Впускной коллектор
При кажущейся простоте впускной коллектор — крайне сложное устройство, основанное на действии множества законов физики
Двигатель
Впускной коллектор — важнейшая часть системы впуска двигателя внутреннего сгорания. Во впускном коллекторе поток воздуха смешивается с бензином, образуя топливо-воздушную смесь, и распределяется по цилиндрам.
Зачем нужен впускной коллектор
Основная функция впускного коллектора в равномерном распределении топливо-воздушной смеси (или просто воздуха в двигателях с непосредственным впрыском) по цилиндрам. Равномерное распределение необходимо для оптимизации производительности двигателя. Впускной коллектор также служит местом крепления для карбюратора или инжекторной топливной аппаратуры, дроссельной заслонки и других компонентов двигателя .
Появление впускных коллекторов с переменной геометрией позволило реализовать систему отключения части цилиндров на двигателях V8 и V10
В связи с нисходящим движением поршней во впускном коллекторе образуется частичное разрежение (ниже атмосферного давления).
Разработчики двигателей научились использовать вакуум в качестве источника приводной силы для вспомогательных систем: вакуумного усилителя тормозов, устройства контроля за вредными выбросами, круиз-контроля, устройства коррекции угла опережение зажигания, стеклоочистителей, системы вентиляции картера и так далее, в зависимости от марки автомобиля.
Конструкция и материалы для производства впускных коллекторов
Конструктивно впускной коллектор представляет собой закрытый резервуар сложной формы с общей камерой (ресивером) и отводящими патрубками (по числу цилиндров двигателя). В течение долгого времени на двигатели устанавливали коллекторы из алюминия или чугуна, но примерно с начала 2000-х годов приобретают все большую популярность композитные материалы. Из пластика сделан коллектор двигателей Ford Zetec 2.0, Duratec 2.0 и 2.3 и многих других современных агрегатов.
Принцип действия и особенности формирования потока горючей смеси
Карбюратор или топливные форсунки распыляют топливо в приемную камеру коллекторе.
За счет электростатических сил капли топлива немедленно разлетаются по камере и стремятся осесть на стенках коллектора или собраться в более крупные капли в воздухе. Оба действия нежелательны, поскольку приводят к образованию смеси неравномерной плотности. Чем лучше распыляется топливо, тем интенсивнее и полнее оно в дальнейшем сгорает в цилиндрах. Для достижения нужной турбулентности и давления в коллекторе, а следовательно, корректного распыления топлива, внутренние поверхности впускных каналов коллектора и головки блока цилиндров принято оставлять нешлифованными. Поверхность не должна быть слишком грубой, так как может возникнуть излишняя турбулентность, которая приведет к повышению давления и падению мощности двигателя.
Равнодлинный впускной коллектор, разработанный для гоночных автомобилей, стал стандартным атрибутом для двигателя современного легкового автомобиля
Впускной коллектор должен иметь строго определенную длину, емкость и форму. Все эти параметры рассчитываются при разработке силового агрегата.
Впускной коллектор заканчивается воздушными каналами, которые направляют потоки воздуха к впускным клапанам мотора. В дизельных двигателях и системах с прямым впрыском, воздушный поток завихряется и направляется в цилиндр, в котором и происходит смешивание с топливом.
Значение длины и формы патрубков приемного коллектора
В последнее время длине и форме патрубков или каналов впускного коллектора придается огромное значение. В конструкции канала недопустимы резкие искривления и острые углы, так как в этих местах топливо, смешанное с воздухом, будет неизбежно оседать на стенках. В современных коллекторах используется принцип, родившийся в недрах мастерских по подготовке спортивных автомобилей — все индивидуальные каналы всех цилиндров, вне зависимости от удаленности от центра, имеют равную длину.
Такая конструкция способствует борьбе с так называемым «резонансом Гельмгольца». Поток топливо-воздушной смеси в момент открытия впускного клапана движется по каналу коллектора в сторону цилиндра со значительной скоростью.
Когда клапан закрывается, воздух, не успевший пройти в камеру сгорания, продолжает давить на закрытый клапан, создавая область высокого давления. Под его воздействием воздух стремится вернуться назад, в верхнюю часть коллектора. Таким образом, в канале образуется противоток, который прекращается в момент, когда клапан открывается в следующий раз. Процесс смены направления потока в традиционных коллекторах происходит постоянно и на скорости, близкой к сверхзвуковой. Дело в том, что помимо открытия и закрытия клапанов, воздух стремится к постоянной смене направления в соответствии с явлением резонанса, который открыл Герман фон Гельмгольц, автор классических работ по акустике. Естественно, когда воздух непрерывно «болтается туда-сюда» неизбежны потери мощности. Впервые коллекторы, оптимизированные по резонансу Гельмгольца были применены в двигателях Chrysler V10, которыми комплектовались автомобили Dodge Viper и пикапы Dodge Ram. В дальнейшем конструкцию приняли на вооружение другие производители.
Впускной коллектор с изменяемой геометрией
Еще одной инновацией, завоевывающей в последнее время все больше сторонников, стала конструкция впускного коллектора с переменной геометрией. В данный момент существуют несколько общих принципов реализации этой конструкции. Одна из них подразумевает наличие двух путей, по которым может двигаться поток воздуха или топливо-воздушной смеси по индивидуальному каналу, ведущему к цилиндру — короткого и длинного. При определенном режиме установленный в канале клапан закрывает короткий путь.
При демонтаже впускного коллектора замена прокладки обязательна, так как от герметичности соединения может зависеть работа всей системы впуска
Вторая конструкция подразумевает установку клапана в приемную камеру. При достижении определенных условий заслонка уменьшает внутренний объем камеры. Для двигателей с большим количеством цилиндров (больше 4-х) существуют и еще более сложные системы. Кстати, именно благодаря этому принципу удается отключать часть цилиндров в двигателях V8 — часть камеры, к которой присоединены каналы половины цилиндров, перекрывается заслонкой, и поток топливо-воздушной смеси в них не попадает.
Вопросы эксплуатации впускного коллектора
Для корректной работы впускного коллектора крайне важно качество и состояние прокладок. Поэтому, если коллектор по какой-то причине пришлось снять, необходимо убедиться в том, что все уплотнения в хорошем состоянии, и если прокладки порваны, их обязательно нужно сменить, чтобы восстановить герметичность.
Необходимо знать, что алюминиевые и пластиковые коллекторы, которые установлены на подавляющем большинстве современных двигателей, больше повержены деформации, чем чугунные, которые встречаются только на старых двигателях (например, на «классических» двигателях ВАЗ). Во избежание появления трещин и перекосов для затягивания гаек на коллекторе нужно использовать динамометрический ключ и соблюдать порядок затяжки. Как правило, рекомендуется начинать с центра и постепенно двигаться к периферии, попеременно затягивая гайку то на одной, то на другой стороне.
что это, зачем нужен и как работает
Многие автовладельцы имеют весьма смутное представление об устройстве своего «железного коня», в случае поломок полагаясь на знания и умения сервисменов.
И это касается почти всех систем машины. Один из любопытных примеров – система питания и система выпуска. Почти каждый автолюбитель в курсе, что в 1-ой присутствует инжектор, а во 2-ую входит глушитель, но в то же время не все способны назвать деталь, которая наличествует и там, и там – коллектор. Тут логично задать вопрос – а что такое выпускной и впускной коллектор?
Коллектор представляет собой одну из составных частей впускной (выпускной) системы авто. Всего их 2, и они служат для диаметрально противоположных целей – через впускной цилиндры поступает топливно-воздушная смесь, а через выпускной удаляются выхлопные газы.
Оба коллектора монтируются на одной стороне двигателя (на рядных; у V-образных они разнесены по бокам), но никак не сообщаются друг с другом.
Строение выпускного и впускного коллектора
В сильно упрощенном виде конструкцию коллектора можно объяснить так: это одна труба, которая разделяется на 4 или более (а иногда и менее).
Количество труб, что у впускного, что у выпускного коллектора напрямую зависит от числа цилиндров в двигателе. Например, у небезызвестной малолитражки «Ока» был 2-х цилиндровый мотор. У некоторых двигателей марки «Шкода» 3 цилиндра, в то время как ряд силовых агрегатов «Ауди» – 5-ти цилиндровые. Это если говорить о рядных моторах; у V-образных двигателей обычно от 6 до 12 цилиндров, однако у них 4 коллектора (по 2 на каждую сторону), да и форма несколько другая, нежели у рядных, хотя зависимость количества труб от кол-ва цилиндров сохраняется.
Теперь подробнее о деталях, с которыми сопрягаются оба коллектора.
Впускной является частью системы питания, и к нему подключен (у бензиновых моторов) карбюратор (сейчас такое уже почти не встречается) или дроссельный узел. У современных дизелей вместо всего этого стоит аккумуляторная топливная система, более известная как «Common Rail».
Выпускной соединяется с приемной трубой (она же «штаны»), далее идет катализатор, резонатор и глушитель.
На старых автомобилях катализатор отсутствует.
Устройство впускного коллектора
Предназначение впускного коллектора заключается в подведении топливно-воздушной смеси или только воздуха к цилиндрам. Почему или? Все зависит от особенностей конструкции системы питания. Впрочем, об этом ниже.
Обычно эта деталь – металлическая, но иногда встречаются коллекторы из специального пластика, выдерживающего высокие температуры. Так делают для снижения стоимости и для облегчения веса мотора, а через это – и машины.
Соединяется впускной коллектор разветвленной частью с головкой блока цилиндров (ГБЦ) через прокладку. При открывании впускных клапанов создается разряжение, с помощью которого топливно-воздушная смесь (или воздух) попадает в цилиндр, после чего клапана закрываются, и начинается такт сжатия.
Несмотря на то, что ни воздух, ни смесь его с горючим не обладают высокой температурой, коллектор все равно нагревается от ГБЦ до 100°С.
Поэтому если его делают из пластика, то берут специальный, высокотемпературный тип.
Вернемся к вопросу с воздухом и топливно-воздушной смесью. Последняя подается через коллектор, если впрыск распределенный (т.е. форсунки инжектора установлены перед клапанами). Потом они открываются, и смесь топлива с воздухом попадает в цилиндр.
Если же впрыск непосредственный, и топливо подается сразу в камеру сгорания, через коллектор проходит только воздух, а смешение происходит прямо в цилиндре.
Устройство выпускного коллектора
Задача выпускного коллектора – отведение выхлопных газов. На такте выпуска одноименные клапана открываются, и под воздействием движущегося наверх поршня газы попадают в коллектор.
Он тоже подсоединен через прокладку разветвленной частью к ГБЦ, однако, посадочное место у него свое. Пройдя через коллектор, выхлопные газы попадают в приемную трубу, далее (на современных авто) в катализатор, где оседает значительная часть вредных веществ, потом в резонатор, снижающий громкость выхлопа, затем в глушитель, где звук исчезает полностью, и отводятся в атмосферу.
У моторов с турбонаддувом газы после коллектора оказываются в специальном канале и крутят турбину, и только потом уходят в приемную трубу.
У инжекторных двигателей и современных дизелей в конструкции выпускного коллектора предусмотрено место для установки лямбда-зонда – датчика, который контролирует количество различных газов в выхлопе.
Основываясь в том числе и на показаниях лямба-зонда, электронный блок управления двигателем соответствующим образом дозирует подачу топлива, что приводит к возникновению взаимосвязи при работе коллекторов.
Может ли сломаться один из коллекторов
В автомобиле нет таких агрегатов и деталей, которые не могут сломаться. Так что и коллекторы тоже не вечны, хотя выпускной обычно служит на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля, не требуя замены. Впускной же менее долговечен, особенно если сделан из пластика; он может треснуть, и тогда единственный выход – замена. Металлический гораздо более прочен, хотя и он не застрахован от трещин, однако в отличие от пластмассового его можно заварить, что решит проблему.
Несмотря на примитивность конструкции (оба коллектора по сути – трубы специфической формы), без них двигатель современного автомобиля не сможет правильно работать, ведь они не только выполняют свои прямые функции, но и помогают сильно оптимизировать работу системы питания и системы выпуска за счет информации, поступающей в ЭБУ от лямбда-зонда. Оба коллектора взаимосвязаны и одинаково важны для автомобиля, и если они работают неправильно, вы просто не сможете нормально передвигаться на своей машине.
Источник
Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!
Ключевые теги: устройство автомобиля, впускной и выпускной коллектор, двигатель, выхлопная система
Что такое прокладка впускного коллектора
Важен для работы двигателя Прокладка впускного коллектора жизненно важна для вашего автомобиля.
Расположенный между впускным коллектором и двигателем, ваш автомобиль зависит от впускного коллектора, чтобы обеспечить его плавную работу в дороге. Читайте дальше, чтобы узнать о внутренней работе прокладки впускного коллектора.
Чтобы лучше понять функцию и форму прокладки впускного коллектора, давайте сначала рассмотрим работу впускного коллектора. Впускной коллектор, который есть на любом автомобиле с двигателем внутреннего сгорания, расположен в верхней части двигателя и играет ключевую роль в процессе сгорания.
Предназначен для работы на трех синхронизированных компонентах, топливной смеси воздуха, искровом разряде и сгорании; двигатель внутреннего сгорания полагается на впускной коллектор, чтобы помочь ему дышать. Благодаря ряду труб впускной коллектор обеспечивает равномерное распределение воздуха, поступающего в двигатель, по всем цилиндрам. Этот воздух используется во время первого такта процесса сгорания.
Впускной коллектор также помогает охлаждать цилиндры, предотвращая перегрев двигателя.
Охлаждающая жидкость проходит через коллектор к головкам цилиндров, где охлаждающая жидкость поглощает тепло и снижает температуру двигателя.
Впускной коллектор – Принцип работы
Воздух извне проходит мимо воздушного фильтра и через блок дроссельной заслонки, управляемый блоком управления двигателем, который регулирует скорость воздушного потока.
Воздух выходит из корпуса дроссельной заслонки и поступает во впускной коллектор нагнетательного патрубка или основной корпус, соединенный с корпусом корпуса дроссельной заслонки.
Воздух поступает из камеры в набор каналов, называемых направляющими , через разрежение, создаваемое движением вниз поршней двигателя, расположенных в камерах цилиндров блока цилиндров.
Коллектор плотно и заподлицо прикручен болтами к головке блока цилиндров двигателя с направляющими, расположенными над впускным клапаном или клапанами.
Когда воздух выходит из коллектора, он смешивается с топливом из топливных форсунок и попадает в нижний цилиндр.
О прокладке впускного коллектора
Это подводит нас к прокладке впускного коллектора. Прокладка впускного коллектора, обычно изготавливаемая из алюминированной стали, покрытой резиновой смесью на основе углерода, герметизирует впускной коллектор к двигателю. Высококачественные прокладки впускного коллектора, такие как Fel-Pro®, имеют цельную конструкцию с усиленными краями и облицовкой вокруг каждого порта или отверстия направляющей. Они должны быть устойчивы к гниению, вызванному маслами и охлаждающими жидкостями. Производительность вашего двигателя зависит от качества прокладки впускного коллектора.
Симптомы плохой прокладки впускного коллектора
Если вы заметили какой-либо из следующих симптомов, это может быть признаком износа прокладки впускного коллектора. Обратитесь к профессиональному механику для окончательной диагностики и ремонта.
- Утечка охлаждающей жидкости из автомобиля
- Перегрев двигателя
- Зеленые, красные или желтые протечки под автомобилем
- Загорается индикатор проверки двигателя
- Двигатель начинает работать с перебоями
Узнайте больше о качественных прокладках Fel-Pro, разработанных специально для ремонта, найдите автомобильную деталь или узнайте, где купить ее сегодня.
Содержание, содержащееся в этой статье, предназначено только для информационных целей и не должно использоваться вместо обращения за профессиональной консультацией к сертифицированному технику или механику. Мы рекомендуем вам проконсультироваться с сертифицированным техническим специалистом или механиком, если у вас есть конкретные вопросы или проблемы, связанные с любой из тем, затронутых в этом документе. Ни при каких обстоятельствах мы не несем ответственности за любые убытки или ущерб, вызванные тем, что вы полагаетесь на какой-либо контент.
Как узнать, что прокладка впускного коллектора вышла из строя
The Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.
Если подумать, в вашей машине есть вещи, которые просто не имеют смысла. Вам говорили, что больше воздуха — это хорошо для мощности, что холодный воздухозаборник, больше воздухозаборников, больше вентиляционных отверстий и т. д. — отличный способ повысить производительность. Технически все это правда, но давайте немного вернемся к этой мысли и поговорим о протекающем или поврежденном впускном коллекторе.
Может ли быть слишком много ? Ответ заключается в том, что, хотя больше воздуха, как правило, хорошо, важно знать, что нерегулируемый поток воздуха в двигатель может стать серьезной проблемой. Дополнительный воздух, поступающий в двигатель, с которым компьютер вашего автомобиля не знает, что делать и откуда он взялся, приводит к большим проблемам с его соотношением воздух-топливо, которые, как вы знаете, создают динамику, которая приводит в движение вашу поездку.
Итак, негерметичный впускной коллектор — это плохо. Повреждение компонента может нарушить работу системы охлаждения и вызвать остановку двигателя или что-то похуже. Что такое впускной коллектор? Почему это важно? Пусть хвастливых редакторов The Drive дадут вам немного знаний.
Воздух хорош для двигателей, но слишком много плохо. , Depositphotos Что такое впускной коллектор?
Впускной коллектор подает воздух к цилиндрам. Наряду с корпусом дроссельной заслонки, воздухозаборником и системой подачи топлива коллектор помогает подавать соответствующую воздушно-топливную смесь для сгорания в двигателе.
Впускные коллекторы состоят из нескольких основных компонентов, включая камеру нагнетания и направляющие. Пленум — это резервуар, который удерживает воздух до тех пор, пока он не понадобится в цилиндрах. Направляющие переносят этот воздух из камеры к каждой головке блока цилиндров.
Как узнать, что с моим впускным коллектором что-то не так?
Нет, вы не увидите всплывающее окно «Опасно для коллектора» на приборной панели или ноутбуке примерно 2000 года выпуска в середине гонки. Это только в кино. Тем не менее, когда впускной коллектор начнет выходить из строя, начнут происходить некоторые вещи, которые будут вас предупреждать, например:
Утечка жидкости
Если каким-либо образом повреждена прокладка или коллектор, охлаждающая жидкость в конечном итоге вытечет и просочится под нее. автомобиль. Как правило, это будет отличаться и будет более заметным, чем конденсат, который вы видите под автомобилем летом при включенном кондиционере.
Плохая производительность и охлаждение
Если впускной коллектор неисправен, он может испортить топливовоздушную смесь двигателя, что затем может повлиять на работу двигателя. Вы можете увидеть снижение мощности, неравномерное ускорение и даже обратный эффект.
То же самое относится и к системе охлаждения двигателя. Если засорится впускной коллектор, это может привести к утечке охлаждающей жидкости, что может привести к повышению температуры двигателя.
Остановка и неровный холостой ход
Если где-то в коллекторе есть утечка воздуха, в двигатель может попасть слишком много воздуха, что изменит скорость холостого хода. Автомобиль может даже заглохнуть на более низких скоростях.
Падение экономии топлива
Утечка воздуха может привести к тому, что компьютер автомобиля сбалансирует уравнение, добавив больше топлива. Это означает, что двигатель использует больше топлива для выполнения того же объема работы.
Работа с впускным коллектором лучше доверить профессионалам., DepositphotosМогу ли я ездить с неисправным впускным коллектором?
Хотя, вероятно, возможно ездить с неисправным впускным коллектором, это определенно не рекомендуется. Даже если вы сможете благополучно добраться до пункта назначения (надеюсь, это ваш местный механик), вы можете в конечном итоге нанести другой ущерб своему автомобилю. Это может включать в себя перегрев и потерю жидкости или даже что-то столь же серьезное, как авария, если автомобиль заглохнет во время движения.
Сколько стоит ремонт? Я не могу сделать это сам?
Если вы не являетесь опытным домашним механиком с соответствующими инструментами и безопасным местом для работы, вероятно, лучше оставить многогранную работу профессионалам. Шаги по удалению, замене и безопасному повторному подключению могут быть трудными для понимания без опыта, а последствия неправильного подключения могут быть серьезными.
Сказав это, важно отметить, что заплатить кому-то за ремонт впускного коллектора будет недешево. В среднем за ремонт придется заплатить от 400 до 600 долларов. Большая часть этих расходов связана с рабочей силой, которая сама по себе может стоить более 400 долларов.
Объяснение терминов, связанных с впускным коллектором
Получите образование!
Охлаждающая жидкость
Охлаждающая жидкость — это жидкость в радиаторе, предназначенная для изменения температуры замерзания и кипения воды, что предотвращает замерзание или перегрев радиаторов. Он также помогает смазывать детали, с которыми соприкасается, что помогает предотвратить повреждение таких важных деталей, как водяной насос и прокладка головки блока цилиндров.
Заглох
Заглох просто означает, что двигатель перестал вращаться по той или иной причине. В случае прокладки впускного коллектора проблема связана с тем, что двигатель не получает надлежащего количества топлива или воздуха, что может вызвать серьезные проблемы со стандартной работой двигателя.
Топливно-воздушная смесь
Топливно-воздушная смесь представляет собой идеальное соотношение воздуха и топлива, обеспечивающее правильную работу двигателя. Это также жизненно важно для правильного момента зажигания и зажигания в целом, где важны место, время и продолжительность сгорания.
Корпус дроссельной заслонки
Корпус дроссельной заслонки является частью системы впуска воздуха. Он регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель.
Воздухозаборник
Воздухозаборник предназначен для подачи воздуха в двигатель. Обычно это длинная трубка, которая проходит из-за решетки в двигатель. Он проходит через фильтр и обычно проходит через резонаторные камеры, которые помогают сгладить поток воздуха.
Иногда вам нужен сертифицированный механик имеет надлежащие инструменты, безопасное рабочее место, свободное время или уверенность в себе, чтобы заняться крупным ремонтом автомобилей. Иногда вам просто нужен качественный ремонт, выполненный профессионалами
, которым вы можете доверять , таким как наши партнеры, сертифицированные механики Goodyear Tire & Service.Часто задаваемые вопросы о прокладке впускного коллектора
У вас есть вопросы, У Drive есть ответы!
В: Я думаю, что в прокладке есть утечка, но я не хочу ее заменять. Разве я не могу просто исправить это?A: Существуют продукты, такие как силиконовые герметики, которые могут помочь закрыть утечки. Мы составили список наших любимых.
В: Я хочу добавить впуск холодного воздуха. Не испортит ли это мою топливно-воздушную смесь?A: Не должно, но есть и другие проблемы, о которых стоит беспокоиться. Если вы покупаете один из воздухозаборников с большими трубками, вы должны быть уверены, что фильтр выдержит испытание временем. Вы также захотите разместить его в моторном отсеке, чтобы избежать всасывания воды из луж и дождя. Вода не сжимается, поэтому вашему двигателю она не поможет.
Q: Почему ноутбук Брайана О’Коннера сказал «Опасно для коллектора» в O. G. Быстрый и яростный?A: Магия кино? Да, это не имело смысла. Часть, которая затем выпадает из пространства для ног пассажира, является частью днища, что имеет еще меньше смысла!
Q: Форсаж солгал нам?Ответ: Они сделали! Но кого это волнует, так это кино! Не то чтобы они собирались отправиться в космос…
Давайте поговорим, оставьте комментарий ниже, чтобы поговорить с
Редакторами The Drive!Мы здесь, чтобы быть опытными гидами во всем, что связано с практическими рекомендациями. Используйте нас, хвалите нас, кричите на нас. Комментарий ниже и давайте поговорим! Вы также можете кричать на нас в Twitter или Instagram, вот наши профили.
Джонатон Кляйн: Twitter (@jonathon.