Systém nasávania vozidla

Prevádzka ktoréhokoľvek spaľovacieho motora je založená na spaľovaní zmesi vzduchu a paliva vo valcoch jednotky. Okrem toho, že do každého valca musí byť dodávaný vzduch a horľavý materiál (benzín, nafta alebo plyn), je potrebný presný výpočet objemu každej látky a je potrebné ich kvalitatívne premiešať. S vylepšovaním motorov sa zlepšujú aj systémy, ktoré sú potrebné na maximalizáciu ich účinnosti.

Účinnosť motora závisí nielen od kvality palivového systému a výkonu zapaľovania. Ak sa palivo dobre nemieša so vzduchom, väčšina z neho nebude horieť, ale bude odstránené z automobilu cez výfukové potrubie (aký to bude mať vplyv na katalyzátor) tu). Na zvýšenie účinnosti, ekologickosti a efektívnosti sa vylepšujú rôzne parametre pohonnej jednotky.

Zvážme, akú úlohu v tom zohráva nasávací systém, z akých prvkov sa skladá, aký je jeho účel, aký je princíp jeho fungovania.

Čo je systém nasávania automobilov

Staré motory, ktoré sa stále nachádzajú v domácich automobiloch, nemali sací systém ako taký. Motor karburátora má sacie potrubie, ktorého potrubie prechádza cez karburátor k nasávaniu vzduchu. Samotné zariadenie má nasledujúci princíp činnosti.

Keď piest v konkrétnom valci dokončí sací zdvih, v dutine sa vytvorí podtlak. Mechanizmus distribúcie plynu otvára sací ventil. Tokom vzduchu sa začne pohybovať prúdenie vzduchu. Pri prechode cez zmiešavaciu komoru karburátora do nej vstupuje určité množstvo paliva (tento objem je regulovaný prúdmi, ktoré sú popísané oddelene). Čistenie vzduchu je zabezpečené vzduchovým filtrom inštalovaným pred karburátorom.

Zmes sa nasáva do valca cez otvorený ventil. Akýkoľvek atmosférický motor má vákuový princíp činnosti. V ňom zmes vzduchu a paliva prirodzene vstupuje pomocou vákua do sacieho potrubia. Primitívny príjem poskytoval vzduch iba do komory karburátora.

Tento systém má významnú nevýhodu - vysokokvalitná prevádzka systému priamo závisí od štruktúry dráhy spojenej s hlavou valca. Rovnako ako MTC prechádza kolektorom, môže na jeho steny spadnúť určité množstvo paliva, čo negatívne ovplyvňuje ekonomiku automobilu.

Keď sa injektor objavil (čo to je a ako funguje, je to povedané oddelene), bolo nevyhnutné vytvoriť plnohodnotný sací systém, ktorý by mal rovnakú funkciu - nasávať vzduch a miešať ho s palivom, ale jeho činnosť by bola riadená elektronikou.

Elektronika efektívnejšie počíta optimálny podiel objemu vzduchu a paliva a udržuje tento parameter v rôznych prevádzkových režimoch spaľovacieho motora. Poskytuje tiež lepšie plnenie valcov pri nízkych otáčkach motora. Toto zlepšenie nasávania jednotky zvyšuje jej výkon bez zvýšenia spotreby paliva. Optimálny pomer vzduchu a paliva je 14.7 / 1. Mechanický typ nasávania nie je schopný udržať tento podiel pri rôznych prevádzkových režimoch jednotky.

Ak predtým malo auto iba vzduchové potrubie, ktorým prirodzene prúdil vzduch (jeho objem bol určený fyzikálnymi vlastnosťami vzduchového potrubia a ovládačov), potom moderný automobil dostane celý systém pozostávajúci z rôznych mechanizmov, ktoré sú elektricky ovládané. Ovláda ich ECU, vďaka čomu sú BTC kvalitnejšie.

Stojí za zmienku, že benzín vrátane benzínu (s použitím neštandardného alebo továrenského LPG) a naftové motory majú podobný sací systém. V závislosti od typu injekcie však môže mať mierne odlišné zariadenie. V inej recenzii popisuje typy vstrekovacích systémov.

Moderný sací systém pracuje synchronizovane s ostatnými systémami na stroji. Napríklad tento zoznam obsahuje recirkuláciu výfukových plynov a vstrekovanie paliva. Na lepšie naplnenie valcov čerstvou časťou zmesi vzduchu a paliva je na vstupe často nainštalované turbodúchadlo. Čo je to turbodúchadlo v aute samostatná kontrola.

Ako funguje sací systém

Nasávací systém pracuje na základe tlakového rozdielu medzi valcom a atmosférou. Zobrazuje sa, keď sa piest posúva do dolnej slepej uličky na sacom zdvihu (pri zdvihu sú sacie a výfukové ventily zatvorené) a ventil, ktorým vstupuje vzduch a palivo do nádrže, je otvorený.

Množstvo vzduchu priamo závisí od veľkosti samotného valca. Tento objem je však nastaviteľný tak, aby motor mohol bežať pri nižších otáčkach, a ak je to potrebné, mohol by sa kľukový hriadeľ viac kľukovať (pri akcelerácii automobilu). Na zmenu prevádzkového režimu sa používa špeciálny vzduchový ventil nazývaný škrtiaci ventil.

 V karburátore je tento prvok spojený s pedálom plynu. Čím viac sa ventil otvorí, tým viac paliva sa nasaje do cesty sacieho potrubia. Vstrekovacie motory dostávajú špeciálnu tlmivku. Má malý elektrický motor, ktorý je pripojený k riadiacej jednotke. Keď vodič stlačí plynový pedál, ECU pomocou programovaných algoritmov určí, v akom rozsahu sa má otvoriť vzduchový ventil.

Na udržanie ideálneho podielu vzduchu a paliva je v blízkosti škrtiacej klapky snímač škrtiacej klapky, ktorého signály sa posielajú do elektronickej riadiacej jednotky (v mnohých moderných systémoch sú nainštalované dva snímače vzduchu: jeden pred tlmičom a druhý za ním). Po prijatí týchto údajov elektronika zvyšuje / znižuje množstvo paliva dodávaného cez vstrekovacie trysky (je popísaná ich štruktúra a princíp činnosti) v inom článku).

V závislosti od typu vstrekovania môže mať sací trakt mierne odlišný dizajn. Napríklad v distribuovanej modifikácii je sací systém zapojený do tvorby zmesi. V tomto prevedení sú injektory inštalované v každej rúrke rozdeľovača čo najbližšie k sacím ventilom. Väčšina moderných vstrekovacích strojov takýto systém prijíma.

Ak má motor priame vstrekovanie (v prípade naftových agregátov je to jediná úprava), potom sací systém zásobuje valce iba čerstvou časťou vzduchu. V tomto prípade je spaľovanie paliva čo najefektívnejšie, pretože miešanie prebieha priamo v dutine valca bez strát v sacom trakte.

Navyše, vďaka konštrukčným vlastnostiam tohto vstrekovania (na sacom potrubí sú nainštalované ďalšie klapky, ktorých synchronizáciu činnosti zaisťuje spoločný hriadeľ s elektrickým pohonom), môže palivový systém zabezpečovať rôzne formovanie zmesi. Existujú dva hlavné typy:

1. Typ vrstvy po vrstve. V tomto režime tryska rozprašuje palivo do valca a distribuuje ho čo najviac do celej komory. Teplota privádzaného vzduchu je vysoká, kvôli čomu sa benzín začne odparovať a lepšie sa zmieša so vzduchom. Tento režim sa používa pri nízkych otáčkach a pri malom zaťažení spaľovacieho motora.
2. Homogénny (homogénny) typ. Je to v podstate chudá zmes. Teoreticky tlak vo valci so zatvorenými ventilmi priamo ovplyvňuje výkon motora počas spaľovania zmesi vzduch - palivo. Z toho môžeme vyvodiť záver, že na zvýšenie krútiaceho momentu pri minimálnej spotrebe paliva je potrebné zvýšiť objem vzduchu vstupujúceho do komory. V prípade distribuovaného vstrekovania sa však pozoruje nasledujúci problém. Ak sa zmení podiel BTC v smere zvyšovania množstva vzduchu (chudá zmes), potom sa takáto zmes zle zapáli. Z tohto dôvodu sa tento typ tvorby zmesi nepoužíva na distribuovaných typoch vstrekovacích systémov. Pokiaľ však ide o priame vstrekovanie, je to skutočné. Štíhle zapaľovanie je možné, pretože v bezprostrednej blízkosti sviečky je nastriekané relatívne malé množstvo paliva. V porovnaní s celkovým množstvom stlačeného vzduchu je vo valci málo paliva, ale vďaka skutočnosti, že v blízkosti elektród zapaľovacích sviečok je obohatený mrak, nestráca motor svoju účinnosť ani pri výraznej úspore paliva.

Tu je rýchla animácia toho, ako obvod VBM funguje:

Ako funguje sacie potrubie? (3D animácia)

V závislosti od typu palivového systému a konštrukcie ovládacích prvkov môže byť týchto režimov ešte viac. Každý z nich je aktivovaný elektronikou, ktorá zaznamenáva otáčky motora a jeho zaťaženie. Na zabezpečenie rôznych spôsobov tvorby zmesi používa každý výrobca svoje vlastné mechanizmy.

Napríklad v niektorých motoroch sú nainštalované špeciálne viacrežimové trysky, v iných sú okrem škrtiacej klapky nainštalované aj sacie ventily. V závislosti od režimu sa môžu otvárať a zatvárať nezávisle na škrtiacej klapke.

Po zhorení zmesi vzduch / palivo sa výfukové plyny odvádzajú výfukom. Toto je iný systém vozidla. Okrem odstránenia výfukových plynov kompenzuje pulzácie toku plynu a znižuje hluk motora (ďalšie informácie o konštrukcii a účele výfukového systému nájdete v tu).

Posilňovač bŕzd tiež čiastočne využíva podtlak generovaný v sacom potrubí. Pozdĺž cesty je vybavená ventilom, ktorý prerušuje systém recirkulácie výfukových plynov.

Schéma moderného sacieho systému obsahuje mnoho rôznych senzorov a akčných členov, ktoré sa v zlomku sekundy prispôsobia prevádzkovému režimu motora alebo zmene záťaže pohonnej jednotky. V niektorých moderných modeloch sa používa špeciálna technológia, ktorej účelom je zlepšiť účinnosť spaľovacieho motora zmenou dĺžky a úseku sacieho traktu.

Táto aktualizácia umožňuje získať maximálny krútiaci moment pri znížených otáčkach motora. Konštrukcia a princíp činnosti kolektora s premennou dĺžkou a prierezom je podrobne popísaný v iný článok.

dizajn

Zariadenie sacieho systému obsahuje nasledujúce prvky:

• Prívod vzduchu. Každý model automobilu má svoj vlastný dizajn. Kľúčovým prvkom v tejto jednotke je vzduchový filter. Je umiestnený v kryte (často ide o vaničku hermeticky uzavretú zo všetkých strán, ale priamo na prívode vzduchu sú nainštalované aj otvorené filtre), ktorá má na jednej strane otvorenú odbočnú rúrku. Týmto otvorom vstupuje vzduch do filtračného prvku, čistí sa a vstupuje do sacieho potrubia. Opisujú sa podrobnosti o vzduchových filtroch tu.
• Škrtiaca klapka. V modernom dizajne je to elektricky ovládaný ventil, ktorý je inštalovaný na potrubí vedenom od prívodu vzduchu k potrubiu. Podľa potreby a zaťaženia motora vydá elektronická riadiaca jednotka príslušný príkaz na otvorenie / zatvorenie klapky. Týmto sa riadi vnútorný prúd vzduchu.
• Prijímač (alebo zberateľ). Medzi škrtiacou klapkou a hlavou valca je inštalované sacie potrubie. Toto je zložité potrubie. Na jednej strane má jednu a na druhej strane niekoľko odbočných rúrok (ich počet závisí od počtu valcov v bloku). Účelom tejto časti je distribuovať vnútorný prúd vzduchu medzi valcami. Ak je palivový systém distribuovaného typu, na každej rúre bude vytvorený otvor, v ktorom bude upevnený vstrekovač paliva. V tomto prípade je sací systém priamo zapojený do tvorby zmesi vzduchu a paliva. Ak má motor priame vstrekovanie (vstrekovače sú v blízkosti zapaľovacích sviečok alebo žeraviacich sviečok pre naftové motory), potom sanie jednoducho reguluje prívod vzduchu.
• Nasávacie klapky. Jedná sa o prídavné ventily, ktoré sú inštalované vo vnútri potrubia potrubia na reguláciu typu tvorby zmesi. Tieto prvky sa používajú v spaľovacích motoroch s priamym vstrekovaním.
• Senzory vzduchu. Zaznamenávajú silu prúdenia vzduchu pred a za tlmičom, ako aj jeho teplotu. Signály z týchto senzorov sa odosielajú do riadiacej jednotky.

ECU je zodpovedná za synchrónnu činnosť všetkých akčných členov sacieho systému. Na základe signálov prijatých z plynového pedála, snímača hmotnostného prietoku a ďalších snímačov, ktorými je vozidlo vybavené, elektronika aktivuje konkrétny algoritmus. Podľa mozgového programu všetky zariadenia súčasne prijímajú príslušné signály.

Načo to je

Ako teda vidíte, bez vysoko kvalitného sacieho systému, ktorý sa skladá z iného počtu senzorov a akčných členov, nie je možné vytvoriť hospodárne, ale zároveň dosť dynamické a ekologické auto.

Jedinou nevýhodou moderných sacích systémov sú náklady a zložitosť údržby. Ak je možné motor karburátora diagnostikovať a opraviť pomocou úsilia skúseného automechanika, potom sa elektronika kontroluje iba na špeciálnom vybavení. Ak ju chcete opraviť, musíte navštíviť špecializované servisné stredisko.

Ako doplnok odporúčame pozrieť si video prednášku o sacom systéme vozidla:

Teória ICE: Nasávacie systémy

Otázky a odpovede:

Čo je nasávanie motora? Ďalším názvom je sací systém. Ide o prívod vzduchu spojený s potrubím, ktoré sa rozvetvuje do niekoľkých potrubí (jedno na valec). Systém je potrebný na prívod čerstvého vzduchu a vytvorenie VTS.

Čo sa stane, ak sa sacie potrubie zväčší? Predĺženie nasávaného potrubia bude mať za následok väčší odpor na vstupe, čo bude mať za následok horšie spaľovanie VTS. To bude mať za následok zníženie krútiaceho momentu a výkonu.