Воздушные системы двигателя

Двигатели автомобилей нуждаются в воздухе для работы. Наличие чистого и холодного воздуха увеличит эффективность двигателя. По этой причине производители автомобилей разрабатывают новые компоненты воздушной системы и повышают эффективность и мощность автомобилей. Автомобильные воздушные системы — это системы, которые подают воздух в двигатель внутреннего сгорания. Они обеспечивают количество воздуха, необходимое для сгорания бензина или дизельного топлива в камере сгорания. После того, как воздух забирается из атмосферы, он проходит через некоторые части воздушной системы, пока не достигнет двигателя.

Что такое атмосферный двигатель?

Атмосферные двигатели забирают воздух в цилиндры без помощи какого-либо дополнительного оборудования, только с помощью вакуумного эффекта поршней при их опускании. При заборе воздуха двигатель использует только атмосферное давление. При движении поршней вниз за счет всасывания в цилиндре создается разрежение. Благодаря этому вакууму двигатель забирает воздух извне в цилиндры без помощи какого-либо другого оборудования.

Преимущество двигателей без наддува перед двигателями с наддувом — время отклика. Время отклика велико из-за турбо-задержки, которую мы называем турбо-задержкой в ​​заряженных системах. Когда вы нажимаете педаль газа, вы получаете немедленный отклик от атмосферного двигателя. Еще одно преимущество — в воздушных системах не так много оборудования. Избыток деталей двигателя в двигателях с наддувом также несет риск выхода из строя. Цена неисправности, которая может возникнуть в двигателях с наддувом, будет высокой. Но, несмотря на это, атмосферный двигатель должен иметь больший объем, чем два двигателя, которые хотят достичь одинаковой мощности. Другими словами, двигатель с наддувом от двух двигателей одинакового объема имеет большую мощность и крутящий момент, чем двигатель без наддува.

Что такое двигатель с наддувом? — Турбокомпрессор и нагнетатель

Двигатель с наддувом, с другой стороны, отправляет сжатый воздух в цилиндры благодаря системам турбонагнетателя и нагнетателя, которые мы подробно объясним ниже. Благодаря турбонагнетателю и нагнетателю, подающему в двигатель дополнительный воздух, увеличивается мощность и крутящий момент, создаваемый двигателем. Короче говоря, в современных двигателях в качестве нагнетателя используются два типа систем зарядки.

Общей особенностью систем турбонаддува и наддува, используемых в двигателях с наддувом, является то, что воздух сжимается и направляется в цилиндры под давлением. Техническая разница между ними заключается в способе движения.

Что такое турбокомпрессор и как он работает? Принцип работы турбонагнетателя (турбокомпрессор)

Двигатели с турбонаддувом обычно называют просто двигателями с турбонаддувом. Система нагнетателя, которую предпочитают большинство производителей двигателей, — это турбонагнетатель.

Система турбонагнетателя приводится в движение выхлопными газами. Он работает, когда выхлопные газы, образующиеся в результате сгорания в турбоцилиндрах, попадают в турбонагнетатель со стороны турбины и вращают турбину. Сторона турбины соединяется со стороной компрессора (компрессора) или нагнетателя посредством вала. Лопатки компрессора, вращающиеся со стороны турбины, поглощают воздух из атмосферы благодаря своей конструкции. Этот всасываемый воздух поддерживается под давлением во впускном коллекторе, и этот сжатый воздух направляется в цилиндры, открывая впускной клапан.

• Преимущества и недостатки турбонаддува

Недостатки турбонагнетателя: для эффективной работы турбонагнетателя требуется большое количество выхлопных газов. По этой причине он начинает проявлять свое действие после определенного оборота турбомотора. Другими словами, турбонаддув мало влияет на низкие обороты двигателя.

Преимущества турбонагнетателя: работает с выхлопными газами. То есть перерабатывает энергию. Он обеспечивает дополнительную мощность двигателя за счет использования выхлопных газов, которые поступают в турбонагнетатель через выпускной коллектор, и, обеспечивая эту мощность, нет дополнительной нагрузки на двигатель, поскольку он не связан с двигателем. Это своего рода переработка энергии. Он способствует работе двигателя за счет использования отработанной энергии до того, как она выбрасывается в атмосферу.

Что такое наддув и как он работает? Принцип работы нагнетателя

Хотя она используется реже, чем система турбонаддува, это система с избыточным питанием, используемая в крупных брендах, и ее нельзя игнорировать.

Система нагнетателя, используемая в двигателях с наддувом, делится на две в зависимости от метода движения. Это системы механического наддува и электрического наддува.

Принцип работы системы механического нагнетателя:

Он получает свое движение от двигателя с помощью шестерни, ремня, цепи или вала. Другими словами, работу турбины в системе с турбонаддувом выполняет сам двигатель. Не требует выхлопных газов. Лопатки со стороны компрессора, приводимые в движение двигателем, направляют сжатый воздух в цилиндры. Эта система также показывает свое действие на низких оборотах двигателя.

Принцип работы системы электрического нагнетателя:

Он обеспечивает его движение электричеством, поступающим от аккумуляторной батареи автомобиля. Эти системы обычно не являются предпочтительными, поскольку они потребляют слишком много энергии.

Недостатки нагнетателя: он заставляет двигатель потреблять мощность, поскольку он получает привод от двигателя с помощью шестерни, ремня, цепи или вала или от аккумулятора с электрическим подключением. Таким образом, можно сказать, что выигрыша в энергии нет.

Преимущества нагнетателя: он может обеспечивать мощность двигателя на каждом обороте двигателя, поскольку ему не нужны выхлопные газы при подаче сжатого воздуха в двигатель.

Турбонаддув и наддув — что такое турбо-лаг? и как избежать турбо-лага

• Турбо-лаг

После турбо создает определенное давление; Когда педаль акселератора отпускается, дроссельная заслонка во впускном коллекторе закрывается. В этом случае в узле (трубы турбонагнетателя / промежуточный охладитель) создается высокое давление от турбонагнетателя к двигателю. При таком высоком давлении крыльчатка турбины, которая вращается с высокой скоростью, останавливается из-за чрезмерного противодавления. При повторном нажатии педали акселератора время, необходимое для того, чтобы это обратное давление было поглощено двигателем и турбовинтовой винт снова начал вращаться и снова обеспечил требуемое давление, называется «турбо-задержкой» или «турбо-задержкой». Эта ситуация также вредна для турбовинта. Чтобы предотвратить турбо-задержку, многие стандартные двигатели имеют механизмы для сброса противодавления, но в большинстве двигателей большой мощности используется деталь, называемая продувкой, которая используется в профессиональной настройке.

• Турбонаддув и наддув — что такое продувка и что она делает?

Blow off расположен где-то между Turbo и дроссельной заслонкой. С помощью шланга, проходящего после дроссельной заслонки во впускном коллекторе, клапан открывается за счет использования вакуума, создаваемого в двигателе, когда дроссельная заслонка закрыта, и обратное давление на турбонагнетатель сбрасывается из открытого клапана. Снижая давление в турбонагнетателе, предотвращается внезапная остановка турбонагнетателя. Турбовинт, который продолжает вращаться, создает давление за более короткое время при повторном нажатии педали газа.

Чтобы турбина создавала достаточное давление, она должна превышать определенную скорость вращения. Эта скорость прямо пропорциональна давлению выхлопных газов, выпускаемых из выпускного коллектора двигателя. Турбина, которая получает энергию от газа в выпускном отверстии, вращает пропеллер на стороне выпускного коллектора турбонагнетателя, вращает пропеллер на впускном коллекторе, соединенном параллельно с ним. Это подает в двигатель воздух под высоким давлением. Лопатки турбины, которые достигают идеальной скорости вращения после того, как частота вращения двигателя превышает ~ 2000 об / мин, поэтому только тогда начинают обеспечивать идеальное давление. Хотя время между ~ 800 и ~ 2000 об / мин, которое является частотой вращения двигателя на холостом ходу, называется турбонаддувом, это скорее естественное структурное рабочее состояние. Основная задержка вызвана противодавлением, которое замедляет турбовинтовой двигатель или даже полностью останавливает его. Потому что это событие также может произойти, когда частота вращения двигателя превышает 2000.

Детали воздушных систем

Пневматические системы двигателя состоят не только из турбонагнетателя и нагнетателя. После того, как воздух забирается из атмосферы, он проходит через некоторые части, пока не попадает в камеру сгорания двигателя.

• Что такое дроссельная заслонка?

Дроссель — это часть двигателя, которая регулирует количество воздуха, подаваемого в двигатель. Следовательно, на качество сгорания влияет самое важное оборудование. При открытии дроссельной заслонки количество воздуха, поступающего в двигатель, увеличивается, поэтому количество топлива увеличивается, поэтому скорость двигателя увеличивается. Когда мы убираем ногу с педали акселератора, дроссельная заслонка закрывается, и двигатель возвращается на холостой ход.

• Для чего нужна дроссельная заслонка?

Дроссельная заслонка с тросом или электронным управлением обеспечивает подачу воздуха в двигатель. Когда вы нажимаете педаль акселератора, дроссельная заслонка открывается. Для дроссельных заслонок, приводимых в действие проводом, необходим холостой двигатель. Дроссельная заслонка с электроприводом не требует холостого хода. Дроссельная заслонка с электрическим управлением сама регулирует холостой ход.

• Что такое холостой двигатель?

Двигатель холостого хода находится только на дроссельной заслонке с тросом дроссельной заслонки (с механическим управлением). Дроссельная заслонка или двигатель холостого хода дроссельной заслонки — это электромеханическая часть, которая позволяет воздуху втягиваться во впускной коллектор, когда дроссельная заслонка закрыта. Он подает воздух, необходимый двигателю, когда он работает на холостом ходу, и обеспечивает остановку двигателя с постоянной скоростью, то есть остановку работы.

Поскольку дроссельная заслонка будет закрыта, когда педаль акселератора не нажата, они обеспечивают двигатель воздухом, который ему нужен на холостом ходу. Скорость холостого хода двигателя регулируется электронным блоком управления (ЭБУ). Мотор холостого хода — это активатор, который регулирует обороты холостого хода.

• Расходомер воздуха (расходомер) — Что такое датчик массового расхода воздуха?

Это часть двигателя, расположенная между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой. Расходомеры воздуха, также известные как датчик массового расхода воздуха, измеряют массу воздуха, всасываемого в двигатель. Он отправляет измеренную информацию в блок управления двигателем (ЭБУ). Время впрыска рассчитывается на основе информации, полученной блоком управления, а мощность двигателя регулируется путем подачи большего или меньшего количества топлива в двигатель. Расходомеры воздуха также известны как датчики массового расхода воздуха. MAF — это сокращение от массового расхода воздуха. Это означает массовый расход воздуха.

Количество или давление воздуха, поступающего во впускной коллектор, играет решающую роль в регулировании топливовоздушной смеси двигателя. Блоку управления двигателем необходимо знать либо давление всасываемого воздуха, либо количество всасываемого воздуха, чтобы рассчитать нагрузку на двигатель. Датчик давления в коллекторе (MAP Sensor) или расходомер воздуха используется в атмосферных двигателях. В двигателях с наддувом следует использовать обе системы. Датчик давления, используемый в двигателях с наддувом, называется датчиком давления турбонагнетателя.

Время зажигания, время впрыска и синхронизация регулируются в зависимости от давления и количества воздуха, всасываемого в двигатель. Следовательно, при выходе из строя расходомера воздуха двигатель не запустится. Если он покажет неправильное значение, в двигателе возникнут нарушения сгорания.

В качестве принципа работы расходомера воздуха он работает по принципу поддержания постоянной температуры и сопротивления пленок в нем. По мере увеличения количества воздуха, проходящего через нее, температура пленки будет уменьшаться, и ток, подаваемый на расходомер, будет увеличиваться. Массовое количество воздуха, попадающего в двигатель, рассчитывается по изменению тока, направляемого на нагрев резистора. Важным моментом здесь является то, что измеряется масса. Масса измеряется, потому что объем изменяется в зависимости от температуры. Таким образом, это не влияет на количество, измеренное в соответствии с температурой окружающей среды.

• Что такое датчик MAP? (Датчик абсолютного давления в коллекторе)

Как упоминалось в разделе «Расходомер воздуха — датчик массового расхода воздуха», это датчик, используется для расчета нагрузки на двигатель. Двигатель выполняет свою нагрузку, измеряя давление всасываемого воздуха. По мере увеличения мощности двигателя датчик MAP отправляет сигнал в блок управления двигателем (ЭБУ) пропорционально величине вакуума, поскольку давление разрежения во впускном коллекторе будет увеличиваться. Блок управления двигателем использует эту информацию для регулировки количества и времени впрыска топлива.

По мере увеличения частоты вращения дроссельная заслонка открывается, и двигатель всасывает больше воздуха. Когда двигатель всасывает воздух, блок управления двигателем поддерживает постоянное соотношение воздух-топливо и увеличивает количество впрыска, чтобы обеспечить хорошее сгорание. Блок управления двигателем определяет, что количество воздуха увеличилось в соответствии с информацией от датчика MAP. Он также изменяет время впрыска, чтобы не было детонации после увеличения количества топлива.

Ситуация меняется на противоположную, когда частота вращения двигателя уменьшается. Дроссельная заслонка закроется, и количество всасываемого воздуха уменьшится. Значение вакуума упадет, и блок управления двигателем уменьшит количество впрыска и изменит его синхронизацию.

Принцип работы датчика MAP такой же, как и у обычных датчиков давления. Разница здесь в том, что он измеряет значение вакуума. Что ж, если вы спросите, что означает вакуум, это означает значение ниже атмосферного давления. Атмосферное давление 1 бар. Мы не чувствуем атмосферное давление, которое составляет 1 бар, поэтому оно считается абсолютным давлением и считается равным 0 бар. То есть атмосферное давление манометры измеряют 0 бар. Давление ниже атмосферного называется отрицательным вакуумом.

Датчик турбонаддува, используемый в двигателях с наддувом (турбонагнетатель и нагнетатель), также работает по той же логике и работает так же.

Расположение датчика MAP отличается в зависимости от модели, но в основном он находится на впускном коллекторе или вокруг него.

• Что такое интеркулер? Зачем использовать интеркулер?

В двигателях с наддувом воздух, подаваемый в цилиндры, будет нагреваться моторным маслом с турбонаддувом, выхлопными газами и вращательным эффектом турбонаддува. Этот воздух нуждается в охлаждении, прежде чем он попадет в цилиндры. Этот процесс охлаждения обеспечивается частью теплообменника, называемой промежуточным охладителем. Можно сказать, что работает как радиатор. Некоторые турбины имеют водяное охлаждение. Но больше всего нужен интеркулер. Интеркулер охлаждает воздух, подаваемый в двигатель, а не турбо.

Температура воздуха увеличивается прямо пропорционально величине давления. Воздействие нагретого воздуха на двигатель:

• Подача горячего воздуха в двигатель приведет к нагреву элементов камеры сгорания. Это, в свою очередь, вызывает перегрев двигателя и его резкую работу. Мощность двигателя сильно снижена.
• Количество кислорода в нагретом воздухе уменьшится. Уменьшение количества кислорода ухудшит качество сгорания и станет еще одной причиной снижения производительности.
  Так как же работает интеркулер?

После того, как воздух из турбонагнетателя нагреется, он направляется в интеркулер. Воздух, поступающий в интеркулер, охлаждается под действием ветра во время движения автомобиля. Охлажденный воздух из промежуточного охладителя направляется во впускной коллектор. Затем охлажденный воздух поступает в цилиндры и создает качественное сгорание.

• Воздушный фильтр

Воздушные фильтры — это самая основная и незаменимая часть воздушной системы. Воздушный фильтр выполняет задачу очистки воздуха, поступающего в воздушную систему, а затем в двигатель. Грязный воздух приведет к плохому сгоранию и загрязнению деталей. По этой причине техническое обслуживание и качество воздушного фильтра становятся важными.

Чтобы повторить то, что мы подчеркивали в наших статьях, техническое обслуживание двигателя — это проблема, которую не следует пропускать со всем, от А до Я. Неухоженный воздушный фильтр повредит двигатель, снизив его производительность.