Повітрозабірник двигуна: як він працює?

Щоб викликати згоряння в тепловому двигуні, необхідні два ключові елементи: паливо та окислювач. Тут ми зосередимося на спостереженні за тим, як окислювач потрапляє у двигун, а саме на кисні, що є у повітрі.

Приклад забору повітря від сучасного двигуна

Подача повітря: яким шляхом рухається окислювач?

Повітря, яке прямує в камеру згоряння, повинно проходити через контур, в якому є кілька визначальних елементів, давайте тепер їх подивимося.

1) Повітряний фільтр

Перше, що потрапить у двигун окислювача, – це повітряний фільтр. Останній відповідає за уловлювання та утримання якомога більшої кількості частинок, щоб вони не пошкодили нутрощі двигуна (камеру згоряння). Однак є кілька налаштувань/калібрів повітряного фільтра. Чим більше частинок затримує фільтр, тим важче він пропускає повітря: це трохи знизить потужність двигуна (який потім стане трохи гірше дихати), але покращить якість повітря, яке входитиме в двигун. (Менше паразитичних частинок). І навпаки, фільтр, який пропускає багато повітря (висока швидкість потоку), покращить продуктивність, але дозволить проникати більшій кількості частинок.

Його необхідно регулярно міняти, тому що він засмічується.

2) Витратомір повітря

У сучасних двигунах цей датчик використовується для індикації в ЕБУ двигуна маси повітря, що надходить у двигун, а також його температури. Маючи ці параметри в кишені, комп'ютер знатиме, як керувати упорскуванням та дросельною заслінкою (бензин) так, щоб згоряння ідеально регулювалося (насиченість повітряно-паливної суміші).

Коли він забивається, він більше не надсилає правильні дані на комп'ютер: відключення живлення у ключі.

3) Карбюратор (старий бензиновий двигун)

На старіших бензинових двигунах (до 90-х років) є карбюратор, який поєднує в собі дві функції: змішування палива з повітрям та регулювання потоку повітря, що надходить у двигун (прискорення). Регулювання його іноді може бути стомлюючим... Сьогодні сам комп'ютер дозує паливно-повітряну суміш (тому ваш двигун тепер пристосовується до змін атмосферних умов: гори, рівнини тощо).

4) Турбокомпресор (опціонально)

Призначений для збільшення продуктивності двигуна, він дозволить спрямовувати у двигун більше повітря. Замість того, щоб обмежуватися природним всмоктуванням двигуна (рухом поршнів), ми додаємо систему, яка також «видуватиме» багато повітря всередину. Таким чином, ми також можемо збільшити кількість палива і, отже, згоряння (інтенсивніше згоряння = більше потужності). Турбонагнітач добре працює на високих оборотах, тому що він живиться від вихлопних газів (що важливіше на високих оборотах). Компресор (нагнітач) ідентичний турбо, за винятком того, що він приводиться в дію силою двигуна (раптово він починає обертатися повільніше, але працює раніше на оборотах: момент, що крутить, на низьких оборотах краще).

Є статичні турбіни і турбіни із змінною геометрією.

5) Теплообмінник / інтеркулер (опціонально)

У разі турбомотора ми обов'язково охолоджуємо повітря, яке подається компресором (отже, турбо), тому що останній був трохи нагрітий під час стиснення (стиснутий газ нагрівається природним чином). Але насамперед охолодження повітря дозволяє поміщати в камеру згоряння більше (холодний газ займає менше місця, ніж гарячий). Таким чином, це теплообмінник: повітря, що охолоджується, проходить через відсік, приклеєний до більш холодного відсіку (який сам охолоджується свіжим зовнішнім повітрям [повітря / повітря] або водою [повітря / вода]).

6) Дросельна заслінка (бензин без карбюратора)

Бензинові двигуни працюють завдяки дуже точному змішуванню повітря та палива, тому для регулювання повітря, що надходить у двигун, необхідна заслінка типу «метелик». Дизелю, що працює з надлишком повітря, він не потрібен (у сучасних дизелів він є, але з інших, майже анекдотичних причин).

При прискоренні з бензиновим двигуном необхідно дозувати і повітря, і паливо: стехіометричну суміш із співвідношенням 1/14.7 (паливо/повітря). Тому на низьких оборотах, коли потрібно мало палива (бо нам потрібна струмінь газу), ми повинні фільтрувати повітря, що надходить, щоб його не було в надлишку. З іншого боку, коли ви розганяєтеся на дизелі, змінюється лише упорскування палива в камери згоряння (на версіях з турбонаддувом наддув також починає посилати більше повітря в циліндри).

7) впускний колектор

Впускний колектор – одна з останніх щаблів на шляху всмоктуваного повітря. Тут йдеться про розподіл повітря, що надходить у кожен циліндр: шлях потім ділиться на кілька шляхів (залежить від кількості циліндрів у двигуні). Датчик тиску та температури дозволяє комп'ютеру точніше керувати двигуном. Тиск у колекторі низький на бензинах з низьким навантаженням (дросельна заслінка не повністю відкрита, слабке прискорення), тоді як на дизелях воно завжди позитивне (> 1 бар). Додаткову інформацію див. у статті нижче.

На бензині з непрямим упорскуванням форсунки розміщуються на колекторі для випаровування палива. Існують також одноточкові (старіші) і багатоточкові версії: див. Тут.

До впускного колектора підключаються деякі елементи:

• Клапан рециркуляції газів, що відпрацювали: на сучасних двигунах присутній клапан рециркуляції відпрацьованих газів, він дозволяє повертати частину газів. до впускного колектора так що вони знову проходять в циліндрах (дозволяє зменшити забруднення: NOx завдяки охолодженню згоряння. Менше кисню).
• Сапун: пари масла, що виходять із картера, повертаються у впускний отвір.

8) Впускний клапан

Це останній крок, повітря надходить у двигун через невеликі дверцята, які називають впускним клапаном, які постійно відкриваються і закриваються (відповідно до 4-тактного циклу).

Як калькулятор правильно плутає?

ЕБУ двигуна дозволяє точно дозувати всі «інгредієнти» завдяки інформації, що надається різними датчиками/зондами. Витратомір показує масу повітря і її температуру. Датчик тиску у впускному колекторі дозволяє дізнатися тиск наддуву (турбо) шляхом регулювання останнього за допомогою клапана перепуску. Лямбда-зонд у вихлопі дозволяє побачити, який результат дала суміш, вивчаючи потужність вихлопних газів.

Топології / Типи складання

Ось деякі збірки з палива (бензин / дизель) та віком (менш-старі двигуни).

Старий двигун сутність атмосферне à

карбюратор

Ось досить старий атмосферний бензиновий двигун (80-х/90-х років). Повітря проходить через фільтр, а паливоповітряна суміш виноситься карбюратором.

Старий двигун сутність турбо à карбюратор

двигун сутність сучасне атмосферне впорскування непрямий

Тут карбюратор замінений дросельною заслінкою та форсунками. Модернізм означає, що двигун управляється електронікою. Тому є датчики, щоб підтримувати комп'ютер в актуальному стані.

двигун сутність сучасне атмосферне впорскування направляти

Тут упорскування пряме, тому що форсунки направлені прямо в камери згоряння.

двигун сутність сучасний турбо впорскування направляти

На недавньому бензиновому двигуні

двигун дизельний ін'єкція направляти et непрямий

У дизельному двигуні форсунки прямо або опосередковано поміщені в камеру згоряння (непрямо є форкамера, з'єднана з основною камерою, але немає упорскування у впускний отвір, як на бензині з непрямим упорскуванням). Для отримання додаткових пояснень див. Тут діаграма швидше відноситься до більш старих версій з непрямим упорскуванням.

двигун дизельний ін'єкція направляти

Сучасні дизелі, як правило, мають пряме впорскування та нагнітачі. Додана ціла купа елементів для очищення (клапан EGR) та керування двигуном за допомогою електроніки (комп'ютер та датчики)

Бензиновий двигун: розрідження на впуску

Як ви, напевно, вже знаєте, впускний колектор бензинового двигуна більшу частину часу перебуває під низьким тиском, тобто тиск становить від 0 до 1 бар. 1 бар – це (приблизно) атмосферний тиск на планеті на рівні землі, тому це тиск, у якому живемо. Також зверніть увагу, що негативного тиску немає, поріг дорівнює нулю: абсолютний вакуум. У разі бензинового двигуна необхідно обмежити подачу повітря на низьких оборотах, щоб дотримувалося співвідношення окислювач/паливо (стехіометрична суміш). Однак будьте обережні, тоді тиск стає рівним тиску в наших нижніх шарах атмосфери (1 бар), коли ми повністю завантажені (дросельна заслінка повністю: дросельна заслінка відкрита до максимуму). Він навіть перевищить планку і досягне 2 бар, якщо є наддув (турбонаддув, який видує повітря і зрештою створює тиск у впускному каналі).

Зарахування до школи DIESEL

На дизелі тиск не менше 1 бар, тому що повітря надходить так, як хоче на впуску. Тому слід розуміти, що швидкість потоку змінюється (залежно від швидкості), але тиск залишається незмінним.

Зарахування до школи СУТНІСТЬ

(Низьке навантаження)

Коли ви прискорюєтеся, корпус дросельної заслінки не дуже відкривається, щоб обмежити потік повітря. Це викликає своєрідну пробку. Двигун всмоктує повітря з одного боку (праворуч), тоді як дросельна заслінка обмежує потік (ліворуч): на впуску створюється розрідження, тоді тиск становить від 0 до 1 бару.

При повному завантаженні (повний газ) дросельна заслінка відкривається до максимуму і ефект засмічення відсутній. Якщо є турбонаддув, тиск досягне навіть 2 бар (це приблизно той тиск, який є у ваших шинах).

Всі коментарі та реакції

останній коментар опублікований:

Опубліковано (Дата: 2021 08:15:07)

визначення виходу радіатора

Він Я. 1 реакція (і) на цей коментар:

• Адміністратор АДМІНІСТРАТОР САЙТУ (2021-08-19 11:19:36): На сайті є зомбі?

(Ваш пост буде видно під коментарем після перевірки)

написати коментар

Який французький бренд може скласти конкуренцію німецької розкоші?