Cos'è un collettore di aspirazione in un dispositivo per auto

Per la preparazione e la combustione di alta qualità della miscela aria-carburante, nonché per l'efficace rimozione dei prodotti della combustione, i veicoli sono dotati di un sistema di aspirazione e scarico. Scopriamo perché hai bisogno di un collettore di aspirazione, che cos'è e anche le opzioni per regolarlo.

Lo scopo del collettore di aspirazione

Questa parte è progettata per garantire l'alimentazione di aria e VTS ai cilindri del motore mentre è in funzione. Nelle moderne unità di potenza, elementi aggiuntivi sono installati su questa parte:

• Valvola a farfalla (valvola dell'aria);
• Sensore d'aria;
• Carburatore (nelle modifiche al carburatore);
• Iniettori (nei motori a combustione interna ad iniezione);
• Un turbocompressore la cui girante è azionata dal collettore di scarico.

Offriamo un breve video sulle caratteristiche di questo elemento:

Collettore di aspirazione: domande frequenti

Progettazione e costruzione del collettore di aspirazione

Uno dei fattori più importanti che influenzano l'efficienza del motore è la forma del collettore. Si presenta sotto forma di una serie di tubi collegati in un tubo di derivazione. Un filtro dell'aria è installato all'estremità del tubo.

Il numero di rubinetti sull'altra estremità dipende dal numero di cilindri nel motore. Il collettore di aspirazione è collegato al meccanismo di distribuzione del gas nella zona delle valvole di aspirazione. Uno degli svantaggi di VC è la condensa del carburante sulle sue pareti. Per prevenire questo effetto della reazione elettrostatica, gli ingegneri hanno sviluppato una forma del tubo che crea turbolenza all'interno della linea. Per questo motivo l'interno dei tubi è volutamente lasciato grezzo.

La forma dei tubi del collettore deve avere parametri specifici. Innanzitutto, il tratto non dovrebbe avere angoli acuti. Per questo motivo, il carburante rimarrà sulla superficie dei tubi, il che ostruirà la cavità e modificherà i parametri della fornitura d'aria.

In secondo luogo, il problema del tratto di aspirazione più comune con cui gli ingegneri continuano a lottare è l'effetto Helmholtz. Quando la valvola di aspirazione si apre, l'aria scorre verso il cilindro. Dopo la sua chiusura, il flusso continua a muoversi per inerzia e poi ritorna bruscamente. Per questo motivo, viene creata una pressione di resistenza, che interferisce con il movimento della porzione successiva nel secondo tubo.

Questi due motivi stanno costringendo le case automobilistiche a sviluppare collettori migliori che forniscano un sistema di aspirazione più fluido.

Come funziona

Il collettore di aspirazione funziona in modo molto semplice. Quando il motore si avvia, la valvola dell'aria si apre. Durante il processo di spostamento del pistone al punto morto inferiore della corsa di aspirazione, si crea un vuoto nella cavità. Non appena la valvola di ingresso si apre, una porzione d'aria si muove ad alta velocità nella cavità vuota.

Durante la fase di aspirazione avvengono diversi processi a seconda del tipo di sistema di alimentazione:

• Mono iniezione: la porzione successiva di aria viene fornita dal filtro. Passa attraverso il carburatore o la cavità in cui è installato l'iniettore del carburante (se il motore è dotato di un veicolo a iniezione). In questa cavità l'aria viene miscelata con il carburante. A causa della depressione nel cilindro, questa porzione viene aspirata attraverso la valvola rialzata del sistema di aspirazione;
• Iniezione multipunto - I singoli iniettori di carburante si trovano in ciascun tubo del collettore. Quando la valvola corrispondente si apre, l'aria viene fornita attraverso un tubo adatto. Allo stesso tempo, il carburante viene atomizzato.
• Iniezione diretta: viene aspirata solo l'aria. La valvola si abbassa, il pistone comprime l'aria nel cilindro. Alla fine della corsa di compressione, il carburante viene fornito sotto pressione al mezzo compresso attraverso l'iniettore. Nei motori diesel a combustione interna, si verifica un processo identico, solo l'aria viene compressa di più.

Tutti i motori moderni sono dotati di un sistema elettronico che controlla l'alimentazione di aria e carburante. Ciò rende il motore più stabile. Le dimensioni dei tubi sono adattate ai parametri del motore nella fase di produzione dell'unità di potenza.

Forma molteplice

Questo è un fattore molto importante, a cui viene data l'importanza chiave nella progettazione del sistema di aspirazione di una modifica del motore separata. I tubi devono avere una specifica sezione, lunghezza e forma. Non è consentita la presenza di spigoli vivi, nonché curvature complesse.

Ecco alcuni motivi per cui viene prestata così tanta attenzione ai tubi del collettore di aspirazione:

1. Il carburante può depositarsi sulle pareti del tratto di aspirazione;
2. Durante il funzionamento dell'unità di potenza, potrebbe apparire una risonanza di Helmholtz;
3. Affinché il sistema funzioni correttamente, vengono utilizzati processi fisici naturali, come la pressione creata dal flusso d'aria attraverso il collettore di aspirazione.

Se il carburante rimane costantemente sulle pareti dei tubi, ciò può successivamente causare un restringimento del tratto di aspirazione, nonché il suo intasamento, che influirà negativamente sulle prestazioni del propulsore.

Per quanto riguarda la risonanza di Helmholtz, questo è un secolare mal di testa per i designer che progettano unità di potenza moderne. L'essenza di questo effetto è che quando la valvola di aspirazione si chiude, viene creata una forte pressione, che spinge l'aria fuori dal collettore. Quando la valvola di ingresso viene riaperta, la contropressione fa sì che il flusso entri in collisione con una contropressione. A causa di questo effetto, le caratteristiche tecniche del sistema di aspirazione dell'auto sono ridotte e aumenta anche l'usura delle parti del sistema.

Sistemi di cambio del collettore di aspirazione

Le macchine più vecchie hanno un collettore standard. Tuttavia, ha uno svantaggio: la sua efficienza si ottiene solo con una modalità operativa del motore limitata. Per espandere la gamma, è stato sviluppato un sistema innovativo: Variable Header Geometry. Ci sono due modifiche: la lunghezza del percorso o la sua sezione viene modificata.

Collettore di aspirazione a lunghezza variabile

Questa modifica viene utilizzata nei motori atmosferici. A basse velocità dell'albero motore, il percorso di aspirazione dovrebbe essere lungo. Ciò aumenta la risposta dell'acceleratore e la coppia. Non appena i giri aumentano, la sua lunghezza deve essere ridotta per rivelare tutto il potenziale del cuore dell'auto.

Per ottenere questo effetto viene utilizzata una valvola speciale che separa il manicotto del collettore più grande da quello più piccolo e viceversa. Il processo è regolato dalla legge fisica naturale. Dopo aver chiuso la valvola di aspirazione, a seconda della frequenza di oscillazione del flusso d'aria (questa è influenzata dal numero di giri dell'albero motore), si crea una pressione che aziona la valvola di intercettazione.

Questo sistema viene utilizzato solo nei motori atmosferici, poiché l'aria viene forzata nelle unità turbocompresse. Il processo in essi è regolato dall'elettronica dell'unità di controllo.

Ogni produttore chiama questo sistema a modo suo: BMW ha DIVA, Ford ha DSI, Mazda ha VRIS.

Collettore di aspirazione variabile

Per quanto riguarda questa modifica, può essere utilizzata sia nei motori atmosferici che turbocompressi. Quando la sezione del tubo di diramazione diminuisce, la velocità dell'aria aumenta. In un ambiente aspirato, questo crea l'effetto di un turbocompressore, e nei sistemi ad aria forzata, lo sviluppo rende più facile per un turbocompressore.

A causa dell'elevata portata, la miscela aria-carburante viene miscelata in modo più efficiente, il che porta alla sua combustione di alta qualità nei cilindri.

I collezionisti di questo tipo hanno una struttura originale. All'ingresso del cilindro c'è più di un canale, ma è diviso in due parti: una per ciascuna valvola. Una delle valvole ha una serranda controllata dall'elettronica dell'auto tramite un motore (oppure viene utilizzato un regolatore del vuoto).

A basse velocità dell'albero motore, il BTC viene alimentato attraverso un foro: una valvola funziona. Questo crea una zona di turbolenza, che migliora la miscelazione del carburante con l'aria e allo stesso tempo la sua combustione di alta qualità.

Non appena la velocità del motore aumenta, si apre il secondo canale. Ciò porta ad un aumento della potenza dell'unità. Come nel caso dei collettori a lunghezza variabile, i produttori di questo sistema danno il loro nome. Ford indica IMRC e CMCV, Opel - Twin Port, Toyota - VIS.

Per ulteriori informazioni su come tali collettori influenzano la potenza del motore, vedere il video:

Aumento della potenza del motore senza turbina! Tutto sul collezionista a geometria variabile.

Malfunzionamenti del collettore di aspirazione

I guasti più comuni nel sistema di aspirazione sono:

• Violazione della tenuta nel sito di installazione delle guarnizioni;
• Formazione di fuliggine e catrame sulle pareti interne;
• La formazione di un gradino nei punti di connessione (è sufficiente un ostacolo di 2 mm per far diminuire la potenza del motore di circa il venti percento, ma questo solo a bassi regimi);
• Surriscaldamento dalla vicinanza al collettore di scarico.

Generalmente le guarnizioni perdono le loro proprietà quando il motore si surriscalda o quando si allentano i perni di fissaggio.

Consideriamo come vengono diagnosticati alcuni malfunzionamenti del collettore di aspirazione e come influiscono sul funzionamento del motore.

Perdite di refrigerante

Quando il conducente nota che la quantità di antigelo sta gradualmente diminuendo, durante la guida si sente un odore sgradevole di liquido di raffreddamento bruciato e gocce di antigelo fresco rimangono costantemente sotto l'auto, questo potrebbe essere un segno di un collettore di aspirazione difettoso. Per essere più precisi, non il collettore stesso, ma una guarnizione installata tra i suoi tubi e la testata.

Su alcuni motori vengono utilizzate guarnizioni che garantiscono anche la tenuta della camicia di raffreddamento del motore. Tali malfunzionamenti non possono essere ignorati, perché successivamente comporteranno necessariamente un grave guasto dell'unità.

Perdite d'aria

Questo è un altro sintomo di una guarnizione del collettore di aspirazione usurata. Puoi diagnosticarlo come segue. Il motore si avvia, il tubo di diramazione del filtro dell'aria è bloccato di circa il 5-10 percento. Se i giri non diminuiscono, significa che il collettore sta aspirando aria attraverso la guarnizione.

La violazione del vuoto nel sistema di aspirazione del motore provoca un regime minimo instabile o il completo mancato funzionamento dell'unità di potenza. L'unico modo per eliminare un tale malfunzionamento è sostituire la guarnizione.

Meno spesso, possono verificarsi perdite d'aria a causa della distruzione del tubo o dei tubi del collettore di aspirazione. ad esempio, potrebbe essere una crepa. Un effetto simile si verifica quando si forma una crepa nel tubo del vuoto. In questo caso, queste parti vengono sostituite con altre nuove.

Ancora meno spesso possono verificarsi perdite d'aria a causa della deformazione del collettore di aspirazione. Questa parte deve essere modificata. In alcuni casi, una perdita di vuoto attraverso un collettore deformato viene rilevata da un sibilo proveniente da sotto il cofano mentre il motore è in funzione.

Depositi di carbonio

Tipicamente, un tale malfunzionamento si verifica nelle unità turbocompresse. I depositi di carbonio possono causare la perdita di potenza del motore, l'accensione irregolare e l'aumento del consumo di carburante.

Un altro sintomo di questo malfunzionamento è la perdita di trazione. Dipende dal grado di intasamento dei tubi di aspirazione. Viene eliminato smontando e pulendo il collettore. Ma a seconda del tipo di collettore, è più facile sostituirlo che pulirlo. Questo perché, in alcuni casi, la forma degli ugelli non consente la corretta rimozione dei depositi carboniosi.

Problemi con le valvole di modifica della geometria di aspirazione

Le serrande dell'aria del collettore in alcune auto sono alimentate da un regolatore del vuoto, mentre in altre sono azionate elettricamente. Indipendentemente dal tipo di ammortizzatori utilizzati, gli elementi in gomma al loro interno si deteriorano, da cui gli ammortizzatori cessano di far fronte al loro compito.

Se l'azionamento della serranda è a vuoto, è possibile verificarne la funzionalità utilizzando una pompa per vuoto manuale. Se questo strumento non è disponibile, andrà bene una siringa normale. Quando viene rilevata la mancanza di un'unità di aspirazione, è necessario sostituirla.

Un altro malfunzionamento dell'azionamento della serranda è il guasto dei solenoidi di controllo del vuoto (elettrovalvole). Nei motori dotati di collettore di aspirazione a geometria variabile può verificarsi una rottura della valvola, che si regola modificando la geometria del tratto. Ad esempio, può deformarsi o attaccarsi a causa dell'accumulo di carbonio. In caso di tale malfunzionamento, l'intero collettore deve essere sostituito.

Riparazione del collettore di aspirazione

Durante la riparazione del collettore, vengono prima prese le letture del sensore installato in esso. Quindi puoi assicurarti che l'errore sia in questo particolare nodo. Se il guasto è effettivamente nel collettore, viene scollegato dal motore. La procedura viene eseguita in più fasi:

• L'impianto di alimentazione è scollegato;
• I terminali sono scollegati dalla batteria;
• Il filtro dell'aria è in fase di smontaggio;
• La valvola a farfalla è smontata;
• I bulloni di montaggio del collettore vengono svitati e la parte viene rimossa.

Vale la pena considerare che alcuni guasti non possono essere riparati. Valvole e serrande appartengono a questa categoria. Se sono rotti o funzionano a intermittenza, è sufficiente sostituirli. Se il sensore si guasta, non è necessario smontare il gruppo. In questo caso, la ECU riceverà letture errate, che porteranno a una preparazione errata del BTC e influenzeranno negativamente le prestazioni del motore. La diagnostica è in grado di riconoscere questo malfunzionamento.

Durante le riparazioni è necessario prestare la dovuta attenzione alle guarnizioni dei giunti. Una guarnizione strappata provocherà perdite di pressione. Una volta rimosso il collettore, l'interno del collettore deve essere pulito e lavato.

Messa a punto del collezionista

Modificando il design del collettore di aspirazione, è possibile migliorare le caratteristiche tecniche del propulsore. In genere, il collettore è sintonizzato per due motivi:

1. Eliminare le conseguenze negative causate dalla forma e dalla lunghezza dei tubi;
2. Per modificare l'interno, che migliorerà il flusso della miscela aria / carburante nei cilindri.

Se il collettore ha una forma asimmetrica, il flusso di aria o miscela aria-carburante sarà distribuito in modo non uniforme sui cilindri. La maggior parte del volume sarà diretta al primo cilindro ea ciascuno successivo, quello più piccolo.

Ma anche i collettori simmetrici hanno i loro svantaggi. In questo design, un volume maggiore entra nei cilindri centrali e uno più piccolo in quelli esterni. Poiché la miscela aria-carburante è diversa nei diversi cilindri, i cilindri dell'unità di potenza iniziano a funzionare in modo non uniforme. questo fa perdere potenza al motore.

Nel processo di messa a punto, il collettore standard viene modificato in un sistema con aspirazione multi-acceleratore. In questo design, ogni cilindro ha una valvola a farfalla individuale. Grazie a ciò, tutti i flussi d'aria che entrano nel motore sono indipendenti l'uno dall'altro.

Se non ci sono soldi per una tale modernizzazione, puoi farlo da solo senza praticamente alcun investimento materiale. Tipicamente, i collettori standard hanno difetti interni sotto forma di rugosità o irregolarità. Creano turbolenze che creano turbolenze inutili nel percorso.

Per questo motivo, i cilindri possono riempirsi male o in modo non uniforme. Di solito questo effetto non è molto evidente alle basse velocità. Ma quando il conducente si aspetta una risposta istantanea alla pressione del pedale dell'acceleratore, in tali motori è insoddisfacente (dipende dalle caratteristiche individuali del collettore).

Per eliminare tali effetti, il tratto di aspirazione viene levigato. Inoltre, non dovresti portare la superficie a uno stato ideale (simile a uno specchio). È sufficiente rimuovere la ruvidità. In caso contrario, si formerà condensa del carburante sulle pareti all'interno del condotto di aspirazione dello specchio.

E un'altra sottigliezza. Quando si aggiorna il collettore di aspirazione, non bisogna dimenticare il luogo della sua installazione sul motore. Una guarnizione è installata nel punto in cui i tubi sono collegati alla testata. Questo elemento non dovrebbe creare un gradino, a causa del quale il flusso in entrata si scontrerà con un ostacolo.

Conclusione + VIDEO

Quindi, l'uniformità del funzionamento dell'unità di potenza dipende dalla parte apparentemente semplice del motore, il collettore di aspirazione. Nonostante il fatto che il collettore non appartenga alla categoria dei meccanismi, ma esternamente sia una parte semplice, il funzionamento del motore dipende dalla forma, dalla lunghezza e dalle condizioni delle pareti interne dei suoi tubi.

Come puoi vedere, il collettore di aspirazione è una parte semplice, ma i suoi malfunzionamenti possono causare molte preoccupazioni al proprietario dell'auto. Ma prima di iniziare a ripararlo, dovresti controllare tutti gli altri sistemi che presentano sintomi simili di malfunzionamento.

Ecco un breve video su come la forma del collettore di aspirazione influisce sulle prestazioni del gruppo propulsore:

Collettore di aspirazione e scarico: che cos'è? Proprio per il complesso.

Domande e risposte:

Dove si trova il collettore di aspirazione? Questo fa parte dell'attacco del motore. Nelle unità a carburatore, questo elemento del sistema di aspirazione si trova tra il carburatore e la testata. Se l'auto è un iniettore, il collettore di aspirazione collega semplicemente il modulo del filtro dell'aria ai fori corrispondenti nella testata. Gli iniettori di carburante, a seconda del tipo di sistema di alimentazione, verranno installati nei tubi del collettore di aspirazione o direttamente nella testata.

Cosa è incluso nel collettore di aspirazione? Il collettore di aspirazione è costituito da diversi tubi (il loro numero dipende dal numero di cilindri nel motore) collegati in un unico tubo. Include un tubo dal modulo del filtro dell'aria. In alcuni sistemi di alimentazione (sistemi di iniezione), gli iniettori di carburante sono installati nelle tubazioni adatte al motore. Se l'auto utilizza un carburatore o una monoiniezione, questo elemento verrà installato nel nodo in cui sono collegati tutti i tubi del collettore di aspirazione.

A cosa serve un collettore di aspirazione? Nelle auto classiche, l'aria viene fornita e miscelata con il carburante nel collettore di aspirazione. Se la macchina è dotata di iniezione diretta, il collettore di aspirazione serve solo per fornire una porzione di aria fresca.

Come funziona il collettore di aspirazione? Quando il motore si avvia, l'aria fresca dal filtro dell'aria scorre attraverso il collettore di aspirazione. Ciò avviene o per spinta naturale o per azione di una turbina.