Что такое впуск на машине

Система впуска автомобиля

Работа любого ДВС основана на сгорании смеси воздуха и топлива в цилиндрах агрегата. Помимо того, что воздух и горючий материал (бензин, дизель или газ) нужно подать в каждый цилиндр, нужен точный расчет объема каждой субстанции, и качественно их смешать. По мере совершенствования моторов улучшаются и системы, которые необходимы для их максимального КПД.

Эффективность двигателя зависит не только от качества топливной системы и работоспособности зажигания. Если топливо плохо перемешается с воздухом, большая его часть не сгорит, а будет удалено из автомобиля через выхлопную трубу (о том, как это повлияет на каталитический нейтрализатор, рассказано здесь). Для повышения экономичности, экологичности и эффективности улучшаются разные параметры силового агрегата.

Рассмотрим, какую роль в этом играет впускная система, из каких элементов она состоит, какое ее назначение, какой принцип ее работы.

Что такое система впуска автомобиля

Старые моторы, которые еще встречаются в автомобилях отечественного производства, не имели системы впуска как таковой. Карбюраторный мотор имеет впускной коллектор, патрубок которого проходит через карбюратор к воздухозаборнику. Само устройство имеет следующий принцип работы.

Когда поршень в конкретном цилиндре выполняет такт впуска, в полости образуется разрежение. Газораспределительный механизм открывает впускной клапан. По каналу коллектора начинает двигаться воздушный поток. Проходя через смесительную камеру карбюратора, в него попадает некоторое количество топлива (этот объем регулируется жиклерами, о которых рассказывается отдельно). Очистка воздуха обеспечивается воздушным фильтром, установленным перед карбюратором.

Смесь всасывается в цилиндр через открытый клапан. Вакуумный принцип работы имеет любой атмосферный двигатель. В нем воздушно-топливная смесь попадает естественным путем при помощи разрежения во впускном коллекторе. Примитивный впуск лишь обеспечивал поступление воздуха в камеру карбюратора.

У этой системы есть существенный недостаток – качественная работа системы напрямую зависит от того, какое строение имеет тракт, подсоединенный к головке блока цилиндров. Также по мере прохождения ВТС через коллектор некоторое количество топлива может попадать на его стенки, что отрицательно сказывается на экономичности авто.

Когда появился инжектор (о том, что это такое и как он работает, рассказывается отдельно), появилась необходимость в создании полноценной системы впуска, которая имела бы такую же функцию – осуществлять забор воздуха и смешивать его с топливом, но управление ее работой выполнялось бы электроникой.

Электроника более эффективно рассчитывает оптимальную пропорцию объема воздуха и топлива и поддерживает этот параметр на разных режимах работы ДВС. Также она обеспечивает лучшее наполнение цилиндров на малых оборотах мотора. Такое улучшение во впуске агрегата увеличивает его производительность без увеличения расхода горючего. Оптимальный показатель соотношения объема воздуха к количеству топлива составляет 14.7/1. Механический вид впуска не способен поддерживать эту пропорцию на разных режимах работы агрегата.

Если раньше машина имела только воздуховод, по которому естественным путем поступал воздух (его объем обусловливался физическими свойствами воздушного тракта и исполнительных устройств), то современный автомобиль получает целую систему, состоящую из разных механизмов, имеющих электрическое управление. Они контролируются ЭБУ, благодаря чему ВТС получается более качественной.

Стоит упомянуть, что бензиновый, в том числе газовый (используется нештатное или заводское ГБО), и дизельный моторы получают похожую систему впуска. Однако в зависимости от типа впрыска она может иметь несколько отличающееся устройство. В другом обзоре рассказывается о разновидностях инжекторных систем.

Современная впускная система работает синхронно и с другими системами машины. Например, в этот список входит рециркуляция отработанных газов и впрыск топлива. Чтобы цилиндры более качественно наполнялись свежей порцией воздушно-топливной смесью, на впуске часто устанавливается турбонагнетатель. О том, что такое турбокомпрессор в машине, есть отдельный обзор.

Принцип работы впускной системы

Впускная система работает на основе разницы давления в цилиндре и в атмосфере. Она появляется, когда поршень движется к нижней мертвой точке на такте впуска (когда выполняется такт рабочего хода, впускной и выпускной клапаны закрыты), а клапан, через который в емкость поступает воздух с топливом, открыт.

Количество воздуха напрямую зависит от размеров самого цилиндра. Однако этот объем регулируется, чтобы мотор мог работать на пониженных оборотах, а при необходимости коленвал можно было раскрутить сильнее (когда машина разгоняется). Для изменения режима работы используется специальный воздушный клапан, который называется дроссельная заслонка.

В карбюраторе этот элемент связан с педалью акселератора. Чем сильнее открывается клапан, тем больше топлива затягивается в тракт впускного коллектора. Инжекторные моторы получают особенный дроссель. В нем имеется небольшой электродвигатель, который подключен к блоку управления. Когда водитель нажимает на педаль газа, ЭБУ при помощи запрограммированных алгоритмов определяет, до какой степени открыть воздушный клапан.

Чтобы сохранялась идеальная пропорция воздуха и топлива, возле дросселя стоит дроссельный датчик, сигналы от которого поступают на электронный блок управления (во многих современных системах устанавливается два датчика воздуха: один перед заслонкой, а другой за ней). Получив эти данные, электроника увеличивает/уменьшает количество горючего, которое подается через форсунки инжектора (об их устройстве и принципе работы рассказывается в другой статье).

В зависимости от типа впрыска впускной тракт может иметь несколько отличающуюся конструкцию. Например, при распределенной модификации впускная система участвует в смесеобразовании. В такой конструкции форсунки установлены в каждом патрубке коллектора максимально близко к впускным клапанам. Такую систему получает большинство современных инжекторных машин.

Если двигатель имеет непосредственный впрыск (в случае с дизельными агрегатами это единственная модификация), то система впуска только обеспечивает питание цилиндры свежей порцией воздуха. В этом случае сгорание топлива максимально эффективное, так как смешивание происходит непосредственно в полости цилиндра без потерь на впускном тракте.

Причем благодаря особенности конструкции этого впрыска (на впускном коллекторе установлены дополнительные заслонки, их синхронность работы обеспечивает общий вал с электроприводом) топливная система может обеспечивать разное смесеобразование. Вот два основных типа:

1. Послойный тип. В этом режиме форсунка распыляет горючее в цилиндр, максимально распределяя его по всей камере. Температура поступившего воздуха высокая, благодаря чему бензин начинает испаряться, лучше смешиваясь с воздухом. Такой режим используется на малых оборотах и при небольших нагрузках на ДВС.
2. Однородный (гомогенный) тип. По сути, это обедненная смесь. В теории давление в цилиндре при закрытых клапанах напрямую влияет на отдачу мотора в процессе сгорания воздушно-топливной смеси. Из этого можно сделать заключение, что для повышения крутящего момента при минимальном расходе топлива нужно увеличить объем поступающего в камеру воздуха. Однако в случае с распределенным впрыском наблюдается следующая проблема. Если пропорция ВТС будет изменена в сторону увеличения количества воздуха (обедненная смесь), то такая смесь плохо будет воспламеняться. По этой причине на распределенных типах инжекторных систем такой тип смесеобразования не используется. Но что касается непосредственного впрыска, это осуществить реально. Воспламенение обедненной смеси возможно благодаря тому, что сравнительно малый объем топлива распыляется в непосредственной близости к свече зажигания. По сравнению с общим количеством сжатого воздуха топлива в цилиндре мало, но благодаря тому, что возле электродов свечи находится обогащенное облако, мотор не теряет своей эффективности даже при значительной экономии топлива.

Вот небольшая анимация того, как работает схема с изменяемым смесеобразованием:

Когда воздушно-топливная смесь сгорела, отработанные газы удаляются через выпуск. Это уже другая система автомобиля. Помимо удаления выхлопа она компенсирует пульсации газового потока и снижает шум мотора (подробней об устройстве и назначении выхлопной системы читайте здесь).

Усилитель тормозов тоже частично задействует разрежение, образующееся во впускном коллекторе. Попутно он оснащен клапаном, отсекающим систему рециркуляции выхлопных газов.

Схема современной системы впуска включает множество разных датчиков и исполнительных устройств, благодаря чему она за доли секунды подстраивается под режим работы мотора или изменяющихся нагрузок на силовой агрегат. В некоторых современных моделях используется особенная технология, цель которой – улучшить эффективность ДВС при помощи изменения длины и сечения впускного тракта.

Такая модернизация позволяет извлечь максимальный крутящий момент на пониженных оборотах атмосферного двигателя. Подробно конструкция и принцип работы коллектора с изменяемой длиной и сечением рассказывается в другой статье.

Конструкция

В устройство системы впуска входят следующие элементы:

• Воздухозаборник. У каждой модели авто этот элемент имеет свою конструкцию. Ключевой элемент в этом узле – воздушный фильтр. Он помещен в корпус (часто это герметично закрытый со всех сторон лоток, но встречаются и открытые фильтры, установленные непосредственно на воздухозаборник), который с одной стороны имеет открытый патрубок. Через это отверстие воздух попадает на фильтрующий элемент, очищается и поступает в трубу впускной системы. Подробно о воздушных фильтрах рассказывается здесь.
• Дроссель. В современном исполнении это клапан с электроприводом, который устанавливается на трубу, идущую от воздухозаборника до коллектора. В зависимости от потребностей и нагрузок мотора электронный блок управления подает соответствующую команду на открытие/закрытие заслонки. Благодаря этому контролируется внутренний поток воздуха.
• Ресивер (или коллектор). Между дросселем и головкой блока цилиндров устанавливается впускной коллектор. Это труба сложной конструкции. С одной стороны она имеет один, а с другой – несколько патрубков (их количество зависит от числа цилиндров в блоке). Назначение этой детали в том, чтобы распределять внутренний поток воздуха по цилиндрам. Если топливная система распределенного типа, то на каждом патрубке будет сделано отверстие, в котором будет закреплена топливная форсунка. В таком случае впускная система принимает непосредственное участие в образовании воздушно-топливной смеси. Если мотор имеет непосредственный впрыск (форсунки стоят возле свечей зажигания или свечей накала у дизельных моторов), тогда впуск просто регулирует подачу воздуха.
• Впускные заслонки. Это дополнительные клапаны, которые устанавливаются внутри патрубков коллектора, чтобы регулировать тип смесеобразования. Данные элементы используются в ДВС с непосредственным впрыском.
• Датчики воздуха. Они фиксируют силу потока воздуха перед заслонкой и за ней, а также его температуру. Сигналы от этих сенсоров поступают на блок управления.

За синхронную работу всех исполнительных механизмов впускной системы отвечает ЭБУ. На основании сигналов, полученных от педали газа, датчика массового расхода и других сенсоров, которыми оснащен транспорт, электроника активирует конкретный алгоритм. В соответствии с программой «мозгов» все устройства одновременно получают соответствующие сигналы.

Для чего нужна

Итак, как видно, без качественной впускной системы, состоящей из разного количества датчиков и исполнительных механизмов, невозможно создать экономичный, но вместе с тем достаточно динамичный и экологичный автомобиль.

Единственный недостаток современных систем впуска заключается в дороговизне и сложности обслуживания. Если карбюраторный мотор можно диагностировать и отремонтировать усилиями бывалого автомеханика, то электроника проверяется только на специальном оборудовании. Для ее ремонта нужно посетить специализированный сервисный центр.

В качестве дополнения предлагаем посмотреть видеолекцию о впускной системе автомобиля:

4.10 Система впуска и выпуска

Эта система состоит из нескольких элементов, которые обеспечивают подвод воздуха ко впускным каналам головки блока цилиндров. Также она влачит на себе бремя очистки воздуха, который, в основном, содержит пыль, грязь и песок.

Рисунок 4.41 Элементы системы впуска.

Итак, вся система впуска состоит из следующих элементов:

• воздухозаборника;
• корпуса воздушного фильтра с фильтрующим элементом;
• воздуховода (ов);
• дроссельной заслонки;
• ресивера (не всегда);
• впускного коллектора;
• системы дополнительного (промежуточного) охлаждения воздуха, если автомобиль с системой наддува

Примечание
На рисунке 4.41 нет элементов системы промежуточного охлаждения воздуха.

Рассмотрим все по отдельности.

Воздухозаборник

Зачастую, это пластиковая деталь, призванная, о чем можно догадаться из ее названия, «забирать воздух». Расположен он, чаще всего, максимально близко к передней части моторного отсека, обычно над радиатором (пример воздухозаборника приведен на рисунке 4.41). Деталь ответственная, особенно если автомобиль относится к классу внедорожников, хозяева которых эксплуатируют их в жестких бездорожных условиях, к которым относится преодоление ручейков и рек вброд.

Но, независимо от класса и условий эксплуатации автомобиля, воздухозаборник стараются установить повыше – дальше от дорожной грязи и пыли.

Воздушный фильтр

Это одна из самых простых и в то же время незаменимых деталей автомобиля. Воздушный фильтр призван очищать поступающий извне воздух от загрязнений и частиц пыли. Если бы не было фильтра, то попадающие внутрь инородные частицы превращались бы в «наждачную бумагу», исправно продирающую зеркало цилиндра (что это такое мы рассматривали в разделе «Описание устройства простейшего двигателя»). К чему приводит такая «обработка», можно не объяснять. Схематическое изображение корпуса воздушного фильтра приведено на рисунке 4.41.

Воздуховоды

Воздуховодами (рисунок 4.41) называются воздушные патрубки, соединяющие воздухозаборник с корпусом фильтра, а его, в свою очередь, с корпусом дроссельной заслонки и в конце — заслонку с ресивером.

Дроссельная заслонка

Дроссельная заслонка — устройство, регулирующее количество поступающего в цилиндры двигателя воздуха. Дроссельная заслонка в корпусе представлена на рисунке 4.42. В сборе она представляет из себя корпус в виде трубки с установленной на оси внутри нее заслонкой. Через трос заслонка соединена с педалью акселератора («газа»). Вы нажимаете на педаль газа, трос перемещается и поворачивает заслонку на какой-то угол. Соответственно, через открытую заслонку начинает поступать большее количество воздуха, электроника «дает команду», и система питания начинает подавать больше топлива.

Рисунок 4.42 Внешний вид дроссельной заслонки.

Примечание
Более подробное описание работы системы питания дано в разделе «Система питания современных двигателей».

Ресивер

Ресивер предназначен для накопления определенного количества очищенного воздуха перед впускным коллектором и более равномерной его подачи в цилиндры. Пример ресивера представлен на рисунке 4.41.

Впускной коллектор

Впускной коллектор (рисунок 4.41) является посредником между воздушными патрубками и головкой блока цилиндров. В него также устанавливаются топливные форсунки, если в автомобиле предусмотрена система распределенного впрыска. Иногда, в зависимости от конструкции, непосредственно на впускной коллектор устанавливается дроссельная заслонка.

Система дополнительного (промежуточного) охлаждения воздуха

Эта система призвана охлаждать накачиваемый компрессором (если таковой установлен) воздух, направленный в цилиндры двигателя. Делается это с одной целью – увеличить степень наполнения цилиндра за счет повышения плотности воздуха путем охлаждения. Система включает в себя патрубки-воздуховоды, соединяющие компрессор с дроссельной заслонкой, в которые последовательно вмонтирован радиатор с воздушным или жидкостным охлаждением.

Примечание
Степень наполнения цилиндра характеризуется коэффициентом наполнения, который равен отношению объема поступившего воздуха к объему цилиндра.

Примечание
На автомобильные двигатели часто для повышения мощности и крутящего момента устанавливают компрессоры, которые могут быть двух типов: приводные и турбокомпрессоры. Первый тип компрессоров приводится непосредственно от коленчатого вала через приводной ремень, цепь или шестерни. Существует множество компрессоров данного типа. Турбокомпрессор состоит из двух частей – турбины и компрессора. Турбина и компрессор закреплены на одном валу. Турбину раскручивает поток отработанных газов, вместе с ней раскручивается компрессор, закачивая в цилиндры дополнительное количество воздуха.

Система выпуска

Система выпуска необходима для отвода отработанных газов и снижения шума при их выхлопе. Состоит из выпускного коллектора и выхлопной трубы. В современных двигателях для улучшения экологических показателей дополнительно между выпускным коллектором и выхлопной трубой устанавливается каталитический нейтрализатор.

Рисунок 4.43 Система выпуска.

Выпускной коллектор

Выпускной коллектор (схематически изображен на рисунке 4.43) — это деталь, устанавливаемая непосредственно на головку блока цилиндров и предназначенная для перенаправления отработанных газов далее – в выхлопную трубу.

Этот элемент системы выпуска сильно нагревается, потому в современных автомобилях прикрыт термоизоляционной крышкой. Выпускной коллектор может иметь различную форму, быть изготовленным различными способами и представлять собой литую деталь или набор патрубков (смотрите рисунок 4.44) одинаковой длины, изогнутых в причудливые формы (в быту часто называют «паук»). Сделано это для улучшения отвода отработанных газов от одного цилиндра за счет разряжения, создаваемого при выхлопе газов из другого (следующего согласно «тактности»).

Рисунок 4.44 Двигатель с выпускным коллектором из патрубков.

Каталитический нейтрализатор

Каталитический нейтрализатор — устройство, предназначенное для «дожигания» несгоревшего топлива, которое содержится в отработанных газах, и «удаления» части вредных веществ. Не будем вдаваться в подробности химических процессов, происходящих внутри данного устройства, просто скажем о том, что установка данного прибора значительно снизила выбросы вредных веществ, содержащихся в отработанных газах.

Примечание
В основном, срок службы каталитического нейтрализатора равен сроку службы автомобиля. Однако в отечественных условиях эксплуатации, при использовании топлива низкого качества, в которое, вопреки нормам, добавляют этилированные присадки, специальное пористое наполнение катализатора разрушается, что приводит к ухудшению работы двигателя в целом. В отдельных случаях частицы разрушающегося рабочего элемента попадают в цилиндры, что приводит к выходу из строя поршневой группы.

Выхлопная труба

Выхлопная труба (рисунок 4.43 и 4.45) представляет собой трубку, состоящую из нескольких секций, в промежутках которой установлены глушители.

Рисунок 4.45 Выхлопная труба в сборе.

Дело в том, что сгорание топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя происходит настолько быстро, что получается почти взрыв и, как только выпускной клапан открывается, звук начинает распространяться от выпускного канала в головке блока через выпускной коллектор в выхлопную трубу. Дабы исключить грохот и шум, придумали глушители, которые, хоть и отбирают какую-то долю мощности двигателя, но делают это исключительно с благими намерениями – чтобы работа двигателя была по возможности незаметной.

Система впуска автомобиля

Двигатели автомобиля постоянно совершенствуются, что в свою очередь приводит не только к осложнению конструкции узлов и механизмов, но и появлению новых систем. Таковой, к примеру, является система впуска, которая появилась с широким внедрением электроники в конструкции силовых установок.

На карбюраторных моторах впускная система отсутствовала как таковая, хотя ее некоторые составные части использовались – воздухозаборник, фильтрующий воздушный элемент, коллектор. В их задачу входила подача воздуха в двигатель, а после прохождения воздушного потока через карбюратор – топливовоздушной смеси в цилиндры. С появлением инжекторов с электронным управлением, конструкция элементов, обеспечивающих наполнение воздухом камер сгорания, усложнилась, добавились новые, в результате образовалась полноценная система впуска.

Система продолжает выполнять все ту же задачу – наполнение цилиндров воздухом. Но за счет использования электронного управления, удается обеспечить заполнение цилиндров оптимальным количеством воздуха в любых режимах работы мотора. Это позволяет поддерживать требуемые пропорции топливовоздушной смеси для получения максимального выхода мощности при минимально возможном расходе топлива. Оптимальная пропорция для смеси является 14,7 частей воздуха на 1 часть топлива. Именно этот состав и старается поддерживать впускная система практически на любом режиме работы мотора.

Конструкция

Такое функционирование системы впуска обеспечивается использованием электроники. А это значит, что все составные элементы ее делятся на три основных категории:

1. Следящие устройства (датчики)
2. Блок управления (ЭБУ, он же ЭСУД)
3. Исполнительные механизмы

Первые контролируют ряд параметров и на основе их показаний ЭБУ подает сигналы на исполнительные устройства, благодаря чему и корректируется количество подаваемого воздуха.

Система впуска Audi RS4

Следящих устройств, используемых в конструкции впускной системы – достаточно много. Она включает в себя такие датчики как:

Система впуска Audi RS4

• массового расхода воздуха или ДМРВ (расходомер);
• температуры воздуха в коллекторе;
• давления (атмосферного, в коллекторе);
• положения заслонок;
• положения клапана системы рециркуляции отработанных газов.

Это общий перечень следящих устройств, которые может включать система впуска. В определенных конструкциях моторов каких-то из них может и не быть. К примеру, на некоторых моторах ДМРВ не устанавливается, а его функцию выполняет датчик давления в коллекторе.

Основными из указанных следящих устройств являются ДМРВ и температурный датчик. Они подают на блок управления информацию о нагрузке на силовую установку. Остальные же датчики являются вспомогательными и обеспечивают информацией, на основе которой ЭБУ принимает более верные решения.

Датчик температуры воздуха в коллекторе

Поскольку впускная система, как и другие, управляется ЭБУ, то понятно, что она взаимодействует с рядом из них. Ее работа «переплетается» с системами:

• впрыска;
• рециркуляции отработанных газов;
• улавливания топливных паров.

Также она взаимодействует с усилителем тормозной системы (вакуумным).

Элементы впускной системы

Конструкция исполнительного механизма включает в себя ряд элементов, указанных выше, а также некоторые другие. Он включает в себя:

• заборник;
• фильтрующий элемент;
• дроссельный узел;
• коллектор;
• соединительные трубопроводы;
• резонатор.

В инжекторных системах с прямым впрыском исполнительный механизм включает в себя также впускные заслонки.

Коллектор в системе прямого впрыска автомобилей VW

Назначение составных частей. Принцип работы

Всасывание воздуха, как и ранее, производится за счет разрежения, создаваемого в цилиндрах на такте впуска (поршень уходит вниз, впускные клапаны открыты).

Заборник обеспечивает всасывание воздуха из атмосферы. Фильтрующий элемент проводит его очистку от загрязняющих элементов (фильтр – целлюлозный и относиться к расходным материалам).

Резонатор устанавливается на впуске до воздушного фильтра, также может быть малый резонатор после него и перед дроссельной заслонкой. Его основной задачей является снижение шума, исходящего от двигателя при сгорании топлива и разделение воздушных потоков. И это не все, еще он сглаживает пульсации воздуха и защищает двигатель от гидроудара.

Основным дозирующим элементом является дроссельный узел. За счет заслонки он регулирует объем воздуха, подающегося в коллектор. Дроссельная заслонка присутствовала и в карбюраторном двигателе. Но там ее открытие управлялось водителем за счет механической связи ее с педалью газа. В современном инжекторе же все чаще дроссель работает от электрического привода, которым управляет ЭБУ. Это позволяет, на основе показаний датчиков, а также положения педали акселератора, блоку определить угол открытия заслонки, чтобы обеспечить подачу точного количества воздуха.

Впускная система двигателя с непосредственным впрыском топлива

В дизелях и инжекторных моторах с непосредственным впрыском коллектор обеспечивает распределение поступающего воздуха по цилиндрам. В инжекторах же с распределенной подачей топлива он дополнительно используется для обеспечения смесеобразования (в коллектор устанавливают форсунки, которые впрыскивают бензин в проходящий поток). Также разрежение, создающееся в коллекторе, используется для функционирования усилителя тормозов, он включает в себя еще и клапан системы рециркуляции отработанных газов.

Впускная система функционирует очень просто: за счет такта впуска цилиндры создают разрежение, что приводит к засасыванию воздуха из атмосферы. При этом датчики улавливают требуемые параметры – скорость его движения, температуру перед и за дросселем и т.д. На основе этих данных, положения педали газа, а также на информации, поступающей от датчиков системы впрыска, ЭБУ подает сигнал на привод дроссельного узла, и его заслонка открывается на угол, который обеспечит подачу в коллектор требуемого количества воздуха.

Поскольку ЭБУ собирает информацию со всех следящих устройств постоянно, то реакция на изменение режима работы мотора – очень высокая, соответственно система впуска быстро подстраивается под новые условия, обеспечивая оптимальное смесеобразование.

Новые наработки

Конструкторы постоянно совершенствуют устройство составных частей двигателя, касается это и системы впуска.

Они улучшают используемые датчики, чтобы повысить их точность и долговечность. В основном, это сводится к использованию новых принципов работы.

Более интересными являются наработки, касающиеся конструкции элементов исполнительного механизма, в частности – коллектора.

К примеру, инжекторные моторы с прямым впрыском оснащаются коллекторами с дополнительными заслонками – впускными (они же – вихревые). При этом вносятся конструктивные изменения и в головке блока. Такая впускная система подразумевает наличие двух каналов подачи воздуха к впускным клапанам. И разделение этих каналов делается в головке блока. Используемые впускные заслонки применяются для перекрытия этих каналов.

Система впуска такой конструкции позволяет получить три типа смесеобразования для обеспечения максимально эффективной работы силового агрегата:

1. Послойное
2. Обедненное гомогенное
3. Стехиометрическое гомогенное

А суть этой доработки сводится к тому, что на определенных режимах впускные заслонки перекрывают тот или иной канал, чтобы получить требуемое смесеобразование.

Еще один вариант конструктивного исполнения коллектора впускной системы – переменной длины. Суть работы этого коллектора сводится к тому, что при холостом ходу воздух движется по длинному пути, но при начале работы мотора под нагрузкой открывается специальный клапан, который сокращает путь движения воздуха, что обеспечивает более быстрое наполнение цилиндров воздухом.

Коллектор двигателя HEMI

В дальнейшем, возможно появление еще каких-то более интересных решений для получения максимальной эффективности работы этой составляющей силового агрегата.

Что такое коллектор. Впускной и выпускной в устройстве автомобиля. Да все просто.

НУ что вот и добрались мы до этих узлов в автомобиле, уж сколько мы говорили о коллекторах просто не счесть. Сколько мне задавали про них вопросов — очень много. Поэтому сегодня настал тот момент, когда стоит открыть занавес и подробно рассказать про эти «сложные узлы». НА машинах их всего два, это впускной и выпускной тип, не смотря на похожее строение, выполняют они совершенно различные функции двигателя …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

• Строение обоих вариантов
• Впускной коллектор
• Выпускной коллектор
• Могут ли сломаться?
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ + ВИДЕО

Для начала начнем с определения.

Коллектор – это часть впускного или выпускного тракта систем автомобиля. Обычно «впускной» служит для подвода и смешения топливной смеси до цилиндров двигателя, а вот «выпускной» наоборот отводит уже сгоревшие газы в катализатор, и после в глушитель.

Если можно так выразиться — стоят они зачастую «бок о бок» друг от друга, хотя и не соприкасаются вовсе. Скажу больше зачастую материалы, из которых они сделаны, категорически отличаются.

Строение обоих вариантов

Если утрировать то коллектора это 4 трубы, которые соединяются в одну. То есть своего рода «штаны», только на четыре «штанины». Нужно отметить, что бывают и на «две – три» или даже «шесть» труб. Такое устройство обусловлено количеством цилиндров в двигателе, как мы знаем на автомобиле «ОКА» было всего два цилиндра (две трубы), например на новых FORD есть варианты с тремя (трехтрубный), а на некоторых представительских авто – шесть цилиндров (шеститрубный). Причем это будут как впускной, так и выпускной коллектора.

Вот только верхняя точка, где один выход у них будут отличаться:

Впускной – подключается к системе подачи воздуха или топлива, поэтому в «верхней точке» будет стоять либо карбюратор, либо дроссельная заслонка.

Выпускной – подключается к глушителю, отводит отработанные газы. Сейчас зачастую подключается к катализатору.

Теперь подробнее о каждом из типов.

Впускной коллектор

Основная задача — подвести топливную смесь, либо воздух к цилиндрам двигателя. На данный момент есть две основные системы подачи топлива и в зависимости от их конструкции в нем либо происходит смешение бензина и воздуха, либо нет. Подробно в этой статье читаем.

Материал, из которого изготавливается зачастую высокотемпературный пластик, хотя раньше были только металлические варианты (сделанные из алюминия), пластик ставят в угоду экономии, а также для снижения веса автомобиля.

Крепится широкой частью (где 2 – 3 – 4 – 6 труб), обычно к головке блока цилиндров, подсоединяется в специальные каналы, где происходит засос топливной смеси или воздуха. Работает в «паре» с впускными клапанами — то есть клапана открываются, и из коллектора засасывается топливная смесь (или воздух) – далее клапана закрываются – смесь остается в цилиндрах.

Как вы понимаете, здесь зачастую нет высоких температур, поэтому и пластик в конструкции коллектора. Хотя он должен держать около 100 градусов Цельсия, все же головка блока разогревается от работы поршней и воспламенения топлива внутри.

Если взять систему распределенного впрыска топлива, то в коллектор, в конце, почти перед клапанами встроены инжектора, которые подают бензин, смешение с воздухом происходит здесь же. После этого клапана открываются, и происходит засос ТВС (топливно-воздушной смеси).

В системе с непосредственным впрыском топлива, в коллекторе присутствует только воздух, который подается дроссельной заслонкой, клапана открываются — происходит засос воздуха в цилиндры — смешение не происходит в коллекторе, оно смешивается внутри цилиндров.

В верхней точке, где 4 трубы соединяются в одну, сейчас стоит дроссельная заслонка, которая руководит подачей воздуха, раньше на старых системах впрыска, стояли карбюратор или моно-впрыск.

Выпускной коллектор

Итак, второй претендент, он также выполняет немаловажную роль – отвод сгоревших газов. После того как впускные клапана были закрыты, топливо сжимается и поджигается свечой зажигания – происходит мини взрыв, поршни идут вниз – открываются выпускные клапана и отводят сгоревшие газы.

Вот только после клапанов они должный выйти в глушитель, а собирает их, из каждого цилиндра как раз выпускной коллектор (также по одной трубе на цилиндр). Он также подсоединен своей широкой частью к головке блока, только (если утрировать) с другой стороны, далее по трубам газы собираются в одну большую, как правило, сначала стоит катализатор, который дожигает газы, затем после него уже идет глушитель (может стоять и отвод для турбины). После этого газы уходят дальше после в окружающую среду. Стоит упомянуть – этот тракт гасит не только отработанные газы, но и звук выхлопа! Точнее не он сам, а глушитель которую он передает «отработку».

Как вы понимаете выпускной коллектор, работает с высокими температурами, ведь зачастую выхлоп может разогреваться до 950 градусов Цельсия. Поэтому обязательно нужно применять металлы, да не простые, а тугоплавкие способные выдерживать высокие показатели «тепла».

В этот отводящий коллектор, зачастую вкручивают датчик, это «лямба-зонт» или кислородный датчик, он «следит» за содержанием кислорода и других газов в выхлопе.

Благодаря этому датчику корректируется подача топливной смеси через наш «подающий» коллектор, то есть получается взаимосвязь.

Выпускной тракт, обычно в автомобилях очень прочный, служит почти весь срок эксплуатации автомобиля.

Могут ли сломаться?

Если честно то очень и очень редко, ведь по сути это трубы по которым идет либо ТВС, либо отработанные газы, тут ломаться то просто нечему. Справедливости ради стоит отметить — что все же впуск можно сломать, если сделан из пластика, а вот выпуск, практически вечен – ходит ошибочное представление что он прогорает – но это не так. Выпускной коллектор, сам не страдает, как правила выходят из строя элементы, которые за ним идут, например катализатор или части глушителя (даунпайп).

Заключение + ВИДЕО

Если разобраться, то обе эти системы достаточно примитивны, но каждая из них выполняет функции, без которых работа двигателя внутреннего сгорания просто не возможна. Не смотря на различия систем, все же они взаимосвязаны, так система «впрыска», получает информацию от «лямба-зонта», который установлен в «выпуске», если он сломается то ваш автомобиль будет потреблять больше топлива, иногда до двух раз.

Сейчас видео версия статьи, смотрим.

НА этом заканчиваю, читайте наш АВТОБЛОГ.

(23 голосов, средний: 4,70 из 5)