Впускная система двигателя

Основным предназначением впускной системы является впуск в двигатель нужного для того чтобы образовалась топливно-воздушная смесь количества воздуха. При работе двигателя система впуска работает вместе с такими системами: рециркуляции отработанных газов, системой впрыска, улавливания паров бензина, с вакуумным усилителем тормозов. Четкая и слаженная работа всех этих составляющих обеспечивается системой управления двигателем.

Составляющие впускной системы: воздухозаборника, воздушного фильтра, дроссельной заслонки и впускного коллектора.
Воздухозаборник.

Используется для забора воздуха из атмосферы.

Воздушный фильтр.

Это фильтрующий элемент произведенный из специальной бумаги и размещенный в отдельном корпусе. Его предназначение – очистка поступающего в двигатель воздуха от механических частичек. Фильтрующий элемент в воздушном фильтре имеет ограниченный срок эксплуатации, по истечению которого или по мере загрязнения его можно заменить на новый.

Дроссельная заслонка.

Предназначена для регулировки объема входящего в двигатель воздуха в зависимости от объема впрыскиваемого бензина. У двигателей с непосредственным впрыском топлива кроме дроссельной заслонки установлены впускные заслонки. Они служат для обеспечения процесса смесеобразования за счет разделения потока входящего воздуха на два впускных канала. Один канал закрывается заслонкой, а по другому воздух может двигаться свободно.

Впускной коллектор.

Предназначен для разделения потока воздуха между цилиндрами двигателя и придания ему необходимого движения.
Принцип работы системы впуска.

Система впуска двигателя работает из-за разницы давлений в цилиндре двигателя и в атмосфере, которая образуется вместе с тактом впуска.

Объем входящего воздуха при этом будет прямо пропорционален объему цилиндра двигателя. Количество входящего воздуха регулируется различным положением дроссельной заслонки.

У двигателей с непосредственным впрыском бензина наряду с дроссельной заслонкой в работу включены впускные заслонки. Их совместная работа может обеспечить три вида смесеобразования:

1. послойное;
2. бедное гомогенное;
3. стехиометрическое гомогенное.

Первый вид используется тогда, когда работа двигателя обеспечивается на малых и средних оборотах. При послойном смесеобразовании дроссельная заслонка практически все время находится в открытом состоянии и прикрывается только для разряжения.

На втором виде смеси работа двигателя обеспечивается в промежуточных режимах. Впускные заслонки при этом стоят в закрытом положении, а дроссельная открывается вместе с крутящим моментом.

Третий вид используется на высоких оборотах двигателя и высокой нагрузке. Впускные заслонки стоят в открытом положении, а дроссельная открывается соответственно требуемому крутящему моменту.

Нам важно Ваше мнение

Впускная и выпускная системы двигателей

Категория:

   Устройство и работа двигателя

Публикация:

   Впускная и выпускная системы двигателей

Читать далее:

   Топливные системы дизелей

Впускная и выпускная системы двигателей

Системы впуска и выпуска служат для подвода свежего заряда (воздуха или горючей смеси) к цилиндрам двигателя и отвода из них выпускных газов. В двигателях с внешним смесеобразованием во впускной системе также происходит смесеобразование, так как процесс испарения жидкого топлива и смешения его паров с воздухом или смешения горючего газа с воздухом не успевает завершиться в карбюраторе или газовом смесителе.

Общим требованием, предъявляемым к системам впуска и выпуска, является по возможности их малое сопротивление и благоприятное протекание газодинамических явлений в них, что необходимо для уменьшения насосных потерь и увеличения наполнения цилиндра, а также более полного использования энергии выпускных газов в газовой турбине.

Впускная система состоит из воздухозаборников с фильтрами и глушителями шума, компрессоров для сжатия воздуха, охладителей воздуха, впускного трубопровода, или ресивера, и впускных органов.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Компоновка и размеры трубопроводов зависят от типа, назначения и мощности двигателя внутреннего сгорания. Впускной трубопровод двигателя с внешним смесеобразованием делают литым из легких сплавов (обычно алюминиевых). На рис. 85 показан впускной трубопровод автомобильного двигателя. Сечение патрубков выбирают таким, чтобы сохранялась определенная скорость потока. Для улучшения испарения жидкого топлива смесь подогревают горячей водой, циркулирующей в полости. Если впускной и выпускной трубопроводы расположены с одной стороны двигателя, то подогрев смеси осуществляется от выпускного трубопровода. Для этого трубопроводы располагают по возможности ближе один к другому. Впускные трубопроводы дизелей выполняют аналогичным образом, только в этом случае не нужно подогревать воздух. В V-образных двигателях впускной трубопровод часто размещают в развале блока.

В двигателях большой мощности (тепловозных, стационарных, судовых) впускной трубопровод обычно представляет собой цилиндрический ресивер с приваренными к нему патрубками. Воздух поступает в него с торца из воздухоочистителя или компрессора.

Рис. 1. Впускной трубопровод карбюраторного автомобильного двигателя: 1 — воздушная полость; 2 — водяная полость

Двухтактные двигатели, как правило, не имеют впускных трубопроводов. Воздух подается компрессором непосредственно в ресивер, размещаемый в полостях блока или выполняемый в виде отдельных литых или сварных конструкций. В двухтактных дизелях с цилиндрами небольших размеров (автотракторного и тепловозного типа) ресивером являются полости блока или полость между блоками при V-образ-ном или более сложном расположении цилиндров. В двухтактных дизелях большой мощности ресиверы размещают в полостях остова и в емкостях коробчатой или цилиндрической формы, которые крепят к остову двигателя.

Рис. 2. Впускной ресивер двухтактного дизеля

Рис. 3. Выпускной трубопровод двигателя с импульсным наддувом

Выпускная система включает выпускные органы, патрубки, выпускной трубопровод, дожигатели, нейтрализаторы выпускных газов, газовые турбины или другие устройства, необходимые для использования энергии выпускных газов для сжатия воздуха (волновые обменники давления), эжекционные устройства для удаления пыли из воздухоочистителей или для просасывания охлаждающего воздуха, утилизационный котел и глушители шума.

Выпускные трубопроводы на двигателях с цилиндрами небольших размеров выполняют в виде общего трубопровода, отлитого из серого или жаростойкого чугуна. Наиболее простой конструкцией выпускного трубопровода отличаются двигатели без наддува или с наддувом при постоянном давлении перед турбиной турбокомпрессора. В последнем случае выпускной трубопровод имеет большой объем или представляет собой устройство, в котором поток с переменными параметрами преобразуется в поток с постоянными параметрами. Такое устройство называется преобразователем импульсов.

Рис. 4. Охлаждаемый выпускной трубопровод тепловозного двигателя: В – отверстие для перетекания воды; 1 и 4 — секции трубопровода; 2—пароотводящие трубки; 3— рукав; 5, 9 и 17 — пробки; 6 — фланец; 7 — компенсатор; 8 — соединительная трубка; 10 — патрубок перетекающей воды; 11 — сливная трубка; 12 — газовая труба; 13 и 14 — трубы; 15 и 20 — болты; 16 и 21 — прокладки; 18 — втулка; 19 — уплотнительное кольцо

Рис. 5. Схема поршневого компенсатора выпускного трубопровода двигателя ДН 23/30

При использовании импульсной системы наддува давление газов перед турбиной переменное. Поперечное сечение и объем выпускного трубопровода выбирают минимально допустимыми по условию обеспечения лучшего использования энергии выпускных газов в газовой турбине. Наилучшие показатели двигателя при такой системе наддува получаются в том случае, если в один трубопровод происходит выпуск не более чем из трех цилиндров.

Для предохранения обслуживающего персонала от ожогов на судовых и тепловозных двигателях выпускной трубопровод охлаждается водой или покрывается теплоизолирующим материалом. Теплоизолированные трубопроводы более предпочтительны для двигателей с газотурбинным наддувом, так как в этом случае уменьшаются потери энергии выпускных газов.

Рис. 6. Секция охлаждаемого выпускного трубопровода: Б — окно для прохода воды; 1 — крышка; 2 — болт; 3 — штуцер; 4 — штуцер под термопару; 5— крышка секции; 6 — секция; 7 — выпускная коробка

При нагревании и остывании длина выпускного трубопровода изменяется. Поэтому перед трубиной устанавливают компенсаторы. На больших двигателях компенсаторами соединяют также отдельные секции выпускных трубопроводов, которые по технологическим соображениям делают составными. Существует несколько типов компенсаторов. Схема поршневого компенсатора показана на рис. 5. Гофрированная труба компенсатора препятствует утечке выпускных газов, прорывающихся через кольца, и в то же время дает возможность перемещаться наружной и внутренней втулкам между собой в продольном направлении.

На рис. 6 показана секция охлаждаемого выпускного трубопровода двухтактного с противоположно движущимися поршнями двигателя большой мощности. Особенностью конструкции является объединение в одной детали выпускной коробки с секцией собственно выпускного трубопровода.

Что такое впускная система?

Впускная система представляет собой набор компонентов, которые позволяют двигателю внутреннего сгорания вдыхать так же, как выхлопная система позволяет ему выдыхать. Ранние автомобильные впускные системы были просто впускными отверстиями, которые позволяли воздуху беспрепятственно проходить в карбюратор, но современные системы намного сложнее.

Современные безнаддувные воздухозаборники состоят как минимум из четырех основных элементов (впускной коллектор, воздушный фильтр, датчик массового расхода воздуха и корпус дроссельной заслонки), но они по-прежнему выполняют ту же основную функцию, что и простые воздухозаборники в начале автомобили. Другие воздухозаборники включают такие компоненты, как турбокомпрессоры и нагнетатели для увеличения мощности двигателя.

Содержание

• 1 История автомобильных впускных систем
• 2 Компоненты впускной системы
  • 2.1 Турбокомпрессоры и нагнетатели
• 3 Как работает впускная система?
• 4 Отказ системы впуска

История автомобильных систем впуска

На протяжении большей части ранней истории автомобилей системы впуска были чрезвычайно простыми. У первых автомобилей были «системы впуска», которые буквально состояли из ничего, кроме входа свежего воздуха в карбюратор. Это обеспечивало беспрепятственный приток воздуха к карбюратору (а значит и к двигателю, который по мощности хорош, но и с ним были довольно большие проблемы)9.0003

В ранних автомобилях не было ни воздушного, ни топливного фильтров.

Поскольку воздух часто содержит твердые частицы и другой мелкий мусор, особенно в песчаной и пыльной среде, нефильтрованный воздухозаборник может привести к попаданию загрязняющих веществ в карбюратор, что может вызвать целый список проблем. Это привело к разработке первых воздушных фильтров сначала в сельскохозяйственной, а затем в автомобильной промышленности. Согласно Preston Tucker & Others: Tales of Brilliant Automotive Innovators & Innovations, первым серийным автомобилем, оснащенным воздушным фильтром, был Packard 19.15 Твин Шесть.

До введения системы впрыска топлива и компьютерного управления безнаддувные автомобильные системы впуска оставались относительно неизменными. Однако тем временем появились как нагнетатели, так и турбокомпрессоры.

Oldsmobile Jetfire 1962/63 годов был первым серийным автомобилем с турбокомпрессором.

Хотя нагнетатели уходят своими корнями в технологии, предшествовавшие появлению первых автомобилей (и некоторые ранние патенты были выданы до начала 20-го века), первый серийный автомобиль с наддувом появился только в 1921, когда Mercedes оснастил этой технологией две модели. Это добавило нагнетатели Roots к системам впуска Mercedes 6/25/40 и 10/40/65, которые тогда были известны как модели Kompressor.

Первые турбокомпрессоры появились примерно в то же время, но они использовались только в самолетах. В то время в локомотивах, кораблях и других транспортных средствах также использовались дизели с турбонаддувом. Однако первый автомобильный турбокомпрессор не появлялся еще несколько десятилетий. Oldsmobile был первой маркой, представившей нагнетатель, который был включен в 19 модельный год.62/63 Олдсмобиль F85 Джетфайр. Chevrolet также предлагал нагнетатель в 1962 году для ограниченной серии Corvair, которые продавались как «Monza Spyder», а затем как «Corsa».

Следующим крупным достижением в истории систем впуска воздуха стало внедрение других технологий, таких как впрыск топлива и компьютерное управление. Эти технологии и растущие требования к контролю за выбросами привели к разработке таких устройств, как датчики массового расхода воздуха, которые сейчас широко распространены.

Компоненты системы впуска

Простейшие системы впуска состоят не более чем из впускного отверстия для свежего воздуха, но современные (с впрыском топлива) системы обычно включают:

• воздушный фильтр
• расходомер воздуха или датчик
• впускной коллектор
• корпус дроссельной заслонки

Вверху: впускной коллектор
В середине: корпус дроссельной заслонки
Внизу: корпус воздушного фильтра (включая MAF)

Турбокомпрессоры и нагнетатели

Помимо этих основных элементов, двигатели с наддувом и турбонаддувом включают дополнительные компоненты впуска. Эти системы отличаются от двигателей без наддува тем, что в них используется либо турбина с приводом от выхлопных газов (турбокомпрессоры), либо насос с приводом от двигателя (нагнетатели) для увеличения объема воздуха, проходящего через систему впуска.

Как работает система впуска?

Чтобы понять, как работает система впуска, полезно представить двигатель внутреннего сгорания в виде большого воздушного насоса. Он всасывает воздух с одного конца (впуск) и выбрасывает воздух с другого конца (выпуск). Для того, чтобы этот процесс происходил в современных двигателях, постоянно должно быть доступно точное количество чистого отфильтрованного воздуха. Это означает, что система впуска воздуха в основном работает следующим образом:

• обеспечивая доступ воздуха к двигателю
• фильтрация воздуха
• сообщает объем воздуха в блок управления двигателем

Имея это в виду, типичная система впуска в современном автомобиле с впрыском топлива начинается с впускного коллектора, который крепится к головке блока цилиндров. Этот коллектор соединяется с впускными отверстиями на головке блока цилиндров, что позволяет подавать либо воздух, либо воздушно-топливную смесь во время такта впуска каждого цилиндра. Конкретная конфигурация впускного коллектора может широко варьироваться от одного приложения к другому, но обычно они прикреплены к корпусу дроссельной заслонки, который является компонентом, который непосредственно регулирует поток воздуха во впуске.

В большинстве случаев корпус дроссельной заслонки — это компонент, которым вы фактически управляете с помощью педали «газа». Когда вы нажимаете на «газ», вы фактически открываете дроссельную заслонку, что позволяет большему количеству воздуха поступать в двигатель. В то время как большинство двигателей с впрыском топлива имеют один корпус дроссельной заслонки, некоторые из них имеют более одного.

В более старых автомобилях использовались карбюраторы, которые представляли собой компоненты, которые по существу объединяли функциональность топливных форсунок и корпусов дроссельной заслонки в одном компоненте.

Отказ системы впуска

Нагар может вызвать проблемы с работой корпуса дроссельной заслонки.

Поскольку системы впуска состоят из множества различных компонентов, существует множество вещей, которые могут пойти не так. Чаще всего выходит из строя воздушный фильтр, так как он со временем засоряется и требует замены. Когда воздушный фильтр засоряется, он не позволяет двигателю «вдыхать воздух», что может привести к серьезной потере мощности. Кроме того, воздушные фильтры могут быть загрязнены газом или маслом из-за определенных проблем с двигателем. Когда это происходит, необходимо заменить воздушный фильтр, но также необходимо устранить основную проблему (например, прорыв газов и т. д.).

Другие проблемы могут возникнуть с впускным коллектором, дроссельной заслонкой и различными датчиками. Утечка во впускном коллекторе позволяет дополнительному воздуху попасть в систему, которая не контролируется, что приведет к проблемам с управляемостью. Утечки в шлангах, трубках или разъемах между корпусом дроссельной заслонки и датчиком массового расхода воздуха также могут вызывать проблемы по тем же причинам, что и неисправный датчик массового расхода воздуха. Компоненты в корпусе дроссельной заслонки, такие как датчик положения дроссельной заслонки и регулятор холостого хода, также могут вызывать проблемы, как и закоксовывание, загрязнение или внутренние механические неисправности внутри самого корпуса дроссельной заслонки.

Различные типы систем забора воздуха

Пейдж Песко 07 мая 2021 г.

Если вы не знаете, что такое воздухозаборник, то вы попали по адресу! Проще говоря, система впуска воздуха всасывает больше воздуха в двигатель вашего пикапа. Система не только охлаждает двигатель, но и помогает генерировать больше лошадиных сил. По сути, лучший непрерывный воздушный поток означает лучшую мощность на дороге. Система впуска воздуха состоит из трех различных частей, включая корпус дроссельной заслонки, воздушный фильтр и датчик массового расхода воздуха. Эти три компонента работают вместе, чтобы увеличить мощность двигателя и снизить расход топлива. Система впуска воздуха подает воздух во впускной коллектор, контролируя количество воздуха в камере сгорания. Прежде чем отправиться в интернет, чтобы купить его самостоятельно, прочитайте это руководство по различным типам систем впуска воздуха. Таким образом, вы можете получить лучшую производительность системы впуска воздуха для двигателя вашего автомобиля в Specialty Performance Parts.

Три типа систем впуска воздуха:

• Впуск холодного воздуха
• Напорный воздухозаборник
• Короткий впускной коллектор

Узнайте о различиях между тремя моделями и, возможно, вы найдете то, что идеально подходит для ваших нужд.

Впуск холодного воздуха

Системы впуска холодного воздуха хороши тем, что холодный воздух плотнее и насыщен кислородом, чем горячий воздух. Проще говоря, ваш двигатель увидит увеличение мощности с более холодным и плотным воздухом, что также поможет топливной экономичности автомобиля. Холодные воздухозаборники могут сделать это, потому что их воздушные фильтры расположены дальше от моторного отсека, чем другие воздухозаборники.

Эта впускная система также имеет теплозащитный экран вокруг фильтра, чтобы поток воздуха оставался как можно более холодным. Как правило, вы заметите воздухозаборники холодного воздуха за решетками и бамперами в моторном отсеке. Поскольку эти устройства настолько эффективны для повышения производительности двигателя, в нашем ассортименте аксессуаров F150 Raptor доступны воздухозаборники для холодного воздуха.

Напорный воздухозаборник

Напорный воздухозаборник имеет общий фактор с системами впуска холодного воздуха — оба устройства могут подавать более холодный воздух к вашему двигателю внутреннего сгорания. Однако впускные фильтры набегающего воздуха расположены в передней части автомобиля, рядом с двигателем. Не стесняйтесь спрашивать вашего поставщика запчастей, есть ли у его воздухозаборников теплозащитные экраны, чтобы защитить их от перегрева. Если двигатель генерирует горячий воздух, зачем размещать эту впускную систему в передней части автомобиля? Ответ заключается в том, что системы напорного впуска направляют богатый кислородом холодный воздух в двигатель, всасывая его, когда автомобиль движется вперед. Такая установка может нанести мощный удар по дороге и положительно повлиять на эффективность двигателя.

Короткий впускной коллектор

Если вы ищете прирост мощности, который не будет занимать столько места, как другие системы, подумайте о коротком впускном коллекторе. Из-за меньшего размера эта система впуска подает воздух в двигатель быстрее, чем варианты выше. Тем не менее, воздух поступает из моторного отсека, а это означает, что системы с коротким поршнем не будут обеспечивать поток холодного воздуха, который обеспечивают другие варианты в этом списке. Тем не менее, короткие приемы пищи не бесполезны. На самом деле, они идеально подходят для тех, кто ищет лучшую реакцию дроссельной заслонки.

Как видите, изучить различные типы систем впуска воздуха очень просто. Теперь, надеюсь, найти лучшую автомобильную впускную систему для вашей поездки тоже будет просто. В Specialty Performance Parts у нас есть широкий выбор высокопроизводительных деталей для вашего конкретного автомобиля, чтобы обеспечить максимальную производительность и выходную мощность по сравнению с вашей стандартной системой.