Впускная система двигателя
Основным предназначением впускной системы является впуск в двигатель нужного для того чтобы образовалась топливно-воздушная смесь количества воздуха. При работе двигателя система впуска работает вместе с такими системами: рециркуляции отработанных газов, системой впрыска, улавливания паров бензина, с вакуумным усилителем тормозов. Четкая и слаженная работа всех этих составляющих обеспечивается системой управления двигателем.
Составляющие впускной системы: воздухозаборника, воздушного фильтра, дроссельной заслонки и впускного коллектора.
Воздухозаборник.
Используется для забора воздуха из атмосферы.
Воздушный фильтр.
Это фильтрующий элемент произведенный из специальной бумаги и размещенный в отдельном корпусе. Его предназначение – очистка поступающего в двигатель воздуха от механических частичек. Фильтрующий элемент в воздушном фильтре имеет ограниченный срок эксплуатации, по истечению которого или по мере загрязнения его можно заменить на новый.
Дроссельная заслонка.
Предназначена для регулировки объема входящего в двигатель воздуха в зависимости от объема впрыскиваемого бензина. У двигателей с непосредственным впрыском топлива кроме дроссельной заслонки установлены впускные заслонки. Они служат для обеспечения процесса смесеобразования за счет разделения потока входящего воздуха на два впускных канала. Один канал закрывается заслонкой, а по другому воздух может двигаться свободно.
Впускной коллектор.
Предназначен для разделения потока воздуха между цилиндрами двигателя и придания ему необходимого движения.
Принцип работы системы впуска.
Система впуска двигателя работает из-за разницы давлений в цилиндре двигателя и в атмосфере, которая образуется вместе с тактом впуска.
Объем входящего воздуха при этом будет прямо пропорционален объему цилиндра двигателя. Количество входящего воздуха регулируется различным положением дроссельной заслонки.
У двигателей с непосредственным впрыском бензина наряду с дроссельной заслонкой в работу включены впускные заслонки.
Их совместная работа может обеспечить три вида смесеобразования:- послойное;
- бедное гомогенное;
- стехиометрическое гомогенное.
Первый вид используется тогда, когда работа двигателя обеспечивается на малых и средних оборотах. При послойном смесеобразовании дроссельная заслонка практически все время находится в открытом состоянии и прикрывается только для разряжения.
На втором виде смеси работа двигателя обеспечивается в промежуточных режимах. Впускные заслонки при этом стоят в закрытом положении, а дроссельная открывается вместе с крутящим моментом.
Третий вид используется на высоких оборотах двигателя и высокой нагрузке. Впускные заслонки стоят в открытом положении, а дроссельная открывается соответственно требуемому крутящему моменту.
Нам важно Ваше мнение
Впускная система двигателя внутреннего сгорания
Авторы патента:
Рудой Б.П.
Еникеев Р.
Д.
Каранинский В.И.
F02B27/02 — системы с изменяемыми, т.е. регулируемыми сечениями впускных и выхлопных каналов, с камерами изменяемого объема и т.п. (только в системах выхлопа F02B 27/06)
Изобретение относится к двигателестроению. Целью изобретения является повышение мощности и экономичности двигателя внутреннего сгорания за счет повышения эффективности газодинамического наддува. Система содержит впускной ресивер 1, по меньшей мере одну пару индивидуальных впускных патрубков 2 и 3 цилиндров 4 и 5. Открытые концы 6 и 7 индивидуальных впускных патрубков 2 и 3 размещены в ресивере 1 соосно с отверстием 8 между ними. Система снабжена органом перекрытия проходного сечения отверстия 8, выполненным в виде лемнискатной насадки 9, приводимой в движение вилкой 10 и кулачковым валом двигателя через центробежный регулятор. Пружина 14 возвращает лемнискатную насадку 9 в исходное положение. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для наддува двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Известна впускная система ДВС, содержащая общую горловину, в которой начинаются патрубки, подводящие воздух по всем цилиндрам двигателя.
Однако ее конструктивные особенности (наличие узлов разветвлений трубопроводов, несогласование длины впускных патрубков с частотой рабочих циклов) не позволяют эффективно использовать волновые явления, возникающие в системах впуска ДВС.
Известна также впускная система ДВС, содержащая впускной ресивер, по меньшей мере одну пару индивидуальных впускных патрубков цилиндров, открытые торцы которых сообщены с ресивером, расположены на одной оси и обращены друг к другу, в отверстии, выполненном между входными сечениями впускных патрубков, размещено устройство перекрытия его проходного сечения, патрубки выполнены с увеличением диаметра проходного сечения в направлении открытого торца.
Такая система имеет следующие недостатки: невозможно обеспечить плавный вход во впускные патрубки (по лемнискате Бернули), так как отверстие между впускными патрубками загромождено лепестковыми клапанами; орган перекрытия в виде обратных лепестковых клапанов представляет собой регулятор прямого действия, в котором волны сжатия и разрежения являются носителями командного импульса для регулятора, а это приводит к потерям интенсивности исходных и отраженных волн и, следовательно, к снижению эффективности газодинамического наддува; необходим тщательный расчет частотных и силовых характеристик лепестковых клапанов.
С учетом таких требований, как масса, стоимость, доступность материала клапанов, удовлетворение одновременно частотным и силовым требованиям может оказаться невозможным.
Целью изобретения является повышение мощности и экономичности путем улучшения эффективности газодинамического наддува.
Цель достигается тем, что во впускной системе ДВС, содержащей впускной ресивер, по меньшей мере одну пару индивидуальных впускных патрубков (ИВП) цилиндров, открытые концы которых сообщены с ресивером, расположены на одной оси и обращены друг к другу, в отверстии, выполненном между входными сечениями впускных патрубков, размещено устройство перекрытия его проходного сечения, а патрубки выполнены с увеличением диаметра проходного сечения в направлении открытого торца, устройство перекрытия выполнено в виде участка трубопровода и установлено с возможностью перемещения, при этом система дополнительно содержит механизм управления фазами перекрытия проходного сечения отверстия.
Во впускной системе контур сечения участка трубопровода может быть выполнен в виде лемнискаты. Во впускной системе механизм управления фазами перекрытия проходного сечения может быть выполнен в виде центробежного регулятора.
На фиг. 1 изображена впускная система; на фиг. 2 схема привода лемнискатной насадки.
Впускная система ДВС содержит впускной ресивер 1 двигателя, по меньшей мере одну пару индивидуальных впускных патрубков 2 и 3 цилиндров 4 и 5. Открытые концы 6 и 7 индивидуальных впускных патрубков 2 и 3 размещены в ресивере соосно с отверстием 8 между ними, система снабжена устройством перекрытия проходного сечения отверстия 8, выполненным в виде лемнискатной насадки 9, приводимой в движение вилкой 10 и вращающимся кулачковым валом 11. Кулачковый вал 11 связан с коленчатым валом 12 двигателя через центробежный регулятор 13. Пружина 14 возвращает лемнискатную насадку 9 в исходное положение.
Система работает следующим образом.
Волна разрежения, генерируемая рабочей камерой одного из цилиндров 4, при открытии его впускного органа движется по индивидуальному впускному патрубку 2 в направлении отверстия 8. В момент прихода волны разрежения отверстие 8 открыто и волна разрежения отражается от него волной давления, которая движется в обратном направлении и на настроенном режиме осуществляет повышение давления и плотности заряда перед впускным органом. Этот процесс можно назвать «первичным наддувом». При изменении частоты вращения вала двигателя волна давления, отраженная от отверстия 8, подходит к закрытому впускному органу цилиндра 4, отражается от него волной давления, вновь проходит по индивидуальному патрубку 2 в направлении ресивера 1. В это время кулачковый вал 11, приводимый во вращение валом 12 двигателя через центробежный регулятор 13, перемещает вилку 10 и лемнискатную насадку 9 в сторону перекрытия проходного сечения отверстия 8.
Волна давления, минуя закрытое отверстие 8, попадает в патрубок цилиндра 5. Достигнув впускного органа этого цилиндра, волна осуществляет здесь повышение давления и плотности заряда. Пружина 14 возвращает лемнискатную насадку 9 и вилку 10 в исходное положение, открывая отверстие 8. Аналогичным образом происходит наддув цилиндра 4 волной давления, отразившейся от впускного органа цилиндра 5.
Формула изобретения
1. ВПУСКНАЯ СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая впускной ресивер, по меньшей мере одну пару индивидуальных впускных патрубков цилиндров, открытые торцы которых сообщены с ресивером, расположены на одной оси и обращены друг к другу, в отверстии, выполненном между входными сечениями впускных патрубков, размещено устройство перекрытия его проходного сечения, патрубки выполнены с увеличением диаметра проходного сечения в направлении открытого торца, отличающаяся тем, что, с целью повышения мощности и экономичности путем улучшения эффективности газодинамического наддува, устройство перекрытия выполнено в виде участка трубопровода и установлено с возможностью перемещения, при этом система дополнительно содержит механизм управления фазами перекрытия проходного сечения отверстия.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что контур сечения участка трубопровода выполнен в виде лемнискаты.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что механизм управления фазами перекрытия проходного сечения отверстия выполнено в виде центробежного регулятора.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Впускной трубопровод двухцилиндрового двигателя внутреннего сгорания // 1768775
Изобретение относится к двигателестроениюи может быть использовано для снижения температуры газов перед турбиной и улучшения экономичности двухцилиндровых ДВС с газотурбинным наддувом и неравномерным чередованием вспышек в цилиндрах
Система резонансного наддува // 1740721
Резонансная выпускная система двигателя внутреннего сгорания // 1725764
Впускной трубопровод двигателя внутреннего сгорания // 1402689
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к использованию волновой энергии заряда смеси в системах впуска двигателей внутреннего -сгорания для повышения степени заполнения
Устройство для запуска и наддува дизеля // 270393
Патент 193219 // 193219
Устройство для изменения высоты подъема впускного клапана двигателя внутреннего сгорания // 179119
Система резонансного наддува двигателя внутреннего сгорания (варианты) // 2114313
Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам впуска двигателя внутреннего сгорания, использующим колебание столба воздуха или горючей смеси в трубопроводах
Способ впуска и лепестковый клапан для впуска четырехтактного двигателя внутреннего сгорания // 2133842
Способ наддува двигателя внутреннего сгорания // 2136919
Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению
Способ работы дизельного двигателя внутреннего сгорания // 2141042
Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в автотракторных двигателях
Впускное устройство двигателя внутреннего сгорания с изменяемой длиной каналов // 2241838
Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к впускным системам двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с впрыском топлива в цилиндры
Способ работы двигателя внутреннего сгорания // 2339824
Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с регулируемым наддувом
Двигатель внутреннего сгорания // 2415283
Двигатель внутреннего сгорания // 2445477
Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания (ДВС), с принудительным зажиганием, оснащенному компрессором
Распределительный патрубок райкова и.
я. для впускных трубопроводов двигателей внутреннего сгорания // 2064070
Изобретение относится к машиностроению, в частности к распределительным патрубкам для впускных трубопроводов двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в случаях применения многокамерных карбюраторов как с параллельным, так и с последовательным включением смесительных камер в работу
Способ дополнительного наполнения цилиндра двигателя внутреннего сгорания воздухом или топливной смесью перекрытием фаз газораспределения системой привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы привода газом из компенсационного пневмоаккумулятора // 2611702
Изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является увеличение наполнения цилиндра. Сущность изобретения заключается в том, что в конечной фазе выпуска система управления золотником устанавливает впускной и выпускной клапаны в среднее положение, при котором воздух из пневмоаккумулятора поступает в полость поршня привода клапана впуска-выпуска.
При этом впускной и выпускной клапаны колеблются в окрестностях среднего положения. На такте всасывания происходит наполнение цилиндра. При этом система устанавливает впускной клапан в открытое, а выпускной клапан в закрытое положение. Перекрытие фаз газораспределения и кинетическая энергия потока воздуха или топливной смеси дополнительно наполняет цилиндр ДВС воздухом или топливной смесью. 1 ил.
Что такое впускная система?
Система впуска представляет собой набор компонентов, которые позволяют двигателю внутреннего сгорания вдыхать так же, как выхлопная система позволяет ему выдыхать. Ранние автомобильные впускные системы были просто впускными отверстиями, которые позволяли воздуху беспрепятственно проходить в карбюратор, но современные системы намного сложнее.
Современные безнаддувные воздухозаборники состоят как минимум из четырех основных элементов (впускной коллектор, воздушный фильтр, датчик массового расхода воздуха и корпус дроссельной заслонки), но они по-прежнему выполняют ту же основную функцию, что и простые воздухозаборники в начале автомобили.
Другие воздухозаборники включают такие компоненты, как турбокомпрессоры и нагнетатели для увеличения мощности двигателя.
Содержание
- 1 История автомобильных впускных систем
- 2 Компоненты впускной системы
- 2.1 Турбокомпрессоры и нагнетатели
- 3 Как работает впускная система?
- 4 Отказ системы впуска
История автомобильных систем впуска
На протяжении большей части ранней истории автомобилей системы впуска были чрезвычайно простыми. У первых автомобилей были «системы впуска», которые буквально состояли из ничего, кроме входа свежего воздуха в карбюратор. Это обеспечивало беспрепятственный приток воздуха к карбюратору (а значит, и к двигателю, который по мощности хорош, но и с ним были довольно большие проблемы)9.0003
В ранних автомобилях не было ни воздушного, ни топливного фильтров.
Поскольку воздух часто содержит твердые частицы и другой мелкий мусор, особенно в песчаной и пыльной среде, нефильтрованный воздухозаборник может привести к попаданию загрязняющих веществ в карбюратор, что может вызвать целый список проблем.
Это привело к разработке первых воздушных фильтров сначала в сельскохозяйственной, а затем в автомобильной промышленности. Согласно Preston Tucker & Others: Tales of Brilliant Automotive Innovators & Innovations, первым серийным автомобилем, оснащенным воздушным фильтром, стал Packard 19.15 Твин Шесть.
До введения системы впрыска топлива и компьютерного управления безнаддувные автомобильные системы впуска оставались относительно неизменными. Однако тем временем появились как нагнетатели, так и турбокомпрессоры.
Oldsmobile Jetfire 1962/63 годов был первым серийным автомобилем с турбокомпрессором.
Хотя нагнетатели уходят своими корнями в технологии, предшествовавшие появлению первых автомобилей (и некоторые ранние патенты были выданы до начала 20-го века), первый серийный автомобиль с наддувом появился только в 1921, когда Mercedes оснастил этой технологией две модели. Это добавило нагнетатели Roots к системам впуска Mercedes 6/25/40 и 10/40/65, которые тогда были известны как модели Kompressor.
Первые турбокомпрессоры появились примерно в то же время, но они использовались только в самолетах. В то время в локомотивах, кораблях и других транспортных средствах также использовались дизели с турбонаддувом. Однако первый автомобильный турбокомпрессор не появлялся еще несколько десятилетий. Oldsmobile был первой маркой, представившей нагнетатель, который был включен в 19 модельный год.62/63 Олдсмобиль F85 Джетфайр. Chevrolet также предлагал нагнетатель в 1962 году для ограниченной серии Corvair, которые продавались как «Monza Spyder», а затем как «Corsa».
Следующим крупным достижением в истории систем впуска воздуха стало внедрение других технологий, таких как впрыск топлива и компьютерное управление. Эти технологии и растущие требования к контролю за выбросами привели к разработке таких устройств, как датчики массового расхода воздуха, которые сейчас широко распространены.
Компоненты системы впуска
Простейшие системы впуска состоят не более чем из впускного отверстия для свежего воздуха, но современные (с впрыском топлива) системы обычно включают:
- воздушный фильтр
- расходомер воздуха или датчик
- впускной коллектор
- корпус дроссельной заслонки
Вверху: впускной коллектор
В середине: корпус дроссельной заслонки
Внизу: корпус воздушного фильтра (включая MAF)
Турбокомпрессоры и нагнетатели
Помимо этих основных элементов, двигатели с наддувом и турбонаддувом включают дополнительные компоненты впуска.
Эти системы отличаются от двигателей без наддува тем, что в них используется либо турбина с приводом от выхлопных газов (турбокомпрессоры), либо насос с приводом от двигателя (нагнетатели) для увеличения объема воздуха, проходящего через систему впуска.
Как работает система впуска?
Чтобы понять, как работает система впуска, полезно представить двигатель внутреннего сгорания в виде большого воздушного насоса. Он всасывает воздух с одного конца (впуск) и выталкивает воздух с другого конца (выпуск). Для того, чтобы этот процесс происходил в современных двигателях, в любое время должно быть доступно точное количество чистого, отфильтрованного воздуха. Это означает, что система впуска воздуха в основном работает следующим образом:
- обеспечивая доступ воздуха к двигателю
- фильтрация воздуха
- сообщает объем воздуха в блок управления двигателем
Имея это в виду, типичная система впуска в современном автомобиле с впрыском топлива начинается с впускного коллектора, который крепится к головке блока цилиндров.
Этот коллектор соединяется с впускными отверстиями на головке блока цилиндров, что позволяет подавать либо воздух, либо воздушно-топливную смесь во время такта впуска каждого цилиндра. Конкретная конфигурация впускного коллектора может широко варьироваться от одного приложения к другому, но обычно они прикреплены к корпусу дроссельной заслонки, который является компонентом, который непосредственно регулирует поток воздуха во впуске.
В большинстве случаев корпус дроссельной заслонки — это компонент, которым вы фактически управляете с помощью педали «газа». Когда вы нажимаете на «газ», вы фактически открываете дроссельную заслонку, что позволяет большему количеству воздуха поступать в двигатель. В то время как большинство двигателей с впрыском топлива имеют один корпус дроссельной заслонки, некоторые из них имеют более одного.
В более старых автомобилях использовались карбюраторы, которые представляли собой компоненты, которые по существу объединяли функциональность топливных форсунок и корпусов дроссельной заслонки в одном компоненте.
Отказ системы впуска
Нагар может вызвать проблемы с работой корпуса дроссельной заслонки.
Поскольку системы впуска состоят из множества различных компонентов, существует множество вещей, которые могут пойти не так. Чаще всего выходит из строя воздушный фильтр, так как он со временем засоряется и требует замены. Когда воздушный фильтр засоряется, он не позволяет двигателю «вдыхать воздух», что может привести к серьезной потере мощности. Кроме того, воздушные фильтры могут быть загрязнены газом или маслом из-за определенных проблем с двигателем. Когда это происходит, необходимо заменить воздушный фильтр, но также необходимо устранить основную проблему (например, прорыв газов и т. д.).
Другие проблемы могут возникнуть с впускным коллектором, дроссельной заслонкой и различными датчиками. Утечка во впускном коллекторе позволяет дополнительному воздуху попасть в систему, которая не контролируется, что приведет к проблемам с управляемостью. Утечки в шлангах, трубках или разъемах между корпусом дроссельной заслонки и датчиком массового расхода воздуха также могут вызывать проблемы по тем же причинам, что и неисправный датчик массового расхода воздуха.
Компоненты в корпусе дроссельной заслонки, такие как датчик положения дроссельной заслонки и регулятор холостого хода, также могут вызывать проблемы, как и закоксовывание, загрязнение или внутренние механические неисправности внутри самого корпуса дроссельной заслонки.
#TheBasics — Система впуска воздуха
Итого
Акции
Думаете об обновлении воздушного фильтра или системы впуска? Есть несколько моментов, на которые стоит обратить внимание и которые помогут вам сделать правильный выбор.
НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ВОЗДУХОЗАБОРНИКА
Функция системы впуска воздуха заключается в том, чтобы обеспечить доступ воздуха к двигателю. Кислород в воздухе является одним из необходимых элементов для процесса сгорания двигателя. В большинстве современных автомобилей система впуска состоит из пластиковой воздушной коробки с бумажным воздушным фильтром. Перед поступлением воздуха в систему фильтр удаляет мелкие частицы грязи и дебаты. Система впуска воздуха всасывает воздух через фильтр и по трубопроводу к корпусу дроссельной заслонки.
ВОЗДУХОЗАБОРНИК MAF
Датчик массового расхода воздуха определяет массу воздуха, поступающего в систему впуска двигателя. Измеренный расход воздуха напрямую влияет на заправку. Калибровки Stock и Revo специфичны (если не указано иное) для стандартного масштабированного корпуса датчика массового расхода воздуха. В автомобильных двигателях используются два распространенных типа датчиков массового расхода воздуха. Это крыльчатка и горячая проволока.
Доступно множество впускных устройств вторичного рынка, но не все из них имеют правильное масштабирование корпуса массового расхода воздуха. При обновлении системы впуска важно правильное масштабирование массового расхода воздуха, особенно при настройке автомобиля. Корпус датчика массового расхода воздуха с правильной шкалой является важной частью процесса проектирования и тестирования всех воздухозаборников Revo.
МОДЕРНИЗАЦИЯ
Одной из основных причин модернизации воздушного фильтра или системы впуска является устранение любых ограничений в стандартных деталях. При увеличении мощности крайне важно обеспечить доступ к двигателю достаточного количества воздуха. Однако не все продукты одинаковы. Производители делают стандартную систему для обеспечения достаточного количества воздуха для автомобиля со стандартными характеристиками, а также сводят затраты к минимуму и учитывают шум. Это часто приводит к созданию эффективной системы для своей цели, но вскоре может стать ограничением при настройке автомобиля.
ВОЗДУШНЫЕ ФИЛЬТРЫ
Стандартный воздушный фильтр на серийных автомобилях в 95% случаев сделан из бумаги, эти бумажные фильтры печально известны накоплением пыли. Как только пыль накапливается так сильно, она может ограничивать количество воздуха, попадающего в воздухозаборник, что снижает производительность вашего двигателя.
При модернизации только воздушного фильтра часто используется технология многослойной пены.
Использование пены увеличивает площадь поверхности фильтра, и его можно мыть по сравнению со стандартными бумажными и хлопковыми фильтрами, которые улавливают пыль на поверхности и становятся менее эффективными по мере их использования, забивая двигатель и снижая производительность. Поддержание эффективности потока при улавливании Различные уровни пены используются для улавливания пыли и грязи, сохраняя при этом эффективность потока с течением времени. Одна из причин, по которой все фильтры Revo используют этот дизайн.
ОТКРЫТЫЕ КОНУСНЫЕ СИСТЕМЫ
Системы с открытым конусом полностью заменяют OEM-систему впуска воздуха. Этот тип системы предлагает агрессивный звук впуска, больший поток воздуха и часто улучшение производительности при использовании вместе с программным обеспечением ECU. Та же технология многослойной пены может использоваться для поддержания эффективности потока и моющегося фильтра. Системы часто заменяют OEM-шланги чем-то, что увеличивает воздушный поток с помощью шланга или трубы большого диаметра.
УГЛЕРОДНОЕ ВОЛОКНО
Поддержание низкой температуры воздуха на входе является ключом к повышению производительности. Использование таких материалов, как углеродное волокно, не только улучшает зрение, но и действует как тепловой барьер. Серия Revo Carbon отводит от двигателя тепло окружающей среды, обеспечивая доступ к максимально холодному воздуху и сводя к минимуму поглощение тепла.
ТЮНИНГ
Только системы впуска воздуха Revo специально разработаны для совместной работы с вашим автомобилем и программным обеспечением Revo Performance ECU. Увеличение скорости и объема воздуха, который может достигать турбонаддува, для производительности, которую вы можете почувствовать на всем пути к красной черте.