Впускная система двигателя

Волновой нагнетатель воздуха Comprex

Вариантом системы наддува для двигателей легковых автомобилей является волновой нагнетатель воздуха, известный также под названием Comprex. Приводимый от двигателя через зубчатый ремень 2, разделенный на секции ротор 7 вращается в цилиндрическом корпусе, имеющем с торцов щелевые окна для прохода свежего воздуха и выхода отработавших газов. Система окон и полостей выполнена особым образом, что позволяет волны давления потока 5 отработавших газов преобразовывать в повышенное давление потока 1 свежего воздуха.

Существенным достоинством волнового нагнетателя является непосредственный газодинамический энергообмен между отработавшими газами и свежим воздухом без участия каких-либо промежуточных механизмов. Такой энергообмен происходит со звуковой и сверхзвуковой скоростью. Волновой обменник, как и механический нагнетатель, автоматически реагирует на изменения нагрузки изменением давления наддува. При постоянном передаточном отношении между двигателем и волновым нагнетателем энергообмен оптимален только для одного рабочего режима. Для устранения этого недостатка на торцах корпуса имеется ряд воздушных «карманов» разной формы и размера, благодаря которым диапазон оптимальной работы нагнетателя расширяется. Кроме того, это позволяет достичь благоприятного протекания кривой крутящего момента, чего невозможно осуществить с помощью других методов наддува.

Волновой, нагнетатель, по сравнению с другими способами наддува, требует много места для ременной передачи и системы трубопроводов. Это усложняет возможность его установки в условиях ограниченного объема подкапотного пространства автомобиля.

Система подачи воздуха в салон автомобиля

Устройство центровой составляющей приборной панели автомобиля

Каждый автомобиль оборудован комплектом специальных направляющих заслонок, необходимых для регулирования подачи воздушных потоков. Фиксирование температурного режима воздуха, который поступает в салон автомобиля, производится за счет перемешивания нагретых и холодных воздушных масс посредством прохождения через теплообменник, расположенный в отопительной системе.

Подача воздуха производится за счет набегающего потока, который формируется в процессе движения машины, а также благодаря специальному вентилятору, направляющему воздух через центральные и боковые дефлекторы приборной панели. В некоторых моделях автомобилей дополнительно устанавливаются подачи воздуха в ножные сектора со стороны заднего ряда сидений. Но такая функция доступна чаще в дорогих автомобилях, приближенных к бизнес-классу.

Для того, чтобы перевести отопительную систему в рабочий режим, необходимо, прежде всего, поставить ключ зажигания в рабочее положение, так как в цепи питания электродвигателя автомобиля находится специализированное реле.

Отопительные системы бывают двух типов:

Но если говорить об иномарках, то в них, как правило, отопительная система и кондиционер реализованы в едином блоке и образуют целостную климатическую систему.

Регулирование скоростных и температурных режимов подачи теплого воздуха производится за счет специального тумблера или ползунка, расположенного на центральной части приборной панели. Чаще всего он выглядит как поворотная рукоять с нанесенной шкалой синего и красного цвета, где синий – это холод, а красный означает тепло.

Регулировка подачи воздуха в салон автомобиля

С помощью поворотной рукояти с пятью режимами производится регулировка направления подачи воздуха. А благодаря регулировочному ползунку на приборной панели осуществляется переключение режимов циркуляции воздушных потоков (рециркуляция и подача воздуха с улицы).

В крайнем левом режиме происходит перемешивание воздуха внутри салона. При переключении в правое положение включается подача свежего воздуха извне. Режим рециркуляции очень важен, поскольку позволяет осуществлять прогрев салона намного быстрее и предотвращает попадание в авто плохих запахов с улицы.

Максимальная эффективность рециркуляции актуальна в автоматических режимах в составе климат-контроля. Центральный блок управления климатом получает информацию от сенсоров газоанализаторов, установленных в машине. И по результатам полученной информации, активирует режим рециркуляции при обнаружении вредных веществ и взвесей в воздухе за бортом. После нормализации микроклимата этот режим отключается. Следует помнить, что долгое использование режима рециркуляции может привести к сильному запотеванию стекол.

В центральной части приборной панели тоже можно найти ползунок регулировки отопительного режима. У него есть 4 положения. Например, крайний левый – это полное отключение системы. А перемещение вправо увеличивает температурный режим и скорость прогрева автомобиля. Однако при резком включении ползунка на максимальное тепловое значение не происходит моментального нагрева в салоне. Воздух, поступающий из «печки», нагревается постепенно и спустя пару минут формирует выбранный микроклимат в авто.

В каждом автомобиле есть кнопка включения/выключения кондиционера (охлаждения). При включении она загорается, при выключении – затухает. Кроме того, регулировать направление воздушных потоков в салоне можно посредством дефлекторов, расположенных по краям приборной панели и в середине. Дефлекторы оборудованы специальными жалюзийными решетками, при перемещении которых водитель или пассажир могут определять направление воздушного потока.

Важно помнить, что, используя систему подачи воздуха в салон автомобиля, режимы нужно чередовать и не практиковать их ежедневно в одном положении. Поскольку система циркуляции может перегреваться или охлаждаться, и есть риск, что воздух в салоне будет застаиваться

Источник

Работа двигателя с закрытыми впускными заслонками

При работе двигателя на послойных и бедных гомогенных смесях, а также на некоторых режимах с использованием гомогенных смесей стехиометрического состава заслонки перекрывают нижние части впускных каналов, расположенных в головке цилиндров. При этом воздух проходит в цилиндры только через верхние части впускных каналов. Форма верхней части впускного канала подобранатаким образом, чтобы впускаемый в цилиндр воздух закручивался на входе в него. Помимо этого повышенная скорость проходящего через зауженный канал воздуха способствует смесеобразованию.

Реализуются два преимущества:

При послойном смесеобразовании вихревое движение воздуха обеспечивает перенос топлива к свече зажигания. Образование смеси осуществляется в процессе этого движения.
Вихревое движение воздуха создает условия для образования гомогенных бедной и стехиометрической смесей. Благодаря ему повышается воспламеняемость и достигается стабильное горение бедных смесей

Причины завоздушивания системы охлаждения

Изношенность прокладки гидроблока цилиндров. Если такое произошло с вашим двигателем, то, вероятнее всего, охлаждающая жидкость будет проникать в цилиндры. Это можно заметить по белому выхлопу, а если заглянуть в расширительный бак, то там можно обнаружить бурление. Этот звук бульканья происходит по причине того, что выхлопные газы попадают в систему охлаждения и выходят через расширительный бак. После таких неполадок следует заменить прокладку ГБЦ и обязательно заменить антифриз, потому что после соприкасания с выхлопными газами он приходит в негодность.
Утечка антифриза. Если произошла утечка антифриза, то сразу понятно, почему происходит завоздушивание. Дело в том, что на замену антифризу в СО поступает лишь воздух. Утечка может происходить в разных местах, например, радиаторах, прокладке ГБЦ, помпе, патрубках и так далее. Обнаружить утечку не сложно, стоит только внимательно осмотреть двигатель и ходовую часть машины. После обнаружения утечки и устранения неисправности следует проделать ревизию всей системы, так как могли образоваться новые проблемы из-за попадания воздуха.

Для того, чтобы зимой антифриз хорошо мог хорошо функционировать в системе, вы можете воспользоваться таблицей представленной ниже.

Температура охлаждающей жидкости °С

Концентрация охлаждающей жидкости

Удельный вес антифриза при температуре, кг/л

Поломка помпы. Воздух в систему может попадать из-за того, что поломалась помпа, а конкретнее, определенные ее части: фибра или сальник. Когда в этих элементах появляются небольшие дефекты, то при работе помпа начинает пропускать воздух в систему, а это в будущем и приводит к завоздушиванию. Именно поэтому если вы стали замечать неправильную работы СО, то следует проверить, как функционирует помпа.

Электромагнитный клапан системы изменения длины впускного коллектора

Клапан состоит из корпуса, запорного механизма, трёх штуцеров и электромагнитной катушки. Чтобы демонтировать клапан с автомобиля достаточно со стороны ресивера отогнуть фиксатор-защёлку и сдвинуть клапан вниз

Клапан имеет три штуцера. Один из них (атмосферный) закрыт крышечкой. Её необходимо снять для проверки и удаления грязи

Для проверки запирающих свойств клапана достаточно подуть в боковой штуцер. При этом воздух должен выходить в нижний (атмосферный) штуцер, а в верхний не должен. Если подать на клапан напряжение, то всё должно быть наоборот.

Для проверки обмотки клапана достаточно нажать на фиксатор колодки проводов и снять её

На клапане будут видны два контакта. К ним необходимо подключить омметр и замерить сопротивление, которое должно составлять несколько Ом. Если сопротивление в норме, а клапан не работает, тогда необходимо проверить приходящее напряжение на колодке, которое должно составлять около 12 В. Не забудьте завести двигатель для измерения напряжения.

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.

Ремонт и обслуживание впускных коллекторов

Современный впускной коллектор — деталь сложная. Случаются с ней и поломки. Рассмотрим типичные.

Нарушения герметичности

Это первое, чем «болеют» системы впуска, впрочем как и многие другие узлы автомобиля. Вибрации, перепады влажности, давления и температур сказываются на резиновых (паранитовых и др.) уплотнениях, которых в сложных системах впуска достаточно много. Возможно дополнительное попадание воздуха в смесь, так называемый «подсос».

Подсос воздуха во впускном коллекторе может значительно повлиять на динамические показатели двигателя в целом. После восстановления герметичности работа двигателя нормализуется.

Прокладки впускного и выпускного коллекторов ВАЗ 2106

Загрязнение впускного коллектора

Впускной тракт время от времени необходимо проверять на предмет налета на стенках. Подобная проблема может довольно сильно повлиять на динамику автомобиля. Особенно часто засоряется коллектор на двигателях с системой рециркуляции выхлопных газов. В таких случаях необходимо произвести разборку и чистку устройства специальным составом.

Отложения на стенках элементов впускных коллекторов

Деформации и механические повреждения корпуса

Для производства коллекторов широко используют пластик и алюминий, а эти материалы, как известно, могут деформироваться из-за воздействия высоких температур. Пластик со временем трескается и рассыхается. Алюминиевые коллекторы вследствие вибраций могут лопнуть.

Элементы с сильно нарушенной геометрией подлежат замене. Алюминиевые детали можно заварить аргонодуговой сваркой.

Повышенная температура воздуха в впускном коллекторе

Причинами подобной проблемы могут быть:

длительная работа на холостом ходу в условиях высокой температуры воздуха (например в пробках);
неполадки системы охлаждения и повышение общей температуры двигателя;
нарушение вентиляции моторного отсека вследствие засорения радиатора;
ошибочное показание датчика температуры во впускном коллекторе;
ошибки в прошивке блока управления.

Решением является проверка узлов системы охлаждения и диагностика электронных систем.

Хлопки во впускном коллекторе

Во время воспламенения топлива в цилиндрах двигателя должны соблюдаться условия герметичности (оба клапана должны быть плотно закрыты). При условии воспламенения топлива с открытым или слегка приоткрытым впускным клапаном топливно-воздушная смесь может воспламеняться в самом коллекторе, в результате чего слышны характерные «хлопки». Такие поломки довольно опасны — они могут привести к значительным повреждениям.

Причинами неисправности могут быть:

нарушение системы зажигания;
неправильно настроенный газораспределительный механизм;
нарушения плотности посадки впускных клапанов;
проблемы с образованием топливовоздушной смеси.

В подобных случаях необходимо провести комплексную диагностику двигателя для выявления причин хлопков.

Рассмотрим процедуру замены прокладки впускного коллектора на примере двигателя Шевролет Авео 2017 г.

1. До начала работ обесточить бортсеть автомобиля, сняв отрицательную клемму аккумулятора.

2. Демонтировать рычаги стеклоочистителей (необходимо только в случае с конкретным двигателем).

3. Снять пластиковые фиксаторы защелки 1 и винты 2, после чего удалить решетку воздухозаборника 3.

4. Выполнить опорожнение системы охлаждения, выкрутив сливную пробку радиатора 4.

5. Снять воздухопровод воздушного фильтра 5, открутив винты хомутов 6.

6. Снять трубку принудительной вентиляции картера 7.

7. Отсоединить коммуникации дросселя 8-11, снять сам дроссель 12, открутив винты 13.

8. Отсоединить трубку усилителя тормозов 14.

9. Выкрутить винты 16,17 кронштейна коллектора, демонтировать кронштейн 15.

10. Снять направляющую топливной форсунки, отсоединить шланг охлаждения дросселя 19, открутить болты коллектора 18.

11. Отодвинуть коллектор 20 в сторону, аккуратно снять прокладку 21.

12. Очистить и обезжирить посадочные места для новой прокладки, установить ее.

13. Собрать узлы впускной системы в обратном порядке разборки.

Обращайте внимание на порядок и силу утяжки ремонтируемых узлов. Затягивайте резьбовые соединения постепенно в порядке от центра к краю детали, либо крест-накрест

Правильная работа впускного коллектора гарантирует длительную эксплуатацию двигателя. При минимальных знаниях и наборе необходимых инструментов текущее обслуживание или мелкий ремонт возможно произвести самостоятельно. Со сложными деталями и электроникой лучше обратиться в сервисный центр.

Тюнинг впускного коллектора

Некоторые автовладельцы хотят превратить свою машину в гоночный болид, для этого увеличивают объем двигателя, устанавливают 2–3 карбюратора, перепрошивают инжектор, устанавливают спортивный распредвал и коленчатый вал.

В результате им удается поднять мощность двигателя на 30–80 процентов, и настолько же их мотор теряет в ресурсе. Для участия в гонках внутреннюю поверхность впускного коллектора максимально сглаживают и полируют, чтобы снизить аэродинамическое сопротивление. Но эффект такой тюнинг выхлопной системы дает лишь на высоких оборотах и как минимум половинной мощности двигателя. На низких и средних оборотах полированный впускной коллектор работает крайне неэффективно. Отсутствие мелких неровностей приводит к тому, что в потоке не образуются турбулентности и завихрения, это негативно сказывается на качестве топливовоздушной смеси. Поэтому топливо оседает на стенках коллектора и приводит к образованию наростов.

Если вы хотите оптимизировать впускной коллектор своего автомобиля, учитывайте следующее. Автопроизводители тщательно рассчитывают форму и размеры впускных и выпускных коллекторов, чтобы обеспечить максимальное соответствие конкретной модели двигателя. Если вы используете нормальную заводскую деталь, у которой нет ступенек, то любой тюнинг впускного коллектора лишь ухудшит характеристики двигателя. Поэтому почистите коллектор от наростов, устраните ступеньки, отремонтируйте и настройте двигатель. Это даст гораздо больший результат, чем любые улучшения. Если же вам необходимо поднять мощность автомобиля, установите новый мотор с увеличенным количеством лошадиных сил.

Интеграция с системами «умный дом» и самодиагностика оборудования

Сама по себе автоматизированная приточно-вытяжная вентиляция, укомплектованная указанным выше оборудованием и датчиками, подключёнными к контроллеру, оборудованная пультом управления, уже является своего рода умной климатической системой. Однако если вы сторонник технологического прогресса и хотите оснастить свое жилье системой «умный дом», то она прекрасно будет коммуницировать с автоматизированной системой вентиляции.

Подключение к «умному дому» происходит через пульт управления по протоколу Modbus. Управление воздухораспределением и прочими функциями может осуществляться как через датчики с помощью программы управления, так и пользователем с центрального пульта или приложения в телефоне.

Справка: Протокол Modbus — самый распространенный промышленный протокол для M2M (Machine-to-machine)-взаимодействия. Де-факто является стандартом и поддерживается почти всеми производителями современного промышленного оборудования. Благодаря универсальности и открытости, стандарт позволяет интегрировать оборудование разных производителей.

Помимо всего перечисленного современное автоматизированное вентиляционное оборудование оснащается системами самодиагностики, которые позволяют обнаружить неисправность в работе компонентов. Автоматика отслеживает все ошибки, в случае необходимости останавливает работу оборудования и отображает на пульте или в приложении в смартфоне пользователя соответствующую ошибку.

Названные системы не только позволяют минимизировать участие человека в управлении оборудованием, но и значительно снижают эксплуатационные расходы, а также значительно улучшают качество работы вентиляционной системы. Автоматика имеет заводскую настройку и подключена ко всем исполнительным механизмам установки.

Современные автоматизированные системы вентиляции представляют собой весьма сложный комплекс оборудования, датчиков и программного обеспечения, поэтому доверяйте свой выбор профессионалам.