Система впуска в автомобиле

Что это за тип систем авто и для чего именно нужна впускная система?

Система впуска (для краткости назовём её СВ) служит для пропускания в двигатель автомобиля нужного количества воздуха, в результате чего происходит образование топливно-воздушной смеси. Впускные системы стали появляться в процессе развития технологий производства двигателей внутреннего сгорания, прежде всего, системы впрыскивания топлива. В последнее время оборудование для подпитки двигателя воздухом преобразовалось из простого воздуховода в самостоятельную систему.

Во время работы впускная система контактирует с разными системами двигателя, в числе которых система впрыскивания, рециркуляции и многие другие. Взаимодействие целого комплекса разнообразных систем обеспечивается посредством блока управления двигателем.

Для того, чтобы улучшить наполнение цилиндров воздухом и повысить мощность в составе конструкций современных систем впуска для бензиновых двигателей применяется турбонаддув.

Вопреки весьма распространенной точке зрения, двигатель автомобиля работает не на бензине или дизельном топливе, а на смеси, которая состоит из мелких элементов топлива и воздуха. Для смешивания этих составляющих специалистами по автомобилестроению была изобретена разветвленная СВ.

В состав этой системы включены воздухозаборник, дроссельная заслонка, а также впускной коллектор и воздушный фильтр. В некоторых случаях применяются впускные заслонки. Все компоненты данной системы соединяются патрубками.

Каждый элемент впускной системы обладает весьма сложной конструкцией. Например, воздухозаборная включает в себя приемный патрубок, характеристики которого рассчитываются инженерами в соответствии с мощностью двигателя и рядом других параметров.

При развитии микропроцессорных систем, отвечающие за управление и автоматизацию процессов в двигателе, работа системы впуска перешла под контроль системы управления двигателем. Для работы управляющего блока применяются данные измерений, которые предоставляются разнообразными датчиками, входящими в состав системы.

Принцип работы впускной системы

Принцип работы впускной системы основан на появляющейся в такте впуска разнице показателей давления в цилиндре и атмосфере. При этом объем воздуха, поступающего в процессе, приблизительно соответствует объему самого цилиндра. Величина поступления воздуха контролируется дроссельной заслонкой, зависящей от рабочего режима двигателя.

На тех двигателях, на которых присутствует непосредственный впрыск топлива, применяются впускные колодки. При одновременной работе впускных заслонок и дроссельной заслонки имеют место несколько типов смесеобразования, в том числе послойное, бедное гомогенное или стехиометрическое.

  • послойное смесеобразование;
  • Послойное смесеобразование применяется в тех случаях, когда двигатель работает на средних или малых оборотах. При таком типе смесеобразования дроссельная заслонка почти всегда открыта целиком. Она немного закрывается только для того, чтобы обеспечить разряжение, требуемое при работе некоторых систем автомобиля, например, системы рециркуляции. В данном режиме смесеобразования впускные заслонки остаются закрытыми.

  • бедное гомогенное смесеобразование;
  • Двигатель функционирует при бедном гомогенном смесеобразовании в промежуточных режимах. При этом открытие дроссельной заслонки производится в соответствии с необходимым крутящим моментом. В данном режиме впускные заслонки также остаются закрытыми.

  • стехиометрическое гомогенное смесеобразование.
  • Последний тип смесеобразования используется при существенных нагрузках и высоких оборотах двигателя авто. Дроссельная заслонка в этом случае открывается при необходимости, определяемой крутящим моментом. Впускные заслонки всё время остаются открытыми.

Конструктивные элементы системы впуска:

  1. Воздухозаборник
  2. Воздухозаборник нужен для забора воздуха из атмосферы. Данный элементы впускной системы представлен в виде патрубка необходимой формы. Также к функциям воздухозаборника относится подача воздуха к двигателю. Забор воздуха происходит при помощи давления, создаваемого встречным воздухом или посредством разрежения, возникающего при движении поршней в цилиндрах.

  3. Воздушный фильтр
  4. Воздушный фильтр предназначен для очистки поступающего в систему воздуха от разных частиц. Основным компонентом фильтрующего элемента является специальная бумага. Данный элемент располагается в отдельном корпусе. Конструкция воздушных фильтров может различаться, среди них могут встретиться панельные или цилиндрические.

    Фильтрующий элемент представляет собой расходный материал, т.е. срок его службы ограничен и зависит, прежде всего, от условий эксплуатации транспортного средства.

  5. Дроссельная заслонка
  6. Дроссельная заслонка представляет собой элемент конструкции системы впуска бензиновых двигателей с впрыскиванием топлива и необходима для контролирования количества воздуха, которое поступает в двигатель для создания воздушно-топливной смеси.

    Эта деталь активируется при нажатии на педаль газа, а на современных двигателях управляется с помощью электронных систем. Обычно дроссельная заслонка располагается между впускным коллектором и фильтром поступающего воздуха.

    По конструкции дроссельная заслонка представляет собой воздушный клапан. Когда он открыт, давление в системе впуска не отличается от давления атмосферы, а при закрытой заслонке давление становится меньше вплоть до показателей вакуума. Данное свойство заслонки применяется при использовании вакуумного усилителя или для продувки адсорбера.

  7. Впускной коллектор
  8. Впускной коллектор отвечает за распределение воздуха во впускной системе.

    Он распределяет принимаемый поток по цилиндрам таким образом, что ему придается соответствующее движение. Возникаемое при этом разряжение во впускном коллекторе может применяться при работе вакуумного усилителя или впускных заслонок.

  9. Впускные заслонки
  10. На двигателях с впрыскиванием топлива помимо дроссельной ставятся впускные заслонки. При их помощи обеспечивается процесс смесеобразования. Это происходит посредством разделения воздуха по двум впускным каналам. При этом один из каналов перекрывается заслонкой, а через другой воздух пропускается без препятствий. Обычно впускные заслонки располагаются на общем валу, поворачиваемом при помощи электрического или вакуумного привода.

  11. Расходомер воздуха
  12. Требования к автомобильным двигателям предполагают сохранение некого стехиометрического соотношения топлива и воздуха в их смеси при любом режиме работы. Только при соблюдении этих требований происходит полное удаление токсичных веществ отработавших газов при помощи каталитического нейтрализатора.

    Для соблюдения соответствующих требований служит расходомер воздуха. При этом в качестве меры расхода применяются как масса, так и объем воздуха. В соответствии с выбранной мерой применяются такие способы определения расхода, как тепловой и механический.

    Тепловой основывается на измерении воздушной массы по отношению к температуре чувствительных элементов. При механическом измеряется объем воздуха в соответствии с перемещением заслонки.

    Расходометр воздуха в системе впуска располагается между дроссельной заслонкой и фильтром поступающего воздуха. Одним из ведущих производителей расходометров в данный момент является Bosch.

  13. Датчик давления во впускном коллекторе
  14. Используемый во впускном коллекторе датчик давления представляет собой альтернативу расходометру. В некоторых случаях в системе управления двигателем этот прибор может даже использоваться совместно с расходометром.

    Иногда этот датчик называют датчиком абсолютного давления. Это связано с тем, что он как раз и измеряет абсолютное давление, т.е. берёт показатели относительно вакуума.

    В последнее время при производстве датчиков давления используются такие технологии, как толстопленочная и микромеханическая. Вторая является более современной в связи с меньшей погрешностью измерения. В данный момент большая часть датчиков давления во впускных коллекторах создается именно по микромеханической модели.

Диагностика и устранение неисправностей в системе впуска

Самой большой проблемой в системе впуска является грязь. Иногда она может оказаться в даже в защищенных дорогими фильтрами воздуховодах. Фильтры обычно делаются из хлопчатобумажной ткани и чтобы избежать проникновения грязи в систему их надо периодически менять. Стоит учитывать, что самые мелкие частицы могут просочиться через фильтры любой степени надежности. Попавшая внутрь системы паль служит причиной появления налёта, негативно отражающегося на функционировании механических деталей, например, дроссельной заслонки. Помимо этого пыль может осесть на любом из чувствительных датчиков, изменяя его показания и тем самым оказывая влияние на работу системы в целом.

Также стоит отметить такую неисправность впускной системы, как нарушение рециркуляции газов. Предназначенная для снижения воздействия на окружающую среду система иногда оказывает существенное влияние на работу системы впрыска. Когда масла из неисправной системы рециркуляции попадают на впускной коллектор, они могут смешаться с пылью оказаться в камере сгорания, покрыв при этом определенную часть системы слоем налёта. В связи с этим к двигателям с системой рециркуляции зачастую применяются повышенные требования при проведении диагностики.

Ремонт или полная замена впускной системы в России и странах СНГ

Стоимость ремонта или замены впускной системы зависит от её состояния. Например, стоимость работ по замене воздушного фильтра может обойтись в сумму от 500 до 1000 р., а впускного коллектора — в два раз дороже. Данные цифры указаны для российских и некоторых зарубежных автомобилей, стоимость деталей в случае с дорогими иномарками может обойтись намного дороже, как и услуги высококвалифицированного специалиста.

Полная замена впускной системы определяется ценой деталей и стоимостью услуг мастера. В этом случае итоговая цена будет находиться на уровне десяти тысяч рублей или даже выше. Но к этой процедуре прибегают очень редко, чаще всего в мастерских производят диагностику системы впуска и исходя из её результатов меняют лишь часть деталей. Обычно при своевременном проведении диагностики автовладелец может избежать частого ремонта впускной системы.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *