Jak działa system wlotu powietrza

Każdy silnik spalania wewnętrznego, od małych skuterów po kolosalne silniki statku, wymaga dwóch podstawowych rzeczy do funkcjonowania - tlenu i paliwa - ale po prostu wrzucanie tlenu i paliwa do kontenera nie czyni silnika. Rurki i zawory prowadzą tlen i paliwo do cylindra, gdzie tłok ściska mieszaninę, która ma zostać zapalona. Siła wybuchowa popycha tłok w dół, zmuszając wał korbowy do obracania się, dając użytkownikowi siłę mechaniczną do przenoszenia pojazdu, generatorów uruchomienia i pompowania wody, aby wymienić kilka funkcji silnika samochodowego.

System wlotu powietrza ma kluczowe znaczenie dla funkcji silnika, zbierania powietrza i kierowania go do poszczególnych cylindrów, ale to nie wszystko. Podążając za typową cząsteczką tlenu przez system wlotu powietrza, możemy dowiedzieć się, co robi każda część, aby silnik działał wydajnie. (W zależności od pojazdu części te mogą być w innej kolejności.)

Rurka dolotowa na zimno jest zwykle położona tam, gdzie może wyciągnąć powietrze spoza komory silnikowej, takiej jak błotnik, kratka lub bole z kapturem. Rura wlotowa na zimno oznacza początek przejścia powietrza przez układ wlotowy powietrza, jedyny otwór, przez który może wejść powietrze. Powietrze spoza kumpla silnika jest zwykle niższe w temperaturze i gęstsze, dlatego bogatsze w tlenu, co jest lepsze w przypadku spalania, mocy wyjściowej i wydajności silnika.

Filtr powietrza silnika

Następnie powietrze przechodzi przez filtr powietrza silnika, zwykle znajduje się w „pudełku powietrza.„Czyste„ powietrze ”to mieszanka gazów - 78% azotu, 21% tlenu i śladowe ilości innych gazów. W zależności od lokalizacji i sezonu powietrze może również zawierać liczne zanieczyszczenia, takie jak sadza, pyłek, kurz, brud, liście i owady. Niektóre z tych zanieczyszczeń mogą być ścierne, powodując nadmierne zużycie części silnika, podczas gdy inne mogą zatykać system.

Ekran zwykle trzyma większość większych cząstek, takich jak owady i liście, podczas gdy filtr powietrza łapie drobniejsze cząsteczki, takie jak kurz, brud i pyłek. Typowy filtr powietrza przechwytuje 80% do 90% cząstek do 5 µm (5 mikronów ma wielkość czerwonych krwinek). Filtry powietrza premium wychwytują 90% do 95% cząstek do 1 µm (niektóre bakterie mogą mieć wielkość około 1 mikronu).

Masowy przepływ powietrza

Aby właściwie ocenić, ile paliwa do wstrzykiwania w dowolnym momencie, moduł sterowania silnikiem (ECM) musi wiedzieć, ile powietrza wchodzi do układu wlotowego powietrza. W tym celu większość pojazdów używa masowego przepływu powietrza (MAF), podczas gdy inne używają czujnika ciśnienia bezwzględnego z branży, zwykle znajdującej się na kolektorze dolotowym. Niektóre silniki, takie jak silniki z turbodoładowaniem, mogą korzystać z obu.

W pojazdach wyposażonych w MAF powietrze przechodzi przez ekran i łopatki, aby go „wyprostować”. Niewielka część tego powietrza przechodzi przez część czujnika MAF, która zawiera urządzenie pomiarowe gorącego drutu lub gorącego filmu. Energia elektryczna ogrzewa drut lub folię, co prowadzi do zmniejszenia prądu, podczas gdy przepływ powietrza chłodzi drut lub folię, prowadząc do wzrostu prądu. ECM koreluje powstały przepływ prądu z masą powietrza, krytyczne obliczenia w systemach wtrysku paliwa. Większość systemów spożycia powietrza obejmuje czujnik temperatury powietrza wlotowego (IAT) gdzieś w pobliżu MAF, czasem część tej samej jednostki.

Rurka dolotowa powietrza

Po mierzeniu powietrze trwa przez rurkę wlotową powietrza do korpusu przepustnicy. Po drodze mogą znajdować się komory rezonatorowe, „puste” butelki zaprojektowane do wchłaniania i anulowania wibracji w strumieniu powietrza, wygładzając przepływ powietrza w drodze do korpusu przepustnicy. Dobrze jest również zauważyć, że szczególnie po MAF nie może być żadnych wycieków w systemie wlotu powietrza. Umożliwienie niezmienionego powietrza do systemu wypaczy wskaźniki paliwa powietrznego. Przynajmniej może to spowodować wykrycie nieprawidłowości ECM, ustalając diagnostyczne kody problemów (DTC) i kontrolne światło silnika (CEL). W najgorszym przypadku silnik może nie uruchomić lub może działać słabo.

Turbosprężarka i intercooler

Na pojazdach wyposażonych w turbosprężarkę powietrze przechodzi przez wlot turbosprężarki. Gazy spalinowe obracają turbinę w obudowie turbiny, obracając koło sprężarki w obudowie sprężarki. Przychodzące powietrze jest ściskane, zwiększając jego gęstość i zawartość tlenu - więcej tlenu może spalić więcej paliwa dla większej mocy z mniejszych silników.

Ponieważ kompresja zwiększa temperaturę powietrza wlotowego, sprężone powietrze przepływa przez intercooler w celu zmniejszenia temperatury w celu zmniejszenia ryzyka ping.

Ciało przepustnicy

Korpus przepustnicy jest podłączony, albo elektronicznie lub za pomocą kabla, do systemu pedału akceleratora i systemu sterowania wycieczkowego, jeśli jest wyposażony. Po naciśnięciu akceleratora, płyty przepustnicy lub zaworu „motyla” otwiera się, aby umożliwić przepływ większej liczby powietrza do silnika, co powoduje wzrost mocy i prędkości silnika. W przypadku zaangażowanego tempomatu do obsługi nadwozia przepustnicy stosuje się oddzielny kabel lub sygnał elektryczny, utrzymując pożądaną prędkość pojazdu kierowcy.

Kontrola bezczynności powietrza

Na biegu jałowym, na przykład siedzenie przy światłach stopu lub podczas wybrzeża, niewielka ilość powietrza nadal musi iść do silnika, aby utrzymać go. Niektóre nowsze pojazdy, z elektroniczną kontrolą przepustnicy (ETC), prędkość biegu jałowego silnika jest kontrolowana przez drobne regulacje zaworu przepustnicy. W większości innych pojazdów oddzielny zawór biegu jałowego (IAC) kontroluje niewielką ilość powietrza w celu utrzymania prędkości jałowej silnika. IAC może być częścią korpusu przepustnicy lub podłączony do spożycia przez mniejszy wąż wlotowy, z głównego węża wlotu.

Kolektor wlotowy

Po wlotie powietrze przechodzi przez korpus przepustnicy, przechodzi do kolektora dolotowego, serii rur, które dostarczają powietrze do zaworów wlotowych przy każdym cylindrze. Proste kolektory dolotowe przesuwają powietrze wlotowe wzdłuż najkrótszej trasy, podczas gdy bardziej złożone wersje mogą kierować powietrze wzdłuż bardziej obwodowej trasy lub nawet wielu tras, w zależności od prędkości i obciążenia silnika. Kontrolowanie przepływu powietrza w ten sposób może zapewnić większą moc lub wydajność, w zależności od popytu.

Zawory wlotowe

Wreszcie, tuż przed dotarciem do cylindra, powietrze wlotowe jest kontrolowane przez zawory wlotowe. Podczas skoku wlotowego, zwykle 10 ° do 20 ° BTDC (przed górnym martwym środkiem), zawór wlotowy otwiera. Kilka stopni ABDC (po dolnym martwym środku) zawór wlotowy zamyka się, pozwalając tłokowi na ściskanie powietrza, gdy wraca do TDC.

Jak widać, układ wlotu powietrza jest nieco bardziej skomplikowany niż prosta rurka idąca do korpusu przepustnicy. Z zewnątrz pojazdu do zaworów wlotowych powietrze wlotowe wykonuje meandrującą trasę, zaprojektowaną do dostarczania czystego i zmierzonego powietrza do cylindrów. Znajomość funkcji każdej części układu wlotowego powietrza może również ułatwić diagnozę i naprawę.