Система холодного впуска

Впускная система или система впуска предназначена для подвода в двигатель определенного количества воздуха и образования там воздушно-топливной смеси. Чем лучше изготовлена системы впуска тем более качественнее наполнение можно получить.

Конструкция впускной системы двигателя

Простейшая система впуска инжекторного двигателя состоит из следующих деталей:

  • резонатор (воздухозаборник),
  • корпус воздушного фильтра с фильтром,
  • резиновая гофра от корпуса фильтра до дроссельной заслонки,
  • ДМРВ или датчик абсолютного давления и датчик температуры воздуха,
  • дроссельная заслонка с регулятором холостого хода (РХХ) и датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ),
  • впускной коллектор (ресивер).

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.

впускная система

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

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).

устройство системы впуска

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 с заслонками

Коллектор в системе прямого впрыска автомобилей VW

Система выпуска

Несмотря на простую конструкцию система выпуска выполняет не малое количество функций, основные из которых это: отвод выхлопных газов через выпускной коллектор, поглощение шумов и вибраций в результате работы мотора, продувка цилиндров, очистка ОГ от сажи и других вредных примесей. Выпускной система может состоять из следующих элементов:

  • выпускной коллектор;
  • лямбда-зонд;
  • каталитический нейтрализатор;
  • сажевый фильтр (на дизельных двигателях);
  • глушители звука и соединительные трубы.

Лямбда-зонд. Диагностика и замена

К основным датчикам выпускной системы относится лямбда-зонд. По его сигналам ЭБУ постоянно корректирует время впрыска, добиваясь оптимального состава топливно-воздушной смеси для устойчивой работы двигателя и снижения расхода топлива.

Если ваш автомобиль стал потреблять больше топлива или произошла потеря тяги, появились перебои в движении, обороты двигателя нестабильны, катализатор стал работать нестабильно, то, скорее всего, имеется неисправность лямбда-зонда.

Как правило, самыми распространенными причинами неисправности лямбда-зонда являются:

  • из-за применения некачественного топлива;
  • перегрев корпуса лямбда-зонда;

Обычно, даже если нет явных неисправностей, один раз в 10000 км производят проверку лямбда-зонда. Проверку производят как визуально, так и с помощью таких приборов, как осциллограф или вольтметр. В ходе визуальной проверки осматривают:

  • разъемы подключения проводов;
  • проверяют надежность подключения и наличие сажевых отложений, возникающих в случае неисправного нагревателя или, если сгорает слишком обогащенная смесь;
  • проверяют наличие блестящих отложений, которые являются признаком наличия свинцовых отложений и повреждают лямбда-зонд;
  • проверяют наличие белых или серых отложений, возникающих из-за использования в топливе различных присадок и приводящих к замене датчика.

Проверку с помощью прибора производят на прогретом двигателе в том случае, если визуальная проверка не выявила неисправностей. При работающем двигателе отключаем от колодки датчик кислорода (лямбда-зонд) и подключаем его сигнальный провод к вольтметру, который должен быть включен в режим постоянного напряжения. Затем кратковременно доводят обороты двигателя до 2500, вынимают вакуумную трубку из регулятора давления и смотрят показания вольтметра.

Если показания прибора менее 0,8В, то лямбда-зонд неисправен. Если при проведении проверки лямбда-зонда на обедненную смесь показания прибора составили менее 0,2В, то датчик кислорода подлежит замене.

Лямбда-зонд меняют на аналогичный, при этом надо удостовериться, что маркировка старого и нового зондов полностью совпадает. Работа по замене зонда производятся только на холодном (непрогретом) двигателе и при отключенной системе зажигания. Сначала необходимо отсоединить от зонда провода, затем с помощью ключа откручиваем старый зонд и вкручиваем новый. При закручивании прилагать разумное усилие для того, чтобы не сорвать резьбовое соединение.

Удаление сажевого фильтра FAP/DPF

У автомобилей с дизельными двигателями уменьшение выброса вредных веществ происходит за счет применения системы «common rail» и сажевого фильтра. В последнее время фильтр такого типа объединяют с катализатором, вследствие чего один узел автомобиля осуществляет выполнение функций — фильтра FAP/DPF и катализатора. Назначение этого фильтра — препятствовать попаданию сажи в атмосферу, а катализатор осуществляет доокисление углеводородов.

Сам фильтр представляет собой керамические элементы, помещенные в металлический корпус. В нем множество впускных и выпускных каналов, а непосредственно фильтрующие стенки выполнены из пористого материала, который в свою очередь покрыт специальным веществом. Частицы сажи оседают на стенках, а через каналы беспрепятственно проходит газ. В процессе функционирования двигателя сажевые накопления в фильтре периодически высвобождаются путем регенерации, которая бывает, как активной, так и пассивной.

Пассивная регенерация сажевого фильтра происходит при длительной работе двигателя на повышенных оборотах, например, при движении за городом. Активная регенерация наоборот, запускается принудительно блоком управления двигателем. При этом температура выхлопа повышается за счет впрыска дополнительного количества топлива, которое сжигает накопившуюся сажу в фильтре. Проблема сажевого фильтра заявляет о себе появлением предупреждающей индикации на панели приборов, при этом падает мощность двигателя, ощутимо возрастает расход топлива, появляется нестабильная работа на холостых оборотах и повышенная задымленность выхлопа.

Диагностика и ремонт системы впуска/выпуска автомобиля в Минске популярна среди автомобилей audi (ауди), bmw (бмв), kia (киа), opel (опель), mercedes (мерседес), ford (форд), skoda (шкода), peugeot (пежо), volvo (вольво), toyota (тойота), volkswagen (фольксваген), mazda (мазда), nissan (ниссан).

Система подачи воздуха в дизельный двигатель

Подача воздуха в дизельный двигатель

Как известно, современный дизельный двигатель на разных автомобилях и спецтехнике обычно оснащается турбокомпрессором. Также данное решение активно используется и на турбобензиновых ДВС.

Другими словами, для получения необходимой отдачи от моторов силовую установку дополнительно турбируют. Дизельный агрегат с турбонаддувом получил название турбодизель. Давайте остановимся на схеме подачи воздуха в такие моторы более подробно.

Как и в случае с бензиновыми ДВС, система питания дизельных моторов воздухом предполагает его забор из атмосферы, очистку поступающего воздуха и дальнейшую подачу в цилиндры. При этом воздух дополнительно проходит через турбину, охлаждается и уже затем поддается в камеру сгорания, причем нагнетается под давлением.

На примере турбодизеля стоит выделить следующие элементы системы питания воздухом:

  • воздухозаборник;
  • воздухоочиститель (воздушный фильтр);
  • турбокомпрессор;
  • специальный воздушный радиатор (интеркулер);
  • впускной коллектор;

С функцией воздухозаборника и воздушного фильтра мы уже ознакомились при рассмотрении атмосферного бензинового мотора.  Что касается турбодвигателей на спецтехнике, которая работает в условиях сильной запыленности и общего загрязнения воздуха, используется многоступенчатая система очистки (двух или даже трехступенчатые схемы). В конструкцию может быть включен инерционный предварительный очиститель воздуха и другие подобные решения.

Итак, после прохода через фильтры, воздух втягивается в турбокомпрессор. После турбины воздух идет по трубопроводам уже под давлением, проходя через так называемый воздушный радиатор. Дело в том, что после сжатия в турбине воздух нагревается. При этом если его охладить перед подачей в цилиндры, тогда общая масса воздуха увеличивается.

В результате такого снижения температуры в камеру сгорания удается подать больше воздуха, что позволяет более полноценно и эффективно сжечь топливо, добиться прироста мощности, улучшенной экономичности и снизить токсичность выхлопа.

Далее сжатый и охлажденный воздух попадает во впускной коллектор, а затем и в цилиндры дизельного двигателя. Что касается турбокомпрессора, данное устройство использует энергию отработавших газов. Если просто, газы под давлением вращают турбинное колесо, за счет такого вращения начинает крутиться  и компрессорное колесо, которое закреплено на одном валу вместе с турбинным колесом. Затем выхлоп после турбины попадает в выпускную систему ТС и выводится в атмосферу.

Отметим, что существует много разновидностей турбин, которые отличаются по размерам, по своей производительности и могут иметь ряд индивидуальных отличий в общей схеме устройства. Еще добавим, что дизельный двигатель долгое время вообще не имел дроссельной заслонки по сравнению с бензиновыми аналогами. В двух словах, мощность в  дизельном агрегате регулируется не количеством подаваемого в цилиндры воздуха, а количеством впрыскиваемого горючего.

Кстати, на современных дизельных ДВС дроссельная заслонка все же появилась, но она выполняет другие задачи. Если точнее, снижается токсичность выхлопа в соответствии с жесткими экологическими нормами.

Работает дроссельный узел тогда, когда нагрузки на двигатель минимальны, то есть мотор не нуждается в мощном потоке свежего воздуха. В этот момент заслонка частично перекрывает подачу воздуха, параллельно с этим срабатывает клапан системы рециркуляции отработавших газов EGR.

В результате оставшийся воздух перемешивается с выхлопными газами, после чего такая смесь снова поступает в цилиндры. Подача выхлопа вместе с воздухом снижает температуру в камере сгорания, в результате в отработавших газах отмечается уменьшение окиси азота.

Впускная система

Впускная система (другое наименование – система впуска) предназначена для впуска в двигатель необходимого количества воздуха и образования топливно-воздушной смеси. Термин «впускная система» появился с развитием конструкции двигателей внутреннего сгорания, особенно с появлением системы непосредственного впрыска топлива. Оборудование для питания двигателя воздухом перестало быть просто воздуховодом, а превратилось в отдельную систему.

В своей работе система впуска взаимодействует со многими системами двигателя, в том числе с системой впрыска, системой рециркуляции отработавших газов, системой улавливания паров бензина, вакуумным усилителем тормозов. Взаимодействие перечисленных систем и еще ряда других систем обеспечивает система управления двигателем.

Для улучшения наполнения цилиндров воздухом, повышения мощности в конструкции системы впуска современных бензиновых и дизелных двигателей используется турбонаддув.

Доступные методы увеличения подачи воздуха

От количества попадающего воздуха зависит мощность двигателя. Установка турбины – метод радикальный, однако существуют более простые и дешевые способы:

Система впуска воздуха

Установка воздушного фильтра нулевого сопротивления

К данному способу относятся скептически, но эффективность ФНС доказана. Оправдана установка подобного фильтра только в случае комплексного тюнинга, но и без того прибавляет скромных 1-3% мощности за счет снижения сопротивления, а значит, увеличения объема воздуха в камере сгорания.

Холодный впуск

Существуют готовые комплекты холодного впуска. Не на всех автомобилях воздухозаборник способен забирать холодный воздух, температура подкапотного пространства не позволяет.

Конструкция холодного впуска дает возможность попадать в коллектор холодному воздуху, а значит в цилиндры попадает больше воздуха – горение смеси будет более эффективно.

Установка впускного коллектора с иной геометрией

Для автомобилей ВАЗ предусмотрены коллектора под разные потребности: с короткими каналами — мотор будет «верховым», с длинными каналами обеспечить достаточный крутящий момент с холостых до средних оборотов.

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.

Типы смесеобразования топливаСистема 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

Коллектор двигателя HEMI

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

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.

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:

Теория ДВС: Системы Впуска

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

Электромагнитный клапан системы изменения длины впускного коллектора Лачетти

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

Атмосферный штуцер пневмоклапана

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

Отключение клапана системы изменения длины впускного коллектора

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.

Камера сгорания

В зависимости от вида камеры сгорания различают камеры раздельного типа и камеры нераздельного типа. Раздельная камера сгорания представляет собой дополнительную камеру небольшого объема, которая соединяется каналом с верхней частью цилиндра. Эта камера обычно находится в полости ГБЦ. Топливо через форсунку впрыскивается именно в эту, так называемую, предкамеру. В момент воспламенения топлива продукты горения распространяются по соединительному каналу в цилиндр и давят на поршень.

Основным плюсом таких моторов является мягкость работы. То есть во время работы такого двигателя почти не слышен характерный «дизельный стук». Это обусловлено тем, что взрывная волна при воспламенении топлива образуется внутри предкамеры и не воздействует непосредственно на поршень. На таких моторах в распылителях форсунок было, как правило, одно отверстие, что упрощало и удешевляло их изготовление. Но были и минусы в такой конструкции. Это сложность изготовления самой предкамеры и её рубашки охлаждения.

Моторы с раздельными камерами сгорания обладали довольно высоким расходом топлива. Двигатели с нераздельными камерами сгорания получили большее распространение. Такие моторы чаще называют двигатели с непосредственным впрыском. То есть на них топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр в надпоршневое пространство. Камера сгорания может быть выполнена в днище поршня, в полости ГБЦ или частично там и там. По геометрической форме камеры сгорания могут быть разные. В некоторой степени это зависит от формы факела распыла топлива форсункой. Некоторые формы камеры сгорания способствуют образованию завихрений внутри цилиндра, что улучшает сгорание топлива.

камеры сгорания

Двигатели с непосредственным впрыском обладают рядом преимуществ по отношению к моторам с раздельными камерами сгорания. Самый главный показатель – это экономичность. Нераздельная камера сгорания имеет компактную форму, поэтому обладает малыми тепловыми потерями при работе двигателя. Это позволяет мотору быстрее выходить на рабочий тепловой режим и соответственно меньше тратить топлива. При нераздельной камере сгорания уменьшается высота ГБЦ и сложность её изготовления. Одним из минусов таких моторов является высокие ударные нагрузки, которые действуют на КШМ.

При использовании в форсунках распылителей с несколькими отверстиями малого диаметра удалось обеспечить более плавное горение топлива. Что послужило снижению ударных нагрузок, действующих на КШМ. Но производство таких форсунок довольно трудоемко и предъявляет к себе высокую точность изготовления, что сказывается на их стоимости. Тем не менее, именно моторы с непосредственным впрыском получили большое распространение в современном автомобилестроении. Такие моторы постоянно модернизируются и получают новые технологии, в частности по повышению прочности материалов КШМ.

Ресивер (вакуумный бачок) системы изменения длины впускного коллектора

Это цилиндрическая ёмкость с обратным клапаном внутри. Проверка очень проста и состоит из двух пунктов:

  • проверить целостность, чтобы не было утечки вакуума
  • отключить трубку, идущую к электромагнитному клапану, а вторую трубку отключить от коллектора (трубка №2). Подуть в эту трубку — воздух не должен проходить. Но при всасывании в себя — воздух должен проходить!

Ресивер (вакуумный бачок) системы изменения длины впускного коллектора

Неисправности системы вторичного воздуха

Наиболее распространенные проблемы:

  • заклинивание клапанов,
  • выход из строя датчика давления,
  • поломка насоса.

Отказы насоса почти всегда вызваны коррозией, которая возникает из-за воды или влаги в выхлопных газах, попадающих в корпус насоса. В очень холодном климате вода может замерзнуть, что часто приводит к сгоранию двигателей насоса.

На изображении слева — коррозия входа насоса вторичного воздуха, на изображении справа — клапан, поврежденный коррозией, и новый для сравнения

Основные ошибки по вторичному воздуху

P0411 (Incorrect Flow Detected) — некорректный расход/недостаточный поток воздуха через систему.

P0410 (Malfunction) — неисправность СВВ.

Заедание клапана вторичного воздуха в открытом положении часто приводит к тому, что сигналы лямбда-зонда будут ошибочно восприниматься как «смесь слишком бедная». Это приводит к сообщению об ошибке лямбда-зонда: «Достигнут предел регулирования».

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...