Впускной коллектор: функции, назначение, замена в Казани

Принцип работы двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а преимущественно именно такие устанавливаются на современные легковые автомобили, основан на сжигании топливно-воздушной смеси (ТВС). Это ключевой принцип работы ДВС. ТВС состоит из воздуха и топлива, смешанных в определенной пропорции (смесь всегда стехиометрическая и ее оптимальный состав сейчас определяет ЭСУД (электронная система управления двигателем)).

Возникает потребность установки систем, обеспечивающих подачу в двигатель топлива и воздуха. За первую часть вопроса отвечает топливная система, она же система питания, за вторую – система впуска или она же впускная система.

Во впускной системе большинства двигателей ключевой элемент впускной коллектор (редко, но он может отсутствовать при непосредственном впрыске топлива и подаче воздуха в цилиндры). Конструкционно этот узел на отдельно взятом двигателе может отличаться в зависимости от решаемых задач, функционального назначения, специфики системы впрыска топлива и ряда других параметров. Среди основных компонентов, которые встречаются наиболее часто:

прокладка впускного коллектора (она ставится между впускным коллектором и зачастую головкой блока цилиндров (ГБЦ), обеспечивая герметичность соединения и предотвращая подсос воздуха);
клапан впускного коллектора (присутствует порой на атмосферных двигателях, предназначен для управления таким компонентом как заслонки впускного коллектора, если таковые имеются);
заслонки впускного коллектора (следует отличать вихревые заслонки (ставятся, преимущественно, на двигатели с непосредственным впрыском) и те, которые изменяют геометрию каналов или их сечение, если впускной коллектор с изменяемой геометрией (о них еще поговорим далее);
электродвигатель, обеспечивающий порой совместно с приводом, датчиками и ЭБУ работу заслонок (если они установлены и с электромеханическим приводом);
датчик впускного коллектора, отслеживает работу узла, например, положение заслонок (в зависимости от типа датчика он может использоваться и для решения других не менее важных задач (порой речь о группе датчиков)).

Это основные компоненты, но впускной коллектор настолько вариативное в конструкционном плане решение, что могут присутствовать и другие детали или отсутствовать обозначенные выше. Это касается клапанов, заслонок, порой и датчиков. То есть нужно знать конструкционную схему отдельно взятого двигателя и специфику его впускной системы, ее коллектора, если установлен (в преобладающем числе случаев это так).

Неизменно одно. Впускной коллектор и его детали, те же обозначенные выше прокладка впускного коллектора, клапан впускного коллектора, заслонки впускного коллектора, датчик впускного коллектора изнашиваются в процессе эксплуатации и могут ломаться, требуют обслуживания и замены. То есть надобно покупать запчасти, чтобы была проведена своевременная замена прокладки впускного коллектора и других деталей по мере надобности. А также нужно подобрать автосервис где выполнят соответствующие работы. Актуальность этого утверждения обусловлена тем, что система впуска в целом и впускной коллектор в частности оказывают огромное влияние на работу двигателя, а также его состояние и могут стать причиной, например, порой такого дорогостоящего вида работ как капитальный ремонт двигателя.

Задаетесь вопросом к кому в Казани обратиться по поводу обслуживания, ремонта и замены впускного коллектора? У нас на этот вопрос есть свой ответ – технический центр «Гвардейский»! Мы предлагаем ремонт, обслуживание и замену впускных коллекторов, устанавливаемых на двигатели внутреннего сгорания легковых автомобилей.

В частности ремонтируем, обслуживаем и заменяем:

впускной коллектор Лада;
впускной коллектор Форд;
впускной коллектор Шевроле;
впускной коллектор Опель;
впускной коллектор Мазда;
впускной коллектор КИА;
впускной коллектор Хендай;
впускной коллектор Дэу;
впускной коллектор Рено.

Также занимаемся продажей запчастей, востребованных в ходе обозначенных работ. Чтобы было понятно как важно поддерживать впускной коллектор в рабочем состоянии поговорим детальнее о его назначении и конструкционных особенностях.

Итак, ключевой элемент впускной системы – впускной коллектор, может устанавливаться для решения нескольких базовых задач. Конструкционные особенности определяют специфику оказываемых нашими мастерами услуг.

В первую очередь все зависит от системы впрыска. Если с дизельными двигателями все предельно понятно и ясно (ТВС образуется в цилиндрах), то с бензиновыми все намного сложнее. В зависимости от типа впрыска задачи следующие:

прямой инжекторный впрыск, он же непосредственный, форсунки подают дизельное топливо или бензин непосредственно в камеру сгорания, в таком случае впускной коллектор предназначен для подачи воздуха в камеру сгорания и регулирования его объема;
карбюраторный впрыск (таких двигателей практически и не осталось), в таком моторе впускной коллектор занимается лишь перераспределением ТВС по цилиндрам или дополнительно еще отвечает за ее подготовку перед подачей в цилиндры;
распределенный инжекторный впрыск, в таких моторах впускной коллектор это то место где происходит формирование ТВС.

Несколько моментов. Момент первый. Если впрыск распределенный инжекторный важно сколько и где установлено форсунок. Сейчас очень редко, но первые инжекторные моторы работали именно так, форсунка была одна, ставилась в общей камере впускного коллектора, туда же подавался воздух, происходило формирование ТВС и она распределялась по цилиндрам. Сейчас схема немного иная используется преимущественно. На каждый цилиндр своя форсунка, такую систему впрыска называют многоточечной. Форсунки ставятся в ресиверы. Небольшое отступление, не рассказали как конструкционно выглядит в общей схеме впускной коллектор. Это блок, отдельно стоящий (как правило, навесное оборудование). Он состоит из каналов, впускных труб, идущих к цилиндрам (их еще называют раннерами), и приточной камеры (она же ресивер или центральный ресивер). Это два ключевых компонента любого впускного коллектора. Так вот форсунки если впрыск многоточечный, как правило, подают топливо именно в раннеры (на каждую впускную трубу своя форсунка). Момент второй. Впрыск может быть комбинированным распределенным многоточечным и прямым одновременно (две форсунки на цилиндр, одна подает топливо в раннер, другая прямо в камеру сгорания). Тогда впускной коллектор выполняет сразу две задачи, первая – подача воздуха в цилиндры, вторая – формирование ТВС и подача ее в цилиндры.

Вот это основная задача, вспомогательных огромное количество в зависимости от используемой конструкционной схемы, их десятки, отметим те что реализуются наиболее часто:

обеспечение работы вакуумных устройств (например, вакуумного усилителя тормозов и иных, используется эффект разряжения, возникающего во впускном коллекторе в определенный такт двигателя);
дожиг отработавших газов (если установлена система рециркуляции выхлопных газов и «егорка» (клапан EGR), который и регулирует подачу отработавших газов во впускной коллектор), где они и используются для формирования ТВС;
формирование газодинамического (его еще называют акустическим, инерционным или резонансным) наддува путем формирования резонансного воздушного потока (если двигатель атмосферный, установлены заслонки впускного коллектора, клапан впускного коллектора и датчик впускного коллектора);
вентиляция картерных газов (если установлена соответствующая система).

Есть и другие функции. Все, снова на этом акцентируем внимание, упирается в конструкцию двигателя, особенности смежных систем, обеспечивающих его работу и специфику самого впускного коллектора. Об этом кратко далее так как они влияют непосредственным образом как на специфику работ, выполняемых нашими мастерами, так и особенности выбора, когда потребуется покупать запчасти в нашем автомагазине.

Смотреть на сайте Онлайн

Итак, расскажем кратко, тезисно что предопределяет особенности таких работ как обслуживание, ремонт и замена впускного коллектора нашими автослесарями и на какие моменты надо обращать самое пристальное внимание, покупая запчасти системы впуска.

количество впускных коллекторов (ни одного, бывает и такое, один (самый распространенный вариант), два (по одному на «горшок», простите за сленг, на одну ГБЦ, редко, но такая схема используется на V-образных шести- и восьмицилиндровых моторах));
место установки впускного коллектора (об этом уже говорили, обычно это навесное оборудование, ставится на ГБЦ, между ними прокладка впускного коллектора), но бывают варианты;
материал изготовления, ранее чугун, сталь, сейчас алюминий, иногда сплавы других легких металлов и зачастую термостойкий пластик (что сказывается непосредственным образом на ремонтопригодности узла);
геометрия, она бывает постоянной и переменной, в свою очередь впускной коллектор с переменной геометрией отличается по принципу работы (в одних схемах меняется проходное сечение, диаметр раннера, а в других длина ресивера (актуально только для атмосферных двигателей)).

Читать еще: Что такое турбо двигатель опель

Существует и ряд иных отличий, которые определяют использование таких компонентов как прокладка впускного коллектора, клапан впускного коллектора, заслонки впускного коллектора, датчик впускного коллектора. Они же влияют и на то как выполняется замена прокладки впускного коллектора, других деталей или узла в сборе, а также обслуживание и обуславливают характерные поломки.

В Казани потребуется обслуживание, регулировка работы, ремонт (если это возможно) или замена впускного коллектора, замена прокладки впускного коллектора и других деталей, относящихся к категории расходных? Нужно купить запчасти впускной системы, востребованные в процессе этих работ?

Обращайтесь к нам в «Гвардейский»! Работаем все семь дней в неделю без выходных.

Впускной коллектор с изменяемой геометрией

Фактор наполнения цилиндров

Прозвучит довольно странно, но бензиновый двигатель работает в первую очередь на воздухе. Именно исходя из массы воздушного заряда, ECM (Engine Control Module) рассчитывает цикловую подачу топлива. Для полного сгорания топливовоздушной смеси (ТПВС) на 1 порцию бензина должно припадать 14,7 порций воздуха. В зависимости от режима работы двигателя, допускается небольшое обеднение или обогащение, но рамки регулировки довольно узкие. Выход за эти рамки ведет к большому количеству вредных выбросов и увеличению расхода топлива.

Особенности воспламенения тяжелого топлива позволяют работать дизельному двигателю при очень обедненной смеси. Тем не менее, эффективное наполнение цилиндра свежим воздухом в мощностном режиме, а также скорость потока заряда и его направление, напрямую влияют на крутящий момент и эластичность двигателя.

Принцип инерционного надува

В процессе работы двигателя во впускном тракте возникают волны – чередующиеся зоны повышенного и пониженного давления. На такте впуска над поршнем создается зона разряжения, засасывающая воздух из впускного тракта. Поскольку воздушный поток имеет определенную массу, после закрытия впускного клапана над ним создается зона повышенного давления.

Движущийся по инерции воздушный поток ударяется о стенки перекрытого отверстия, отражается и движется уже к дроссельной заслонке. Для достижения инерционного наддува следующий момент открытия впускного клапана должен наступить, когда отраженный поток воздуха опять создаст зону повышенного давления перед клапаном.

s – длина впускного тракта от клапана до входа в коллектор;
t – время, необходимое волне для преодоления расстояния s;
v – скорость движения волны (скорость звука).

Подведем итоги

Чем ниже обороты двигателя, тем длиннее должен быть впускной тракт. При этом небольшое сечение впускных каналов позволяет увеличить скорость движения потока воздуха, что благотворно влияет на перемешивание ТПВС.
Чем выше обороты двигателя, тем короче должен быть впускной тракт. Повышение оборотов ведет к увеличению массы воздуха, поступающего в цилиндры за единицу времени. Поэтому в зоне высоких оборотов сечение впускных каналов должно обеспечивать достаточную пропускную способность и не создавать избыточные насосные потери.

Система перекрытия раннеров индивидуальными заслонками

Принцип работы системы заключается в перекрытие половины впускных раннеров в режимах малых и частичных нагрузок. Заслонки, перекрывающие путь потоку воздуха, соединены тягой либо устанавливаются все на одной оси. На ранних моделях тяги управлялись вакуумным регулятором. Позже перекрытие клапанов осуществлялось электропневматическим клапаном, питание на который подавал ЭБУ двигателя. Большинство современных систем с индивидуальными заслонками оборудуются сервоприводами. Внедрение датчика положения оси вихревых заслонок позволило реализовать обратную связь для более точного управления системой EGR. Подобную систему индивидуальных заслонок применяют как на бензиновых, так и на дизельных ДВС с турбонаддувом.

Проблемы

Образование нагара, грязевых отложений на заслонках, впускных каналах. Работа системы EGR в паре с неисправной системой ВКГ приводит к отложениям сажи на стенках коллектора. Поэтому на дизельных ДВС впускной коллектор с изменяемой геометрией гораздо чаще требует к себе внимания.
Обламывание оси крепления заслонки. Проблема «смертельных бабочек» хорошо известна владельцам BMW. После обламывания ось крепления и куски заслонки попадают в камеру сгорания, повреждая поршни, клапаны и стенки камеры сгорания.
Появление люфтов в местах крепления заслонок к оси, тяге. Из-за этого датчик положения заслонок выдает неверный сигнал, что заставляет ЭБУ постоянно корректировать положение заслонок.

Впускной коллектор с изменяемой длиной

На схеме принцип работы впускного коллектора двигателя Skoda Octavia 2.0 MPI (AZJ). Заслонки управляются при помощи электромагнитных клапанов. Механическое воздействие на ось заслонки осуществляется через вакуумный клапан, который берет разряжение из вакуумной камеры.

Заслонки закрыты. Воздух движется по узкому длинному каналу.

В режиме работы свыше 4000 тыс.об./мин открывается заслонка 1.

Обороты двигателя свыше 4800 тыс./мин. Открытие заслонки 2 позволяет резонировать потоку на небольшой длине, что улучшает наполнение на высоких оборотах.

Изменение геометрии

Довольно интересно изменение геометрии впускного коллектора реализовано на турбированных двигателях AGN, AGU объемом 1.8 литра. Короткий или длинный впуск образовывается в зависимости от положения четырех параллельных заслонок, установленных между раннерами.

Заслонки закрыты. Сообщение между каналами отсутствует. Для каждого из цилиндров пропускная способность ограничена сечением раннера.

Заслонки открыты. Все раннеры сообщены, что значительно уменьшает насосные потери, увеличивая наполняемость цилиндров на высоких оборотах.

Устройство впускного коллектора и принцип работы

Автомобиль содержит в себе множество элементов, необходимых для его функционирования. Одним из таких является впускной коллектор двигателя, являющийся важной частью системы впуска, так как формирует воздушно-топливную смесь.

Назначение впускного коллектора

Основное назначение данного элемента автомобиля – создание равномерной смеси из топлива и воздуха, поступающей в цилиндры. Это позволяет распределить нагрузку на двигатель, добившись максимальной оптимизации производительности. Впускной коллектор крепится непосредственно к двигателю внутреннего сгорания с одной стороны, а с другой – к выхлопной трубе.

Впускной коллектор крайне важен для формирования воздушно-топливной смеси. Именно в таком виде расход топлива наиболее эффективен, что не только повышает производительность автомобиля, но и снижает расход. Коллектор выполняет еще одну функцию — равномерное распределение полученной смеси по цилиндрам двигателя. Это позволяет рассредоточить нагрузку между всеми частями двигателя, снижая их износ и повышая производительность.

Хотя автомобиль может работать и без коллектора, этот элемент существенно повышает производительность и снижает износ двигателя. Поэтому важно учитывать его состояние и периодически очищать от засоров и грязи. Игнорирование этого факта чревато ухудшением работы автомобиля.

Есть еще одна функция впускного коллектора – формирование энергии для других компонентов автомобиля. В процессе работы создается вакуум, который используется как источник силы для усилителя тормозов, стеклоочистителей и многих других элементов. Поэтому нарушение работы вторичных систем также может быть признаком поломки коллектора.

Конструкция впускного коллектора

Впускной коллектор – это система трубок и заслонок, объединенных одним резервуаром. Хотя базовая конструкция проста, в современных автомобилях она оснащена массой элементов, повышающих эффективность работы двигателя.

Среди основных составляющих конструкции стоит отметить:

ресивер;
отводящие трубки;
заслонки;
форсунки;
датчик давления и температуры;
вал переключения;
вакуумный элемент;
тандемный насос.

Читать еще: Шкода октавия прыгают обороты двигателя

Эти элементы необходимы для нормального функционирования механизма. Нередко в процессе участвует блок управления, который принимает данные с датчика и на их основе координирует работу форсунок.

Важно учесть, что каждый канал впуска, по которому смесь идет в цилиндры, имеет свои участки смешивания и наполнения. Это обеспечивает равномерное распределение смеси без дополнительных инструментов дозирования.

Принцип работы

Принцип действия впускного коллектора довольно прост и заключается в формировании и распределении воздушно-топливной смеси. В процессе работы в него поступает топливо и воздух, смешиваемые в потоке. При этом важны технические характеристики смеси, за чем следит специальный датчик. Он фиксирует температуру и давление, а блок управления высчитывает из этого необходимые данные.

На основе полученных данных регулируется управление форсунок. В дальнейшем смесь переходит во второй сектор коллектора, где проводится распределение по цилиндрам.

Попадание смеси в цилиндры проводится на первом такте, если двигатель работает на четырехтактном процессе. Она всасывается в цилиндры через клапаны, после чего проход блокируется до следующего первого такта. Впускной коллектор обеспечивает необходимое количество воздуха на начало каждого такта, что и обеспечивает эффективную работу системы.

Для правильной работы впускного коллектора он должен иметь строго определенную форму и емкость. Эти параметры определяются на стадии разработки, чтобы эффективно работало на всех двигателях.

Форма патрубков коллектора

Так как в конструкции необходимо соблюдать точность, особенное внимание уделяется патрубкам. Каналы должны соответствовать точным параметрам длины и формы, в них недопустимы различные искривления и углы. Причин для этого несколько:

оседание топлива на стенках;
резонанс Гельмгольца;
расчет давления для работы системы.

Первая причина проста, ведь топливо при острых углах и выступах будет лишь оседать на них. Это в будущем может привести к засорам и сужению канала, поэтому важно избегать таких недостатков.

Вторая причина – частая проблема у конструкторов. Резонансом Гельмгольца называется противодействие воздушного потока. Когда впускной клапан открывается, то смесь движется по патрубкам к цилиндру. В момент его закрытия поток прекращается, но инерция не исчезает. В результате смесь давит на клапан, формируя высокое давление в данной области. Этим же давлением она выталкивается назад, создавая противодействие при следующем впуске. В результате технические характеристики коллектора существенно ухудшаются, а многие элементы подвергаются повышенному износу.

Последняя же причина – расчет давления для работы системы. Если длина патрубков будет излишне велика, то системе придется возмещать давление в этой области для нормального движения топлива, что приводит к дополнительному износу системы.

Ремонт впускного коллектора

Хотя поломка данного элемента происходит достаточно редко, его ремонт является головной болью автомобилистов. Причиной тому – неоднозначность диагностики поломки, ведь зачастую все грешат на двигатель. Среди признаков поломки коллектора стоит отметить:

существенное снижение мощности;
увеличение расхода топлива;
аритмичность работы системы.

Но в некоторых случаях могут быть индивидуальные признаки, что важно учитывать. Лучше проводить комплексную диагностику в автосервисе, что даст более точный результат поломки.

Зачастую в коллекторе выходят из строя его заслонки. Кроме того, возможна поломка клапана управления. Если же наблюдается шум и треск в системе, то причиной этому является отсоединение трубки от завихрителя. Однако разбираться в этом стоит по факту.

При ремонте для начала стоит разобрать данные с датчика коллектора. Он позволит убедиться в поломке элемента и даже определить ее причину. Далее необходимо снимать устройство, что делается в несколько шагов.

Снижается давление в системе посредством отключения топливного насоса.
Отключается аккумулятор и снимается декоративный кожух.
Снимается воздушный фильтр.
Отсоединяется дроссельный узел.
Снимается сам впускной коллектор.

После чего начинается непосредственный ремонт устройства. Важно отметить, что некоторые детали не могут быть отремонтированы. Среди них особенно проблемные заслонки и клапан управления, при их поломке необходимо приобретать новую деталь.

Нередко выходит из строя сам датчик. Если он работает некорректно, то блок управления неправильно высчитывает параметры, что приводить к плохому формированию воздушно-топливной смеси. Это нужно учитывать, поэтому при поломке важно не затягивать, и заменить деталь, иначе можно повредить двигатель. Быстрое устранение неполадок относится ко всем дефектам впускного коллектора.

Ремонт достаточно сложен, могут возникнуть проблемы при его снятии и замене определенных элементов. Важно проверить все соединения на изоляцию, чтобы не возникало утечек давления. Также стоит следить за клапанами, чтобы они не блокировали поток смеси.

Впускной коллектор – важный элемент, который существенно повышает эффективность работы двигателя. Он имеет достаточно сложную конструкцию, но его принцип действия прост. В коллекторе важны все составляющие, а также размер и форма элементов, что обеспечивает эффективность работы устройства.

А для лучшего понимания конструкции впускного коллектора рекомендуется посмотреть это видео:

Здесь описаны все нюансы производства данного устройства, что позволит увидеть конструкцию и назначение его отдельных элементов, что особенно поможет в ремонте тем, кто ранее не сталкивался с подобными задачами.

Устройство, принцип работы и тюнинг впускного коллектора

Воздух или топливно-воздушная смесь, в зависимости от типа двигателя (дизельный, инжекторный или карбюраторный) попадает в цилиндры через впускной коллектор. Основное предназначение впускного коллектора заключается в том, чтобы обеспечить равномерное распределение воздуха или рабочей смеси между цилиндрами. От этого напрямую зависит эффективность мотора. Помимо этого, на коллекторе могут крепиться другие узлы, например, карбюратор или дроссельная заслонка.

Принцип его работы довольно прост: воздух или его смесь с горючим, попадая внутрь через впускное отверстие, делится на несколько потоков, по числу цилиндров двигателя. Поршни, двигаясь вниз, создают в коллекторе разрежение, которое может достигать больших значений. Этот частичный вакуум используется также для нейтрализации картерных газов. Они через систему вентиляции картера двигателя попадают во впускной коллектор, смешиваются с топливно-воздушной смесью или воздухом и сжигаются в цилиндрах.

До недавнего времени основным материалом для изготовления впускного коллектора были алюминий, железо и чугун. Это создавало определенные сложности. Дело в том, что сам коллектор во время работы мотора сильно нагревается и нагревает воздух, который в данный момент находится внутри него. Воздух, в свою очередь, расширяется и поступает в цилиндры в меньшем объеме, вследствие чего повышается расход горючего и ухудшаются эксплуатационные характеристики двигателя.

В качестве альтернативы металлу, с конца 90-х годов, теперь уже прошлого века, на многих автомобилях применяются композитные материалы на основе пластика. Из-за низкой теплопроводности, такой впускной коллектор нагревается не так сильно, в результате цилиндры лучше наполняются воздухом, и повышается мощность мотора в пересчете на единицу топлива.

Турбулентность во впускном коллекторе
Форма и объемная эффективность
Системы изменения геометрии впускного коллектора
Впускной коллектор переменной длины
Впускной коллектор переменного сечения
Тюнинг коллектора
При чем здесь форма?
«Внутренние» работы

Турбулентность во впускном коллекторе

Данный пункт не относится к моторам с непосредственным впрыском. Горючее попадает во впускной коллектор в мелкораспыленном виде, после чего смешивается с воздухом. Некоторая его часть может осесть на стенках впускного коллектора под воздействием электростатических сил. Это явление крайне нежелательно, поскольку в результате в цилиндры попадет намного меньше топлива, и рассчитанная электронным блоком управления пропорция «воздух-топливо» будет нарушена в сторону увеличения объемной доли воздуха.

Читать еще: Гильзование двигателя что это такое

Бороться с конденсацией горючего помогает турбулентность. Под ее воздействием горючее лучше распыляется, и происходит более полное его сгорание. Как следствие возрастает мощность мотора, и снижается риск детонации. Чтобы обеспечить появление турбулентности, внутреннюю поверхность впускного коллектора не полируют, а наоборот делают шершавой. Здесь важно добиться оптимального значения турбулентности, поскольку с ее усилением начинают возникать перепады давления внутри впускного коллектора, и мощность двигателя падает.

Форма и объемная эффективность

Одним из важнейших параметров впускного коллектора, определяющим эффективность, является его форма. Основное правило, которого придерживаются все инженеры, гласит, что впускной коллектор не должен иметь никаких угловатых форм, так как это спровоцирует перепады давления и, как следствие, худшее наполнение цилиндров воздухом или рабочей смесью. Поэтому, все коллекторы имеют сглаженные переходы между сегментами и округлые формы.

В подавляющем большинстве нынешних коллекторов применяют раннеры. Представляют они из себя отдельные трубы, расходящиеся от центрального входа коллектора на все имеющиеся впускные каналы в головке блока цилиндров. Их задача состоит в том, чтобы использовать такое явление, как резонанс Гельмгольца. Принцип работы конструкции выглядит следующим образом.

В момент, когда происходит всасывание, воздух проходит на весьма высокой скорости через открытый впускной клапан. Когда клапан закрывается, воздух, не успевший попасть в цилиндр, сохраняет большой импульс, а значит давит на клапан, в результате чего образуется зона высокого давления. Затем происходит выравнивание давления, с более низким давлением в коллекторе. Из-за влияния сил инерции, выравнивание происходит с колебаниями: вначале воздух попадает в раннер под давлением более низким, чем в коллекторе, затем под более высоким. Происходит сей процесс со скоростью звука, и до того, как впускной клапан откроется в очередной раз, колебания могут совершаться многократно.

Изменение давления вследствие резонансных колебаний воздуха тем больше, чем меньше диаметр раннера. Когда поршень движется вниз, давление на выходе раннера уменьшается. Затем этот низкий импульс давления доходит до входа коллектора, где превращается в импульс высокого давления, который проходит в обратном направлении через раннер и клапан, после чего клапан закрывается.

Для достижения максимального эффекта от резонанса, впускной клапан должен открываться в строго определенный момент, иначе результат будет обратный. Добиться этого довольно сложно. Газораспределительный механизм является динамическим узлом, и режим его работы находится в самой прямой зависимости от частоты вращения коленвала. Импульсы синхронизируются статично, синхронизация зависит от длины раннеров. Частично проблема решается тем, что длина подбирается под определенный диапазон оборотов, на которых достигается наибольший крутящий момент. Другой вариант — применение систем изменения геометрии впускного коллектора и электронного управления ГРМ.

Системы изменения геометрии впускного коллектора

Поскольку, фиксированная длина впускного коллектора, обеспечивает качественное наполнение цилиндров только в ограниченных диапазонах частот вращений коленчатого вала, более предпочтительным считается впускной коллектор, имеющий систему изменения геометрии. Изменяться может либо его длина, либо диаметр, либо оба параметра.

Впускной коллектор переменной длины

Применяется на безнаддувных силовых агрегатах, как бензиновых, так и дизельных. Когда мотор работает на низких оборотах, длина коллектора должна быть большой для достижения высокого крутящего момента и приемистости, на высоких – маленькой, чтобы силовой агрегат мог развить максимальную мощность. Для изменения геометрии применяется клапан, входящий в систему управления двигателем. Он переключает коллектор с одной длины на другую.

Работает впускной коллектор переменной длины следующим образом. Когда закрывается впускной клапан, воздух, оставшийся в коллекторе, начинает совершать колебания, частота которых пропорциональна длине самого коллектора и оборотам двигателя. Когда возникает резонанс, появляется эффект нагнетания (резонансный наддув). В результате, воздух подается в открывающиеся впускные клапаны под увеличенным давлением.

В моторах, оснащенных системами наддува, подобный впускной коллектор с изменяемой геометрией не применяется, поскольку нагнетание воздуха в цилиндры происходит принудительно. В таких силовых агрегатах применяются максимально короткие коллекторы, благодаря чему уменьшаются габариты и стоимость производства двигателей.

Система изменения геометрии впускного коллектора, у разных производителей называется по-разному:

BMW называют ее Differential Variable Air Intake (DIVA);
у Ford это Dual-Stage Intake (DSI);
в автомобилях Mazda система носит название Variable Inertia Charging System (VICS), в ряде случаев Variable Resonance Induction System (VRIS).

Впускной коллектор переменного сечения

Применяется на любых моторах, в том числе оснащенных наддувом. С уменьшением поперечного сечения возрастает скорость воздуха, проходящего через коллектор, следовательно, улучшается смесеобразование и более полно сгорает рабочая смесь.

Система изменения геометрии впускного коллектора имеет следующее устройство. Впускной канал каждого цилиндра делится на два – по одному на каждый впускной клапан, внутри одного из которых находится заслонка. Заслонка открывается и закрывается посредством вакуумного регулятора или электродвигателя.

Когда мотор работает под небольшой нагрузкой, заслонки закрыты, воздух подается по одному каналу и попадает в цилиндр только через один клапан. В цилиндре при этом возникают завихрения, благодаря которым улучшается смесеобразование и качество сгорания топлива. Под нагрузкой заслонки открываются, и воздух подается через оба канала, мощность двигателя при этом возрастает.

Существует много вариаций подобных систем, например, у Opel система изменения геометрии впускного коллектора носит название Twin Port, у Ford есть два типа — Intake Runner Control (IMRC), Charge Motion Control Valve (CMCV), у Toyota и Volvo – Variable Induction System или Intake System (VIS).

Тюнинг коллектора

Тюнинг двигателя – это целый комплекс работ по доработке отдельных его узлов и деталей. Впускной коллектор также можно доработать, чтобы улучшить эксплуатационные характеристики мотора.

Тюнинг данной детали имеет два направления:

на преодоление негативного влияния его формы;
на доработку внутренней поверхности.

При чем здесь форма?

Поток воздуха или рабочей смеси в коллекторе неравномерен в силу его формы. Если коллектор несимметричный, то наибольшее количество воздуха или топливно-воздушной смеси будет попадать в первый цилиндр, а в каждый следующий все меньше. У симметричного также есть недостаток: там наибольшее количество воздуха попадает в средние цилиндры. В обоих случаях цилиндры работают неравномерно на смеси различного качества. Как следствие – падает мощность двигателя.

Тюнинг, в данном случае, подразумевает замену штатного впускного коллектора системой многодроссельного впуска. Ее устройство таково, что воздушные потоки, подающегося в цилиндры, не зависят друг от друга, поскольку каждый из цилиндров оснащается собственной дроссельной заслонкой.

«Внутренние» работы

При недостатке денежных средств, тюнинг можно провести и более дешево, почти даром. Внутри коллекторов практически всегда находится большое число неровностей и приливов, а поверхность шероховатая. Все вместе это вызывает ненужные завихрения, мешающие качественному наполнению цилиндров. При размеренной езде это явление практически незаметно, но если хочется добиться от мотора большей эффективности, с этими недостатками нужно бороться.

Тюнинг штатного впускного коллектора заключается в шлифовке его внутренней поверхности, с целью удаления приливов и шероховатостей. Шлифовать нужно не до появления зеркала, а только до достижения однородного состояния всей поверхности. Если переусердствовать, то капли горючего будут конденсироваться на стенках и тюнинг даст совершенно противоположный результат.

Напоследок, чтобы тюнинг был максимально полным, нужно обратить внимание на место сопряжения коллектора с головкой блока цилиндров. Нередко в этом месте остается ступенька, мешающая нормальному ходу воздушного потока, которую необходимо устранить (с этого начинается тюнинг ГБЦ).
» alt=»»>