Σύστημα εισαγωγής οχήματος

Η λειτουργία οποιουδήποτε κινητήρα εσωτερικής καύσης βασίζεται στην καύση ενός μίγματος αέρα και καυσίμου στους κυλίνδρους της μονάδας. Εκτός από το γεγονός ότι πρέπει να παρέχεται αέρας και καύσιμο υλικό (βενζίνη, ντίζελ ή αέριο) σε κάθε κύλινδρο, απαιτείται ακριβής υπολογισμός του όγκου κάθε ουσίας και πρέπει να αναμιγνύονται ποιοτικά. Καθώς οι κινητήρες βελτιώνονται, το ίδιο κάνουν και τα συστήματα που απαιτούνται για τη μεγιστοποίηση της απόδοσής τους.

Η απόδοση ενός κινητήρα εξαρτάται όχι μόνο από την ποιότητα του συστήματος καυσίμου και την απόδοση της ανάφλεξης. Εάν το καύσιμο δεν αναμιχθεί καλά με τον αέρα, το μεγαλύτερο μέρος του δεν θα καεί, αλλά θα αφαιρεθεί από το αυτοκίνητο μέσω του σωλήνα εξάτμισης (πώς αυτό θα επηρεάσει τον καταλυτικό μετατροπέα εδώ). Για να αυξηθεί η αποδοτικότητα, η φιλικότητα προς το περιβάλλον και η απόδοση, βελτιώνονται διάφορες παράμετροι της μονάδας ισχύος.

Ας σκεφτούμε τι ρόλο παίζει το σύστημα εισαγωγής σε αυτό, ποια στοιχεία αποτελείται, ποιος είναι ο σκοπός του, ποια είναι η αρχή της λειτουργίας του.

Τι είναι το σύστημα εισαγωγής αυτοκινήτου

Οι παλιοί κινητήρες, που εξακολουθούν να βρίσκονται σε οικιακά αυτοκίνητα, δεν είχαν σύστημα εισαγωγής ως τέτοιο. Ο κινητήρας του καρμπυρατέρ έχει πολλαπλή εισαγωγής, ο σωλήνας του οποίου διέρχεται από το καρμπυρατέρ στην είσοδο αέρα. Η ίδια η συσκευή έχει την ακόλουθη αρχή λειτουργίας.

Όταν ένα έμβολο σε έναν συγκεκριμένο κύλινδρο ολοκληρώνει μια διαδρομή εισαγωγής, δημιουργείται ένα κενό στην κοιλότητα. Ο μηχανισμός διανομής αερίου ανοίγει τη βαλβίδα εισαγωγής. Μια ροή αέρα αρχίζει να κινείται μέσω του καναλιού πολλαπλής. Περνώντας από το θάλαμο ανάμιξης του καρμπυρατέρ, εισέρχεται σε αυτήν μια ορισμένη ποσότητα καυσίμου (αυτός ο όγκος ρυθμίζεται από τα περιγραφόμενα πίδακα ξεχωριστά). Ο καθαρισμός αέρα παρέχεται από ένα φίλτρο αέρα εγκατεστημένο μπροστά από το καρμπυρατέρ.

Το μείγμα απορροφάται στον κύλινδρο μέσω ανοικτής βαλβίδας. Κάθε ατμοσφαιρικός κινητήρας έχει μια αρχή λειτουργίας κενού. Σε αυτό, το μείγμα αέρα-καυσίμου εισέρχεται φυσικά μέσω ενός κενού στην πολλαπλή εισαγωγής. Η πρωτόγονη πρόσληψη παρείχε μόνο αέρα στο θάλαμο του καρμπυρατέρ.

Αυτό το σύστημα έχει ένα σημαντικό μειονέκτημα - η λειτουργία υψηλής ποιότητας του συστήματος εξαρτάται άμεσα από τη δομή της διαδρομής που συνδέεται με την κυλινδροκεφαλή. Επίσης, καθώς ο MTC διέρχεται από τον συλλέκτη, ενδέχεται να πέσει κάποια ποσότητα καυσίμου στους τοίχους του, γεγονός που επηρεάζει αρνητικά την οικονομία του αυτοκινήτου.

Όταν εμφανίστηκε ο εγχυτήρας (τι είναι και πώς λειτουργεί, λέγεται ξεχωριστά), έγινε απαραίτητο να δημιουργηθεί ένα πλήρες σύστημα εισαγωγής που θα είχε την ίδια λειτουργία - να πάρει αέρα και να το αναμίξει με καύσιμο, αλλά η λειτουργία του θα ελέγχεται από ηλεκτρονικά.

Η ηλεκτρονική υπολογίζει αποτελεσματικότερα τη βέλτιστη αναλογία όγκου αέρα και καυσίμου και διατηρεί αυτήν την παράμετρο σε διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Παρέχει επίσης καλύτερη πλήρωση των κυλίνδρων σε χαμηλές στροφές κινητήρα. Αυτή η βελτίωση στην εισαγωγή της μονάδας αυξάνει την απόδοσή της χωρίς αύξηση της κατανάλωσης καυσίμου. Η βέλτιστη αναλογία αέρα προς καύσιμο είναι 14.7 / 1. Ο μηχανικός τύπος εισαγωγής δεν είναι σε θέση να διατηρήσει αυτήν την αναλογία σε διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας της μονάδας.

Εάν νωρίτερα το αυτοκίνητο είχε μόνο έναν αγωγό αέρα μέσω του οποίου ρέει φυσικά ο αέρας (ο όγκος του καθορίζεται από τις φυσικές ιδιότητες του αγωγού αέρα και των ενεργοποιητών), τότε ένα σύγχρονο αυτοκίνητο λαμβάνει ένα ολόκληρο σύστημα που αποτελείται από διάφορους μηχανισμούς που ελέγχονται ηλεκτρικά. Ελέγχονται από ένα ECU, χάρη στο οποίο το BTC είναι καλύτερης ποιότητας.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η βενζίνη, συμπεριλαμβανομένου του φυσικού αερίου (που χρησιμοποιεί μη τυπικό ή εργοστασιακό LPG), και οι κινητήρες ντίζελ λαμβάνουν παρόμοιο σύστημα εισαγωγής. Ωστόσο, ανάλογα με τον τύπο της ένεσης, μπορεί να έχει μια ελαφρώς διαφορετική συσκευή. Σε μια άλλη κριτική μιλά για τους τύπους των συστημάτων ένεσης.

Το σύγχρονο σύστημα εισαγωγής λειτουργεί σε συγχρονισμό με άλλα συστήματα στο μηχάνημα. Για παράδειγμα, αυτή η λίστα περιλαμβάνει ανακυκλοφορία καυσαερίων και έγχυση καυσίμου. Για να γεμίσετε καλύτερα τους κυλίνδρους με ένα νέο μέρος του μείγματος αέρα-καυσίμου, ένας υπερσυμπιεστής συχνά εγκαθίσταται στην είσοδο. Τι είναι ο υπερσυμπιεστής σε ένα αυτοκίνητο ξεχωριστή κριτική.

Η αρχή της λειτουργίας του συστήματος εισαγωγής

Το σύστημα εισαγωγής λειτουργεί με βάση τη διαφορά πίεσης μεταξύ του κυλίνδρου και της ατμόσφαιρας. Εμφανίζεται όταν το έμβολο κινείται στο κάτω νεκρό κέντρο της διαδρομής εισαγωγής (όταν εκτελείται η διαδρομή, οι βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής είναι κλειστές) και η βαλβίδα μέσω της οποίας εισέρχεται ο αέρας και το καύσιμο στο ρεζερβουάρ είναι ανοιχτή.

Η ποσότητα του αέρα εξαρτάται άμεσα από το μέγεθος του ίδιου του κυλίνδρου. Ωστόσο, αυτός ο όγκος είναι ρυθμιζόμενος έτσι ώστε ο κινητήρας να μπορεί να λειτουργεί με χαμηλότερες στροφές και, εάν είναι απαραίτητο, ο στροφαλοφόρος άξονας μπορεί να περιστρέφεται περισσότερο (όταν το αυτοκίνητο επιταχύνεται). Για να αλλάξετε τον τρόπο λειτουργίας, χρησιμοποιείται μια ειδική βαλβίδα αέρα που ονομάζεται βαλβίδα πεταλούδας.

 Στο καρμπυρατέρ, αυτό το στοιχείο σχετίζεται με το πεντάλ γκαζιού. Όσο περισσότερο ανοίγει η βαλβίδα, τόσο περισσότερο καύσιμο εισέρχεται στη διαδρομή πολλαπλής εισαγωγής. Οι κινητήρες έγχυσης λαμβάνουν ειδικό πνιγμό. Έχει έναν μικρό ηλεκτρικό κινητήρα που συνδέεται με μια μονάδα ελέγχου. Όταν ο οδηγός πιέζει το πεντάλ γκαζιού, ο υπολογιστής χρησιμοποιεί προγραμματισμένους αλγόριθμους για να καθορίσει σε ποιο βαθμό θα ανοίξει η βαλβίδα αέρα.

Για να διατηρηθεί η ιδανική αναλογία αέρα και καυσίμου, υπάρχει ένας αισθητήρας πεταλούδας κοντά στο γκάζι, τα σήματα από τα οποία αποστέλλονται στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (σε πολλά σύγχρονα συστήματα, έχουν εγκατασταθεί δύο αισθητήρες αέρα: ένας μπροστά από το αποσβεστήρα και το άλλο πίσω από αυτό). Έχοντας λάβει αυτά τα δεδομένα, τα ηλεκτρονικά αυξάνουν / μειώνουν την ποσότητα καυσίμου που παρέχεται μέσω των ακροφυσίων του μπεκ ψεκασμού (περιγράφεται η δομή και η αρχή λειτουργίας τους σε άλλο άρθρο).

Ανάλογα με τον τύπο της ένεσης, η οδός εισαγωγής μπορεί να έχει ελαφρώς διαφορετικό σχεδιασμό. Για παράδειγμα, σε μια κατανεμημένη τροποποίηση, το σύστημα εισαγωγής εμπλέκεται στον σχηματισμό μιγμάτων. Σε αυτό το σχέδιο, οι μπεκ τοποθετούνται σε κάθε σωλήνα πολλαπλής όσο το δυνατόν πιο κοντά στις βαλβίδες εισαγωγής. Οι περισσότερες σύγχρονες μηχανές έγχυσης λαμβάνουν ένα τέτοιο σύστημα.

Εάν ο κινητήρας έχει άμεσο ψεκασμό (στην περίπτωση των πετρελαιοκινητήρων, αυτή είναι η μόνη τροποποίηση), τότε το σύστημα εισαγωγής τροφοδοτεί μόνο τους κυλίνδρους με φρέσκο ​​μέρος αέρα. Στην περίπτωση αυτή, η καύση καυσίμου είναι όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματική, καθώς η ανάμιξη πραγματοποιείται απευθείας στην κοιλότητα του κυλίνδρου χωρίς απώλειες στην οδό εισαγωγής.

Επιπλέον, λόγω των σχεδιαστικών χαρακτηριστικών αυτής της έγχυσης (επιπλέον βαλβίδες είναι εγκατεστημένες στην πολλαπλή εισαγωγής, ο συγχρονισμός λειτουργίας τους παρέχεται από έναν κοινό άξονα με ηλεκτρική κίνηση), το σύστημα καυσίμου μπορεί να παρέχει διαφορετικό σχηματισμό μίγματος. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι:

1. Τύπος στρώματος ανά στρώμα. Σε αυτή τη λειτουργία, το ακροφύσιο ψεκάζει καύσιμο στον κύλινδρο, διανέμοντας όσο το δυνατόν περισσότερο σε ολόκληρο τον θάλαμο. Η θερμοκρασία του εισερχόμενου αέρα είναι υψηλή, λόγω της οποίας η βενζίνη αρχίζει να εξατμίζεται, αναμειγνύοντας καλύτερα με τον αέρα. Αυτή η λειτουργία χρησιμοποιείται σε χαμηλές ταχύτητες και σε χαμηλά φορτία στον κινητήρα εσωτερικής καύσης.
2. Ομοιόμορφος (ομοιογενής) τύπος. Είναι ουσιαστικά ένα άπαχο μείγμα. Θεωρητικά, η πίεση στον κύλινδρο με τις βαλβίδες κλειστές επηρεάζει άμεσα την έξοδο του κινητήρα κατά την καύση του μίγματος αέρα-καυσίμου. Από αυτό, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι για να αυξηθεί η ροπή σε μια ελάχιστη κατανάλωση καυσίμου, είναι απαραίτητο να αυξηθεί ο όγκος του αέρα που εισέρχεται στο θάλαμο. Ωστόσο, στην περίπτωση της κατανεμημένης ένεσης, παρατηρείται το ακόλουθο πρόβλημα. Εάν το ποσοστό του BTC αλλάξει προς την κατεύθυνση της αύξησης της ποσότητας αέρα (άπαχο μείγμα), τότε ένα τέτοιο μείγμα θα αναφλεγεί ελάχιστα. Για το λόγο αυτό, αυτός ο τύπος σχηματισμού μείγματος δεν χρησιμοποιείται σε κατανεμημένους τύπους συστημάτων έγχυσης. Όμως, όσον αφορά την άμεση ένεση, αυτό είναι πραγματικό. Η ανάφλεξη είναι αδύνατη λόγω του γεγονότος ότι ψεκάζεται σχετικά μικρή ποσότητα καυσίμου στην άμεση γειτνίαση με το μπουζί. Σε σύγκριση με τη συνολική ποσότητα πεπιεσμένου αέρα, υπάρχει λίγο καύσιμο στον κύλινδρο, αλλά λόγω του γεγονότος ότι υπάρχει ένα εμπλουτισμένο νέφος κοντά στα ηλεκτρόδια μπουζί, ο κινητήρας δεν χάνει την αποδοτικότητά του, ακόμη και με σημαντική εξοικονόμηση καυσίμου.

Ακολουθεί μια γρήγορη κίνηση για το πώς λειτουργεί το κύκλωμα μείγματος μεταβλητών:

Πώς λειτουργεί η πολλαπλή εισαγωγής; (3D animation)

Ανάλογα με τον τύπο του συστήματος καυσίμου και το σχεδιασμό των ενεργοποιητών, μπορεί να υπάρχουν ακόμη περισσότεροι τέτοιοι τρόποι. Κάθε ένα από αυτά ενεργοποιείται μέσω ηλεκτρονικών, το οποίο καταγράφει την ταχύτητα του κινητήρα και το φορτίο σε αυτόν. Για να παρέχει διαφορετικούς τρόπους σχηματισμού μείγματος, κάθε κατασκευαστής χρησιμοποιεί τους δικούς του μηχανισμούς.

Για παράδειγμα, σε ορισμένους κινητήρες, εγκαθίστανται ειδικά ακροφύσια πολλαπλών τρόπων λειτουργίας, και σε άλλους, εκτός από τη βαλβίδα πεταλούδας, τοποθετούνται επίσης βαλβίδες εισαγωγής. Ανάλογα με τη λειτουργία, μπορούν να ανοίξουν και να κλείσουν ανεξάρτητα από τη βαλβίδα πεταλούδας.

Όταν το μείγμα αέρα / καυσίμου έχει καεί, τα καυσαέρια αφαιρούνται μέσω της εξάτμισης. Αυτό είναι ένα διαφορετικό σύστημα οχημάτων. Εκτός από την αφαίρεση των καυσαερίων, αντισταθμίζει τους παλμούς της ροής του αερίου και μειώνει τον θόρυβο του κινητήρα (για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με το σχεδιασμό και τον σκοπό του συστήματος εξάτμισης, διαβάστε εδώ).

Ο ενισχυτής φρένων χρησιμοποιεί επίσης εν μέρει το κενό που δημιουργείται στην πολλαπλή εισαγωγής. Στην πορεία, είναι εξοπλισμένο με μια βαλβίδα που κόβει το σύστημα ανακυκλοφορίας καυσαερίων.

Το σχήμα του σύγχρονου συστήματος εισαγωγής περιλαμβάνει πολλούς διαφορετικούς αισθητήρες και ενεργοποιητές, έτσι ώστε να προσαρμόζεται σε δευτερόλεπτο στον τρόπο λειτουργίας του κινητήρα ή να αλλάζει φορτία στη μονάδα ισχύος. Σε ορισμένα μοντέρνα μοντέλα, χρησιμοποιείται μια ειδική τεχνολογία, σκοπός της οποίας είναι να βελτιώσει την απόδοση του κινητήρα εσωτερικής καύσης αλλάζοντας το μήκος και το τμήμα του σωλήνα εισαγωγής.

Αυτή η αναβάθμιση σάς επιτρέπει να εξαγάγετε τη μέγιστη ροπή σε μειωμένες ατμοσφαιρικές στροφές κινητήρα. Ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας ενός συλλέκτη με μεταβλητό μήκος και διατομή περιγράφεται λεπτομερώς στο άλλο άρθρο.

Κατασκευή

Η συσκευή του συστήματος εισαγωγής περιλαμβάνει τα ακόλουθα στοιχεία:

• Εισαγωγή αέρα. Κάθε μοντέλο αυτοκινήτου έχει το δικό του σχέδιο. Το βασικό στοιχείο αυτής της μονάδας είναι το φίλτρο αέρα. Τοποθετείται σε περίβλημα (συχνά είναι ένας δίσκος ερμητικά σφραγισμένος σε όλες τις πλευρές, αλλά υπάρχουν επίσης ανοιχτά φίλτρα εγκατεστημένα απευθείας στην είσοδο αέρα), ο οποίος έχει έναν ανοιχτό σωλήνα διακλάδωσης στη μία πλευρά. Μέσω αυτής της οπής, ο αέρας εισέρχεται στο στοιχείο φίλτρου, καθαρίζεται και εισέρχεται στον σωλήνα εισαγωγής. Περιγράφονται λεπτομέρειες σχετικά με τα φίλτρα αέρα εδώ.
• Γκάζι. Στο μοντέρνο σχεδιασμό της, είναι μια ηλεκτρικά ενεργοποιημένη βαλβίδα που είναι τοποθετημένη στον σωλήνα που τρέχει από την είσοδο αέρα έως την πολλαπλή. Ανάλογα με τις ανάγκες και τα φορτία του κινητήρα, η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου εκδίδει την κατάλληλη εντολή για άνοιγμα / κλείσιμο του αποσβεστήρα. Αυτό ελέγχει την εσωτερική ροή αέρα.
• Δέκτης (ή συλλέκτης). Μια πολλαπλή εισαγωγής τοποθετείται μεταξύ της πεταλούδας και της κυλινδροκεφαλής. Αυτός είναι ένας περίπλοκος σωλήνας. Από τη μία πλευρά, έχει ένα, και από την άλλη, πολλά ακροφύσια (ο αριθμός τους εξαρτάται από τον αριθμό των κυλίνδρων στο μπλοκ). Ο σκοπός αυτού του τμήματος είναι η διανομή της εσωτερικής ροής αέρα στους κυλίνδρους. Εάν το σύστημα καυσίμου είναι κατανεμημένος τύπος, τότε θα δημιουργηθεί μια οπή σε κάθε σωλήνα, στον οποίο θα στερεωθεί το μπεκ ψεκασμού. Σε αυτήν την περίπτωση, το σύστημα εισαγωγής εμπλέκεται άμεσα στο σχηματισμό του μείγματος αέρα-καυσίμου. Εάν ο κινητήρας έχει άμεσο ψεκασμό (τα μπεκ είναι κοντά στα μπουζί ή τα μπουζί στους κινητήρες ντίζελ), τότε η εισαγωγή απλώς ρυθμίζει την παροχή αέρα.
• Πτερύγια εισαγωγής. Πρόκειται για πρόσθετες βαλβίδες που είναι εγκατεστημένες μέσα στους σωλήνες πολλαπλής για τη ρύθμιση του τύπου σχηματισμού μείγματος. Αυτά τα στοιχεία χρησιμοποιούνται σε κινητήρες εσωτερικής καύσης με άμεσο ψεκασμό.
• Αισθητήρες αέρα. Καταγράφουν την ισχύ της ροής του αέρα μπροστά και πίσω από το αποσβεστήρα, καθώς και τη θερμοκρασία του. Τα σήματα από αυτούς τους αισθητήρες αποστέλλονται στη μονάδα ελέγχου.

Η ECU είναι υπεύθυνη για τη σύγχρονη λειτουργία όλων των ενεργοποιητών του συστήματος εισαγωγής. Με βάση τα σήματα που λαμβάνονται από το πεντάλ αερίου, τον αισθητήρα ροής μάζας και άλλους αισθητήρες με τους οποίους είναι εξοπλισμένο το όχημα, τα ηλεκτρονικά ενεργοποιούν έναν συγκεκριμένο αλγόριθμο. Σύμφωνα με το πρόγραμμα εγκεφάλου, όλες οι συσκευές λαμβάνουν ταυτόχρονα τα κατάλληλα σήματα.

Σε τι χρησιμεύει

Έτσι, όπως μπορείτε να δείτε, χωρίς σύστημα εισαγωγής υψηλής ποιότητας, που αποτελείται από διαφορετικό αριθμό αισθητήρων και ενεργοποιητών, είναι αδύνατο να δημιουργηθεί ένα οικονομικό, αλλά ταυτόχρονα αρκετά δυναμικό και φιλικό προς το περιβάλλον αυτοκίνητο.

Το μόνο μειονέκτημα των σύγχρονων συστημάτων εισαγωγής είναι το κόστος και η πολυπλοκότητα της συντήρησης. Εάν ο κινητήρας του καρμπυρατέρ μπορεί να διαγνωστεί και να επισκευαστεί από τις προσπάθειες ενός έμπειρου μηχανικού αυτοκινήτων, τότε τα ηλεκτρονικά ελέγχονται μόνο σε ειδικό εξοπλισμό. Για να το επιδιορθώσετε, πρέπει να επισκεφθείτε ένα εξειδικευμένο κέντρο σέρβις.

Επιπλέον, προτείνουμε να παρακολουθήσετε μια διάλεξη βίντεο σχετικά με το σύστημα εισαγωγής του αυτοκινήτου:

Θεωρία ICE: Συστήματα εισαγωγής

Ερωτήσεις και απαντήσεις:

Τι είναι η εισαγωγή κινητήρα; Ένα άλλο όνομα είναι το σύστημα εισαγωγής. Αυτή είναι μια εισαγωγή αέρα που συνδέεται με έναν σωλήνα που διακλαδίζεται σε πολλούς σωλήνες (ένας ανά κύλινδρο). Το σύστημα χρειάζεται για την παροχή καθαρού αέρα και το σχηματισμό ενός VTS.

Τι συμβαίνει εάν μεγεθύνεται η πολλαπλή εισαγωγής; Η επιμήκυνση της πολλαπλής αναρρόφησης θα έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη αντίσταση εισόδου, η οποία θα έχει ως αποτέλεσμα φτωχότερη καύση του VTS. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της ροπής και της ισχύος.