Co to jest kolektor dolotowy w urządzeniu samochodowym
Zawartość
Do przygotowania i wysokiej jakości spalania mieszanki paliwowo-powietrznej, a także do skutecznego usuwania produktów spalania, pojazdy wyposażone są w układ dolotowy i wydechowy. Zastanówmy się, dlaczego potrzebujesz kolektora dolotowego, co to jest, a także opcje jego dostrojenia.
Przeznaczenie kolektora dolotowego
Ta część została zaprojektowana, aby zapewnić dopływ powietrza i VTS do cylindrów silnika podczas jego pracy. W nowoczesnych blokach energetycznych na tej części instalowane są dodatkowe elementy:
- Przepustnica (zawór powietrza);
- Czujnik powietrza;
- Gaźnik (w modyfikacjach gaźnika);
- Wtryskiwacze (we wtryskowych silnikach spalinowych);
- Turbosprężarka, której wirnik napędzany jest przez kolektor wydechowy.
Oferujemy krótki film o cechach tego elementu:
Projekt i konstrukcja kolektora dolotowego
Jednym z najważniejszych czynników wpływających na sprawność silnika jest kształt kolektora. Przedstawiony jest w postaci szeregu rur połączonych w jedną rurę odgałęzioną. Na końcu rury zamontowany jest filtr powietrza.
Liczba zaczepów na drugim końcu zależy od liczby cylindrów w silniku. Kolektor dolotowy jest połączony z mechanizmem dystrybucji gazu w obszarze zaworów dolotowych. Jedną z wad VC jest kondensacja paliwa na jego ścianach. Aby zapobiec efektowi reakcji elektrostatycznej, inżynierowie opracowali kształt rury, który powoduje turbulencje w linii. Z tego powodu wnętrze rur jest celowo nierówne.
Kształt rur rozdzielaczowych musi mieć określone parametry. Po pierwsze, trakt nie powinien mieć ostrych rogów. Z tego powodu paliwo pozostanie na powierzchni rur, co doprowadzi do zatykania wnęki i zmiany parametrów dopływu powietrza.
Po drugie, najczęstszym problemem z przewodem dolotowym, z którym inżynierowie wciąż borykają się, jest efekt Helmholtza. Kiedy zawór dolotowy otwiera się, powietrze napływa do cylindra. Po jego zamknięciu przepływ kontynuuje bezwładność, a następnie gwałtownie wraca. Z tego powodu powstaje ciśnienie oporu, które przeszkadza w ruchu następnej części w drugiej rurze.
Te dwa powody zmuszają producentów samochodów do opracowywania lepszych kolektorów zapewniających płynniejszy układ dolotowy.
Zasada działania
Kolektor ssący działa w bardzo prosty sposób. Po uruchomieniu silnika otwiera się zawór powietrza. Podczas przesuwania tłoka do dolnego martwego punktu w suwie ssania w komorze powstaje podciśnienie. Gdy tylko zawór wlotowy się otworzy, część powietrza z dużą prędkością przedostanie się do pustej wnęki.
Na etapie zasysania zachodzą różne procesy w zależności od rodzaju układu paliwowego:
- Mono wtrysk - kolejna porcja powietrza dostarczana jest z filtra. Przechodzi przez gaźnik lub wnękę, w której zainstalowany jest wtryskiwacz paliwa (jeśli silnik jest wyposażony w pojazd wtryskowy). W tej wnęce powietrze miesza się z paliwem. Ze względu na podciśnienie w cylindrze ta część jest zasysana przez podniesiony zawór układu dolotowego;
- Wtrysk wielopunktowy - Poszczególne wtryskiwacze paliwa są umieszczone w każdej rurze kolektora. Po otwarciu odpowiedniego zaworu powietrze jest dostarczane przez odpowiednią do niego rurę. W tym samym czasie paliwo jest rozpylane.
- Bezpośredni wtrysk - zasysane jest tylko powietrze. Zawór jest opuszczany, tłok spręża powietrze w cylindrze. Pod koniec suwu sprężania paliwo jest dostarczane pod ciśnieniem do sprężonego medium przez wtryskiwacz. W silnikach wysokoprężnych o spalaniu wewnętrznym zachodzi identyczny proces, tylko powietrze jest bardziej sprężone.
Wszystkie nowoczesne silniki są wyposażone w elektroniczny układ kontrolujący dopływ powietrza i paliwa. To sprawia, że silnik jest bardziej stabilny. Wymiary dysz są dopasowane do parametrów silnika już na etapie wykonania zespołu napędowego.
Kształt kolektora
Jest to bardzo ważny czynnik, któremu przypisuje się kluczowe znaczenie przy projektowaniu układu dolotowego osobnej modyfikacji silnika. Rury muszą mieć określony przekrój, długość i kształt. Obecność ostrych narożników, a także skomplikowanych krzywizn jest niedopuszczalna.
Oto kilka powodów, dla których tak wiele uwagi poświęca się rurom kolektora dolotowego:
- Paliwo może osadzać się na ściankach przewodu wlotowego;
- Podczas pracy jednostki napędowej może pojawić się rezonans Helmholtza;
- Aby system działał prawidłowo, wykorzystywane są naturalne procesy fizyczne, takie jak ciśnienie wytwarzane przez przepływ powietrza przez kolektor dolotowy.
Jeśli paliwo stale pozostaje na ściankach rur, może to następnie spowodować zwężenie przewodu wlotowego, a także jego zatkanie, co negatywnie wpłynie na wydajność jednostki napędowej.
Jeśli chodzi o rezonans Helmholtza, jest to odwieczny ból głowy projektantów, którzy projektują nowoczesne jednostki napędowe. Istotą tego efektu jest to, że gdy zawór dolotowy się zamyka, powstaje silne ciśnienie, które wypycha powietrze z kolektora. Po ponownym otwarciu zaworu wlotowego ciśnienie wsteczne powoduje zderzenie przepływu z przeciwciśnieniem. Dzięki temu zmniejszają się parametry techniczne układu dolotowego samochodu, a także wzrasta zużycie części układu.
Systemy wymiany kolektora dolotowego
Starsze maszyny mają standardowy kolektor. Ma jednak jedną wadę - jego sprawność osiąga się tylko przy ograniczonym trybie pracy silnika. Aby rozszerzyć gamę, opracowano innowacyjny system - Variable Header Geometry. Istnieją dwie modyfikacje - zmienia się długość ścieżki lub jej odcinek.
Kolektor dolotowy o zmiennej długości
Ta modyfikacja jest stosowana w silnikach atmosferycznych. Przy niskich prędkościach wału korbowego ścieżka dolotowa powinna być długa. Zwiększa to reakcję przepustnicy i moment obrotowy. Gdy tylko obroty wzrosną, jego długość musi zostać zmniejszona, aby ukazać pełny potencjał serca samochodu.
Aby osiągnąć ten efekt stosuje się specjalny zawór odcinający większą tuleję kolektora od mniejszej i odwrotnie. Proces ten reguluje naturalne prawo fizyczne. Po zamknięciu zaworu dolotowego, w zależności od częstotliwości oscylacji strumienia powietrza (ma na to wpływ ilość obrotów wału korbowego), powstaje ciśnienie, które napędza klapę odcinającą.
Ten system jest stosowany tylko w silnikach atmosferycznych, ponieważ powietrze jest wtłaczane do jednostek z turbodoładowaniem. Proces w nich jest regulowany przez elektronikę jednostki sterującej.
Każdy producent nazywa ten system na swój sposób: BMW ma go DIVA, Ford ma DSI, Mazda ma VRIS.
Zmienny kolektor dolotowy
Jeśli chodzi o tę modyfikację, można ją stosować zarówno w silnikach atmosferycznych, jak i turbodoładowanych. Gdy przekrój rury odgałęzienia maleje, prędkość powietrza wzrasta. W środowisku z zasysaniem tworzy to efekt turbosprężarki, aw układach z wymuszonym obiegiem powietrza rozwój ułatwia turbosprężarkę.
Ze względu na duże natężenie przepływu mieszanka paliwowo-powietrzna jest bardziej efektywnie mieszana, co prowadzi do wysokiej jakości spalania w cylindrach.
Kolektory tego typu mają oryginalną konstrukcję. Przy wejściu do butli znajduje się więcej niż jeden kanał, ale jest on podzielony na dwie części - po jednej na każdy zawór. Jeden z zaworów ma przepustnicę, która jest sterowana przez elektronikę samochodu za pomocą silnika (lub zamiast tego używany jest regulator podciśnienia).
Przy niskich prędkościach wału korbowego BTC jest zasilany przez jeden otwór - jeden zawór działa. Tworzy to strefę turbulencji, która poprawia wymieszanie paliwa z powietrzem, a jednocześnie jego wysokiej jakości spalanie.
Gdy tylko prędkość obrotowa silnika wzrośnie, otwiera się drugi kanał. Prowadzi to do wzrostu mocy jednostki. Podobnie jak w przypadku rozdzielaczy o zmiennej długości, producenci tego systemu podają swoją nazwę. Ford wskazuje IMRC i CMCV, Opel - Twin Port, Toyota - VIS.
Aby uzyskać więcej informacji o tym, jak takie kolektory wpływają na moc silnika, zobacz wideo:
Niesprawne działanie kolektora dolotowego
Najczęstsze usterki w układzie dolotowym to:
- Naruszenie szczelności w miejscu montażu uszczelek;
- Powstawanie sadzy i smoły na ścianach wewnętrznych;
- Powstawanie uskoku w punktach połączeń (wystarczy przeszkoda 2 mm, aby moc silnika spadła o około dwadzieścia procent, ale dzieje się tak tylko przy niskich prędkościach);
- Przegrzanie spowodowane bliskością kolektora wydechowego.
Generalnie uszczelki tracą swoje właściwości, gdy silnik jest zbyt gorący lub gdy kołki mocujące są poluzowane.
Zastanówmy się, jak diagnozowane są niektóre awarie kolektora dolotowego i jak wpływają one na działanie silnika.
Wycieki chłodziwa
Gdy kierowca zauważy, że ilość płynu niezamarzającego stopniowo się zmniejsza, podczas jazdy słychać nieprzyjemny zapach spalonego płynu chłodzącego, a pod autem stale pozostają krople świeżego płynu, może to świadczyć o niesprawnym kolektorze dolotowym. Mówiąc dokładniej, nie sam kolektor, ale uszczelkę zainstalowaną między jego rurami a głowicą cylindrów.
W niektórych silnikach stosuje się uszczelki, które zapewniają również szczelność płaszcza chłodzącego silnika. Takich usterek nie można zignorować, ponieważ w późniejszym czasie z konieczności doprowadzą one do poważnej awarii urządzenia.
Wycieki powietrza
To kolejny objaw zużytej uszczelki kolektora dolotowego. Możesz to zdiagnozować w następujący sposób. Silnik uruchamia się, rura odgałęzienia filtra powietrza jest zablokowana o około 5-10 procent. Jeśli obroty nie spadają, oznacza to, że kolektor zasysa powietrze przez uszczelkę.
Naruszenie podciśnienia w układzie dolotowym silnika powoduje niestabilną prędkość biegu jałowego lub całkowitą awarię jednostki napędowej. Jedynym sposobem na wyeliminowanie takiej usterki jest wymiana uszczelki.
Rzadziej mogą wystąpić wycieki powietrza z powodu zniszczenia rury (rur) kolektora dolotowego. na przykład może to być pęknięcie. Podobny efekt występuje, gdy w wężu próżniowym powstaje pęknięcie. W takim przypadku części te są zastępowane nowymi.
Jeszcze rzadziej mogą wystąpić wycieki powietrza z powodu deformacji kolektora dolotowego. Ta część musi zostać zmieniona. W niektórych przypadkach wyciek podciśnienia przez zdeformowany kolektor jest wykrywany przez syk dochodzący spod maski podczas pracy silnika.
Złoża węgla
Zazwyczaj taka awaria występuje w jednostkach z turbodoładowaniem. Osady węgla mogą powodować utratę mocy silnika, przerwy w zapłonie i zwiększenie zużycia paliwa.
Kolejnym objawem tej usterki jest utrata przyczepności. Zależy to od stopnia zatkania rur wlotowych. Eliminuje go demontaż i czyszczenie kolektora. Ale w zależności od rodzaju kolektora łatwiej go wymienić niż go wyczyścić. Dzieje się tak dlatego, że w niektórych przypadkach kształt dysz nie pozwala na prawidłowe usuwanie nagaru.
Problemy z zaworami zmiany geometrii wlotu
Kolektorowe przepustnice powietrza w niektórych samochodach są napędzane regulatorem podciśnienia, w innych są napędzane elektrycznie. Bez względu na rodzaj zastosowanych amortyzatorów, elementy gumowe w nich niszczeją, przez co amortyzatory przestają sprostać swojemu zadaniu.
Jeśli napędem przepustnicy jest podciśnienie, to można sprawdzić jego działanie za pomocą ręcznej pompy podciśnieniowej. Jeśli to narzędzie nie jest dostępne, wystarczy zwykła strzykawka. W przypadku stwierdzenia braku napędu próżniowego należy go wymienić.
Inną wadą napędu przepustnicy jest awaria elektrozaworów sterujących podciśnieniem (zawory elektromagnetyczne). W silnikach wyposażonych w kolektor dolotowy o zmiennej geometrii może dojść do pęknięcia zaworu, który reguluje się poprzez zmianę geometrii toru. Na przykład może się odkształcić lub przykleić z powodu nagaru. W przypadku takiej awarii należy wymienić cały kolektor.
Naprawa kolektora dolotowego
Podczas naprawy kolektora najpierw pobierane są odczyty zainstalowanego w nim czujnika. Możesz więc upewnić się, że błąd występuje w tym konkretnym węźle. Jeśli awaria rzeczywiście występuje w kolektorze, jest on odłączany od silnika. Zabieg wykonywany jest w kilku etapach:
- Układ paliwowy jest odłączony;
- Zaciski są odłączone od akumulatora;
- Demontaż filtra powietrza;
- Przepustnica jest zdemontowana;
- Śruby mocujące kolektora są odkręcane i część jest usuwana.
Warto wziąć pod uwagę, że niektórych usterek nie da się naprawić. Do tej kategorii należą zawory i przepustnice. Jeśli są zepsute lub działają sporadycznie, wystarczy je wymienić. W przypadku awarii czujnika demontaż zespołu nie jest wymagany. W takim przypadku ECU otrzyma nieprawidłowe odczyty, co doprowadzi do nieprawidłowego przygotowania BTC i negatywnie wpłynie na pracę silnika. Diagnostyka jest w stanie rozpoznać tę usterkę.
Podczas napraw należy zwrócić szczególną uwagę na uszczelnienia połączeń. Rozerwana uszczelka spowoduje wycieki ciśnienia. Po wyjęciu kolektora wnętrze kolektora należy wyczyścić i przepłukać.
Strojenie kolektora
Zmieniając konstrukcję kolektora dolotowego, można poprawić parametry techniczne jednostki napędowej. Zazwyczaj kolektor jest dostrajany z dwóch powodów:
- Wyeliminuj negatywne konsekwencje spowodowane kształtem i długością rur;
- Do modyfikacji wnętrza, co poprawi przepływ mieszanki paliwowo-powietrznej do cylindrów.
Jeśli kolektor ma asymetryczny kształt, wówczas przepływ powietrza lub mieszanki paliwowo-powietrznej będzie nierównomiernie rozłożony na cylindrach. Większość objętości zostanie skierowana do pierwszego cylindra, a do każdego kolejnego - mniejszego.
Ale kolektory symetryczne mają też swoje wady. W tej konstrukcji większa objętość wchodzi do cylindrów środkowych, a mniejsza do cylindrów zewnętrznych. Ponieważ mieszanka paliwowo-powietrzna jest różna w różnych cylindrach, cylindry jednostki napędowej zaczynają pracować nierównomiernie. powoduje to utratę mocy silnika.
W procesie tuningu standardowy kolektor zmienia się na system z wieloprzepustnicą dolotową. W tej konstrukcji każdy cylinder ma indywidualny zawór dławiący. Dzięki temu wszystkie strumienie powietrza wchodzące do silnika są od siebie niezależne.
Jeśli nie ma pieniędzy na taką modernizację, można to zrobić samemu praktycznie bez inwestycji materiałowych. Zazwyczaj standardowe kolektory mają wady wewnętrzne w postaci nierówności lub nieregularności. Tworzą turbulencje, które powodują niepotrzebne turbulencje na ścieżce.
Z tego powodu butle mogą się słabo lub nierównomiernie napełniać. Zwykle efekt ten nie jest bardzo zauważalny przy niskich prędkościach. Ale gdy kierowca oczekuje natychmiastowej reakcji na wciśnięcie pedału gazu, w takich silnikach jest to niezadowalające (zależy to od indywidualnych cech kolektora).
Aby wyeliminować takie efekty, przewód wlotowy jest piaskowany. Co więcej, nie należy doprowadzać powierzchni do stanu idealnego (podobnego do lustra). Wystarczy usunąć szorstkość. W przeciwnym razie na ściankach w przewodzie wlotowym lustra będzie skraplać się paliwo.
I jeszcze jedna subtelność. Przy modernizacji kolektora dolotowego nie należy zapominać o miejscu jego montażu na silniku. W miejscu połączenia rur z głowicą cylindra montowana jest uszczelka. Ten element nie powinien tworzyć stopnia, przez który strumień przychodzący zderzy się z przeszkodą.
Wniosek + WIDEO
Tak więc równomierność działania jednostki napędowej zależy od pozornie prostej części silnika, kolektora dolotowego. Pomimo tego, że kolektor nie należy do kategorii mechanizmów, ale na zewnątrz jest prostą częścią, działanie silnika zależy od kształtu, długości i stanu wewnętrznych ścian jego rur.
Jak widać kolektor dolotowy jest prostą częścią, ale jego awarie mogą powodować wiele obaw właściciela samochodu. Ale zanim zaczniesz go naprawiać, sprawdź wszystkie inne systemy, które mają podobne objawy awarii.
Oto krótki film pokazujący, jak kształt kolektora dolotowego wpływa na osiągi układu napędowego:
Pytania i odpowiedzi:
Gdzie znajduje się kolektor dolotowy? To jest część mocowania silnika. W zespołach gaźnika ten element układu dolotowego znajduje się między gaźnikiem a głowicą cylindrów. Jeśli samochód jest wtryskiwaczem, kolektor dolotowy po prostu łączy moduł filtra powietrza z odpowiednimi otworami w głowicy cylindrów. Wtryskiwacze paliwa, w zależności od rodzaju układu paliwowego, będą montowane albo w przewodach kolektora dolotowego, albo bezpośrednio w głowicy cylindrów.
Co zawiera kolektor dolotowy? Kolektor dolotowy składa się z kilku rur (ich liczba zależy od liczby cylindrów w silniku) połączonych w jedną rurkę. Zawiera rurkę z modułu filtra powietrza. W niektórych układach paliwowych (układach wtryskowych) wtryskiwacze paliwa są instalowane w przewodach odpowiednich do silnika. Jeśli samochód korzysta z gaźnika lub wtrysku mono, element ten zostanie zainstalowany w węźle, w którym połączone są wszystkie rury kolektora dolotowego.
Do czego służy kolektor dolotowy? W klasycznych samochodach powietrze jest dostarczane i mieszane z paliwem w kolektorze dolotowym. Jeżeli maszyna jest wyposażona w bezpośredni wtrysk, to kolektor ssący służy jedynie do doprowadzenia świeżej porcji powietrza.
Jak działa kolektor dolotowy? Po uruchomieniu silnika świeże powietrze z filtra powietrza przepływa przez kolektor dolotowy. Dzieje się tak albo z powodu naturalnego ciągu, albo z powodu działania turbiny.
