Бензин і дизельне паливо не можуть горіти без припливу кисню, тому в автомобілі передбачена система впуску
Всупереч поширеній думці, двигун працює не на бензині або дизелі, а на суміші, що складається з найдрібніших крапель топ лива і повітря. Для змішування цих двох компонентів протягом історії автомобілебудування придумана ціла розгалужена система впуску.
Пристрій системи впуску
Система складається з декількох частин - пристроїв подачі повітря і палива, а також з колектора, де відбувається змішання двох компонентів. В результаті роботи системи впуску в двигун подається паливо-повітряна суміш, яка згорає в ньому практично без залишку.
Чим складніше система впуску, тим більша ймовірність появи несправності. Це переконливо доводять системи FSI першого покоління від компанії Volkswagen
Кожен компонент системи впуску має складну конструкцію. Система забору повітря складається з приймального патрубка певного, розрахованого інженерами для двигуна даної потужності, діаметру.
Пройшовши по патрубку, потік повітря спочатку надходить у дозуючий пристрій - дросельний вузол. а потім строго відведені кількість повітря надходить у впускний колектор. У ньому потік повітря змішується з паливом, яке надходить через вмонтовані в стінки колектора форсунки, або централізовано, самопливом з карбюратора. У найбільш сучасних конструкціях систем прямого вприскування колектор не застосовується, і змішання палива з повітрям відбувається безпосередньо в циліндрах.
На двигунах з безпосереднім уприскуванням палива на додаток до дросельної заслінки встановлюються впускні заслінки. Вони забезпечують процес сумішоутворення за рахунок поділу повітря на два впускних каналу. Один канал перекриває заслінка, через інший - повітря проходить безперешкодно. Впускні заслінки встановлені на загальному валу, який повертається за допомогою вакуумного або електричного приводу.
Найголовніший ворог системи впуску - пил, тому заміна повітряного фільтра ніколи не буде марною тратою часу і грошей
Залежно від конструкції впускної системи в список компонентів може входити і турбокомпресор (набагато більш відомий просто як "турбіна"), який збільшує обсяг повітря, що надходить у двигун.
Робота системи впуску тісно пов'язана з процесами, що відбуваються в інших системах автомобіля: в системі уприскування, рециркуляції відпрацьованих газів, уловлювання парів палива і так далі. Основним сполучною ланкою в цьому ланцюзі є розрідження, що створюється у впускному колекторі під час роботи двигуна. Вакуум використовується в якості рушійної сили для різних механізмів - клапана системи рециркуляції картерних газів, вакуумного підсилювача гальм і тп.
Система впуску під контролем електроніки
З розвитком мікропроцесорних систем управління та автоматизації процесів, що відбуваються в двигуні, роботу впускної системи і її взаємодія з іншими системами контролює блок управління двигуном. Для роботи ЕБУ потрібні дані вимірювань, які постачають в режимі реального часу різні датчики:
датчик температури повітря на впуску;
датчик тиску у впускному колекторі;
датчик положення дросельної заслінки;
З переходом на мікропроцесорне управління роботою двигуна система впуску стала "основною ареною" боїв за оптимізацію витрат палива
Регулятор потоку і температурний датчик потрібні для визначення необхідного навантаження на двигун. У деяких варіантах системи замість витратоміра використовується датчик тиску в колекторі. Датчик положення дросельної заслінки потрібен для визначення режиму роботи (розгін - гальмування і тп). Залежно від конструкції в системі можуть бути і додаткові, не перераховані тут датчики.
З розвитком автоматизації процесів в систему впуску для точності роботи були введені різні виконавчі механізми: блок керування дросельною заслінкою, електродвигун приводу впускних заслінок, запірний клапан системи уловлювання парів бензину, електромагнітний клапан системи рециркуляції відпрацьованих газів і так далі.
Вимоги до складу паливо-повітряної суміші
Спільна робота дросельної і впускних заслінок сучасного інжекторного двигуна з системою безпосереднього вприскування забезпечує кілька видів сумішоутворення. Різний склад суміші необхідний для функціонування двигуна в різних режимах.
Пошарове сумішоутворення потрібно для роботи двигуна на невеликих оборотах. В цьому випадку, дросельна заслінка перебуває в повністю відкритому стані більшу частину часу, а впускні - в закритому.
Гомогенне (однорідне) смесеобразование використовується для високих обертів двигуна. При цьому ступінь відкриття дросельної заслінки безпосередньо залежить від необхідного крутного моменту двигуна. Впускні ж заслінки знаходяться у відкритому положенні.
Існує і таке смесеобразование (бідне гомогенне), при якому двигун працює на середніх оборотах. Відкриття заслінки відбувається при цьому також в залежності від крутного моменту, а впускні заслінки закриті.
Характерні несправності системи впуску
Найбільший ворог системи впуску - бруд. Вона може потрапляти навіть в повітроводи, захищені високоякісними повітряними фільтрами. Фільтр зроблений з бавовняної тканини, і його необхідно міняти в міру забруднення або за регламентом. Проте, дрібні частки бруду здатні проникнути навіть через найкращий і новий фільтр. Потрапляючи всередину системи, пил сприяє утворенню нальоту, що утрудняє роботу механічних частин, в першу чергу, дросельної заслінки. Крім того, пил осідає на чутливому елементі ДМРВ, порушуючи його свідчення.
Система EGR прекрасно захищає навколишнє середовище, але може стати безжалісним вбивцею для системи впуску
Не менш згубні для роботи системи упорскування порушення в роботі системи EGR, тобто рециркуляції відпрацьованих газів. Система, створена для захисту навколишнього середовища, нерідко стає "вбивцею" системи упорскування. У разі потрапляння мастила з несправною EGR у впускний колектор, воно змішується з пилом і потрапляє в камеру згоряння, покриваючи всі шаром нальоту і нагару. Тому до справності двигуна, оснащеного системою рециркуляції, пред'являються підвищені вимоги.