa. Tätä tilaa käytetään pienillä nopeuksilla ja pienillä kuormituksilla polttomoottorissa.
2. Homogeeninen (homogeeninen) tyyppi. Se on pohjimmiltaan vähärasvainen seos. Teoriassa paine sylinterissä suljettujen venttiilien kanssa vaikuttaa suoraan moottorin tehoon ilman ja polttoaineen seoksen palamisen aikana. Tästä voimme päätellä, että vääntömomentin lisäämiseksi pienimmällä polttoaineenkulutuksella on tarpeen lisätä kammioon tulevan ilman määrää. Hajautetun injektion tapauksessa havaitaan kuitenkin seuraava ongelma. Jos BTC: n osuutta muutetaan ilman määrän (vähärasvainen seos) kasvusuuntaan, tällainen seos syttyy huonosti. Tästä syystä tämän tyyppistä seoksen muodostusta ei käytetä hajautetuissa injektiojärjestelmissä. Suorien injektioiden osalta tämä on totta. Lean-sytytys on mahdollista johtuen siitä, että suhteellisen pieni määrä polttoainetta ruiskutetaan sytytystulpan välittömässä läheisyydessä. Paineilman kokonaismäärään verrattuna sylinterissä on vähän polttoainetta, mutta johtuen siitä, että sytytystulpan elektrodien lähellä on rikastettu pilvi, moottori ei menetä tehokkuutta edes merkittävillä polttoainesäästöillä.

Tässä on nopea animaatio VBM-piirin toiminnasta:

Miten imusarja toimii? (3D-animaatio)

Polttoainejärjestelmän tyypistä ja toimilaitteiden rakenteesta riippuen tällaisia ​​toimintatiloja voi olla vielä enemmän. Kukin niistä aktivoidaan elektroniikan avulla, joka tallentaa moottorin kierrosluvun ja siihen kohdistuvan kuormituksen. Eri seosmuodostustapojen tarjoamiseksi kukin valmistaja käyttää omia mekanismejaan.

Esimerkiksi joissakin moottoreissa asennetaan erityisiä monitilamuuttimia, ja toisissa kuristusventtiilin lisäksi asennetaan myös imuventtiilit. Tilasta riippuen ne voivat avautua ja sulkeutua kuristusventtiilistä riippumatta.

Kun ilman / polttoaineen seos on palanut, poistokaasut poistuvat pakokaasun kautta. Tämä on erilainen ajoneuvojärjestelmä. Pakokaasujen poistamisen lisäksi se kompensoi kaasuvirtauksen sykäyksiä ja vähentää moottorin melua (lisätietoja pakojärjestelmän suunnittelusta ja tarkoituksesta lue täällä).

Jarrutehostin käyttää myös osittain imuputkessa syntyvää tyhjiötä. Matkan varrella se on varustettu venttiilillä, joka katkaisee pakokaasujen kierrätysjärjestelmän.

Nykyaikaisen imujärjestelmän järjestelmä sisältää monia erilaisia ​​antureita ja toimilaitteita, jotta se sopeutuu sekunnin erissä moottorin käyttötilaan tai voimayksikön kuormituksen muutokseen. Joissakin nykyaikaisissa malleissa käytetään erityistä tekniikkaa, jonka tarkoituksena on parantaa polttomoottorin tehokkuutta muuttamalla imuputken pituutta ja poikkileikkausta.

Tämän päivityksen avulla voit poimia suurimman vääntömomentin pienemmällä ilmakehän moottorin kierrosluvulla. Muuttuvan pituuden ja poikkileikkauksen omaavan keräilijän suunnittelu ja toimintaperiaate on kuvattu yksityiskohtaisesti kohdassa toinen artikkeli.

suunnittelu

Imujärjestelmän laite sisältää seuraavat osat:

• Ilmanotto. Jokaisella automallilla on oma muotoilunsa. Tämän yksikön avainelementti on ilmansuodatin. Se sijoitetaan koteloon (usein se on ilmatiiviisti suljettu tarjotin kaikilta puolilta, mutta on myös avoimia suodattimia, jotka on asennettu suoraan ilmanottoaukkoon), jonka toisella puolella on avoin haaraputki. Tämän reiän kautta ilma pääsee suodatinelementtiin, puhdistetaan ja tulee imuputkeen. Ilmansuodattimien yksityiskohdat on kuvattu täällä.
• Kaasu. Nykyaikaisessa muodossaan se on sähkötoiminen venttiili, joka asennetaan ilmanottoaukosta jakotukkiin kulkevaan putkeen. Moottorin tarpeiden ja kuormituksen mukaan elektroninen ohjausyksikkö antaa sopivan komennon pellin avaamiseksi / sulkemiseksi. Tämä ohjaa sisäistä ilmavirtaa.
• Vastaanotin (tai kerääjä). Kaasun ja sylinterinkannen väliin on asennettu imusarja. Tämä on monimutkainen putki. Yhtäältä sillä on yksi ja toisaalta useita haaraputkia (niiden lukumäärä riippuu lohkon sylinterien lukumäärästä). Tämän osan tarkoituksena on jakaa sisäinen ilmavirta sylinterien kesken. Jos polttoainejärjestelmä on hajautettua tyyppiä, kuhunkin putkeen, johon polttoainesuutin kiinnitetään, tehdään reikä. Tässä tapauksessa imujärjestelmä osallistuu suoraan ilman ja polttoaineen seoksen muodostumiseen. Jos moottorissa on suora ruiskutus (suuttimet ovat lähellä dieselmoottoreiden sytytystulppia tai hehkutulppia), imu yksinkertaisesti säätelee ilmansyöttöä.
• Imuläpät. Nämä ovat lisäventtiilejä, jotka on asennettu jakotukkiputkien sisään seoksen muodostumisen tyypin säätämiseksi. Näitä elementtejä käytetään polttomoottoreissa, joissa on suora ruiskutus.
• Ilman anturit. Ne mittaavat ilmavirran voimakkuuden säätöpellin edessä ja takana sekä sen lämpötilan. Näiden antureiden signaalit lähetetään ohjausyksikköön.

ECU vastaa kaikkien imujärjestelmän toimilaitteiden synkronisesta toiminnasta. Elektroniikka aktivoi tietyn algoritmin kaasupolkimelta, massavirta-anturilta ja muilta ajoneuvolla varustetuilta antureilta vastaanotettujen signaalien perusteella. Aivo-ohjelman mukaan kaikki laitteet vastaanottavat samanaikaisesti sopivat signaalit.

Mitä varten se on

Joten, kuten näette, ilman korkealaatuista imujärjestelmää, joka koostuu erilaisesta antureista ja toimilaitteista, on mahdotonta luoda taloudellinen, mutta samalla melko dynaaminen ja ympäristöystävällinen auto.

Nykyaikaisten imujärjestelmien ainoa haittapuoli on ylläpidon hinta ja monimutkaisuus. Jos kaasuttimen moottori voidaan diagnosoida ja korjata kokeneen automekaanikon ponnisteluilla, elektroniikka tarkistetaan vain erikoislaitteilla. Korjaa se käymällä erikoistuneessa huoltokeskuksessa.

Lisäksi suosittelemme katsomaan videoluentoa auton imujärjestelmästä:

ICE-teoria: sisäänottojärjestelmät

Kysymyksiä ja vastauksia:

Mikä on moottorin imuputki? Toinen nimi on imujärjestelmä. Tämä on ilmanottoaukko, joka on yhdistetty putkeen, joka haarautuu useiksi putkiksi (yksi per sylinteri). Järjestelmää tarvitaan tuottamaan raitista ilmaa ja muodostamaan VTS.

Mitä tapahtuu, jos imusarjaa suurennetaan? Imusarjan venyminen johtaa suurempaan tulovastukseen, mikä johtaa VTS:n huonompaan palamiseen. Tämä johtaa vääntömomentin ja tehon vähenemiseen.