O que é um coletor de admissão em um dispositivo de carro
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Para a preparação e combustão de alta qualidade da mistura ar-combustível, bem como para a remoção eficaz dos produtos da combustão, os veículos são equipados com sistema de admissão e exaustão. Vamos descobrir por que você precisa de um coletor de admissão, o que é e também as opções para ajustá-lo.
O objetivo do coletor de admissão
Esta parte é projetada para garantir o fornecimento de ar e VTS aos cilindros do motor durante o funcionamento. Em unidades de energia modernas, elementos adicionais são instalados nesta parte:
- Válvula de aceleração (válvula de ar);
- Sensor de ar;
- Carburador (nas modificações do carburador);
- Injetores (em motores de injeção de combustão interna);
- Um turbocompressor cujo impulsor é acionado pelo coletor de escape.
Oferecemos um breve vídeo sobre os recursos deste elemento:
Projeto e construção do coletor de admissão
Um dos fatores mais importantes que afetam a eficiência do motor é a forma do coletor. É apresentado na forma de uma série de tubos conectados em um tubo ramificado. Um filtro de ar é instalado no final do tubo.
O número de torneiras na outra extremidade depende do número de cilindros no motor. O coletor de admissão é conectado ao mecanismo de distribuição de gás na área das válvulas de admissão. Uma das desvantagens do VC é a condensação de combustível em suas paredes. Para evitar esse efeito da reação eletrostática, os engenheiros desenvolveram um formato de tubo que cria turbulência dentro da linha. Por esta razão, o interior dos tubos é deliberadamente deixado áspero.
A forma dos tubos do manifold deve ter parâmetros específicos. Primeiro, o trato não deve ter cantos agudos. Com isso, o combustível ficará na superfície das tubulações, o que obstruirá a cavidade e alterará os parâmetros de fornecimento de ar.
Em segundo lugar, o problema mais comum do trato de admissão com o qual os engenheiros continuam a lutar é o efeito Helmholtz. Quando a válvula de admissão se abre, o ar corre em direção ao cilindro. Após seu fechamento, o fluxo continua a se mover por inércia, e então retorna abruptamente. Por causa disso, uma pressão de resistência é criada, o que interfere no movimento da próxima parte no segundo tubo.
Essas duas razões estão forçando os fabricantes de automóveis a desenvolver coletores melhores que forneçam um sistema de admissão mais suave.
Como funciona
O coletor de sucção funciona de forma muito simples. Quando o motor dá partida, a válvula de ar se abre. No processo de mover o pistão para o ponto morto inferior no curso de sucção, um vácuo é criado na cavidade. Assim que a válvula de admissão abre, uma parte do ar se move em alta velocidade para a cavidade desocupada.
Durante a fase de sucção, diferentes processos ocorrem dependendo do tipo de sistema de combustível:
- Injeção mono - a próxima porção de ar é fornecida pelo filtro. Ele passa pelo carburador ou pela cavidade onde está instalado o injetor de combustível (se o motor estiver equipado com veículo de injeção). Nesta cavidade, o ar é misturado ao combustível. Devido ao vácuo no cilindro, esta parte é aspirada através da válvula elevada do sistema de admissão;
- Injeção multiponto - injetores de combustível individuais estão localizados em cada tubo coletor. Quando a válvula correspondente abre, o ar é fornecido através de um tubo adequado para isso. Ao mesmo tempo, o combustível é atomizado.
- Injeção direta - apenas o ar é sugado. A válvula é abaixada, o pistão comprime o ar no cilindro. No final do curso de compressão, o combustível é fornecido sob pressão ao meio comprimido através do injetor. Nos motores a diesel de combustão interna, ocorre um processo idêntico, apenas o ar é mais comprimido.
Todos os motores modernos são equipados com um sistema eletrônico que controla o fornecimento de ar e combustível. Isso torna o motor mais estável. As dimensões dos bicos são compatíveis com os parâmetros do motor, mesmo na fase de fabricação da unidade de potência.
Forma de manifold
Este é um fator muito importante, dado a importância fundamental no projeto do sistema de admissão de uma modificação separada do motor. Os tubos devem ter seção, comprimento e formato específicos. A presença de cantos agudos, bem como curvaturas complexas, não são permitidas.
Aqui estão alguns motivos pelos quais tanta atenção é dada aos tubos do coletor de admissão:
- O combustível pode se depositar nas paredes do trato de admissão;
- Durante a operação da unidade de potência, a ressonância de Helmholtz pode aparecer;
- Para que o sistema funcione adequadamente, processos físicos naturais são usados, como a pressão criada pelo fluxo de ar através do coletor de admissão.
Se o combustível permanecer constantemente nas paredes das tubulações, isso pode posteriormente causar um estreitamento do trato de admissão, bem como seu entupimento, o que afetará negativamente o desempenho do motor.
Quanto à ressonância Helmholtz, esta é uma dor de cabeça antiga para designers que projetam unidades de energia modernas. A essência desse efeito é que, quando a válvula de admissão se fecha, é criada uma forte pressão que empurra o ar para fora do coletor. Quando a válvula de admissão é reaberta, a contrapressão faz com que o fluxo colida com uma contrapressão. Devido a este efeito, as características técnicas do sistema de admissão do carro são reduzidas e o desgaste das peças do sistema também aumenta.
Sistemas de mudança de coletor de admissão
As máquinas mais antigas têm um manifold padrão. No entanto, ele tem uma desvantagem - sua eficiência é alcançada apenas em um modo de operação do motor limitado. Para expandir a gama, foi desenvolvido um sistema inovador - Variable Header Geometry. Existem duas modificações - o comprimento do caminho ou sua seção é alterado.
Coletor de admissão de comprimento variável
Esta modificação é usada em motores atmosféricos. Em velocidades baixas do virabrequim, o caminho de admissão deve ser longo. Isso aumenta a resposta e o torque do acelerador. Assim que as rotações aumentam, seu comprimento deve ser reduzido para revelar todo o potencial do coração do carro.
Para obter este efeito, uma válvula especial é usada, que separa a manga maior do manifold da menor e vice-versa. O processo é regulado pela lei física natural. Após o fechamento da válvula de admissão, dependendo da frequência de oscilação do fluxo de ar (esta é influenciada pelo número de rotações do virabrequim), é criada uma pressão que aciona a válvula de fechamento.
Este sistema é usado apenas em motores atmosféricos, uma vez que o ar é forçado para as unidades turboalimentadas. O processo neles é regulado pela eletrônica da unidade de controle.
Cada fabricante chama esse sistema de sua própria maneira: BMW tem DIVA, Ford tem DSI, Mazda tem VRIS.
Coletor de entrada variável
Quanto a esta modificação, ela pode ser utilizada tanto em motores atmosféricos quanto turboalimentados. Quando a seção do ramal do tubo diminui, a velocidade do ar aumenta. Em um ambiente aspirado, isso cria o efeito de um turboalimentador, e em sistemas de ar forçado, o desenvolvimento torna mais fácil para um turboalimentador.
Devido à alta vazão, a mistura ar-combustível é mais eficientemente misturada, o que leva a sua combustão de alta qualidade nos cilindros.
Os colecionadores deste tipo possuem uma estrutura original. Na entrada do cilindro existe mais de um canal, mas é dividido em duas partes - uma para cada válvula. Uma das válvulas tem um amortecedor que é controlado pela eletrônica do carro usando um motor (ou um regulador de vácuo é usado).
Em velocidades baixas do virabrequim, o BTC é alimentado por um orifício - uma válvula funciona. Isso cria uma zona de turbulência, o que melhora a mistura do combustível com o ar e, ao mesmo tempo, sua combustão de alta qualidade.
Assim que a velocidade do motor aumenta, o segundo canal é aberto. Isso leva a um aumento na potência da unidade. Como no caso dos coletores de comprimento variável, os fabricantes deste sistema dão seus nomes. Ford indica IMRC e CMCV, Opel - Twin Port, Toyota - VIS.
Para obter mais informações sobre como esses coletores afetam a potência do motor, consulte o vídeo:
Mau funcionamento do coletor de admissão
As falhas mais comuns no sistema de admissão são:
- Violação de aperto no local de instalação das juntas;
- Formação de fuligem e alcatrão nas paredes internas;
- A formação de um degrau nos pontos de conexão (um obstáculo de 2 mm é suficiente para que a potência do motor diminua cerca de vinte por cento, mas somente em baixas rotações);
- Superaquecimento devido à proximidade do coletor de escapamento.
Geralmente, as gaxetas perdem suas propriedades quando o motor fica muito quente ou quando os pinos de fixação são afrouxados.
Vamos considerar como alguns problemas de funcionamento do coletor de admissão são diagnosticados e como eles afetam o funcionamento do motor.
Vazamentos de refrigerante
Quando o motorista percebe que a quantidade de anticongelante está diminuindo gradualmente, enquanto dirige, ouve-se um cheiro desagradável de líquido refrigerante queimado e gotas de anticongelante fresco permanecem constantemente sob o carro, isso pode ser um sinal de um coletor de admissão com defeito. Para ser mais preciso, não o coletor em si, mas uma gaxeta instalada entre seus tubos e a cabeça do cilindro.
Em alguns motores, são utilizadas juntas que também garantem o aperto da camisa de resfriamento do motor. Tais avarias não podem ser ignoradas, porque subsequentemente resultarão necessariamente numa avaria grave da unidade.
Vazamentos de ar
Este é outro sintoma de uma junta do coletor de admissão gasta. Ele pode ser diagnosticado da seguinte maneira. O motor dá partida, o tubo de ramificação do filtro de ar está bloqueado em cerca de 5 a 10 por cento. Se as revoluções não caírem, significa que o coletor está sugando ar pela gaxeta.
A violação do vácuo no sistema de admissão do motor causa velocidade de marcha lenta instável ou falha completa do motor para funcionar. A única maneira de eliminar esse mau funcionamento é substituir a gaxeta.
Com menos frequência, podem ocorrer vazamentos de ar devido à destruição do (s) tubo (s) do coletor de admissão. por exemplo, pode ser uma rachadura. Um efeito semelhante ocorre quando uma rachadura se forma na mangueira de vácuo. Nesse caso, essas peças são substituídas por novas.
Ainda com menos frequência, podem ocorrer vazamentos de ar devido à deformação do coletor de admissão. Esta parte precisa ser alterada. Em alguns casos, um vazamento de vácuo através de um coletor deformado é detectado por um chiado vindo de debaixo do capô enquanto o motor está funcionando.
Depósitos de carbono
Normalmente, esse tipo de mau funcionamento ocorre em unidades turboalimentadas. Os depósitos de carbono podem fazer com que o motor perca potência, falhe na ignição e aumente o consumo de combustível.
Outro sintoma desse mau funcionamento é a perda de tração. Depende do grau de entupimento dos tubos de admissão. É eliminado desmontando e limpando o coletor. Mas dependendo do tipo de coletor, é mais fácil substituí-lo do que limpá-lo. Isso porque, em alguns casos, o formato dos bicos não permite a remoção adequada dos depósitos de carbono.
Problemas com as válvulas de mudança de geometria de entrada
Os amortecedores de ar do manifold em alguns carros são movidos por um regulador de vácuo, enquanto em outros são acionados eletricamente. Independentemente do tipo de amortecedores usados, os elementos de borracha neles se deterioram, o que os amortecedores deixam de cumprir sua tarefa.
Se a unidade do amortecedor estiver a vácuo, você pode verificar seu desempenho usando uma bomba de vácuo manual. Se esta ferramenta não estiver disponível, uma seringa normal servirá. Quando uma unidade de vácuo está faltando, ela deve ser substituída.
Outro mau funcionamento da unidade do amortecedor é a falha dos solenóides de controle de vácuo (válvulas solenóides). Nos motores equipados com coletor de admissão de geometria variável, pode ocorrer a quebra de uma válvula, que se regula alterando a geometria do trato. Por exemplo, pode deformar-se ou colar devido ao acúmulo de carbono. Em caso de mau funcionamento, todo o manifold deve ser substituído.
Reparo do coletor de admissão
Durante o reparo do coletor, primeiro são feitas as leituras do sensor instalado nele. Portanto, você pode ter certeza de que a falha está neste nó específico. Se a falha for realmente no manifold, ele será desconectado do motor. O procedimento é realizado em várias etapas:
- O sistema de combustível está desconectado;
- Os terminais estão desconectados da bateria;
- O filtro de ar está sendo desmontado;
- A válvula borboleta é desmontada;
- Os parafusos de montagem do manifold são desparafusados e a peça removida.
Vale a pena considerar que algumas falhas não podem ser reparadas. Válvulas e amortecedores pertencem a esta categoria. Se estiverem quebrados ou funcionarem de maneira intermitente, basta substituí-los. Se o sensor quebrar, não é necessário desmontar o conjunto. Neste caso, a ECU receberá leituras incorretas, o que levará à preparação incorreta do BTC e afetará negativamente o desempenho do motor. Os diagnósticos são capazes de reconhecer esse mau funcionamento.
Durante os reparos, deve-se prestar a devida atenção às vedações das juntas. Uma junta rasgada causará vazamentos de pressão. Uma vez que o manifold já foi removido, o interior do manifold deve ser limpo e enxaguado.
Ajuste de colecionador
Ao alterar o design do coletor de admissão, é possível melhorar as características técnicas da unidade de potência. Normalmente, o coletor é ajustado por dois motivos:
- Elimine as consequências negativas causadas pela forma e comprimento dos tubos;
- Para modificar o interior, o que irá melhorar o fluxo da mistura ar / combustível nos cilindros.
Se o coletor tiver um formato assimétrico, o fluxo de ar ou da mistura ar-combustível será distribuído de maneira desigual pelos cilindros. A maior parte do volume será direcionada para o primeiro cilindro e para cada um subsequente - o menor.
Mas os coletores simétricos também têm suas desvantagens. Neste projeto, um volume maior entra nos cilindros centrais e um menor nos externos. Como a mistura ar-combustível é diferente em cilindros diferentes, os cilindros da unidade de força começam a funcionar de forma desigual. isso faz com que o motor perca sua potência.
No processo de ajuste, o coletor padrão é alterado para um sistema com uma admissão multi-acelerador. Neste projeto, cada cilindro possui uma válvula borboleta individual. Graças a isso, todos os fluxos de ar que entram no motor são independentes uns dos outros.
Se não houver dinheiro para essa modernização, você mesmo pode fazer isso com pouco ou nenhum investimento material. Normalmente, os manifolds padrão têm falhas internas na forma de rugosidade ou irregularidades. Eles criam turbulência que cria turbulência desnecessária no caminho.
Por causa disso, os cilindros podem encher de forma inadequada ou irregular. Este efeito geralmente não é muito perceptível em velocidades baixas. Mas quando o motorista espera uma resposta instantânea ao pressionar o pedal do acelerador, em tais motores ela é insatisfatória (depende das características individuais do coletor).
Para eliminar esses efeitos, o trato de entrada é lixado. Além disso, você não deve trazer a superfície a um estado ideal (como um espelho). Basta remover a aspereza. Caso contrário, a condensação de combustível se formará nas paredes dentro do trato de entrada do espelho.
E mais uma sutileza. Ao atualizar o coletor de admissão, não se deve esquecer o local de sua instalação no motor. Uma junta é instalada no local onde os tubos são conectados à cabeça do cilindro. Este elemento não deve criar uma etapa, por causa da qual o fluxo de entrada colidirá com um obstáculo.
Conclusão + VÍDEO
Assim, a uniformidade de operação da unidade de força depende da parte aparentemente simples do motor, o coletor de admissão. Apesar de o coletor não pertencer à categoria de mecanismos, mas externamente ser uma peça simples, o funcionamento do motor depende da forma, comprimento e estado das paredes internas de seus tubos.
Como você pode ver, o coletor de admissão é uma peça simples, mas seu mau funcionamento pode causar muita preocupação ao proprietário do carro. Mas antes de começar a repará-lo, você deve verificar todos os outros sistemas que apresentam sintomas semelhantes de mau funcionamento.
Aqui está um pequeno vídeo sobre como a forma do coletor de admissão afeta o desempenho do trem de força:
Perguntas e Respostas:
Onde está localizado o coletor de admissão? Isso faz parte da fixação do motor. Em unidades de carburador, este elemento do sistema de admissão está localizado entre o carburador e a cabeça do cilindro. Se o carro for injetor, o coletor de admissão simplesmente conecta o módulo do filtro de ar aos orifícios correspondentes na cabeça do cilindro. Os injetores de combustível, dependendo do tipo de sistema de combustível, serão instalados nos tubos do coletor de admissão ou diretamente na cabeça do cilindro.
O que está incluído no coletor de admissão? O coletor de admissão consiste em vários tubos (seu número depende do número de cilindros do motor) conectados em um tubo. Inclui um tubo do módulo do filtro de ar. Em alguns sistemas de combustível (sistemas de injeção), os injetores de combustível são instalados nos tubos adequados para o motor. Se o carro usar carburador ou mono-injeção, esse elemento será instalado no nó onde estão conectadas todas as tubulações do coletor de admissão.
Para que serve um coletor de admissão? Em carros clássicos, o ar é fornecido e misturado ao combustível no coletor de admissão. Se a máquina estiver equipada com injeção direta, o coletor de admissão serve apenas para fornecer uma porção nova de ar.
Como funciona o coletor de admissão? Quando o motor dá partida, o ar fresco do filtro de ar flui pelo coletor de admissão. Isso ocorre tanto pelo impulso natural quanto pela ação de uma turbina.
