Wlot powietrza do silnika: jak to działa?

Do spowodowania spalania w silniku cieplnym potrzebne są dwa kluczowe elementy: paliwo i utleniacz. Tutaj skupimy się na obserwowaniu, jak utleniacz dostaje się do silnika, a mianowicie tlen obecny w powietrzu.

Przykład wlotu powietrza z nowoczesnego silnika

Dopływ powietrza: jaką ścieżkę obiera utleniacz?

Powietrze kierowane do komory spalania musi przejść przez obwód, który ma kilka elementów definiujących, zobaczmy je teraz.

1) Filtr powietrza

Pierwszą rzeczą, którą utleniacz dostaje się do silnika, jest filtr powietrza. Ten ostatni odpowiada za wychwytywanie i zatrzymywanie jak największej liczby cząstek, tak aby nie uszkodziły one elementów wewnętrznych silnika (komory spalania). Istnieje jednak kilka ustawień/kalibrów filtrów powietrza. Im więcej cząstek wyłapuje filtr, tym trudniej jest przepuścić powietrze: spowoduje to nieznaczne zmniejszenie mocy silnika (który stanie się wówczas nieco mniej oddychający), ale poprawi jakość powietrza, które dostanie się do silnik. (mniej cząstek pasożytniczych). I odwrotnie, filtr, który przepuszcza dużo powietrza (duże natężenie przepływu), poprawi wydajność, ale pozwoli na przedostanie się większej liczby cząstek.

Należy go regularnie wymieniać, ponieważ się zapycha.

2) Miernik masy powietrza

W nowoczesnych silnikach czujnik ten służy do wskazania w ECU silnika masy powietrza wchodzącego do silnika, a także jego temperatury. Mając te parametry w kieszeni komputer będzie wiedział jak sterować wtryskiem i przepustnicą (benzyna) tak aby spalanie było idealnie kontrolowane (nasycenie mieszanki paliwowo-powietrznej).

Kiedy się zatka, nie wysyła już prawidłowych danych do komputera: wyłącz zasilanie w kluczu.

3) Gaźnik (stary silnik benzynowy)

Starsze silniki benzynowe (przed latami 90.) mają gaźnik, który łączy w sobie dwie funkcje: mieszanie paliwa z powietrzem oraz regulację przepływu powietrza do silnika (przyspieszanie). Regulacja czasem bywa żmudna... Dziś komputer sam dozuje mieszankę paliwowo-powietrzną (więc teraz twój silnik przystosowuje się do zmian warunków atmosferycznych: góry, równiny itp.).

4) Turbosprężarka (opcjonalnie)

Zaprojektowany w celu zwiększenia wydajności silnika poprzez umożliwienie dopływu większej ilości powietrza do silnika. Zamiast ograniczać się naturalnym wlotem silnika (ruchem tłoka), dodajemy system, który będzie również „wdmuchiwał” dużo powietrza do wewnątrz. W ten sposób możemy również zwiększyć ilość paliwa, a co za tym idzie spalanie (intensywne spalanie = większa moc). Turbo działa dobrze na wysokich obrotach, ponieważ jest zasilane spalinami (co ważniejsze przy wysokich obrotach). Sprężarka (doładowanie) jest identyczna jak turbosprężarka, z tą różnicą, że jest napędzana mocą silnika (nagle zaczyna wolniej się obracać, ale pracuje wcześniej na obrotach: moment obrotowy jest lepszy na niskich obrotach).

Istnieją turbiny statyczne i turbiny o zmiennej geometrii.

5) Wymiennik ciepła / intercooler (opcjonalnie)

W przypadku silnika z turbodoładowaniem koniecznie schładzamy powietrze dostarczane przez sprężarkę (stąd turbo), ponieważ ta ostatnia była lekko nagrzewana podczas sprężania (sprężony gaz nagrzewa się naturalnie). Ale przede wszystkim schłodzenie powietrza pozwala włożyć więcej do komory spalania (zimny gaz zajmuje mniej miejsca niż gorący gaz). Jest to więc wymiennik ciepła: chłodzone powietrze przechodzi przez przedział przylegający do przedziału zimniejszego (który sam jest chłodzony świeżym powietrzem zewnętrznym [powietrze/powietrze] lub wodą [powietrze/woda]).

6) Przepustnica (benzyna bez gaźnika)

Silniki benzynowe działają na zasadzie bardzo precyzyjnego mieszania powietrza i paliwa, dlatego do regulacji dopływu powietrza do silnika wymagana jest przepustnica motylkowa. Silnik wysokoprężny pracujący z nadmiarem powietrza go nie potrzebuje (współczesne silniki wysokoprężne go mają, ale z innych, niemal anegdotycznych powodów).

Podczas przyspieszania silnikiem benzynowym należy dozować zarówno powietrze, jak i paliwo: mieszankę stechiometryczną o stosunku 1 / 14.7 (paliwo / powietrze). Dlatego przy niskich obrotach, kiedy potrzeba mało paliwa (bo potrzebujemy strużki gazu), musimy filtrować dopływające powietrze, aby nie było jego nadmiaru. Z drugiej strony, gdy przyspieszasz na dieslu, zmienia się tylko wtrysk paliwa do komór spalania (w wersjach z turbodoładowaniem doładowanie zaczyna również wysyłać więcej powietrza do cylindrów).

7) kolektor dolotowy

Kolektor dolotowy jest jednym z ostatnich stopni na drodze powietrza dolotowego. Tutaj mówimy o dystrybucji powietrza, które dostaje się do każdego cylindra: ścieżka jest następnie podzielona na kilka ścieżek (w zależności od liczby cylindrów w silniku). Czujnik ciśnienia i temperatury pozwala komputerowi na dokładniejsze sterowanie silnikiem. Ciśnienie w kolektorze jest niskie na benzynach przy małym obciążeniu (przepustnica nie do końca otwarta, słabe przyspieszenie), podczas gdy na dieslach jest zawsze dodatnie (> 1 bar). Aby to zrozumieć, zobacz więcej informacji w poniższym artykule.

W benzynie z wtryskiem pośrednim wtryskiwacze znajdują się na kolektorze w celu odparowania paliwa. Dostępne są również wersje jednopunktowe (starsze) i wielopunktowe: patrz tutaj.

Niektóre elementy są połączone z kolektorem dolotowym:

• Zawór recyrkulacji spalin: W nowoczesnych silnikach znajduje się zawór EGR, który umożliwia recyrkulację niektórych gazów. do kolektora dolotowego aby ponownie przechodziły przez cylindry (zmniejsza zanieczyszczenie: NOx poprzez chłodzenie spalania. Mniej tlenu).
• Odpowietrznik: Opary oleju wydostające się ze skrzyni korbowej powracają do portu wlotowego.

8) Zawór wlotowy

W ostatnim kroku powietrze dostaje się do silnika przez małe drzwiczki zwane zaworem wlotowym, które otwierają się i zamykają w sposób ciągły (zgodnie z cyklem 4-taktowym).

W jaki sposób kalkulator poprawnie myli?

ECU silnika pozwala na dokładne dozowanie wszystkich „składników” dzięki informacjom dostarczanym przez różne czujniki/sondy. Przepływomierz pokazuje napływającą masę powietrza i jego temperaturę. Czujnik ciśnienia w kolektorze dolotowym pozwala sprawdzić ciśnienie doładowania (turbo), regulując to ostatnie za pomocą zaworu upustowego. Sonda lambda w spalinach pozwala zobaczyć wynik mieszanki poprzez badanie mocy spalin.

Topologie / typy zespołów

Oto niektóre zespoły według paliwa (benzyna / olej napędowy) i wieku (mniej lub bardziej stare silniki).

Stary silnik istota atmosferyczny à

gaźnik

Oto całkiem stary wolnossący silnik benzynowy (lata 80./90.). Powietrze przepływa przez filtr, a mieszanka paliwowo-powietrzna jest odprowadzana przez gaźnik.

Stary silnik istota turbo à gaźnik

silnik istota nowoczesny wtrysk atmosferyczny pośredni

Tutaj gaźnik jest zastąpiony zaworem dławiącym i wtryskiwaczami. Modernizm oznacza, że ​​silnik jest sterowany elektronicznie. Dlatego istnieją czujniki, dzięki którym komputer jest na bieżąco.

silnik istota nowoczesny wtrysk atmosferyczny sterować

Wtrysk jest tutaj bezpośredni, ponieważ wtryskiwacze kierowane są bezpośrednio do komór spalania.

silnik istota nowoczesny wtrysk turbo sterować

Na niedawnym silniku benzynowym

silnik olej napędowy zastrzyk sterować et pośredni

W silniku wysokoprężnym wtryskiwacze są umieszczone bezpośrednio lub pośrednio w komorze spalania (pośrednio komora wstępna jest połączona z komorą główną, ale nie ma wtrysku do wlotu, jak w benzynie z wtryskiem pośrednim). Zobacz tutaj, aby uzyskać więcej wyjaśnień. Tutaj schemat najprawdopodobniej będzie odnosić się do starszych wersji z wtryskiem pośrednim.

silnik olej napędowy zastrzyk sterować

Nowoczesne diesle mają zazwyczaj wtrysk bezpośredni i turbosprężarki. Dodano całą masę elementów do czyszczenia (zawór EGR) i elektronicznego sterowania silnikiem (komputer i czujniki)

Silnik benzynowy: podciśnienie wlotowe

Jak zapewne już wiesz, kolektor dolotowy silnika benzynowego przez większość czasu znajduje się pod niskim ciśnieniem, czyli między 0 a 1 barem. 1 bar to (w przybliżeniu) ciśnienie atmosferyczne na naszej planecie na poziomie gruntu, więc jest to ciśnienie, w którym żyjemy. Należy również zauważyć, że nie ma podciśnienia, próg wynosi zero: absolutna próżnia. W przypadku silnika benzynowego konieczne jest ograniczenie dopływu powietrza przy niskich prędkościach tak, aby zachować stosunek utleniacz/paliwo (mieszanka stechiometryczna). Należy jednak uważać, wtedy ciśnienie staje się równe ciśnieniu w naszej niższej atmosferze (1 bar), gdy jesteśmy w pełni załadowani (przepustnica pełna: przepustnica otwarta do maksimum). Przekroczy nawet pasek i osiągnie 2 bary, jeśli nastąpi doładowanie (turbosprężarka, która wydmuchuje powietrze i ostatecznie zwiększa ciśnienie w porcie dolotowym).

Zapisy do szkoły DIESEL

W silniku wysokoprężnym ciśnienie wynosi co najmniej 1 bar, ponieważ powietrze przepływa tak, jak chce na wlocie. Dlatego należy rozumieć, że zmienia się natężenie przepływu (w zależności od prędkości), ale ciśnienie pozostaje niezmienione.

Zapisy do szkoły ISTOTA

(Niskie obciążenie)

Gdy trochę przyśpieszysz, korpus przepustnicy nie otwiera się zbyt mocno, aby ograniczyć przepływ powietrza. Powoduje to rodzaj korka. Silnik zasysa powietrze z jednej strony (po prawej), podczas gdy przepustnica ogranicza przepływ (po lewej): na wlocie powstaje podciśnienie, a następnie ciśnienie wynosi od 0 do 1 bara.

Przy pełnym obciążeniu (pełna przepustnica) przepustnica otwiera się do maksimum i nie ma efektu zatykania. Jeśli jest turbodoładowanie, ciśnienie osiągnie nawet 2 bary (jest to w przybliżeniu ciśnienie w oponach).

Wszystkie komentarze i reakcje

Dernier komentarz opublikowany:

Wysłane przez (Data: 2021 08:15:07)

definicja wylotu grzejnika

II. 1 reakcja(e) na ten komentarz:

• Administrator ADMINISTRATOR STRONY (2021-08-19 11:19:36): Czy na stronie są zombie?

(Twój post będzie widoczny pod komentarzem po weryfikacji)

Napisz komentarz

Która francuska marka może konkurować z niemieckim luksusem?