Система впуска (впускная система) – система для обеспечения подачи воздуха и его последующего смешивания с топливом для приготовления порции топливно-воздушной смеси. Понятие «впускная система» стало применяться к
ДВС, которые контролируются
электронной системой управления двигателем (ЭСУД). Впускная система позволяет подать в двигатель оптимальную по составу топливно-воздушную смесь применительно к конкретному режиму работы мотора, благодаря чему заряд сгорает в цилиндрах ДВС максимально эффективно.
Система впуска работает в тесном взаимодействии с другими системами силового агрегата: система топливного впрыска,
система EGR и т.д. Конструктивно система впуска на бензиновых и дизельных двигателях может также включать в себя отдельный нагнетатаель, который обеспечивает подачу воздуха в двигатель под давлением.
Устройство и принцип работы системы впуска двигателя
Независимо от типа двигателя внутреннего сгорания (бензин или дизель) горение основного вида топлива в цилиндрах невозможно без постоянного притока воздуха. Для реализации подачи воздуха в двигатель предназначена система впуска. На карбюраторных двигателях впускная система отдельно не выделялась, так как фактически представляла собой воздуховод и воздушный фильтр. Появление атмосферных и турбированных двигателей с электронным впрыском поспособствовало дальнейшей эволюции систем впуска.
Простая впускная система атмосферного двигателя состоит из следующих элементов:
- воздухозаборник;
- воздушный фильтр;
- дроссельная заслонка;
- впускной коллектор;
В общую схему устройства впускной системы может быть включен
механический или
турбокомпрессор. Задачей подобных устройств является нагнетание воздуха под давлением, что позволяет увеличить мощность ДВС без увеличения физического объема камеры сгорания.
Во впуске дополнительно установлены электронные датчики для контроля работы системы посредством ЭБУ двигателем. Также ДВС с непосредственным впрыском могут быть оборудованы впускными заслонками. Соединение составных частей в системе впуска реализовано при помощи патрубков. На входе поток наружного воздуха попадает в воздухозаборник (приемный патрубок), после чего оказывается в корпусе воздушного фильтра. Воздушный фильтр представляет собой бумажный фильтрующий элемент, который задерживает мелкие частицы.
Задачей дроссельной заслонки является такая регулировка количества подаваемого воздуха по отношению к количеству топлива, чтобы добиться правильного соотношения данных компонентов в составе топливно-воздушной смеси. Необходимо добавить, что сегодня на многих двигателях установлена так называемая электронная педаль газа. Это значит, что дроссельная заслонка не имеет прямой связи с педалью акселератора, а работает от электродвигателя. В более ранних конструкциях водитель самостоятельно управлял степенью открытия и закрытия заслонки, которая была соединена с педалью газа механически.
Рекомендуем также прочитать статью о том,
что такое карбюратор. Из этой статьи вы узанете о назначении и устройстве карбюраторных дозирующих систем.
После прохождения дроссельной заслонки воздух попадает во впускной коллектор. Основной функцией впускного коллектора в системе впуска является распределение подаваемого воздуха по цилиндрам, а также во впуске происходит смешивание воздуха и топлива.
Моторы с непосредственным впрыском (топливо подается сразу в цилиндр двигателя, а не во впускной коллектор) имеют специальные впускные заслонки, которые устанавливаются в дополнение к дроссельной. В процессе работы двигателя в задроссельном пространстве возникает вакуум. Разрежение во впускном коллекторе в отдельных конструкциях систем впуска используется для работы привода впускных заслонок, а также другими системами ДВС. Впускные заслонки дополнительно разделяют воздушный поток для улучшения последующего смесеобразования в цилиндрах двигателя.
Электронное управление системой впуска
Впускная система управляется посредством системы управления двигателем. ЭСУД использует во впускной системе датчики и исполнительные устройства, которые взаимодействуют с ЭБУ двигателем. Во впуске двигателя, который имеет непосредственный (прямой) впрыск топлива, устанавливаются следующие элементы:
- воздухорасходомер (ДМРВ);
- датчик температуры воздуха на впуске;
- датчик атмосферного давления;
- датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ);
- датчик давления во впускном коллекторе;
- датчик положения впускных заслонок;
- датчик положения клапана ЕГР и т.д.
Датчик измерения количества воздуха в паре с температурным датчиком поступающего воздуха в систему впуска позволяют
ЭБУ определить степень нагрузки на ДВС. Также в некоторых моделях расходомер воздуха может полностью отсутствовать, его функции перекладываются на датчик давления, местом установки которого является впускной коллектор. Еще одним вариантом конструкции является одновременная установка расходомера воздуха и датчика давления.
Датчик давления на впуске параллельно используется для организации работы системы EGR. Благодаря такому решению удается более точно рассчитать количество отработавших газов, которые попадают во впуск через клапан егр.
Как работает впускная система двигателя
Общий принцип работы системы впуска воздуха в основе имеет разность давления в цилиндре мотора и атмосферного давления. Такая разность возникает в момент, когда поршень в цилиндре находится на такте впуска. Количество воздуха, поступающего в двигатель, при этом пропорционально по отношению к объему цилиндра. Объем подаваемого воздуха будет зависеть от положения, в котором находится дроссельная заслонка.
Моторы с прямым впрыском помимо дроссельной заслонки также имеют дополнительные впускные (вихревые) заслонки. Совокупность заслонок на впуске позволяет добиться улучшенного смесеобразования: послойного, обедненного гомогенного и стехиометрического.
На переходных режимах работы двигателя (обедненное гомогенное образование смеси) дроссельная заслонка открывается в зависимости от того, какую мощность необходимо получить от двигателя, при этом впускные заслонки находятся в закрытом положении.
Послойное смесеобразование оптимально для работы мотора на низких и средних оборотах, когда нагрузки на ДВС умеренные. Дроссельная заслонка при таком смесеобразовании открыта, впускные заслонки перекрыты. Стехиометрическое смесеобразование необходимо тогда, когда мотор работает на высоких оборотах под нагрузками, приближенными к максимальным. Дроссельная заслонка управляет общим количеством воздуха, впускные заслонки также открываются полностью.
Система впуска: основные неисправности
Впускная система напрямую взаимодействует с воздухом, который поступает снаружи. По этой причине грязь и пыль неизбежно накапливаются в воздуховодах. Интенсивность загрязнения зависит от качества воздушного фильтра и интервалов его замены. Добавим, что мелкие частицы загрязняют впуск даже при учете того, что была произведена установка нового воздушного фильтра.
Наличие пыли во впускной системе постепенно перерастает в накопление отложений, которые влияют на качество работы дроссельной заслонки, выводят из строя датчики и исполнительные механизмы. Также на состояние и работоспособность впускной системы двигателя могут сильно влиять неисправности других смежных систем: EGR, проблемы с тубонаддувом и т.д. Наличие моторного масла во впускном коллекторе приводит к тому, что пыль смешивается со смазкой. После попадания в камеру сгорания такая смесь превращается в слой нагара.
Рекомендуем также прочитать статью о том,
как правильно заглушить клапан ЕГР на примере дизельного двигателя. Из этой статьи вы узнаете, когда возникает необходимость проведения данной процедуры, а также об особенностях глушения клапана EGR.
Напоследок добавим, что одним из основных условий для поддержания чистоты и работоспособности двигателя является своевременная замена воздушного фильтра каждые 5-15 тыс. пройденных километров, что зависит от индивидуальных особенностей эксплуатации транспортного средства. Дополнительно рекомендуется во время планового ТО осуществлять периодическое снятие и продувку патрубков впускной системы, которые соединяют отдельные элементы. В отдельных случаях также требуется механическая очистка датчиков и других загрязненных компонентов системы впуска двигателя.
