Работа системы забора воздуха

Любой двигатель внутреннего сгорания, от мотора маленького скутера до гигантского судового двигателя, для работы в основном нуждается в двух вещах: кислороде и топливе. Однако, просто бросить кислород и топливо в контейнер — это еще не двигатель. Трубки и клапаны направляют кислород и топливо в цилиндры, где поршень сжимает смесь и воспламеняет ее. Взрывная сила толкает поршень вниз, вращает коленчатый вал и передает механическую энергию пользователю, чтобы привести в движение транспортное средство, запустить генератор, качать воду и выполнять множество других функций, помимо тех, что выполняет автомобильный двигатель.

Система впуска воздуха не только необходима для работы двигателя, собирая и направляя воздух в отдельные цилиндры, но и делает больше. Проследив путь типичной молекулы кислорода через систему впуска воздуха, можно узнать, как каждая часть играет свою роль в поддержании эффективной работы двигателя. (В зависимости от транспортного средства порядок этих частей может отличаться.)

Трубка холодного воздуха обычно устанавливается в месте, где можно забирать воздух извне моторного отсека, например, в крыле, решетке радиатора или воздухозаборнике на капоте. Трубка холодного воздуха — это начало пути воздуха через систему впуска воздуха и единственное отверстие, через которое он поступает. Воздух извне моторного отсека обычно холоднее и плотнее, богаче кислородом, что способствует лучшему сгоранию, мощности и эффективности двигателя.

Воздушный фильтр двигателя

Далее воздух обычно проходит через воздушный фильтр двигателя, расположенный в «воздушном боксе». «Чистый» воздух — это смесь газов, состоящая примерно на 78% из азота, на 21% из кислорода и следовых количеств других газов. В зависимости от местоположения и времени года, воздух также может содержать множество загрязнителей, таких как сажа, пыльца, пыль, грязь, листья, насекомые и т.д. Некоторые из этих загрязнителей могут быть абразивными и вызывать чрезмерный износ деталей двигателя, другие могут засорять систему.

Обычно сетка улавливает большую часть крупных частиц, таких как насекомые и листья, а воздушный фильтр задерживает мелкие частицы, такие как пыль, грязь и пыльца. Типичный воздушный фильтр улавливает от 80% до 90% частиц размером до 5 мкм (5 микрон — примерно размер эритроцита). Высококачественные воздушные фильтры улавливают от 90% до 95% частиц размером до 1 мкм (некоторые бактерии могут быть размером около 1 микрона).

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

Чтобы точно определить, сколько топлива впрыскивать в любой момент времени, модуль управления двигателем (ECM) должен знать, сколько воздуха поступает в систему впуска. Большинство транспортных средств используют для этой цели датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), другие обычно используют датчик абсолютного давления в коллекторе (ДАД), установленный, как правило, на впускном коллекторе. Некоторые двигатели, например, с турбонаддувом, могут использовать оба.

В автомобилях с ДМРВ воздух «выравнивается», проходя через сетку и заслонки. Часть этого воздуха проходит через сенсорную часть ДМРВ, содержащую нагреваемую проволоку или пленку. Электричество нагревает проволоку или пленку, уменьшая ток, но поток воздуха охлаждает проволоку или пленку, увеличивая ток. ECM соотносит результирующий ток с массой воздуха и производит ключевые расчеты для системы впрыска топлива. Большинство систем впуска воздуха включают датчик температуры всасываемого воздуха (ДТВВ) где-то рядом с ДМРВ, иногда являясь частью того же узла.

Трубка впуска воздуха

После измерения воздух проходит по трубке впуска воздуха к дроссельной заслонке. На пути может находиться резонаторная камера — «пустая» бутылка, предназначенная для поглощения и гашения колебаний потока воздуха, сглаживая поток на пути к дроссельной заслонке. Также важно отметить, что особенно после ДМРВ в системе впуска воздуха не должно быть утечек. Попадание неизмеренного воздуха в систему исказит соотношение воздух-топливо. В лучшем случае ECM может обнаружить неисправность, включив диагностический код неисправности (DTC) и лампу проверки двигателя (CEL). В худшем случае двигатель может не запуститься или работать с перебоями.

Турбокомпрессор и интеркулер

В автомобилях с турбокомпрессором воздух затем проходит через вход турбокомпрессора. Выхлопные газы вращают турбину в турбинном корпусе, которая, в свою очередь, вращает колесо компрессора в корпусе компрессора. Поступающий воздух сжимается, увеличивая его плотность и содержание кислорода. Больше кислорода позволяет сжигать больше топлива, извлекая больше мощности из меньшего двигателя.

Поскольку сжатие повышает температуру всасываемого воздуха, сжатый воздух проходит через интеркулер для снижения температуры, уменьшая риск детонации, калильного зажигания и преждевременного воспламенения в двигателе.

Дроссельная заслонка

Дроссельная заслонка, электронная или тросовая, соединена с педалью акселератора и, если оборудован, круиз-контролем. При нажатии на акселератор дроссельная заслонка или «бабочка» открывается, позволяя большему количеству воздуха поступать в двигатель, увеличивая его мощность и скорость. При активированном круиз-контроле используется отдельный трос или электрический сигнал для управления дроссельной заслонкой, поддерживая заданную водителем скорость.