Systém sání vozidla

Provoz libovolného spalovacího motoru je založen na spalování směsi vzduchu a paliva ve válcích jednotky. Kromě toho, že do každého válce musí být dodáván vzduch a hořlavý materiál (benzín, nafta nebo plyn), je třeba provést přesný výpočet objemu každé látky a je nutné je kvalitativně smíchat. Jak se motory zlepšují, zlepšují se také systémy, které jsou potřebné k maximalizaci jejich účinnosti.

Účinnost motoru závisí nejen na kvalitě palivového systému a výkonu zapalování. Pokud se palivo dobře nemísí se vzduchem, většina z něj nespálí, ale bude odstraněno z vozu výfukem (jak to ovlivní katalyzátor) zde). Aby se zvýšila účinnost, šetrnost k životnímu prostředí a účinnost, zlepšují se různé parametry pohonné jednotky.

Uvažujme, jakou roli v tom hraje sací systém, z jakých prvků se skládá, jaký je jeho účel, jaký je princip jeho fungování.

Co je systém sání do auta

Staré motory, které se stále nacházejí v domácích automobilech, neměly systém sání jako takový. Motor karburátoru má sací potrubí, jehož potrubí prochází karburátorem k přívodu vzduchu. Samotné zařízení má následující princip činnosti.

Když píst v určitém válci dokončí sací zdvih, vytvoří se v dutině vakuum. Mechanismus distribuce plynu otevírá sací ventil. Proud vzduchu se začne pohybovat kanálem rozdělovače. Při průchodu směšovací komorou karburátoru se do něj dostane určité množství paliva (tento objem je regulován tryskami, které jsou popsány odděleně). Čištění vzduchu je zajištěno vzduchovým filtrem instalovaným před karburátorem.

Směs je nasávána do válce otevřeným ventilem. Jakýkoli atmosférický motor má vakuový princip činnosti. Směs vzduch-palivo do ní přirozeně vstupuje pomocí vakua v sacím potrubí. Primitivní příjem poskytoval vzduch pouze do komory karburátoru.

Tento systém má významnou nevýhodu - vysoce kvalitní provoz systému přímo závisí na struktuře dráhy připojené k hlavě válce. Také při průchodu MTC kolektorem může na jeho stěny spadnout určité množství paliva, což negativně ovlivňuje ekonomiku automobilu.

Když se objevil injektor (co to je a jak funguje, je to řečeno odděleně) bylo nutné vytvořit plnohodnotný sací systém, který by měl stejnou funkci - nasávat vzduch a mísit ho s palivem, ale jeho provoz by byl řízen elektronikou.

Elektronika efektivněji vypočítává optimální podíl objemu vzduchu a paliva a udržuje tento parametr v různých provozních režimech spalovacího motoru. Poskytuje také lepší plnění válců při nízkých otáčkách motoru. Toto zlepšení příjmu jednotky zvyšuje její výkon bez zvýšení spotřeby paliva. Optimální poměr vzduchu a paliva je 14.7 / 1. Mechanický typ sání není schopen udržet tento poměr v různých provozních režimech jednotky.

Pokud dříve mělo auto pouze vzduchové potrubí, kterým vzduch přirozeně protékal (jeho objem byl určen fyzikálními vlastnostmi vzduchového potrubí a pohonů), pak moderní automobil obdrží celý systém skládající se z různých mechanismů, které mají elektrické ovládání. Jsou řízeny ECU, díky čemuž je BTC kvalitnější.

Stojí za zmínku, že benzín, včetně plynu (používá se nestandardní nebo tovární LPG), a vznětové motory dostávají podobný systém sání. V závislosti na typu injekce však může mít mírně odlišné zařízení. V další recenzi hovoří o typech vstřikovacích systémů.

Moderní sací systém pracuje synchronně s ostatními systémy na stroji. Například tento seznam zahrnuje recirkulaci výfukových plynů a vstřikování paliva. Aby bylo možné lépe naplnit válce čerstvou částí směsi vzduchu a paliva, je na vstupu často instalováno turbodmychadlo. Co je to turbodmychadlo v autě samostatná recenze.

Princip činnosti sacího systému

Sací systém pracuje na základě tlakového rozdílu mezi válcem a atmosférou. Objeví se, když se píst pohybuje na spodní úvrati na sacím zdvihu (při provedení zdvihu jsou sací a výfukové ventily zavřené) a ventil, kterým vzduch a palivo vstupuje do nádrže, je otevřený.

Množství vzduchu přímo závisí na velikosti samotného válce. Tento objem je však nastavitelný, aby motor mohl běžet při snížených otáčkách, a pokud je to nutné, bylo možné klikový hřídel více klikat (při akceleraci vozu). Ke změně provozního režimu se používá speciální vzduchový ventil nazývaný škrticí ventil.

 V karburátoru je tento prvek spojen s pedálem plynu. Čím více se ventil otevře, tím více paliva je nasáváno do cesty sacího potrubí. Vstřikovací motory dostávají speciální tlumivku. Má malý elektrický motor, který je připojen k řídicí jednotce. Když řidič sešlápne plynový pedál, počítač pomocí naprogramovaných algoritmů určí, do jaké míry se má otevřít vzduchový ventil.

Pro zachování ideálního podílu vzduchu a paliva je v blízkosti škrticí klapky snímač plynu, jehož signály jsou odesílány do elektronické řídicí jednotky (v mnoha moderních systémech jsou instalovány dva snímače vzduchu: jeden před tlumičem a druhý za ním). Po obdržení těchto dat elektronika zvyšuje / snižuje množství paliva dodávaného vstřikovacími tryskami (je popsána jejich struktura a princip činnosti v jiném článku).

V závislosti na typu vstřikování může mít sací trakt mírně odlišnou konstrukci. Například v distribuované modifikaci je sací systém zapojen do tvorby směsi. V tomto provedení jsou vstřikovače instalovány v každé potrubí rozdělovače co nejblíže k sacím ventilům. Většina moderních vstřikovacích strojů takový systém přijímá.

Pokud má motor přímé vstřikování (u naftových jednotek je to jediná úprava), potom sací systém zásobuje válce pouze čerstvou částí vzduchu. V tomto případě je spalování paliva co nejúčinnější, protože míchání probíhá přímo v dutině válce bez ztrát v sacím traktu.

Navíc díky konstrukčním vlastnostem tohoto vstřikování (na sacím potrubí jsou instalovány další klapky, jejichž synchronizace provozu je zajištěna společným hřídelem s elektrickým pohonem), může palivový systém zajistit různé formování směsi. Existují dva hlavní typy:

1. Typ vrstvy po vrstvě. V tomto režimu tryska rozprašuje palivo do válce a distribuuje ho co nejvíce do komory. Teplota přiváděného vzduchu je vysoká, kvůli čemuž se benzín začíná odpařovat a lépe se mísí se vzduchem. Tento režim se používá při nízkých otáčkách a při nízkém zatížení spalovacího motoru.
2. Homogenní (homogenní) typ. Je to v podstatě chudá směs. Teoreticky tlak ve válci se zavřenými ventily přímo ovlivňuje výkon motoru během spalování směsi vzduch-palivo. Z toho můžeme vyvodit závěr, že pro zvýšení točivého momentu při minimální spotřebě paliva je nutné zvýšit objem vzduchu vstupujícího do komory. V případě distribuovaného vstřikování je však pozorován následující problém. Pokud se změní podíl BTC ve směru zvyšování množství vzduchu (chudá směs), taková směs se špatně vznítí. Z tohoto důvodu se tento typ tvorby směsi nepoužívá na distribuovaných typech vstřikovacích systémů. Ale pokud jde o přímé vstřikování, je to skutečné. Šikmé zapálení je možné díky skutečnosti, že v bezprostřední blízkosti zapalovací svíčky je nastříkáno relativně malé množství paliva. Ve srovnání s celkovým množstvím stlačeného vzduchu je ve válci málo paliva, ale vzhledem k tomu, že v blízkosti elektrod zapalovacích svíček je obohacený mrak, neztrácí motor svou účinnost ani při výrazné úspoře paliva.

Zde je rychlá animace toho, jak obvod VBM funguje:

Jak funguje sací potrubí? (3D animace)

V závislosti na typu palivového systému a konstrukci akčních členů může být takových režimů ještě více. Každý z nich je aktivován elektronikou, která zaznamenává otáčky motoru a jeho zatížení. K zajištění různých způsobů tvorby směsi používá každý výrobce své vlastní mechanismy.

Například v některých motorech jsou instalovány speciální multimódové trysky a v jiných jsou kromě škrticího ventilu instalovány také sací ventily. V závislosti na režimu se mohou otevírat a zavírat nezávisle na škrticí klapce.

Po vyhoření směsi vzduch / palivo jsou výfukové plyny odváděny výfukem. Toto je jiný systém vozidla. Kromě odstranění výfukových plynů kompenzuje pulzování toku plynu a snižuje hluk motoru (další podrobnosti o konstrukci a účelu výfukového systému naleznete v zde).

Posilovač brzd také částečně využívá vakuum generované v sacím potrubí. Po cestě je vybaven ventilem, který uzavírá systém recirkulace výfukových plynů.

Schéma moderního sacího systému zahrnuje mnoho různých senzorů a akčních členů, díky nimž se ve zlomku sekundy přizpůsobí provoznímu režimu motoru nebo změně zatížení pohonné jednotky. U některých moderních modelů se používá speciální technologie, jejímž účelem je zlepšit účinnost spalovacího motoru změnou délky a úseku sacího traktu.

Tato aktualizace umožňuje získat maximální točivý moment při snížených otáčkách atmosférického motoru. Konstrukce a princip činnosti kolektoru s proměnnou délkou a průřezem jsou podrobně popsány v další článek.

Výstavba

Zařízení sacího systému obsahuje následující prvky:

• Přívod vzduchu Každý model automobilu má svůj vlastní design. Klíčovým prvkem v této jednotce je vzduchový filtr. Je umístěn v krytu (často je to ze všech stran hermeticky uzavřený podnos, ale přímo na přívodu vzduchu jsou instalovány také otevřené filtry), který má na jedné straně otevřenou odbočku. Tímto otvorem vstupuje vzduch do filtračního prvku, je čištěn a vstupuje do sacího potrubí. Jsou popsány podrobnosti o vzduchových filtrech zde.
• Škrtící klapka. V moderním provedení se jedná o elektricky ovládaný ventil, který je instalován na potrubí vedeném od přívodu vzduchu k rozdělovači. V závislosti na potřebách a zatížení motoru vydá elektronická řídicí jednotka příslušný příkaz k otevření / zavření klapky. Tím se řídí vnitřní proudění vzduchu.
• Přijímač (nebo sběratel). Mezi škrticí klapku a hlavu válce je instalováno sací potrubí. Toto je složité potrubí. Na jedné straně má jednu a na druhé několik odbočných trubek (jejich počet závisí na počtu válců v bloku). Účelem této části je distribuovat vnitřní proud vzduchu mezi válci. Pokud je palivový systém distribuovaného typu, bude na každé trubce vytvořen otvor, ve kterém bude upevněn vstřikovač paliva. V tomto případě je sací systém přímo zapojen do tvorby směsi vzduch-palivo. Pokud má motor přímé vstřikování (vstřikovače jsou v blízkosti zapalovacích svíček nebo žhavicích svíček u vznětových motorů), potom sání jednoduše reguluje přívod vzduchu.
• Sací klapky. Jedná se o přídavné ventily, které jsou instalovány uvnitř potrubí rozdělovače za účelem regulace typu tvorby směsi. Tyto prvky se používají ve spalovacích motorech s přímým vstřikováním.
• Senzory vzduchu. Zaznamenávají sílu proudu vzduchu před a za tlumičem a jeho teplotu. Signály z těchto senzorů jsou odesílány do řídicí jednotky.

ECU je zodpovědná za synchronní provoz všech akčních členů sacího systému. Na základě signálů přijatých z plynového pedálu, snímače hmotnostního průtoku a dalších snímačů, kterými je vozidlo vybaveno, elektronika aktivuje konkrétní algoritmus. Podle mozkového programu všechna zařízení současně přijímají příslušné signály.

K čemu to je

Jak tedy vidíte, bez vysoce kvalitního sacího systému, který se skládá z různého počtu senzorů a akčních členů, není možné vytvořit ekonomický, ale zároveň poměrně dynamický a ekologický automobil.

Jedinou nevýhodou moderních sacích systémů jsou náklady a složitost údržby. Pokud lze motor karburátoru diagnostikovat a opravit úsilím zkušeného automechanika, pak se elektronika kontroluje pouze na speciálním vybavení. Chcete-li jej opravit, musíte navštívit specializované servisní středisko.

Kromě toho doporučujeme sledovat video přednášku o sacím systému automobilu:

Teorie ICE: Sací systémy

Otázky a odpovědi:

Co je to sání motoru? Dalším názvem je sací systém. Jedná se o přívod vzduchu spojený s trubkou, která se rozvětvuje do několika trubek (jedna na válec). Systém je potřebný pro přívod čerstvého vzduchu a vytvoření VTS.

Co se stane, když se sací potrubí zvětší? Prodloužení sacího potrubí bude mít za následek větší odpor na vstupu, což bude mít za následek horší spalování VTS. To bude mít za následek snížení točivého momentu a výkonu.