Что такое впускной коллектор в автомобиле

17.04.202225.04.2022 admin 0 Comments

Принцип работы впускного коллектора

Впускной коллектор — узел двигателя внутреннего сгорания, отвечающий за подачу топливовоздушной смеси в цилиндры. Подобные узлы есть на всех типах ДВС.

Впускной коллектор — это не просто трубы, по которым подается топливовоздушная смесь, он имеет особую форму, сечение, длину, объем. Все дело в том, что смесь топлива и воздуха должна равномерно поступать во все цилиндры двигателя во всех режимах его работы.

Современные впускные коллекторы — это высокотехнологичные изделия, которые обеспечивают стабильную работу двигателей, повышая его характеристики. От исполнения впускного коллектора зависит конечная мощность и динамика вашего автомобиля.

Во время движения поршней вниз образуется эффект разряжения: поток смеси в коллекторе упирается в закрытый впускной клапан в такт двигателю. С ростом оборотов смесь во впускном коллекторе отражается от препятствий и начинает совершать «колебательные движения». После образования таких движений, поток смеси движется на большей скорости. В определенных условиях такие колебания становятся резонансными, в результате чего смесь поступает в цилиндры с большим давлением (процесс называется резонансный наддув).

Правильно спроектированный коллектор обеспечивает лучшую вентиляцию цилиндров. Это происходит благодаря разности давлений во впускном и выпускном тракте. Клапаны на впуск и выброс газов имеют определенный шаг опережения такта двигателя. Необходимо, чтобы клапан был максимально открыт или закрыт в оптимальный момент, то есть за один цикл работы цилиндра на долю секунды оба клапана приоткрыты. Давление на впуске становится немного выше, чем на выпуске (где уже произошел выброс газов). Таким образом достигается более эффективная продувка камеры сгорания.

Виды впускных коллекторов

Существуют такие виды впускных коллекторов:

На современных двигателях довольно широко распространены коллекторы с точечным впрыском топлива. В такой модификации топливо подается при помощи электромагнитных форсунок, установленных в каждой из его труб-каналов.

Принципиальная схема впускного коллектора с точечным впрыском топлива

Впускной коллектор, как и двигатель в целом, продуктивно работает в определенном диапазоне оборотов. Устройство и тип установленного коллектора зависит от компоновки блока цилиндров, от целевой направленности двигателя и от конструктивных решений в целом.

Все выше перечисленные коллекторы, делятся на две группы:

Одноплоскостной коллектор подает топливовоздушную смесь через один общий канал, многоплоскостной же изначально делит поток смеси на два потока.

Одноплоскостной коллектор

Как правило, двигатели с двухплоскостным коллектором выдают больше мощности на низких и средних оборотах в пределах 2000-4000 об/мин. На высоких же — из-за образующихся завихрений мощность будет несколько ниже.

Двухплоскостной коллектор

Коллектор с общей камерой без перегородок раскрывает свой потенциал на оборотах от 5000 и выше.

Установка впускного коллектора другой модификации не гарантирует улучшения показателей двигателя. Обычно такие детали проектируются вместе с ним.

Впускные коллекторы с изменяемой геометрией

Отдельного внимания заслуживает система изменения геометрии впускного коллектора.

Двигатели с переменной длиной впускного тракта

Импульсные движения во впускном коллекторе, безусловно, помогают его работе, но процесс запускается только в диапазоне определенных частот колебаний. Длина импульса пропорциональна длине трубы коллектора. Такой принцип используется во впускных коллекторах с изменяемой длиной. Электронный блок управления двигателем контролирует число оборотов и подает сигнал на клапан для включения «малого» либо «большого» круга подачи смеси.

Устройство коллекторов с изменением сечения каналов

В случае изменения сечения впускного коллектора по ходу движения топливной смеси установлены заслонки, которые в закрытом положении не перекрывают полностью продвижение смеси, а уменьшают просвет коллектора. Изменение сечения потока приводит к завихрениям и увеличению их скорости. Управление такими устройствами осуществляет бортовой компьютер.

Пример реализации коллектора с изменяемым сечением дизельного и бензинового двигателей

Впускные коллекторы с системой рециркуляции отработанных газов

Впускные коллекторы с системами EGR Exhaust Gas Recirculatiоn (система рециркуляции отработанных газов) предназначены для уменьшения токсичных выбросов в атмосферу. Подобные конструкции коллекторов устанавливаются как на бензиновые, так и на дизельные двигатели. Принцип действия прост — отработанные газы из выхлопной системы через отдельный клапан попадают обратно во впускной коллектор, благодаря чему понижается содержание кислорода в топливовоздушной смеси, а значит, понижается интенсивность окисления и температура в камерах сгорания. Система включается только в определенных режимах, например, на холостом ходу.

Ремонт и обслуживание впускных коллекторов

Современный впускной коллектор — деталь сложная. Случаются с ней и поломки. Рассмотрим типичные.

Нарушения герметичности

Это первое, чем «болеют» системы впуска, впрочем как и многие другие узлы автомобиля. Вибрации, перепады влажности, давления и температур сказываются на резиновых (паранитовых и др.) уплотнениях, которых в сложных системах впуска достаточно много. Возможно дополнительное попадание воздуха в смесь, так называемый «подсос».

Дополнительные порции кислорода обедняют смесь, двигатель теряет тягу, появляются проблемы с холостыми оборотами. Возможны ошибки ЭБУ двигателя. Все эти симптомы говорят о проблемах герметичности впускного тракта.

Подсос воздуха во впускном коллекторе может значительно повлиять на динамические показатели двигателя в целом. После восстановления герметичности работа двигателя нормализуется.

Прокладки впускного и выпускного коллекторов ВАЗ 2106

Загрязнение впускного коллектора

Впускной тракт время от времени необходимо проверять на предмет налета на стенках. Подобная проблема может довольно сильно повлиять на динамику автомобиля. Особенно часто засоряется коллектор на двигателях с системой рециркуляции выхлопных газов. В таких случаях необходимо произвести разборку и чистку устройства специальным составом.

Отложения на стенках элементов впускных коллекторов

Деформации и механические повреждения корпуса

Для производства коллекторов широко используют пластик и алюминий, а эти материалы, как известно, могут деформироваться из-за воздействия высоких температур. Пластик со временем трескается и рассыхается. Алюминиевые коллекторы вследствие вибраций могут лопнуть.

Элементы с сильно нарушенной геометрией подлежат замене. Алюминиевые детали можно заварить аргонодуговой сваркой.

Повышенная температура воздуха в впускном коллекторе

Причинами подобной проблемы могут быть:

Решением является проверка узлов системы охлаждения и диагностика электронных систем.

Хлопки во впускном коллекторе

Во время воспламенения топлива в цилиндрах двигателя должны соблюдаться условия герметичности (оба клапана должны быть плотно закрыты). При условии воспламенения топлива с открытым или слегка приоткрытым впускным клапаном топливно-воздушная смесь может воспламеняться в самом коллекторе, в результате чего слышны характерные «хлопки». Такие поломки довольно опасны — они могут привести к значительным повреждениям.

Причинами неисправности могут быть:

В подобных случаях необходимо провести комплексную диагностику двигателя для выявления причин хлопков.

Рассмотрим процедуру замены прокладки впускного коллектора на примере двигателя Шевролет Авео 2017 г.

1. До начала работ обесточить бортсеть автомобиля, сняв отрицательную клемму аккумулятора.

2. Демонтировать рычаги стеклоочистителей (необходимо только в случае с конкретным двигателем).

3. Снять пластиковые фиксаторы защелки 1 и винты 2, после чего удалить решетку воздухозаборника 3.

4. Выполнить опорожнение системы охлаждения, выкрутив сливную пробку радиатора 4.

5. Снять воздухопровод воздушного фильтра 5, открутив винты хомутов 6.

6. Снять трубку принудительной вентиляции картера 7.

7. Отсоединить коммуникации дросселя 8-11, снять сам дроссель 12, открутив винты 13.

8. Отсоединить трубку усилителя тормозов 14.

9. Выкрутить винты 16,17 кронштейна коллектора, демонтировать кронштейн 15.

10. Снять направляющую топливной форсунки, отсоединить шланг охлаждения дросселя 19, открутить болты коллектора 18.

11. Отодвинуть коллектор 20 в сторону, аккуратно снять прокладку 21.

12. Очистить и обезжирить посадочные места для новой прокладки, установить ее.

13. Собрать узлы впускной системы в обратном порядке разборки.

Обращайте внимание на порядок и силу утяжки ремонтируемых узлов. Затягивайте резьбовые соединения постепенно в порядке от центра к краю детали, либо крест-накрест.

Не рекомендуется самостоятельно ремонтировать сложные механические узлы и элементы топливной системы.

Правильная работа впускного коллектора гарантирует длительную эксплуатацию двигателя. При минимальных знаниях и наборе необходимых инструментов текущее обслуживание или мелкий ремонт возможно произвести самостоятельно. Со сложными деталями и электроникой лучше обратиться в сервисный центр.

Источник

Впускной коллектор чистка, особенности конструкции впускной системы и устранение причин неисправности

Восстановительные работы

Ремонт

Для того чтобы провести ремонт впускного коллектора вам нужно его сначала демонтировать. Безусловно, существуют ситуации, в которых можно обойтись и без этого. Но подобные манипуляции обычно носят временный характер. К примеру, когда вы устраняете подсос воздуха при помощи герметика.

Сам процесс извлечения впускного коллектора из-под капота автомобиля не занимает много времени. При условии, если всё делать правильно. Для начала отыщите, где у вас находится топливный насос. После чего уберите предохранитель. Следующим вашим действием будет запуск мотора.

Результатом запуска двигателя будет снижение давления: немного поработав, мотор заглохнет. Только после этого вы сможете отключить аккумулятор. Далее, для демонтажа впускного клапана вам понадобится совершить такие действия.

После того как вы совершите, описанные выше действия, перед вашими глазами должен возникнуть сам коллектор

Особое внимание нужно уделить квадратным трубкам. Если они будут немного отслаиваться — нужно сделать две дырке в коллекторе

Таким образом, вы сможете добраться до повреждённого элемента.

Во время ремонта с клапаном и заслонками могут возникнуть некоторые сложности. Если они находятся в повреждённом состоянии, то отдельно менять их нельзя. Придётся полностью заменить всё устройство.

Обязательно проверьте состояние датчика. Чтобы заменить его много усилий не понадобится. Он довольно удобно расположен, а его монтаж и демонтаж не занимают много времени.

Чистка

Стук из впускного коллектора явственно свидетельствует о том, что деталь засорилась. Чтобы возобновить нормальную работу устройства необходимо совершить следующие действия.

На этом этапе чистка коллектора завершается. Вам остаётся только установить всё обратно. При этом не помешает поменять прокладки и почистить дроссельную заслонку. Также не забудьте поместить на место датчики.

На видео показана чистка впускного коллектора:

Коллектор — важная деталь автомобиля, от работы которой зависит производительность двигателя. При этом его ремонт не представляет особой сложности, как и чистка. Достаточно следовать инструкции и мотор снова заработает на полных оборотах.

Что собой представляет впускной коллектор

Принцип работы

Впускной коллектор — это сложная система, которая работает по следующему принципу: воздух и топливо попадают внутрь конструкции, после смесь делится на потоки. Число потоков напрямую зависит от количества цилиндров.

Благодаря движению поршней создаётся разряжение. В нижней точке оно достигает своего максимального значения. В результате образуется некоторое подобие вакуума. Это позволяет нейтрализовать кратерные газы.

Кратерные газы попадают во впускной коллектор через систему вентиляции. Там же они смешиваются с топливно-воздушной смесью. После этого происходит воспламенение. Эта технология позволяет в значительной мере сократить вредные выбросы в атмосферу.

Особенности конструкции впускной системы

В действительности с начала развития автомобилестроения впускная система прошла долгий путь эволюции, чтобы в итоге обрести структуру, состоящую из таких элементов:

Как видите, впускной коллектор лишь часть сложной системы, которая обеспечивает нормальную работу двигателя. Но его роль тяжело переоценить. Он крепится слева на головке цилиндров. Благодаря датчикам, установленным на нём, фиксируется температура и давление. За проведение подсчётов и формирование команд отвечает блок управления.

Внимание! Внутри устройства находится вал и вакуумный элемент.

Эволюция конструкции впускного коллектора

Раньше при изготовлении впускного коллектора использовалось преимущественно три материала:

Естественно, что у каждого из этих конструкционных решений были свои недостатки. В качестве примера можно взять чугун. Он обладает удивительной прочностью, но слишком много весит, из-за чего увеличивается общая масса автомобиля.

Были у впускных коллекторов, сделанных из описанных выше материалов, и общие недостатки. Больше всего неудобств водителям доставлял быстрый нагрев во время работы мотора на предельных оборотах.

Главная опасность нагрева впускного коллектора заключается в том, что это приводит к повышению температуры воздуха. В итоге он в расширенном состоянии попадает в цилиндры двигателя.

Внимание! Когда коллектор перегревается — воздух поступает внутрь цилиндров в куда меньшем количестве.

Меньшее количество воздуха внутри цилиндров приводит к перерасходу топлива. Мало того, снижаются эксплуатационные качества двигателя

Именно поэтому так важно, чтобы впускной коллектор был в хорошем состоянии. Для этого его нужно периодически чистить, а в случае необходимости проводить ремонт

Небольшая техническая революция в конструкции впускного коллектора произошла в конце прошлого века. Инженеры стали использовать композитные материалы. Их основой является пластик. Этот шаг позволил в значительной мере продлить срок эксплуатации устройства. Также к позитивным эффектам от этого нововведения можно причислить:

Самым же главным достижением учёных было то, что впускной коллектор из композитных материалов стал куда меньше греться.

Впускные коллекторы с изменяемой геометрией

Отдельного внимания заслуживает система изменения геометрии впускного коллектора.

Двигатели с переменной длиной впускного тракта

Устройство коллекторов с изменением сечения каналов

Пример реализации коллектора с изменяемым сечением дизельного и бензинового двигателей

Впускные коллекторы с системой рециркуляции отработанных газов

Устройство впускного коллектора

К такому впускному коллектору, фото которого размещено на нашем интернет-портале, подведены патрубки, идущие от системы охлаждения. При диагностике работы этого компонента системы пуска двигателя требуется следить за плотностью сочленения этих деталей со штуцерами коллекторной системы и изнашиваемостью стяжных хомутов.

По своей конструкции коллектор впускной ВАЗ 2106, цена на который не является заоблачной, а находится в допустимом диапазоне, представляет достаточно надежный механический узел и редко выходит из строя. Из выявленных дефектов необходимо отметить некорректную установку такой детали, как прокладка впускного коллектора, которая возникает из-за неверной установки запчасти на автомобиль либо водителем, либо автослесарем на станции технического обслуживания. Редко, но все-таки случается, что впускной коллектор подвергается коррозийному воздействию и появляется излишняя подача воздуха, что, конечно, требует проведения его замены на новое изделие.

Штатный коллектор можно приобрести во всех специализированных ВАЗовских магазинах автозапчастей. Рассмотрим впускной коллектор, устройство которого весьма несложно. Он состоит из впускной трубы, дренажной трубки и штуцера, через который отводится жидкость-охладитель и производится охлаждение для нормальной эксплуатации транспортного средства.

Строение выпускного и впускного коллектора

В сильно упрощенном виде конструкцию коллектора можно объяснить так: это одна труба, которая разделяется на 4 или более (а иногда и менее). Количество труб, что у впускного, что у выпускного коллектора напрямую зависит от числа цилиндров в двигателе. Например, у небезызвестной малолитражки «Ока» был 2-х цилиндровый мотор. У некоторых двигателей марки «Шкода» 3 цилиндра, в то время как ряд силовых агрегатов «Ауди» – 5-ти цилиндровые. Это если говорить о рядных моторах; у V-образных двигателей обычно от 6 до 12 цилиндров, однако у них 4 коллектора (по 2 на каждую сторону), да и форма несколько другая, нежели у рядных, хотя зависимость количества труб от кол-ва цилиндров сохраняется.

Теперь подробнее о деталях, с которыми сопрягаются оба коллектора.

Впускной является частью системы питания, и к нему подключен (у бензиновых моторов) карбюратор (сейчас такое уже почти не встречается) или дроссельный узел. У современных дизелей вместо всего этого стоит аккумуляторная топливная система, более известная как «Common Rail».

Выпускной соединяется с приемной трубой (она же «штаны»), далее идет катализатор, резонатор и глушитель. На старых автомобилях катализатор отсутствует.

Устройство впускного коллектора

Предназначение впускного коллектора заключается в подведении топливно-воздушной смеси или только воздуха к цилиндрам. Почему или? Все зависит от особенностей конструкции системы питания. Впрочем, об этом ниже.

Обычно эта деталь – металлическая, но иногда встречаются коллекторы из специального пластика, выдерживающего высокие температуры. Так делают для снижения стоимости и для облегчения веса мотора, а через это – и машины.

Соединяется впускной коллектор разветвленной частью с головкой блока цилиндров (ГБЦ) через прокладку. При открывании впускных клапанов создается разряжение, с помощью которого топливно-воздушная смесь (или воздух) попадает в цилиндр, после чего клапана закрываются, и начинается такт сжатия.

Несмотря на то, что ни воздух, ни смесь его с горючим не обладают высокой температурой, коллектор все равно нагревается от ГБЦ до 100°С. Поэтому если его делают из пластика, то берут специальный, высокотемпературный тип.

Вернемся к вопросу с воздухом и топливно-воздушной смесью. Последняя подается через коллектор, если впрыск распределенный (т.е. форсунки инжектора установлены перед клапанами). Потом они открываются, и смесь топлива с воздухом попадает в цилиндр.

Если же впрыск непосредственный, и топливо подается сразу в камеру сгорания, через коллектор проходит только воздух, а смешение происходит прямо в цилиндре.

Устройство выпускного коллектора

Задача выпускного коллектора – отведение выхлопных газов. На такте выпуска одноименные клапана открываются, и под воздействием движущегося наверх поршня газы попадают в коллектор.

Он тоже подсоединен через прокладку разветвленной частью к ГБЦ, однако, посадочное место у него свое. Пройдя через коллектор, выхлопные газы попадают в приемную трубу, далее (на современных авто) в катализатор, где оседает значительная часть вредных веществ, потом в резонатор, снижающий громкость выхлопа, затем в глушитель, где звук исчезает полностью, и отводятся в атмосферу. У моторов с турбонаддувом газы после коллектора оказываются в специальном канале и крутят турбину, и только потом уходят в приемную трубу.

У инжекторных двигателей и современных дизелей в конструкции выпускного коллектора предусмотрено место для установки лямбда-зонда – датчика, который контролирует количество различных газов в выхлопе.

Основываясь в том числе и на показаниях лямба-зонда, электронный блок управления двигателем соответствующим образом дозирует подачу топлива, что приводит к возникновению взаимосвязи при работе коллекторов.

Может ли сломаться один из коллекторов

В автомобиле нет таких агрегатов и деталей, которые не могут сломаться. Так что и коллекторы тоже не вечны, хотя выпускной обычно служит на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля, не требуя замены. Впускной же менее долговечен, особенно если сделан из пластика; он может треснуть, и тогда единственный выход – замена. Металлический гораздо более прочен, хотя и он не застрахован от трещин, однако в отличие от пластмассового его можно заварить, что решит проблему.

Несмотря на примитивность конструкции (оба коллектора по сути – трубы специфической формы), без них двигатель современного автомобиля не сможет правильно работать, ведь они не только выполняют свои прямые функции, но и помогают сильно оптимизировать работу системы питания и системы выпуска за счет информации, поступающей в ЭБУ от лямбда-зонда. Оба коллектора взаимосвязаны и одинаково важны для автомобиля, и если они работают неправильно, вы просто не сможете нормально передвигаться на своей машине.

Также рекомендуем к просмотру данное видео о работе впускного и выпускного коллекторов:

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

Источник

Интернет-портал linguist-school.ru

Что такое впускной коллектор в автомобиле

Принцип работы впускного коллектора

Виды впускных коллекторов

Впускные коллекторы с изменяемой геометрией

Двигатели с переменной длиной впускного тракта

Устройство коллекторов с изменением сечения каналов

Впускные коллекторы с системой рециркуляции отработанных газов