Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Система подачи воздуха в двигатель: запчасти и детали

Для эффективной работы двигателя в цилиндрах сжигается не просто топливо, а топливно-воздушная смесь. Забор воздуха осуществляется при помощи определенных механизмов и деталей, которые являются частью впускной системы мотора или как еще называют системой подачи воздуха.

В основном состоит данная система из таких деталей: воздухозаборник, воздушный фильтр, дроссельная заслонка, впускной коллектор, а также дополнительно может присутствовать турбокомпрессор.

Подобрать запчасти в каталоге «Система подачи воздуха»

Подача воздуха на бензиновых двигателях

Принципом подачи воздуха на инжекторных бензиновых моторах является взаимодействие таких элементов, как воздухозаборник, воздушный фильтр, ресивер, а также впускной и дроссельный патрубки.

Через воздухозаборник атмосферный воздух проникает в двигатель, очищаясь при помощи воздушного фильтра. Ресивер совместно с дроссельным патрубком отвечают за поступление воздуха в нужном объеме.

Для этого дроссельная заслонка напрямую связана с педалью акселератора. Некоторые современные автомобили оборудованы электронной педалью газа. В этом случае сигнал идет на электродвигатель, который, в свою очередь, и управляет дроссельной заслонкой. Система подачи воздуха может дополнительно оснащаться всевозможными датчиками, отвечающими за массовый расход воздуха, положение дроссельной заслонки и за регулирование холостого хода.

 

Подача воздуха на дизельных моторах

Чтобы процесс подачи воздуха на дизельных авто был успешным, силовой агрегат дополнительно оснащается турбокомпрессором. Подобная система предполагает поступление воздуха через воздуховод, очищение его воздушным фильтром, прохождение по турбине и охлаждение в радиаторе, после чего он под давлением попадает в камеру сгорания.
 

Типовые проблемы и неисправности впускной системы двигателя

Важно приобретать и устанавливать качественные воздушные фильтры, так как это напрямую влияет на качество всасываемого воздуха и, следовательно, на долговечность элементов двигателя.

За снижение мощности и срока службы двигателя отвечают такие факторы, ка:

  • Неработоспособное состояние турбонаддува
  • Неправильная эксплуатация турбин
  • Разгерметизация системы подачи воздуха
  • Повреждения патрубков
  • Трещины на корпусе воздушного фильтра, несвоевременная его замена

В итоге воздух поступает в мотор неочищенный, топливно-воздушная смесь оказывается неподходящего качества и объема, появляется задымление двигателя. В этом случае проводится диагностика, ремонт или замена неисправных комплектующих.

Что такое турбонаддув — ДРАЙВ

Несомненно, каждый из нас хоть раз в жизни замечал на обычном с виду автомобиле шильдик «turbo». Производители, как нарочно, делают эти шильдики небольшого размера и размещают в неприметных местах так, что непосвящённый прохожий не заметит и пройдёт мимо. А понимающий человек непременно остановится и заинтересуется автомобилем. Ниже приводится рассказ о причинах такого поведения.

Автомобильные конструкторы (с момента появления на свете этой профессии) постоянно озабочены проблемой повышения мощности моторов. Законы физики гласят, что мощность двигателя напрямую зависит от количества сжигаемого топлива за один рабочий цикл. Чем больше топлива мы сжигаем, тем больше мощность. И, скажем, захотелось нам увеличить «поголовье лошадей» под капотом — как это сделать? Тут-то нас и поджидают проблемы.

Турбокомпрессор состоит из двух «улиток» — через одну проходят отработавшие газы, а вторая «качает» воздух в цилиндры.

Дело в том, что для горения топлива необходим кислород. Так что в цилиндрах сгорает не топливо, а топливно-воздушная смесь. Мешать топливо с воздухом нужно не на глазок, а в определённом соотношении. К примеру, для бензиновых двигателей на одну часть топлива полагается 14–15 частей воздуха — в зависимости от режима работы, состава горючего и прочих факторов.

Как мы видим, воздуха требуется весьма много. Если мы увеличим подачу топлива (это не проблема), нам также придётся значительно увеличить и подачу воздуха. Обычные двигатели засасывают его самостоятельно из-за разницы давлений в цилиндре и в атмосфере. Зависимость получается прямая — чем больше объём цилиндра, тем больше кислорода в него попадёт на каждом цикле. Так и поступали американцы, выпуская огромные двигатели с умопомрачительным расходом горючего. А есть ли способ загнать в тот же объём больше воздуха?

Выхлопные газы из двигателя вращают ротор турбины, тот, в свою очередь, приводит в движение компрессор, который нагнетает сжатый воздух в цилиндры. Перед тем как это произойдёт, воздух проходит через интеркулер и охлаждается — так можно повысить его плотность.

Есть, и впервые придумал его господин Готтлиб Вильгельм Даймлер (Gottlieb Wilhelm Daimler). Знакомая фамилия? Ещё бы, именно она используется в названии DaimlerChrysler. Так вот, этот немец весьма неплохо соображал в моторах и ещё в 1885 году придумал, как загнать в них больше воздуха. Он догадался закачивать воздух в цилиндры с помощью нагнетателя, представлявшего собой вентилятор (компрессор), который получал вращение непосредственно от вала двигателя и загонял в цилиндры сжатый воздух.

Швейцарский инженер-изобретатель Альфред Бюхи (Alfred J. Büchi) пошёл ещё дальше. Он заведовал разработкой дизельных двигателей в компании Sulzer Brothers, и ему категорически не нравилось, что моторы были большими и тяжёлыми, а мощности развивали мало. Отнимать энергию у «движка», чтобы вращать приводной компрессор, ему также не хотелось. Поэтому в 1905 году господин Бюхи запатентовал первое в мире устройство нагнетания, которое использовало в качестве движителя энергию выхлопных газов. Проще говоря, он придумал турбонаддув.

Идея умного швейцарца проста, как всё гениальное. Как ветра вращают крылья мельницы, также и отработавшие газы крутят колесо с лопатками. Разница только в том, что колесо это очень маленькое, а лопаток очень много. Колесо с лопатками называется ротором турбины и посажено на один вал с колесом компрессора. Так что условно турбонагнетатель можно разделить на две части — ротор и компрессор. Ротор получает вращение от выхлопных газов, а соединённый с ним компрессор, работая в качестве «вентилятора», нагнетает дополнительный воздух в цилиндры. Вся эта мудрёная конструкция и называется турбокомпрессор (от латинских слов turbo — вихрь и compressio — сжатие) или турбонагнетатель.

Аналог турбонаддува — приводной нагнетатель — жёстко связан с двигателем и тратит на свою работу часть его мощности.

В турбомоторе воздух, который попадает в цилиндры, часто приходится дополнительно охлаждать — тогда его давление можно будет сделать выше, загнав в цилиндр больше кислорода. Ведь сжать холодный воздух (уже в цилиндре ДВС) легче, чем горячий.

Воздух, проходящий через турбину, нагревается от сжатия, а также от деталей турбонаддува, разогретого выхлопными газами. Подаваемый в двигатель воздух охлаждают при помощи так называемого интеркулера (промежуточный охладитель). Это радиатор, установленный на пути воздуха от компрессора к цилиндрам мотора. Проходя через него, он отдаёт своё тепло атмосфере. А холодный воздух более плотный — значит, его можно загнать в цилиндр ещё больше.

А вот так выглядит интеркулер.

Чем больше выхлопных газов попадает в турбину, тем быстрее она вращается и тем больше дополнительного воздуха поступает в цилиндры, тем выше мощность. Эффективность этого решения по сравнению, например, с приводным нагнетателем в том, что на «самообслуживание» наддува тратится совсем немного энергии двигателя — всего 1,5%. Дело в том, что ротор турбины получает энергию от выхлопных газов не за счёт их замедления, а за счёт их охлаждения — после турбины выхлопные газы идут по-прежнему быстро, но более холодные. Кроме того, затрачиваемая на сжатие воздуха даровая энергия повышает КПД двигателя. Да и возможность снять с меньшего рабочего объёма большую мощность означает меньшие потери на трение, меньший вес двигателя (и машины в целом). Всё это делает автомобили с турбонаддувом более экономичными в сравнении с их атмосферными собратьями равной мощности. Казалось бы, вот оно, счастье. Ан нет, не всё так просто. Проблемы только начались.

У Mitsubishi Lancer Evolution интеркулер располагается в переднем бампере перед радиатором. А у Subaru Impreza WRX STI — над двигателем.

Во-первых, скорость вращения турбины может достигать 200 тысяч оборотов в минуту, во-вторых, температура раскалённых газов достигает, только попробуйте представить, 1000°C! Что всё это означает? То, что сделать турбонаддув, который сможет выдержать такие неслабые нагрузки длительное время, весьма дорого и непросто.

Выхлопные газы разогревают и выпускную систему, и турбонаддув до очень высоких температур.

По этим причинам турбонаддув получил широкое распространение только во время Второй мировой войны, да и то только в авиации. В 50-х годах американская компания Caterpillar сумела приспособить его к своим тракторам, а умельцы из Cummins сконструировали первые турбодизели для своих грузовиков.

На серийных легковых машинах турбомоторы появились и того позже. Случилось это в 1962 году, когда почти одновременно увидели свет Oldsmobile Jetfire и Chevrolet Corvair Monza.

Но сложность и дороговизна конструкции — не единственные недостатки. Дело в том, что эффективность работы турбины сильно зависит от оборотов двигателя. На малых оборотах выхлопных газов немного, ротор раскрутился слабо, и компрессор почти не задувает в цилиндры дополнительный воздух. Поэтому бывает, что до трёх тысяч оборотов в минуту мотор совсем не тянет, и только потом, тысяч после четырёх-пяти, «выстреливает». Эта ложка дёгтя называется турбоямой. Причём чем больше турбина, тем она дольше будет раскручиваться. Поэтому моторы с очень высокой удельной мощностью и турбинами высокого давления, как правило, страдают турбоямой в первую очередь. А вот у турбин, создающих низкое давление, никаких провалов тяги почти нет, но и мощность они поднимают не очень сильно.

Почти избавиться от турбоямы помогает схема с последовательным наддувом, когда на малых оборотах двигателя работает небольшой малоинерционный турбокомпрессор, увеличивая тягу на «низах», а второй, побольше, включается на высоких оборотах с ростом давления на выпуске. В прошлом веке последовательный наддув использовался на суперкаре Porsche 959, а сегодня по такой схеме устроены, например, турбодизели фирм BMW и Land Rover. В бензиновых двигателях Volkswagen роль маленького «заводилы» играет приводной нагнетатель.

На рядных двигателях зачастую используется одиночный турбокомпрессор twin-scroll (пара «улиток») с двойным рабочим аппаратом. Каждая из «улиток» наполняется выхлопными газами от разных групп цилиндров. Но при этом обе подают газы на одну турбину, эффективно раскручивая её и на малых, и на больших оборотах

Но чаще по-прежнему встречается пара одинаковых турбокомпрессоров, параллельно обслуживающих отдельные группы цилиндров. Типичная схема для V-образных турбомоторов, где у каждого блока свой нагнетатель. Хотя двигатель V8 фирмы M GmbH, дебютировавший на автомобилях BMW X5 M и X6 M, оснащён перекрёстным выпускным коллектором, который позволяет компрессору twin-scroll получать выхлопные газы из цилиндров разных блоков, работающих в противофазе.

Турбина twin-scroll имеет двойную «улитку» турбины — одна эффективно работает на высоких оборотах двигателя, вторая — на низких

Заставить турбокомпрессор работать эффективнее во всём диапазоне оборотов, можно ещё изменяя геометрию рабочей части. В зависимости от оборотов внутри «улитки» поворачиваются специальные лопатки и варьируется форма сопла. В результате получается «супертурбина», хорошо работающая во всём диапазоне оборотов. Идеи эти витали в воздухе не один десяток лет, но реализовать их удалось относительно недавно. Причём сначала турбины с изменяемой геометрией появились на дизельных двигателях, благо, температура газов там значительно меньше. А из бензиновых автомобилей первый примерил такую турбину Porsche 911 Turbo.

Турбина с изменяемой геометрией.

Конструкцию турбомоторов довели до ума уже давно, а в последнее время их популярность резко возросла. Причём турбокомпрессоры оказалось перспективным не только в смысле форсирования моторов, но и с точки зрения повышения экономичности и чистоты выхлопа. Особенно актуально это для дизельных двигателей. Редкий дизель сегодня не несёт приставки «турбо». Ну а установка турбины на бензиновые моторы позволяет превратить обычный с виду автомобиль в настоящую «зажигалку». Ту самую, с маленьким, едва заметным шильдиком «turbo».

Как увеличить мощность двигателя? 16 способов — журнал За рулем

Как добавить лошадиных сил своему автомобилю?

Материалы по теме

«Дурь водителя прямо пропорциональна мощности двигателя»

Юмор из Сети

Идею материала подсказала голова неизвестного посетителя, появившаяся в двери. Голова осмотрелась, поздоровалась и изрекла следующее:

— Ребята! А вот как повысить мощность двигателя?

Несколько фраз про степень сжатия и полноту сгорания быстро заставили голову исчезнуть. А у нас в итоге появился вот такой материал. На тот случай, если голова появится снова…

Материалы по теме

Откуда берется мощность?

Для того чтобы поднять мощность двигателя внутреннего сгорания, есть два пути. Нужно либо заставить топливо работать эффективнее, либо увеличить его потребление. Других путей не существует, поскольку всю свою энергию ДВС черпает исключительно из бензина или дизтоплива. Остается распорядиться энергией сгорания как можно эффективнее.

Снижаем механические потери

Никакой двигатель не выдаст полную мощность, если значительная часть энергии будет уходить на преодоление механических потерь. Избавиться от них полностью невозможно, а вот снизить — реально. Именно с этой целью двигателестроители стали применять облегченные поршни и шатуны, сохраняя их исходную размерность. Такие комплекты для моторов зачастую продаются — тюнингисты этим охотно пользуются. Моторчику становится легче раскручивать массивные детали.

Уменьшаем сопротивление на входе

Воздушный фильтр нулевого сопротивления. Ну очень «спортивный» имидж! Многие искренне не понимают, почему их не устанавливают на все машины серийно…

Воздушный фильтр нулевого сопротивления. Ну очень «спортивный» имидж! Многие искренне не понимают, почему их не устанавливают на все машины серийно…

Материалы по теме

Без воздуха ДВС мгновенно заглохнет — это понятно. А поскольку добраться до камер сгорания воздуху не очень просто, стоит облегчить ему жизнь. Путей несколько — установить воздушный фильтр нулевого сопротивления, отполировать каналы впускного трубопровода. Сразу отметим, что трубопроводы нынче, в основном, делают из пластика, а потому там много не наполируешь. Да и «нулевик» на входе не подарок. Пусть его сопротивление меньше, чем у штатного фильтра, а потому он не так сильно душит мотор, но это достигается худшей фильтрующей способностью. Иными словами — меньше сопротивление, но больше грязи. Кстати, на двигателях водного транспорта такой проблемы нет…

Повышаем степень сжатия

Чем выше степень сжатия, то есть отношение объема цилиндра к объему камеры сгорания, тем выше его мощность — это азбука. Но просто так степень сжатия не поднять: потребуется механическое вмешательство. Типичные пути — подрезать головку блока цилиндров, применить более тонкую прокладку и т.п.

Увеличиваем рабочий объем

Это еще одна страничка азбуки: чем больше литраж мотора, тем больше от него можно требовать. А увеличить объем можно двумя путями: увеличением хода поршня и диаметра цилиндра.

Наддуваем

Чтобы увеличить количество сгораемого топлива, нужно добавить воздух, а для этого применяют наддув. Способов много — турбокомпрессор, приводные нагнетатели разных типов. Если компрессор на машине уже есть, то его можно попытаться немножко «дожать» — разумеется, в разумных пределах, а то он разнесет все на свете.

Охлаждаем наддувочный воздух

Тюнингованный наддув — ну очень красиво…

Тюнингованный наддув — ну очень красиво…

Если воздух, нагретый компрессором, пропустить через интеркулер, то его плотность вырастет, а потому наполнение цилиндров улучшится.

Нагреваем мотор

Чем выше температура ДВС, тем выше его КПД. Понятно, что перегрев — штука опасная, но если поиграть с температурой в небольших пределах (скажем, регулировкой термостата), то можно чего-то добиться. Кстати, той же цели в свое время добивались, отказываясь от приводного вентилятора системы охлаждения в пользу электрического. Тот крутился не постоянно, а только при необходимости, значительно ускоряя прогрев мотора и несколько увеличивая его КПД.

Материалы по теме

А98 

Простейший путь к увеличению мощности — переход на высокооктановый бензин: если, конечно, мотор на него рассчитан. Чем выше октан, тем больше угол опережения зажигания — контроллер введет необходимые поправки, и ваша мощность чуть-чуть подпрыгнет. Любопытно, что большинство представителей нефтехимических компаний сегодня дружно ратуют за безоговорочный переход на 98-й безо всяких «если» — мол, будет только лучше. А если бензин — с улучшенной моющей способностью, то и подавно.

Масло

С маслом все просто. Менее вязкое масло априори сулит меньшее трение, а потому на предельных режимах моторчик сможет выдавить из себя лишнюю лошадиную силу…

Закись азота (NOS)

Закись азота (N2O) при нагревании распадается на кислород и азот. Поэтому во время сгорания топливно-воздушной смеси становится доступным больше кислорода — около 31%, против 21% в обычном воздухе. Это позволяет добавить побольше горючего, выжимая из мотора лишние силы. Кроме того, когда эта закись испаряется, она обеспечивает охлаждение всасываемого воздуха. Плотность растет, кислорода становится больше — и так далее. На практике запаса этой закиси обычно хватает на несколько секунд работы. А ресурс мотора гробится в несколько раз.

Чип-тюнинг

Чип-тюнинг — чемпион по популярности. Внешние приличия соблюдены, а что внутри — сразу и не поймешь. Как правило, прибавил мощность — убавил ресурс или ухудшил экологию…

Чип-тюнинг — чемпион по популярности. Внешние приличия соблюдены, а что внутри — сразу и не поймешь. Как правило, прибавил мощность — убавил ресурс или ухудшил экологию…

Материалы по теме

Самое популярное развлечение тюнингистов. Мотор вскрывать не надо, а мощность может вырасти… Обычно увеличивают подачу топлива, добавляя мощность, но ухудшая экологию.

Наращиваем обороты

Разблокировав электронный ограничитель частоты вращения двигателя, обычно можно поднять мощность на самом пике оборотов. Когда-то безнаддувная Хонда выдавала 160 л.с. с 1,6-литрового двигателя. Как? Да просто двигатель крутился почти до 8000 об/мин — почти как на мотоцикле.

Комплектующие

Давно известно, что свечи зажигания, фильтры, высоковольтные провода и прочие комплектующие разных производителей способны выдавать несколько лучшие показатели по сравнению с «серой массой». А если применить всё и сразу? Когда-то мы поставили такой эксперимент на вазовском моторе, заменив все указанные комплектующие на победителей зарулевских экспертиз. Что ж, мощность реально поднялась — до 4–5%! Однако чем выше рейтинг комплектующих, применяемых на конвейере, тем меньшего эффекта можно будет добиться.

Присадки

Присадочники любят обещать сумасшедшие проценты от применения своих снадобий. Зарулевские экспертизы разных лет обычно показывали более скромные результаты — в пределах единиц процентов. А ученые, именующие себя трибологами, всегда утверждали, что применение таких средств нуждается в строго научном подходе. Будем считать, что они правы.

Плюнуть на экологию

Выпускная система такого вида придает «крутости» и децибелов. Многим этого вполне достаточно.

Выпускная система такого вида придает «крутости» и децибелов. Многим этого вполне достаточно.

Материалы по теме

Известнейший способ подъема мощности — удалить из автомобиля всевозможные нейтрализаторы, поставить глушитель типа прямоток «самоварная труба», применить извращенный чип-тюнинг, позволяющий увеличить подачу топлива… Рекламировать подобный путь не хотим: просто укажем, что многие нехорошие люди им пользуются.

Омагничиватели и одурачиватели

Способ, дающий огромный прирост мощности — до 50%, а то и более. Во всяком случае, продавцы и производители жонглируют именно такими цифрами. Недостаток тоже известен: на практике ничего такого не получается. Но вера творит чудеса…

Если мы упустили какой-то из приемов увеличения мощности — предложите свой. Удачного пути, независимо от киловаттов и лошадей под капотом!

Конструкция системы впуска, способы увеличения подачи воздуха

Воздух – крайне необходимый элемент для образования рабочей смеси. Многое зависит от атмосферного давления, количества воздуха, его чистоты. Немаловажна и геометрия движения впускного воздуха, от чего зависит стабильность работы двигателя, а также его КПД.

Конструкция впускной системы двигателя

Простейшая система впуска инжекторного двигателя состоит из следующих деталей:

  • резонатор (воздухозаборник),
  • корпус воздушного фильтра с фильтром,
  • резиновая гофра от корпуса фильтра до дроссельной заслонки,
  • ДМРВ или датчик абсолютного давления и датчик температуры воздуха,
  • дроссельная заслонка с регулятором холостого хода (РХХ) и датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ),
  • впускной коллектор (ресивер).

Обзор элементов системы впуска двигателя

Резонатор

Представляет собой пластиковый воздухозаборник, который, как правило, установлен под фарами возле радиаторов. Патрубок устанавливается по ходу движения автомобиля, чтобы захватывался поток воздуха.

Конструкция воздухозаборника осуществлена таким образом, чтобы избежать попадания воды в цилиндры.

Корпус воздушного фильтра

Пластиковый короб, в котором устанавливается фильтр. Корпус максимально герметичен, обычно имеет отстойник для мусора.

Фильтр расположен во всей площади корпуса, в составе которого целлюлозная бумага с прорезиненными краями. Рассчитан фильтр таким образом, чтобы обеспечить необходимое сопротивление.

Дроссельный патрубок

Обычно представляет собой гофрированный патрубок. В гофре имеется отдельный патрубок, через который во впускной коллектор попадают картерные газы. К патрубку присоединяется ДМРВ, крепится хомутами с двух сторон во избежание подсоса неучтенного воздуха.

ДМРВ

Датчик имеет в своей основе платиновую проволоку и никелевую сетку в качестве чувствительного элемента. Работа датчика заключается в подсчете впускаемого воздуха, а полученная информация уже передается на электронный блок управления.

Получив данные от датчика массового расхода воздуха, блок управления уже знает, в каком количестве подать топливо.

Дроссельная заслонка

Дроссельная заслонка нужна для дозирования впускаемого воздуха, непосредственно влияющее на количество впрыскиваемого топлива.

За положением открытия заслонки отвечает электронный потенциометр ДПДЗ (датчик положения дроссельной заслонки). В зависимости от открытия заслонки корректируется количество подачи топлива.

Устанавливаемый либо на дросселе, либо на коллекторе, регулятор холостого хода (РХХ), отвечает за поток воздуха в обход закрытого дросселя в режиме холостого хода.

Впускной коллектор

Впускной коллектор равномерно распределяет воздух по цилиндрам, создавая необходимую геометрию потока, а также играет роль в смесеобразовании.

Может быть пластиковым или железным. У современных двигателей ресивер с изменяемой геометрией потока воздуха, а за геометрию отвечают двигающиеся шторки.

Доступные методы увеличения подачи воздуха

От количества попадающего воздуха зависит мощность двигателя. Установка турбины – метод радикальный, однако существуют более простые и дешевые способы:

Установка воздушного фильтра нулевого сопротивления

К данному способу относятся скептически, но эффективность ФНС доказана. Оправдана установка подобного фильтра только в случае комплексного тюнинга, но и без того прибавляет скромных 1-3% мощности за счет снижения сопротивления, а значит, увеличения объема воздуха в камере сгорания.

Холодный впуск

Существуют готовые комплекты холодного впуска. Не на всех автомобилях воздухозаборник способен забирать холодный воздух, температура подкапотного пространства не позволяет.

Конструкция холодного впуска дает возможность попадать в коллектор холодному воздуху, а значит в цилиндры попадает больше воздуха – горение смеси будет более эффективно.

Установка впускного коллектора с иной геометрией

Для автомобилей ВАЗ предусмотрены коллектора под разные потребности: с короткими каналами — мотор будет «верховым», с длинными каналами обеспечить достаточный крутящий момент с холостых до средних оборотов.

Резюме

Вышеуказанные операции по изменению количества впускаемого в систему воздуха, а также геометрии его движения, приводят к незначительному увеличению мощности. Для обеспечения стабильной работы впускной системы требуется ежегодная промывка дросселя и датчиков, а также сокращенный срок замены воздушного фильтра.

Принцип работы турбокомпрессора | robals.ru

Для получения более четкого представления о принципе работы турбокомпрессора, необходимо ознакомиться с системой функционирования двигателя внутреннего сгорания. На сегодняшний день, большинство дизельных легковых и грузовых автомобилей оснащаются 4-х тактными поршневыми двигателями, работа контролируется при помощи впускных и выпускных клапанов. Каждый рабочий цикл состоит из 4 тактов при 2 полных оборотах коленвала. 

  • Впуск – при движении поршня вниз, воздух (в дизельном двигателе) или смесь топлива и воздуха (в бензиновом двигателе) проходит через открытый впускной клапан.
  • Компрессия – происходит сжатие горючей массы.
  • Расширение – смесь воздуха и топлива воспламеняется при помощи свечей (бензиновый двигатель), дизельное топливо впрыскивается под давлением и воспламенение происходит произвольно.
  • Выпуск – при движении поршня вверх, выпускаются выхлопные газы.

Данные принципы работы предоставляют следующие пути увеличения эффективности работы двигателя:

  1. Увеличение объема
  2. Увеличение скорости работы двигателя
  3. Турбокомпрессия

Увеличение объема

Увеличение объема обеспечивает увеличение мощности двигателя, так как увеличение камеры сгорания позволяет нагнетание большего объема воздуха и большее колличество сжигаемого топлива. Увеличение объема может быть достигнуто путем увеличения колличества цилиндров или увеличения объема каждого цилиндра. В целом, увеличения объема приводит к увеличению массы двигателя. Этот способ не обеспечивает значительных преимушеств по уровню выбросов и потреблению топлива.

Увеличение скорости работы двигателя

Другим способом увеличения мощности двигателя является увеличение скорости работы двигателя. Увеличение скорости проводится путем увеличения колличества ходов поршня на единицу времени. Однако, по техническим причинам этот способ имеет жесткие ограничения. Увеличение скорости работы двигателя приводит к увеличению потерь при накачивании и других операциях, что вызывает падение эффективности работы.

Турбокомпрессия

При применении двух первых способов, двигатель обеспечивается только собственным нагнетанием. Воздух для сгорания проходит прямо в цилиндр во время впускного такта. При использовании турбокомпрессора, воздух, поступающий в камеру сгорания предварительно сжимается. В двигатель поступает тот же объем воздуха, однако, более высокое давление обеспечивает прохождение большего колличества воздушной массы, что позволяет увеличить объем сжигаемого топлива. Таким образом, при использовании турбокомпрессора, мощность двигателя увеличивается по отношению к его объему и колличеству потребляемого топлива.

Охлаждение нагнетаемого воздуха

В ходе компрессии, нагнетаемый воздух нагревается до 180 С. При охлаждении, плотность воздуха увеличивается,что позволяет увеличить объем нагнетаемого воздуха.
Охлаждение нагнетаемого воздуха является одной из немногих мер по увеличению мощности двигателей внутреннего сгорания, которые положительно влияют на уровень потребления топлива и уровень выброса вредных веществ. Снижение температуры входящего воздуха обеспечивает снижение температуры сгорания и, таким образом, снижение колличества вырабатываемого NO (x). Увеличение плотности воздуха снижает расход топлива и уровень загрязнения окружающей среды.

Существуют два типа турбокомпрессии – механическая турбокомпрессия и компрессия выхлопных газов.

Механическая турбокомпрессия

При механической турбокомпрессии, воздух сжимается при помощи компрессора, приводимого от двигателя. Однако, часть получаемого увеличения мощности уходит на привод компрессора. В зависимости от размера двигателя, мощность, необходимая для привода компрессора составляет от 10 до 15% от общей выработки двигателя. Таким образом, при сравнении с обычным двигателем такой же мощности, двигатель с механической турбокомпрессией имеет повышенный расход топлива.

Турбокомпрессия выхлопных газов

При использовании компрессии выхлопных газов, энергия газа, которая не используется в обычных условиях, направлена на привод турбины. Компрессор находится на одном валу с турбиной и обеспечивает забор, сжатие и подачу воздуха в камеру сгорания. В этом случае механичекие соединения с двигателем отсутствуют.

Преимущества турбокомпрессии выхлопных газов

  • По сравнению с обычным двигателем такой же мощности, турбодвигатель имеет меньший расход топлива, так как часть энергии выхлопных газов способствует увеличению мощности двигателя. Меньший объем двигателя сокращает термические и др. потери.
  • Турбодвигатель имеет значительно лучшее соотношение веса к мощности, т.е. Kw / кг.
  • Необходимая площадь двигательного отсека турбодвигателя меньше, чем у обычного двигателя.
  • При использовании турбодвигателя, возможно дальнейшее улучшение характеристик крутящего момента для поддержания мощности, близкой к максимальной при очень низкой скорости двигателя, что позволяет избежать частого переключения скоростей при езде в гористой местности.
  • Турбодвигатели имеют значительно лучшие характеристики работы в условиях высокогорья. В условиях пониженного давления обычный двигатель теряет значительную часть мощности. В противоположность, рабочие характеристики турбодвигателя улучшаются вследствие увеличения разницы между постоянным давлением вверх по соединениям турбины и пониженным внешним давлением у входа турбины. Низкая плотность воздуха у входа компенсируется, обеспечивая почти нулевую потерю мощности.
  • Так как турбодвигатель имеет меньшие размеры, а соответственно и площадь шумовыделяющей поверхности, его шумовые характеристики лучше, чем у обычных двигателей.
  • В данном случае, турбокомпрессор действует как добавочный глушитель.

Вас может заинтересовать наша продукция

Балансировочные станки серии БС-44H (в дорезонансном исполнении)

Горизонтальные балансировочные станки серии БС-44H в дорезонансном исполнении для динамической балансировки роторов массой от 3 кг до 10000 кг

Балансировочные станки серии БС-44S (в зарезонансном исполнении)

Горизонтальные балансировочные станки серии БС-44S в зарезонансном исполнении для динамической балансировки роторов массой от 3 кг до 10000 кг

Балансировочные станки серии БС-34

Балансировочные станки для роторов. Серия 34. Точность — до 0,1 гхмм/кг, универсальность. Балансировка роторов от 3 кг до 150 кг.

Балансировочные станки серии БС-24

Балансировочные станки для роторов. Серия 24. Точность — до 0,05 гхмм/кг, универсальность. Балансировка роторов массой от 50 грамм до 10 килограмм.

Станок балансировочный БС-24-5T для роторов турбокомпрессоров

Балансировочный станок для двухплоскостной балансировки роторов турбокомпрессоров массой от 50 г до 5 кг

Балансировочные станки для карданных валов серии БСК-44-100

Станок предназначен для динамической балансировки карданных валов различных типов массой от от 5 кг до 150 кг

Вертикальные балансировочные станки серии БС-В

Высокоточные вертикальные балансировочные станки серии БС-В дорезонансного типа для балансировки рабочих колес насосов, вентиляторов и других похожих тел вращения.

Стойка измерения управления «DAS — 382» и «DAS — 383»

Балансировочные станки для балансировки роторов средней и большой массы оснащаются напольными стойками измерения и управления серии «DAS-38x». Серия включает в себя модели «DAS — 382» и «DAS — 383».

Блок измерения управления «Грас 3.2» и «Грас 3.3»

Балансировочные станки производства компании «Робалс» оснащаются новейшей измерительной системой на базе блоков измерения и управления «Грас 3.2» и «Грас 3.3».

Контрольные роторы

Специальные контрольные роторы, спроектированные по требованиям ГОСТ, для проверки точностных параметров балансировочных станков.

Система принудительного наддува воздуха

15.05.2010

Принудительный наддув воздуха

Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, который для правильной работы требует определенного количества воздуха и топлива. Количество мощности, которое можно получить от данного двигателя, определяется количеством воздуха, который имеется для смешивания с топливом для обеспечения сгорания. В двигателе без наддува воздухозабор двигателя ограничивается степенью вакуума, создаваемого в цилиндрах. Добавление большего количества топлива к тому же количеству воздуха (по объему) приводит только к чрезмерному расходу топлива и дыму от несгоревшего топлива.

Сравнение количества воздуха, которое двигатель может втягивать, с количеством, которое он фактически втягивает при нормальных рабочих условиях, называется объемной эффективностью (объемным к.п.д.) двигателя. Мощность двигателя впрямую связана с его объемной эффективностью. Двигатель с прямым забором воздуха обычно имеет объемную эффективность, равную 80 %. Это означает, что двигатель втягивает приблизительно 80 % воздуха, который он может втянуть. Оптимизация формы каналов и увеличение размеров портов улучшает объемную эффективность, но воздух все еще имеет затруднения при достижении цилиндра.

Чтобы обеспечить увеличение полезной энергии, система воздухозабора автомобиля может быть модифицирована. Поршень и цилиндр двигателя внутреннего сгорания в основном действуют как воздушный насос. Воздух втягивается и смешивается с топливом. Эта смесь воздуха и топлива часто называется воздушно-топливным зарядом. Чем большее количество воздушно-топливной смеси поступает в двигатель, тем большее количество мощности он способен произвести.

Без внешней помощи двигатель получает только частичный воздушно-топливный заряд. Это следствие главным образом изгибов и сужений на пути впуска и наличия остатков незаконченного выпуска в цилиндре. Воздушно-топливный заряд двигателя можно увеличить нагнетанием воздуха в цилиндры. Это нагнетание большего количества воздуха в цилиндры позволяет двигателю заполнять свои цилиндры в объеме, который соответствует или превышает 100 %-ную объемную эффективность двигателя с прямым забором воздуха.

Имеются два различных метода, используемые для нагнетания воздуха в двигатель: применение турбокомпрессора (использование энергии отработавших газов) и супернаддув (привод от коленчатого вала). Разница между этими двумя системами — это источник энергии для их привода.

Турбокомпрессор

Турбокомпрессор использует энергию отработавших газов. Эти газы, произведенные двигателем, возвращаются и используются для приведения в движение колеса, называемого турбиной.

Турбина посредством вала соединяется с другим колесом, называемом лопастным. Вращение этого лопастного колеса вовлекает воздух в турбокомпрессор и направляет его в цилиндры. Количество отработавших газов, используемых для работы турбокомпрессора, среди прочих факторов зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Один недостаток турбонаддува — это то, что двигатель в режиме холостого хода не создает достаточно отработавших газов для обеспечения работы турбокомпрессора. Этот недостаток наиболее значим, когда автомобиль с турбонаддувом ускоряется, трогаясь с места. Перед тем, как турбокомпрессор начнет подавать большое количество воздуха в двигатель, имеется короткий интервал времени. Этот короткий интервал времени называется запаздыванием турбонаддува. В течение этого периода запаздывания турбонаддува двигатель не получает дополнительной мощности, которую турбокомпрессор обеспечивает при более высокой частоте вращения коленчатого вала двигателя.

На различных двигателях и с различными турбокомпрессорами увеличение мощности вследствие установки турбокомпрессора варьируется. Мощность двигателя обычно можно увеличивать приблизительно на 35-60 % по сравнению с двигателем с прямым забором воздуха с тем же самым рабочим объемом.

Компрессор супернаддува

Подобно турбокомпрессору, компрессор супернаддува действует как воздушный насос и имеет много тех же самых особенностей, что и турбокомпрессор. Основная разница заключается в способе приведения этого «насоса» в движение. В то время как турбокомпрессор работает, используя энергию нагретых отработавших газов, компрессор супернаддува приводится в движение от коленчатого вала посредством ременной, зубчатой или цепной передачи. Преимущества увеличенной мощности, которые присущи двигателям с турбокомпрессором, также характерны и в случае компрессора супернаддува. Однако, т.к. компрессор супернаддува приводится в движение от коленчатого вала, а не отработавшими газами, проблема запаздывания наддува отсутствует. Это отсутствие запаздывания турбонаддува — главное преимущество компрессора супернаддува. В отличие от турбокомпрессора, количество воздушного заряда на оборот компрессора супернаддува без проскальзывания в основном одинаковое для каждого оборота двигателя независимо от спецификаций.

Преимущество этого типа компрессора супернаддува заключается в том, что этот приблизительно постоянный воздушный заряд подается при одинаковом давлении во впускном коллекторе при всех значениях частоты вращения коленчатого вала двигателя. Недостаток, присущий любому компрессору супернаддува, — это то, что он приводится в движение коленчатым валом, затрачивая мощность двигателя. В большинстве случаев компрессор супернаддува использует 8-10 % полной мощности двигателя.

Т.к. компрессор супернаддува без проскальзывания подает одинаковое количество воздуха на каждый оборот двигателя, количество мощности, имеющейся для приведения в движения компрессора супернаддува, зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Однако, даже в режиме холостого хода двигатель производит достаточно мощности для нагнетания большого количества воздуха. При ускорении с места, двигатель с супернаддувом немедленно получает дополнительную мощность. Хотя для приведения в движение компрессора супернаддува требуется мощность двигателя, компрессор этого типа в ответ помогает производить еще большую мощность.

Так же рекомендуем прочитать Вам интересную статью О компании Lucas/TRW

советы, нюансы, правила :: Autonews

Современные дизельные двигатели разбивают старые мифы о том, что топливо для них является уделом медленных и чадящих грузовиков. Даже в России, где культура использования дизеля развита не так хорошо, как в Европе, в отдельных сегментах его доля оказывается очень высокой.

По данным аналитического агентства «Автостат», за девять месяцев 2019 г. в России было продано почти 100 тыс. дизельных легковушек, что составляет более 8% парка, а в сегменте внедорожников и больших кроссоверов она превышает 50%. При этом доля дизельных машин у бренда BMW в России составляет 70,6%, а Land Rover продает 79% таких автомобилей — хороший дизель обходит бензиновые моторы даже в сегменте автомобилей для водителя.

Чем технически отличается дизельный двигатель

Если в бензиновом двигателе горючая смесь воздуха и топлива формируется во впускном коллекторе, подается в цилиндр и там воспламеняется с помощью свечи зажигания, то в дизельном смесь самовоспламеняется от сжатия после того, как впрыскивается под высоким давлением в цилиндр с уже сжатым и нагретым воздухом, мгновенно образуя горючую смесь.

В дизельном двигателе свечи зажигания не используются вовсе, а само топливо испаряется медленнее, поэтому вероятность возгорания минимальна. Благодаря использованию более жесткого и прочного блока цилиндров и элементов цилиндропоршневой группы дизельные моторы в целом долговечнее бензиновых, а сама конструкция менее требовательная к обслуживанию.

За что любят дизель

Главное преимущество дизеля — экономичность: при примерно равных мощностных характеристиках дизельный двигатель потребляет на треть меньше топлива, чем бензиновый. Даже те, кто не считает затраты на топливо, ценят большие пробеги без необходимости тратить время на заправках. Но важно при этом выбирать качественное топливо вроде «Дизель Опти» c улучшенными характеристиками от АЗС «Газпромнефть» — оно напрямую влияет на экономичность.

Дизельные моторы отличаются более высокой тяговитостью и большим крутящим моментом на низких оборотах. Это значит, что автомобиль с таким двигателем быстрее реагирует на акселератор и легко ускоряется в городском потоке, не тратя время на переключения передач. Эта легкость с лихвой компенсирует более спокойное поведение на высоких оборотах, так как 99% времени автомобиль проводит в потоке транспорта, а не на треке. Кроме того, характеристики дизеля удобнее на бездорожье, где требуется крепкая и легко контролируемая тяга.

Что с зимним пуском и прогревом машины

Проблема зимнего пуска дизельного двигателя напрямую связана со свойствами самого топлива. Если летний дизель густеет при -5 градусах и не прокачивается через фильтры и трубопроводы топливной системы, то зимний может работать и при -45 градусах. В итоге любой исправный дизельный автомобиль с сезонным топливом и качественным моторным маслом пускается так же легко, как бензиновый.

Высокая эффективность дизельных двигателей обуславливает более медленный прогрев силовой установки, поэтому считается, что зимой они не могут нормально прогреть салон машины. На самом деле, любой современный мотор, включая бензиновый, не спешит отдавать тепло, но эта проблема легко решается двумя способами. Во-первых, термостаты эффективно перераспределяют тепло двигателя, а во-вторых, почти все дизельные машины комплектуются дополнительными электрическими обогревателям салона, благодаря которым тепло начинает поступать в первые минуты после пуска.

Тем, кто любит садиться в уже теплый автомобиль, можно посоветовать систему дистанционного пуска, но лучше поставить более экологичный и экономичный предпусковой подогреватель, который работает на том же дизеле, но тратит его только на обогрев салона и прогрев охлаждающей жидкости двигателя. Такую опцию можно установить на все дизельные автомобили штатно или в специализированных мастерских.

Как правильно запускать двигатель

Для облегчения зимнего пуска дизель использует свечи накаливания — устройства, которые быстро прогревают камеру сгорания в течение нескольких секунд. После поворота ключа зажигания на панели приборов зажжется символ работы свечей (обычно спираль), который гаснет через две-пять секунд в зависимости от температуры двигателя — можно включать стартер. На автомобилях с кнопкой пуска двигателя все еще проще: после нажатия клавиши система сама выдержит нужную паузу до включения стартера.

В особенно холодных условиях можно несколько раз подряд включить свечи накаливания, поворачивая ключ зажигания, но не включая стартер, либо нажимая кнопку пуска без удержания педали тормоза (стартер в этом случае не включится). Но это уже избыточные меры для очень холодных зим, потому что современные дизели при использовании зимней солярки и правильных масел легко пускаются с первого раза после ночной стоянки даже в -30 градусов.

Каким топливом заправляться

Зимой дизель следует заправлять исключительно зимним дизтопливом, поэтому на крупных сетевых АЗС всегда тщательно соблюдают сезонность. Современные двигатели очень требовательны к качеству топлива, поэтому оно должно соответствовать всем действующим стандартам. Хорошее топливо не только обеспечивает надежный пуск, но и чистит топливную систему от нагара и отложений, заметно повышает экономичность машины и уменьшает стоимость ее содержания. Именно так работает «Дизель Опти», который реализуется на заправках сети «Газпромнефть».

Еще одним преимуществом фирменного топлива является стабильность его характеристик на любой заправки сети. Так, во время испытаний топлива «Дизель Опти» подопытный Toyota Land Cruiser 200 заправлялся в разных регионах страны при температурах от -5° до +25° и демонстрировал абсолютную стабильность характеристик динамики, расхода и легкости пуска. После 7000 км пробега топливная система была разобрана, и инженеры отметили ее идеальное состояние, а некоторые характеристики даже улучшились благодаря очищающим свойствам топлива.

Кроме того, топливо «Опти» из года в год подтверждает свое высокое качество в экстремальном ралли-марафоне «Шелковый путь», который проходит по территории России, Монголии и Китая. Сеть АЗС «Газпромнефть» заправляет автомобили организаторов и участников ралли, заодно тестируя твое топливо в жесточайших условиях песчаных пустынь, безлюдных степей и крепких утренних морозов.

Заявка на патент США на устройство воздухозаборника для двигателя внутреннего сгорания Заявка на патент (Заявка № 20040025828 от 12 февраля 2004 г.)

ИСТОРИЯ

& lsqb; 0001 & rsqb; а. Область изобретения

& lsqb; 0002 & rsqb; Настоящее изобретение относится к воздухозаборному устройству для двигателя внутреннего сгорания.

& lsqb; 0003 & rsqb; б. Родственное искусство

& lsqb; 0004 & rsqb; Существует множество факторов, которые характеризуют выходной крутящий момент любого данного двигателя внутреннего сгорания, например рабочий объем внутри цилиндров, конфигурация цилиндра, отношение диаметра цилиндра к ходу поршня, степень сжатия, расположение клапанного механизма, а также впускное и выпускное устройство.

& lsqb; 0005 & rsqb; Разработчики двигателей постоянно «настраивают» двигатели, то есть регулируют эти и другие параметры в поисках улучшенной экономии топлива и производительности. Однако это не обязательно приводит к увеличению мощности или крутящего момента, которые воспринимаются водителем. В реальных условиях вождения именно крутящий момент двигателя является наиболее важным для восприятия водителем производительности (или ощущения производительности), и особенно крутящий момент двигателя, обеспечиваемый при более низких оборотах двигателя (об / мин), например, ниже 3500 об / мин для типичного легкового пассажира. автомобильное приложение.

& lsqb; 0006 & rsqb; По этой причине может потребоваться настройка двигателя для обеспечения более высокого крутящего момента при более низких оборотах, но это обычно приводит к потере крутящего момента при более высоких оборотах двигателя, например, при скорости вращения двигателя выше примерно 3500 об / мин. Это особенно актуально для бензиновых двигателей малой мощности, широко распространенных на европейском рынке.

& lsqb; 0007 & rsqb; Тот же двигатель можно легко «перенастроить» для обеспечения того же крутящего момента, но при гораздо более высоких оборотах коленчатого вала.Это приводит к значительно более высокой пиковой мощности, но за счет крутящего момента на более низких оборотах. Хотя это понравится «спортивному» водителю, разгонные характеристики снижаются при более низких оборотах двигателя.

& lsqb; 0008 & rsqb; Конструкторы двигателей использовали множество приемов и технологий, пытаясь преодолеть этот традиционный компромисс. Примерами таких систем являются системы впуска с изменяемой геометрией, регулируемые фазы газораспределения и регулируемые подъем и синхронизация клапанов. Все эти подходы предназначены для поддержания более чем одного «состояния настройки» в зависимости от условий эксплуатации.

& lsqb; 0009 & rsqb; Другой часто используемый метод — отказаться от настройки двигателя как метода повышения производительности и вместо этого закачивать воздух в двигатель с помощью турбонагнетателя или нагнетателя. Такая принудительная индукция обычно приводит к значительному увеличению крутящего момента и мощности.

& lsqb; 0010 & rsqb; Такие воздушные компрессоры неизбежно издают некоторый шум и требуют охлаждения, особенно если компрессоры частично или полностью приводятся в действие электродвигателем. Это должно быть сделано таким образом, чтобы пространство, занимаемое компрессором, не затрагивало другие компоненты рядом с двигателем.Это становится все более сложной проблемой для современных легковых автомобилей, которым все больше и больше становится тесно под капотом.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

& lsqb; 0011 & rsqb; Целью настоящего изобретения является создание воздухозаборника для двигателя внутреннего сгорания, который решает эти проблемы.

& lsqb; 0012 & rsqb; Согласно изобретению предлагается воздухозаборное устройство для подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорания, содержащее полый корпус, аккумуляторную батарею транспортного средства и воздушный компрессор для сжатия воздуха, подаваемого в двигатель, причем корпус частично разделен перегородкой. в аккумуляторный отсек и компрессорный отсек, аккумуляторный отсек, в котором размещается аккумуляторная батарея транспортного средства, и компрессорный отсек, в котором находится воздушный компрессор, канал подачи воздуха в двигатель через кожух, воздухозаборник в кожух и выпуск воздуха из кожуха, как указано входное отверстие корпуса и выходное отверстие корпуса, определяющие, соответственно, верхний конец канала подачи воздуха и нижний конец канала подачи воздуха, при этом канал подачи воздуха проходит через перегородку, а корпус батареи окружает верхнюю часть канала подачи воздуха и Корпус компрессора закрывает нижнюю по потоку часть пути подачи воздуха.

& lsqb; 0013 & rsqb; Предпочтительный вариант осуществления изобретения включает в себя первую панель доступа и вторую панель доступа. Каждая панель доступа съемно прикреплена к кожуху, при этом первая панель доступа обеспечивает доступ к аккумуляторному отсеку, а вторая панель доступа обеспечивает доступ к отсеку компрессора.

& lsqb; 0014 & rsqb; Также согласно изобретению предлагается воздухозаборное устройство для подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорания, содержащее полый корпус, аккумуляторную батарею транспортного средства и воздушный компрессор для сжатия воздуха, подаваемого в двигатель, причем корпус частично разделен перегородка на аккумуляторный отсек и отсек компрессора, отсек для аккумуляторной батареи, в котором размещается аккумуляторная батарея автомобиля, и отсек компрессора, в котором размещается воздушный компрессор, канал подачи воздуха в двигатель через кожух, впуск воздуха в кожух и выпуск воздуха из кожуха причем упомянутый вход в корпус и выход из корпуса определяют, соответственно, верхний конец канала подачи воздуха и нижний конец канала подачи воздуха, при этом канал подачи воздуха проходит через перегородку, и устройство включает в себя первую панель доступа и вторую панель доступа. при этом каждая панель доступа съемно прикреплена к корпусу, а первая панель доступа обеспечивает доступ к аккумулятору. отсек и вторая панель доступа, обеспечивающая доступ к компрессорному отсеку.

& lsqb; 0015 & rsqb; Кожух может быть единым в том смысле, что он образует единый блок вокруг компонентов внутри кожуха, а не образован отдельными блоками, например, соединенными вместе гибкими шлангами. Кожух предпочтительно имеет основной корпус, выполненный за одно целое, при этом съемные панели прикреплены к основному корпусу. В предпочтительном варианте осуществления изобретения основной корпус образует базовую часть полого корпуса, а панели доступа образуют верхнюю часть полого корпуса.

& lsqb; 0016 & rsqb; Аппарат предпочтительно включает воздушный фильтр. Это позволяет более компактно расположить компоненты в воздухозаборнике. Воздушный фильтр может проходить через канал подачи воздуха в компрессорном отделении, в котором предпочтительно находится воздушный фильтр. Путь подачи воздуха через отсек компрессора затем может быть разделен фильтром на грязную часть перед фильтром и чистую часть после фильтра.

& lsqb; 0017 & rsqb; Предпочтительно фильтр находится перед воздушным компрессором, так что один фильтр фильтрует воздух как для двигателя, так и для компрессора.

& lsqb; 0018 & rsqb; Вторая панель доступа может быть сконфигурирована так, чтобы обеспечить доступ как к воздушному компрессору, так и к воздушному фильтру.

& lsqb; 0019 & rsqb; Это полезно, например, для замены воздушного фильтра и для обслуживания воздушного компрессора. Воздушный фильтр можно съемно удерживать в отсеке компрессора.

& lsqb; 0020 & rsqb; Батарея обычно имеет электрические клеммы для подачи электроэнергии от батареи.Если клеммы батареи отходят от батареи, первая панель доступа может быть сконфигурирована так, чтобы позволить клеммам батареи выходить за пределы корпуса, чтобы можно было выполнить электрические соединения с клеммами батареи для получения энергии от батареи. Затем первая панель доступа может быть снабжена отверстиями, через которые выводы батареи проходят через первую панель доступа и выходят за пределы корпуса.

& lsqb; 0021 & rsqb; Перегородка предпочтительно имеет сквозной проход, который при использовании направляет поток охлаждающего воздуха по одной или нескольким внешним поверхностям воздушного компрессора.Канал может иметь одну или несколько лопаток, предназначенных для направления потока охлаждающего воздуха к воздушному компрессору.

& lsqb; 0022 & rsqb; Если воздушный путь проходит между батареей и одной или несколькими внутренними поверхностями полого корпуса, тогда воздушный поток будет находиться в тесном контакте с большей площадью поверхности батареи, тем самым помогая сохранять батарею прохладной.

& lsqb; 0023 & rsqb; Предпочтительно, чтобы воздушный канал проходил между нижней поверхностью батареи и внутренней поверхностью полого корпуса, противоположной нижней поверхности батарейного отсека.

& lsqb; 0024 & rsqb; Воздушный канал может проходить между множеством поверхностей батареи и соответствующими внутренними поверхностями полого корпуса, противоположными упомянутым поверхностям батареи. Охлаждение может быть улучшено за счет обеспечения воздуховодов для направления воздушного потока вокруг батареи, причем такие воздуховоды предусмотрены либо на батарее, либо на соответствующих внутренних поверхностях корпуса.

& lsqb; 0025 & rsqb; Предпочтительно, воздуховоды также являются опорами для батареи.

& lsqb; 0026 & rsqb; В предпочтительном варианте осуществления изобретения воздуховоды предусмотрены на внутренней поверхности (ах) корпуса для направления воздушного потока вокруг батареи.

& lsqb; 0027 & rsqb; Если внутри корпуса предусмотрено по крайней мере одно твердотельное электронное устройство, твердотельное устройство может быть расположено внутри воздушного тракта, чтобы поток воздуха мог охлаждать твердотельное устройство, когда оно используется.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

& lsqb; 0028 & rsqb; Теперь изобретение будет описано в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

& lsqb; 0029 & rsqb; ИНЖИР.1 представляет собой схематическую диаграмму автомобиля, имеющего 1,4-литровую четырехцилиндровую систему двигателя с устройством для впуска воздуха, которое включает в себя впускной компрессор с электрическим приводом, согласно изобретению;

& lsqb; 0030 & rsqb; ИНЖИР. 2 представляет собой график зависимости крутящего момента двигателя от частоты вращения для двигателя 1,4 л, показанного на фиг. 1 без наддува, настроенный либо на максимальный крутящий момент при низкой средней частоте вращения двигателя, либо на максимальный крутящий момент двигателя при более высокой средней частоте вращения двигателя;

& lsqb; 0031 & rsqb; ИНЖИР.3 — график, подобный графику на фиг. 2, демонстрирующий также влияние на выходной крутящий момент двигателя с двигателем, показанным на фиг. 1 при использовании впускного компрессора;

& lsqb; 0032 & rsqb; ИНЖИР. 4 — график увеличения крутящего момента компрессора двигателя в зависимости от потребности двигателя в дроссельной заслонке привода для двигателя по фиг. 1;

& lsqb; 0033 & rsqb; ИНЖИР. 5 — график зависимости потребности компрессора от потребности привода дроссельной заслонки для двигателя по фиг. 1;

& lsqb; 0034 & rsqb; ИНЖИР. 6 — вид в перспективе воздухозаборника, используемого с двигателем, показанным на фиг.1;

& lsqb; 0035 & rsqb; ИНЖИР. 7 — покомпонентный вид корпуса и внутренних компонентов, которые образуют воздухозаборное устройство, показанное на фиг. 6;

& lsqb; 0036 & rsqb; ИНЖИР. 8 — вид сверху воздухозаборника, показанного на фиг. 7, показывающий две отдельные съемные панели доступа на верхних поверхностях корпуса;

& lsqb; 0037 & rsqb; ИНЖИР. 9 — вид сверху устройства для забора воздуха, аналогичного показанному на фиг. 8, но со снятыми двумя съемными панелями и без каких-либо компонентов внутри корпуса;

& lsqb; 0038 & rsqb; ИНЖИР.10 — вид в перспективе пустого корпуса, показанного на фиг. 9;

& lsqb; 0039 & rsqb; ИНЖИР. 11 — вид в перспективе части корпуса со снятой панелью доступа, чтобы показать компрессор внутри корпуса, и выпускной трубкой для воздуха от компрессора, проходящей через камеру диффузора к выпускному отверстию для воздуха из корпуса;

& lsqb; 0040 & rsqb; ИНЖИР. 12 — другой вид в перспективе части корпуса, показанной на фиг. 11, если смотреть в выпускное отверстие для воздуха, чтобы показать расположение выпускной трубы для воздуха по отношению к выпускному отверстию для воздуха и камере диффузора;

& lsqb; 0041 & rsqb; ИНЖИР.13 — вид в перспективе снизу части разделительной пластины, которая закрывает воздушный компрессор и камеру воздушного диффузора по фиг. 11 и 12, на которых показан воздушный откидной клапан в пластине диффузора в закрытом положении; и

& lsqb; 0042 & rsqb; ИНЖИР. 14 — вид в перспективе, аналогичный виду на фиг. 13, с удаленным воздушным клапаном, чтобы показать воздушную решетку через разделительную пластину, через которую перепускной воздух проходит в камеру диффузора к выпускному отверстию для воздуха в корпусе.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

& lsqb; 0043 & rsqb; ИНЖИР.1 схематично показана часть автомобиля 7, имеющего поршневой двигатель внутреннего сгорания 1 с наддувом, с четырьмя рядными цилиндрами 2, впускной коллектор 4 для воздуха и выпускной коллектор 6, ведущий к каждому из цилиндров 2 и от них, а также топливо. система 8 впрыска для подачи топлива в цилиндры 2 способом, хорошо известным в данной области техники. Перед впускным коллектором 4 установлен компрессор, в данном случае нагнетатель 10 с электрическим приводом.

& lsqb; 0044 & rsqb; Воздух поступает во впускной коллектор 4 через нагнетатель 10, когда он работает, или когда нагнетатель отключен, через перепускной канал 12 для воздуха, параллельный нагнетателю 10.Воздух подается в нагнетатель 10 и / или байпас 12 по впускному воздушному тракту 3.

& lsqb; 0045 & rsqb; Трубопровод 12 перепуска воздуха имеет воздушный клапан 13, который автоматически открывается, позволяя впускаемому воздуху 5 обходить нагнетатель, когда воздушный поток 15 нагнетателя недостаточен для зарядки цилиндров 2 двигателя воздухом. Подача воздуха в двигатель 1 затем регулируется путем установки дроссельной заслонки 17 после нагнетателя 10 и байпаса 12 и активации нагнетателя 10.Когда нагнетатель 10 не активирован, двигатель 1 обычно является атмосферным, а когда нагнетатель 10 активирован, поток воздуха к двигателю увеличивается.

& lsqb; 0046 & rsqb; Нагнетатель приводится в действие только переключаемым реактивным электродвигателем (М) 14, питаемым от 12-вольтовой свинцово-кислотной аккумуляторной батареи 16 транспортного средства и генератора переменного тока с ременным приводом (не показан). Аккумулятор имеет номинальный ток, который примерно на 30 А выше, чем обычно указывается для серийного автомобиля с четырехцилиндровым двигателем.В дополнение к питанию нагнетателя аккумулятор 16 также обеспечивает запуск транспортного средства, освещение и зажигание. Как показано на фиг. 1, аккумулятор 16 также находится внутри канала 3 подачи воздуха, так что всасываемый воздух обтекает аккумулятор 16.

& lsqb; 0047 & rsqb; Воздушный фильтр 9 предусмотрен в канале 3 подачи воздуха после батареи 16 и перед нагнетателем 10 и перепускным каналом 12.

& lsqb; 0048 & rsqb; Как будет объяснено более подробно ниже, аккумулятор 16, фильтр 9, нагнетатель 10 и перепускной канал 12 для воздуха размещены внутри полого корпуса 50.

& lsqb; 0049 & rsqb; Водитель транспортного средства (не показан) может управлять мощностью двигателя через подвижный узел 18 педали акселератора, который подает электрический сигнал 20 в блок управления двигателем (ЭБУ) 22. Блок управления двигателем принимает ряд входных сигналов, указывающих на двигатель и рабочие параметры транспортного средства, включая сигнал 24 частоты вращения двигателя от датчика 26 частоты вращения двигателя. Блок 22 управления двигателем вычисляет потребность в крутящем моменте двигателя из различных входных сигналов и выдает ряд выходных сигналов для управления различными рабочими параметрами транспортного средства и двигателя, включая сигнал 28 управления впрыском топлива, сигнал 36 управления дроссельной заслонкой и сигнал 42 управления двигателем нагнетателя.Таким образом, потребность двигателя в крутящем моменте по меньшей мере частично определяется положением педали акселератора.

& lsqb; 0050 & rsqb; Как будет объяснено более подробно ниже, когда водитель перемещает педаль акселератора, чтобы требовать крутящего момента двигателя, превышающего тот, который может быть выдан двигателем 1 при наддуве, дроссельная заслонка 17 перемещается в максимальное положение, чтобы допустить максимальный объем. воздуха в цилиндры, и блок 22 управления двигателем затем активирует двигатель 14 нагнетателя при определенных умеренных или низких оборотах двигателя, но не при высоких оборотах двигателя.После этого повышенный выходной крутящий момент двигателя регулируется скоростью нагнетателя и количеством топлива, подаваемого в цилиндры. Если двигатель представляет собой двигатель с впрыском, блок 22 управления двигателем может управлять количеством впрыскиваемого топлива посредством электрического управления форсунками.

& lsqb; 0051 & rsqb; Предпочтительно двигатель включает датчик 31 выхлопных газов для контроля условий сгорания двигателя. Датчик 31 может быть датчиком кислорода в выхлопных газах (EGO). Это можно использовать, чтобы определить, работает ли двигатель на обедненной или богатой смеси.Блок 22 управления двигателем сначала устанавливает как скорость нагнетателя, так и количество подаваемого топлива в соответствии с текущим требованием крутящего момента. Блок управления двигателем контролирует выходной сигнал датчика 31, а затем регулирует скорость нагнетателя и / или количество подаваемого топлива для достижения соответствующего уровня работы двигателя на богатой или обедненной смеси.

& lsqb; 0052 & rsqb; ИНЖИР. 2 показан график зависимости крутящего момента двигателя от частоты вращения для обычного четырехцилиндрового рядного двигателя, такого как описанный выше, но без наддува.Как видно из кривой 30 на фиг. 2, двигатель может быть настроен на обеспечение хорошей мощности при умеренно высоких оборотах двигателя («настройка мощности»), но за счет низкого крутящего момента.

& lsqb; 0053 & rsqb; В качестве альтернативы, как показано кривой 32, двигатель можно настроить для обеспечения хорошего крутящего момента на низких и средних оборотах двигателя («настройка крутящего момента»), но за счет максимальной мощности. Хотя «настройка мощности» понравится «спортивному» водителю, она приведет к более низкому уровню удовлетворенности для большинства владельцев автомобилей.Требование обеспечить хорошее «ощущение производительности» в реальном мире обычно приводит к выходному крутящему моменту двигателя, как показано на кривой «настройки крутящего момента», где крутящий момент на высоких оборотах двигателя был скомпрометирован, чтобы обеспечить выходной крутящий момент ниже 3500 об / мин. Хотя передача двигателя может быть выбрана так, чтобы свести к минимуму нежелательные характеристики, на практике обычные двигатели настраиваются для достижения компромисса.

& lsqb; 0054 & rsqb; Со ссылкой на фиг. 3, в предпочтительном варианте осуществления изобретения двигатель с относительно малой мощностью, например, ниже примерно 1.Емкость 8 литров настроена для обеспечения хорошей мощности на высоких оборотах за счет крутящего момента на низких оборотах двигателя, как показано кривой 30. Это имеет вторичный эффект, позволяющий добиться хорошей экономии топлива на постоянной крейсерской скорости по шоссе за счет необходимости использования более широкие дроссельные заслонки для достижения крейсерской скорости. Как видно из кривой 34, увеличение максимального крутящего момента двигателя затем обеспечивается за счет увеличения крутящего момента нагнетателя (или, что эквивалентно, увеличения мощности двигателя), когда водитель требует мощности, превышающей ту, которая доступна от двигателя без наддува, как показано кривой с наддувом нагнетателя «SCB».Повышение доступно под управлением блока 22 управления двигателем только в области низких 38 и умеренных оборотов двигателя 33 и постепенно ограничивается плавным переходом в мощность двигателя в точке 35 без увеличения крутящего момента компрессора в области более высоких частот вращения двигателя. 37. Это осуществляется путем постепенного ограничения максимально допустимого наддува нагнетателя вблизи точки 40 перехода, которая в этом примере берется при максимальном крутящем моменте двигателя без наддува. Однако возможно отклонение выше или ниже этой точки, хотя отклонение слишком далеко ниже этой точки (в этом примере ниже примерно 3500 об / мин) снижает потенциальные преимущества, обеспечиваемые нагнетателем, а отклонение слишком далеко выше этой точки ( в приведенном выше примере около 5750 об / мин) приведет к избыточному крутящему моменту в той области работы двигателя, где это не требуется в большинстве условий движения или желательно с точки зрения экономии топлива.

& lsqb; 0055 & rsqb; Таким образом, контроллер двигателя позволяет использовать привод компрессора только таким образом, что выходной крутящий момент двигателя с повышением крутящего момента компрессора достигает пиков в области умеренных оборотов двигателя.

& lsqb; 0056 & rsqb; Однако кривая повышенного крутящего момента может плавно переходить в кривую 30 крутящего момента без повышения в области более низких частот вращения двигателя 38, как показано пунктирной линией 39.

& lsqb; 0057 & rsqb; ИНЖИР. 4 показан график увеличения нагнетателя крутящего момента двигателя в зависимости от требуемого угла поворота дроссельной заслонки водителя в диапазоне от 0 ° до 90 °.Диагональные прямые на графике обозначают частоту вращения двигателя в об / мин в диапазоне от 1250 до 5400 об / мин. Вертикальная шкала соответствует разнице крутящего момента двигателя на фиг. 3 между кривой 34 повышенного крутящего момента и кривой 30 крутящего момента без повышения. При максимальном угле дроссельной заслонки 90 ° усиление нагнетателя крутящего момента двигателя является максимальным значением, показанным на фиг. 3. По мере того, как угол открытия дроссельной заслонки уменьшается с 90 °, увеличивается и усиление нагнетателя крутящего момента двигателя, пока оно не снижается до нулевого повышения, соответствующего кривой 30 на фиг.3.

& lsqb; 0058 & rsqb; Как видно из фиг. 4, когда частота вращения двигателя увеличивается по направлению к точке 35 перехода на фиг. 3, наклон кривой наддува нагнетателя крутящего момента двигателя уменьшается до тех пор, пока в переходной точке 35 не происходит наддува нагнетателя крутящего момента двигателя. Это графически показывает постепенное отключение наддува нагнетателя.

& lsqb; 0059 & rsqb; ИНЖИР. 5 показывает работу нагнетателя по-другому, с графиком зависимости потребности компрессора от потребности привода «угол дроссельной заслонки» между 0 ° и 90 °.За исключением высоких оборотов двигателя, когда работа нагнетателя отключена, «угол дроссельной заслонки» водителя не соответствует фактическому углу дроссельной заслонки 17. На оборотах двигателя, где разрешена работа нагнетателя, фактический угол дроссельной заслонки достигнет 90 ° (т. Е. максимальное значение) до того, как водитель «угол дроссельной заслонки» достигнет 90 °. После этого, когда угол дроссельной заслонки водителя увеличивается до 90 °, фактический угол дроссельной заслонки остается на максимальном значении, а увеличенный выходной крутящий момент двигателя регулируется количеством электроэнергии, подаваемой на двигатель нагнетателя, в сочетании с соответствующим количеством подаваемого топлива. к цилиндрам.

& lsqb; 0060 & rsqb; Различные линии на фиг. 5 обозначены оборотами двигателя в об / мин. Потребность компрессора эквивалентна электрической мощности, подаваемой на двигатель 14 нагнетателя. Графики начинаются с потребности компрессора около 0,2, в этот момент воздух, подаваемый нагнетателем, начинает оказывать заметное влияние на крутящий момент двигателя. Как видно из фиг. 5, с увеличением частоты вращения двигателя возрастает и минимальная потребность компрессора, необходимая для значительного увеличения крутящего момента. Это происходит из-за увеличения потока воздуха во впускной коллектор 4 при увеличении частоты вращения двигателя.

& lsqb; 0061 & rsqb; Фиг. С 6 по 14 показаны подробные виды устройства для забора воздуха в соответствии с изобретением. ИНЖИР. 6 показан внешний вид в перспективе унитарного корпуса 50, в котором находятся аккумулятор 16, фильтр 9, компрессор 10 и перепускной канал 12. Путь 3 подачи воздуха через унитарный корпус 50 начинается у впускного отверстия 52 для воздуха в нижней части корпуса. 50 и заканчивается выпускным отверстием 54 для воздуха на более высоком уровне в корпусе 50.

& lsqb; 0062 & rsqb; Корпус 50 включает в себя аккумуляторный отсек 56 и отсек 58 нагнетателя.Каждый отсек 56, 58 имеет соответствующую смотровую панель 60, 62, которая съемно прикреплена винтами 64 к единому основанию 66 корпуса, которое образует нижнюю часть корпуса 50.

& lsqb; 0063 & rsqb; Панель 60 доступа к батарейному отсеку имеет пару отверстий 61, 63, через которые пара выводов 65, 67 батареи может выступать через корпус 50, когда панель доступа к батарее прикреплена к основанию 66 корпуса.

& lsqb; 0064 & rsqb; Унитарное основание 66 корпуса установлено на нескольких опорах 68, проходящих вниз от основания 66 корпуса к стальной монтажной пластине 70, которая сама прикреплена болтами к внутренней поверхности моторного отсека (не показана).

& lsqb; 0065 & rsqb; Полый корпус 50 сформирован из формованного пластика, например из АБС-пластика или стеклонаполненного нейлона.

& lsqb; 0066 & rsqb; ИНЖИР. 7 показана монтажная пластина, полый корпус 50 и ряд компонентов внутри корпуса 50 в разобранном виде в перспективе. Аккумулятор 16 размещен в аккумуляторном отсеке 56 вместе с электроникой 72 привода нагнетателя.

& lsqb; 0067 & rsqb; Отсек 58 нагнетателя содержит большее количество компонентов, включая фильтр 9, нагнетатель 10 и двигатель 14 нагнетателя.Также в отсеке 58 нагнетателя находится разделительная пластина 74, которая проходит горизонтально через часть отсека 58 нагнетателя под крышкой 62 доступа к нагнетателю, и перепускной клапан 13 заслонки. Воздушный фильтр 9 имеет прямоугольную форму и расположен внутри корпуса. аналогичная прямоугольная выемка 56 внутри разделительной пластины 74. Разделительная пластина 74 имеет воздушную решетку 78, к нижней стороне которой прикреплена воздушная заслонка 13, и изогнутая пластина 80 для ограничения отклонения воздушной заслонки 13 от решетки 78. .

& lsqb; 0068 & rsqb; Отсек 58 нагнетателя разделен на основную часть 82, в которой находятся компрессор 10, двигатель 14 и воздушный фильтр 9, и меньшую часть 84, которая упоминается здесь как камера 84 диффузора. Воздушная решетка 78 с разделительной пластиной и воздушная заслонка 13 расположена над камерой 74 диффузора, с гибким уплотнением 86, образующим герметичное уплотнение между камерой 84 диффузора и разделительной пластиной 74.

& lsqb; 0069 & rsqb; Канал 3 подачи воздуха между впускным отверстием 52 и выпускным отверстием 54 для воздуха проходит вокруг батареи 16 и силовой электроники 72 нагнетателя внутри батарейного отсека 56 через отверстие 90 в перегородке 92, которая отделяет батарейный отсек 56 от отсека 58 нагнетателя. .Как видно из фиг. 7, отверстие 90 для воздуха находится на более высоком уровне в аккумуляторном отсеке 56 от воздухозаборника 52. Таким образом, канал подачи воздуха через аккумуляторный отсек 56 обычно поднимается к отверстию для воздуха 90.

& lsqb; 0070 & rsqb; Воздушное отверстие 90 имеет несколько лопаток, одна из которых 94 видна на фиг. 7. Эти лопатки 94 направляют воздушный поток в нижнюю часть отсека 58 нагнетателя вблизи двигателя 14 нагнетателя. Таким образом, канал подачи воздуха помогает охлаждать двигатель 14 нагнетателя, когда он работает.Канал 3 подачи воздуха после обтекания двигателя 14 нагнетателя поднимается вертикально вверх через воздушный фильтр 9 в разделительной пластине 74 в объем воздуха между разделительной пластиной 74 и панелью 62 доступа к нагнетателю. На фиг. 7 этот замкнутый объем воздуха обычно обозначен ссылочной позицией 96.

& lsqb; 0071 & rsqb; Когда нагнетатель не работает, воздушная секция, поступающая из впускного коллектора 4, удерживает откидной клапан 13 вниз на ограничительной пластине откидного клапана 80, так что воздух может проходить через воздушную решетку 78 в разделительной пластине 74 и в диффузор. камера 84.Из диффузорной камеры 84 воздух затем может свободно проходить в выпускное отверстие 54 для воздуха. Хотя это и не показано, воздушный тракт затем следует по обычному гибкому шлангу к дроссельному клапану 17.

& lsqb; 0072 & rsqb; Когда нагнетатель работает, некоторое количество воздуха из замкнутого объема 96 воздуха будет втягиваться во впускное отверстие 98 в верхней центральной части нагнетателя 10. Затем воздух нагнетателя сжимается и выпускается с давлением до 40% выше атмосферного через нагнетатель. розетка 100.Небольшое резиновое кольцо 102 соединяет выпускной патрубок 100 нагнетателя с впускным патрубком 104 диффузорной камеры 84.

& lsqb; 0073 & rsqb; Пока нагнетатель 10 не будет работать с высокой производительностью, некоторое количество воздуха также будет поступать через воздушную заслонку 13 в камеру 84 диффузора. Воздух, выпускаемый нагнетателем 10 через входное отверстие 104 для воздуха в камере диффузора, проходит в трубу 106 диффузора, которая постепенно сужается к выходу 108 трубы диффузора. Выход 108 трубы диффузора имеет три радиальных ребра 110, равномерно разнесенных по окружности вокруг пространства выхода 108 трубы диффузора.Ребра 110 входят в соответствующие канавки 112 на внутренних поверхностях воздуховыпускного отверстия 54, так что между трубой 106 диффузора и воздуховыпускным отверстием 54 сохраняется кольцевой зазор 114.

& lsqb; 0074 & rsqb; Воздух, выпускаемый нагнетателем 110, поэтому сохраняется отдельно от воздуха, поступающего через откидной клапан 13 в камеру 84 диффузора, до тех пор, пока этот воздух не смешается ниже по потоку от кольцевого зазора 114, окружающего выход 108 трубы диффузора.

& lsqb; 0075 & rsqb; Было обнаружено, что эффективность воздушного потока увеличивается за счет этого устройства, поскольку энергия воздуха, вытесняемого нагнетателем 10, помогает вытягивать воздух из камеры 84 диффузора, подаваемый через клапан 13 воздушной заслонки.

& lsqb; 0076 & rsqb; Чтобы гасить шум и вибрацию, нагнетатель 10 и его двигатель 14 физически монтируются через три резиновые стойки 116, расположенные на равном расстоянии вокруг чашеобразного алюминиевого монтажного кронштейна 118, на котором жестко установлен нагнетатель 10. Три резиновые опоры 116 сидят на трех соответствующих стойках 120, идущих вверх от нижней части отсека 58 нагнетателя. Эти три резиновые опоры 116 вместе с гибким коротким выпускным шлангом 102 между выпускным отверстием 100 нагнетателя и впуском 104 цепи диффузора демпфируют вниз. любая вибрация, которая может передаваться от нагнетателя 10 и его двигателя 14 к корпусу единого корпуса 66.

& lsqb; 0077 & rsqb; Нагнетатель 10 также виброизолирован от разделительной пластины 74 резиновым кольцом 122, которое проходит по окружности воздухозаборника 98 нагнетателя. Резиновое кольцо 122 находится внутри круглого выступа 124, который проходит вниз от нижней поверхности 126 разделительной пластины. 74. В выступе 124 имеется проход 127, позволяющий воздуху проходить через разделительную пластину 74 в нагнетатель 10.

& lsqb; 0078 & rsqb; Обратимся теперь к фиг.9 и 10, они показывают, как канал 3 для впуска воздуха проходит в батарейный отсек 56 первоначально в выемке 128 на нижней поверхности 156 батарейного отсека 56. Углубление 128 постепенно исчезает после впускного отверстия 52 для воздуха, тем самым заставляя всасываемый воздух перемещаться в боковом направлении от оси 130 впускного отверстия 52 для воздуха в направлении боковых боковых частей 132 аккумуляторного отсека 56, где имеется ряд выступающих вверх ребер 134, выступающих из боковых частей 132. Ребра 134 поддерживают нижнюю поверхность 136 батареи 16, так что воздушные каналы 138 проходят между ребрами 134 сбоку от оси 130 впуска воздуха.Таким образом, поступающий воздух направляется почти через всю нижнюю поверхность батареи, что помогает сохранять батарею в прохладном состоянии. Как только всасываемый воздух достигает боковых боковых стенок 140 аккумуляторного отсека 56, воздух направляется, чтобы течь вверх по соответствующим вертикально проходящим сторонам 142 аккумуляторной батареи 16, посредством выступающих в вертикальном направлении ребер 144, которые выступают вбок внутрь от вертикальных боковых стенок 140 аккумуляторного отсека. Вертикальные ребра 144 также помогают расположить аккумулятор 16 в поперечном направлении внутри аккумуляторного отсека 56.

& lsqb; 0079 & rsqb; Однако некоторое количество воздуха будет проходить ниже по потоку от батареи 16 на более низком уровне, встречаясь с силовой электроникой 72 нагнетателя, которая снабжена металлическими ребрами отвода тепла 146.

& lsqb; 0080 & rsqb; Следовательно, температура входящего воздуха увеличивается, когда он проходит через аккумуляторный отсек 56, но воздух все еще остается холодным по сравнению с температурами, которые могут быть достигнуты двигателем 14 нагнетателя (и значительно ниже, чем температуры воздуха, которые могут возникнуть в с турбонаддувом или системой нагнетания прямого вытеснения).Таким образом, это обеспечивает эффективное охлаждение различных компонентов в корпусе 50.

& lsqb; 0081 & rsqb; Описанное выше воздухозаборное устройство является компактным и экономичным в производстве и подходит для использования с двигателями внутреннего сгорания автотранспортных средств относительно малой мощности.

& lsqb; 0082 & rsqb; Следует понимать, что различные изменения, модификации и / или дополнения могут быть внесены в конструкции и расположение частей, описанных выше, без отклонения от сущности или объема настоящего изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения.

Система подачи вторичного воздуха в выхлопное отверстие двигателя

Техническое раскрытие в данном документе относится к системе подачи вторичного воздуха для подачи воздуха в выпускной канал, так что несгоревшие компоненты, остающиеся в выпускном отверстии двигателя, могут снова сгореть.

Система подачи вторичного воздуха для двигателя использовалась как часть контроля выбросов выхлопных газов и использовалась для подачи воздуха из воздухоочистителя в выхлопное отверстие, чтобы вызвать повторное сгорание несгоревших компонентов, оставшихся в выхлопном газе.Система подачи вторичного воздуха сконфигурирована так, чтобы включать в себя регулирующий клапан вторичного воздуха и ведущий клапан на канале подачи вторичного воздуха, который соединяет воздухоочиститель с выпускным отверстием. Регулирующий клапан вторичного воздуха находится под управлением блока управления двигателем и открывается / закрывается в зависимости от скорости автомобиля, скорости вращения двигателя и положения дроссельной заслонки. Кроме того, ведущий клапан сконфигурирован для предотвращения попадания отработанного газа обратно в воздухоочиститель из выпускного отверстия, а также для подачи воздуха из воздухоочистителя в выпускное отверстие (например.g., см. выложенный патент Японии № 2002-201935).

Однако воздухоочиститель, регулирующий клапан вторичного воздуха и ведущий клапан обычно расположены в сложных местах в обычных двигателях. Кроме того, установка каналов подачи вторичного воздуха, которые соединяют друг с другом воздухоочиститель, регулирующий клапан вторичного воздуха и ведущий клапан, также является сложной. Таким образом, длина пути была увеличена, что затруднило подключение каналов подачи вторичного воздуха к воздухоочистителю, регулирующему клапану вторичного воздуха и ведущему клапану.

Система подачи вторичного воздуха, раскрытая в данном документе, была создана с учетом этих проблем. Предусмотрена система подачи вторичного воздуха, в которой отдельные ее элементы могут быть расположены по существу на одной прямой линии в двигателе, благодаря чему длина пути уменьшается, а их крепление упрощается.

Для решения вышеупомянутых проблем раскрытая здесь система подачи вторичного воздуха предусмотрена между воздухоочистителем, прикрепленным к двигателю, и выпускным отверстием двигателя, система подачи вторичного воздуха имеет регулирующий клапан вторичного воздуха, ведущий клапан и канал подачи вторичного воздуха, который соединяет воздухоочиститель, регулирующий клапан вторичного воздуха и ведущий клапан вместе и подает воздух к выпускному отверстию из воздухоочистителя.Если смотреть сбоку, воздухоочиститель, регулирующий клапан вторичного воздуха и ведущий клапан предпочтительно расположены так, чтобы располагаться по существу на одной прямой линии.

В этой конфигурации система подачи вторичного воздуха предусматривает, что воздухоочиститель, регулирующий клапан вторичного воздуха и ведущий клапан предпочтительно расположены на одной стороне двигателя вдоль оси цилиндра двигателя и по существу расположены на одной прямой линия, например, если смотреть сверху.

Канал подачи вторичного воздуха предпочтительно лежит на прямой линии, соединяющей воздухоочиститель, регулирующий клапан вторичного воздуха и ведущий клапан, если смотреть сбоку.

Клапан управления вторичным воздухом предпочтительно расположен, если смотреть сбоку, над цилиндром двигателя и над каналом забора охлаждающего воздуха, который проходит вперед от передней части картера коробки передач двигателя.

Натяжитель кулачковой цепи предпочтительно расположен на верхней поверхности боковой стороны цилиндра двигателя, а регулирующий клапан вторичного воздуха предпочтительно расположен по бокам от натяжителя кулачковой цепи.

Система подачи вторичного воздуха, как указано выше, может легко уменьшить длину путей подачи вторичного воздуха, тем самым делая возможным сделать систему подачи вторичного воздуха компактной и легкой и снизить стоимость производства. Присоединение каналов подачи вторичного воздуха может быть более удобно выполнено с одной стороны двигателя, расположив воздухоочиститель, регулирующий клапан вторичного воздуха и ведущий клапан на одной стороне двигателя и вдоль оси цилиндра двигателя так, чтобы они по существу расположены на одной прямой, если смотреть сверху.Поскольку каналы подачи вторичного воздуха также расположены на прямой линии и проходят через воздухоочиститель, регулирующий клапан вторичного воздуха и ведущий клапан, длина каналов подачи вторичного воздуха может быть уменьшена, тем самым облегчая операции соединения.

Поскольку регулирующий клапан вторичного воздуха расположен, если смотреть сбоку, над цилиндром двигателя и над каналом впуска охлаждающего воздуха, регулирующий клапан вторичного воздуха может с большей вероятностью подвергаться воздействию охлаждающего воздуха и, следовательно, вторичного воздуха. регулирующий воздушный клапан можно поддерживать при соответствующей температуре.Кроме того, поскольку регулирующий клапан вторичного воздуха расположен по бокам от натяжителя кулачковой цепи, тепло от двигателя может блокироваться натяжителем кулачковой цепи, и регулирующий клапан вторичного воздуха может поддерживаться при более подходящей температуре.

РИС. 1 представляет собой вид сбоку одного варианта осуществления транспортного средства типа скутер, к которому прикреплен один вариант осуществления системы подачи вторичного воздуха.

РИС. 2 — вид сверху одного из вариантов силового агрегата.

РИС.3 — вид слева энергоблока.

РИС. 4 — вид справа на энергоблок.

РИС. 5 — вид в разрезе одного варианта головки блока цилиндров.

РИС. 6 представляет собой частичный вид снизу в разрезе системы подачи вторичного воздуха в крышке головки цилиндров и головке цилиндров, показывающий один вариант осуществления верхнего канала и нижнего канала, соединяющих камеру корпуса клапана с выпускным отверстием.

Далее будет описан предпочтительный вариант системы подачи вторичного воздуха со ссылкой на чертежи.Сначала транспортное средство 1 типа скутера, установленное с системой вторичной подачи воздуха в соответствии с принципами настоящего изобретения, будет описано с использованием фиг. 1. Транспортное средство типа скутер 1 имеет раму 2 кузова. Рама 2 корпуса состоит из: головной трубы 3 , расположенной спереди рамы 2 корпуса и проходящей в вертикальном направлении; нижнюю раму 4 , идущую вниз от головной трубы 3 ; пара боковых рам 5 , расположенных бок о бок, чтобы продолжаться вниз приблизительно от центра нижней рамки 4 , продолжаются в направлении назад, а затем проходят под наклоном вверх в направлении назад; и дугообразную изогнутую рамку 7 , прикрепленную к этим боковым рамам 5 боковой пластиной 6 .

Головная труба 3 имеет рулевой вал (не показан), прикрепленный с возможностью вращения к головной трубе 3 . Рулевой вал может иметь нижний конец, прикрепленный к передней вилке , 8, , и переднее колесо , 9, , подвижно поддерживается нижним концом передней вилки , 8, . Между тем, рулевой вал может иметь верхний конец, прикрепленный к стойке ручки 10, , а стойка ручки 10 имеет верхний конец, прикрепленный к стержню ручки 11 , посредством чего переднее колесо 9 может управляться во время работы рукоятки 11 .Кроме того, верхняя и нижняя стойки 12 и 13 прикреплены к головной трубе 3 с возможностью выдвижения вперед. Передняя корзина 14, прикреплена к соответствующим передним концам верхней и нижней опор 12 и 13 .

Топливный бак 15 расположен между парой боковых рам 5 в нижней части топливного бака 15 . Изогнутая рама 7, , расположенная за топливным баком , 15, в обратном направлении, имеет задний конец, к которому прикреплен передний конец силового агрегата , 16, , с возможностью поворота вверх и вниз.Кроме того, задний конец силового блока , 16, прикреплен к заднему концу одной из боковых рам 5, с блоком задней подушки 17 . Здесь топливный бак , 15, снабжен топливным насосом , 18, , который включает в себя датчик опрокидывания, и выполнен с возможностью приема топлива из заливного отверстия (крышки) 19 , расположенного в верхнем часть топливного бака 15 . Кроме того, силовой агрегат , 16, состоит из двигателя , 50, , трансмиссии , 90, , корпуса дроссельной заслонки , 21, , воздухоочистителя 22, , выхлопной трубы 23, , проходящей в направлении назад от двигатель 50 , а глушитель 24 соединен с задним концом выхлопной трубы 23 .К задней части силового агрегата 16 прикреплено заднее колесо 25 . Силовой агрегат 16 приводит в движение заднее колесо 25 . Таким образом, транспортное средство 1, типа скутер сконфигурировано для приема энергии для движения.

Багажный ящик 26 и поручень 20 прикреплены к задней части боковых рам 5 . Передняя часть багажного ящика 26 поддерживается передней боковой поперечной трубой 27 , прикрепленной к боковым рамам 5 и передней боковой пластиной 28 , тогда как задняя часть багажного ящика 26 поддерживается с помощью портальной рамы 29 прикреплены к боковым шпангоутам 5 .Кроме того, поручень 20, поддерживается задними стойками 30, , проходящими соответственно вверх от боковых рам 5 . Здесь шлемы 31 и 32 показаны размещенными в багажном ящике 26 . Кроме того, задний корпус 33 прикреплен к задней части поручня 20 .

Передняя верхняя часть самоката 1 закрыта передней крышкой 34 . Пара передних боковых крышек 35 , расположенных бок о бок, прикреплена к нижней стороне передней крышки 34 .Лампа указателя поворота (не показана) может быть прикреплена к каждой передней боковой крышке , 35, . Передняя внутренняя крышка 36 прикреплена к задней части передней крышки 34 . Стороны пола ступени 37 , на которые опираются ноги водителя и пассажира на заднем сиденье, закрыты боковыми крышками 35 и нижним покрытием 38 . Кроме того, сиденье , 39, прикреплено к верхней части багажного отсека , 26, , а крышка корпуса , 40, закрывает боковую и нижнюю часть сиденья , 39, .Кроме того, к верхней части передней крышки 34 прикреплена крышка стержня ручки , 42, для закрытия стержня ручки 11 , а головная лампа 43 прикреплена к крышке стержня ручки 42 . Переднее крыло 44 ​​ прикреплено таким образом, что оно закрывает верхнюю часть переднего колеса 9 , а заднее крыло 45 прикреплено таким образом, что оно закрывает верхнюю часть заднего колеса 25 .

Кстати, задний фонарь 46 расположен под поручнем 20 , а аккумулятор 41 находится между передней крышкой 34 и передней внутренней крышкой 36 .

Далее будет подробно описан блок питания , 16, с использованием фиг. 2 до 5 . Следует отметить, что в этом варианте осуществления стрелка F на фиг. 2 указывает вперед, и стрелка U на фиг. 3 точки в верхнем направлении. Двигатель , 50, , составляющий силовой агрегат , 16, , состоит из крышки головки цилиндров 51 , головки цилиндров 52 , блока цилиндров 53 и картера 54 .Поршень 56 расположен с возможностью скольжения вверх и вниз в камере цилиндра 55 a , причем камера цилиндра 55 a окружена гильзой цилиндра 55 , которая вставляется в цилиндр. блок цилиндров 53 . Поршень , 56, соединен с коленчатым валом , 58, шатуном , 57, и удерживается с возможностью вращения внутри картера , 54, . Через впускной и выпускной патрубок впускной канал , 60, и выпускной канал , 61, , соответственно, сообщаются с камерой сгорания 59 , которая состоит из блока цилиндров 53 (гильза цилиндра 55 ), цилиндра головка 52 , а поршень 56 .Грибовидный впускной клапан , 62, и грибовидный выпускной клапан , 63, , соответственно, подпружинены пружинами клапана 64 и 65 в направлении, при котором впускной и выпускной патрубки все время закрыты. Каждая из клапанных пружин , 64, и , 65, имеет один конец, который прикреплен к соответствующему клапану на валу клапана и поддерживается фиксатором, а другой конец поддерживается головкой цилиндра 52 .

Кроме того, кулачковый вал 66 соединен с возможностью вращения с головкой цилиндра 52 для открытия / закрытия впускного клапана 62 и выпускного клапана 63 .Цепь привода ГРМ , 69, намотана как на звездочку с кулачковым приводом , 67, , прикрепленную к кулачковому валу , 66, , так и на звездочку 68 с кулачковым приводом, прикрепленную к коленчатому валу 58 . Таким образом, кулачковый вал , 66, вращается в соответствии с вращением коленчатого вала , 58, , и кулачки , 70, и 71, , сформированные на кулачковом валу , 66, , прижимают впускной клапан 62 и выпускной клапан. 63 через рычаги шкафчика 72 и 73 , посредством чего вход и выход открываются / закрываются.Кроме того, впускной канал , 60, снабжен форсункой , 74, , которая преобразует топливо в мелкие частицы и распыляет их во впускной канал , 60, . Кроме того, к головке цилиндров 52 прикреплена свеча зажигания 75 .

Между прочим, натяжитель цепи кулачка 84 прикреплен к боковой стороне блока цилиндров 53 , натяжитель цепи кулачка 84 регулирует натяжение цепи привода ГРМ 69 для открытия / закрытия впускного клапана 62 и выпускной клапан 63 с кулачками 70 и 71 .

В двигателе 50 , составленном, как описано выше, смесь воздух / топливо, в которой воздух, очищенный воздухоочистителем 22 , и топливо, впрыскиваемое форсункой 74 , смешиваются, подается в камеру сгорания 59 из впускного отверстия 60 , сжатый поршнем 56 , воспламеняется свечой зажигания 75 , а затем сгорает. Таким образом, топливно-воздушная смесь преобразуется в энергию для вращения коленчатого вала 58 через поршень 56 .После этого образовавшийся выхлопной газ выпускается из выпускного отверстия , 61, наружу.

Коленчатый вал 58 состоит из правой половины коленчатого вала 58 a и левой половины коленчатого вала 58 b . Шатун 57 соединен с коленчатым валом 58 через шатун 76 , который предназначен для соединения половин коленчатого вала 58 a и 59 a вместе.Кроме того, картер 54 , в котором находится коленчатый вал 58 , состоит из правой половины корпуса 54 a и левой половины корпуса 54 b . Один конец коленчатого вала 58 (цапфа правой половины коленчатого вала 58 a ) поддерживается правой половиной картера 54 a с подшипником 77 , тогда как другой конец Коленчатый вал 58 (цапфа левой половины коленчатого вала 58 b ) опирается на левую половину картера 54 b с подшипником 78 .Кроме того, ACG 79 (генератор переменного тока) и охлаждающий вентилятор 85 расположены на вершине шейки правой половины коленчатого вала 58 a.

Левая сторона левой половины картера 54 b проходит в заднем направлении и составляет часть картера трансмиссии 80 , а трансмиссия 90 размещается в трансмиссионной камере 82 , которая окружен крышкой трансмиссии 81 , которая прикреплена к левой стороне левой половины корпуса 54 b .Трансмиссия , 90, состоит из ведущего шкива , 91, , встречного вала , 92, , ведомого шкива , 93, , муфты , 94, и приводного ремня (не показан). Ведущий шкив 91 прикреплен к концу шейки левой половины коленчатого вала 58 b , проходя внутрь трансмиссионной камеры 82 , и вращается вместе с левой половиной коленчатого вала 58 b . Контрвал , 92, расположен в задней части трансмиссионной камеры , 82, и проходит параллельно коленчатому валу , 58, и прикреплен с возможностью вращения к трансмиссии , 90, .Ведомый шкив , 93, прикреплен приблизительно к центру промежуточного вала , 92, , так что он может вращаться относительно промежуточного вала , 92, . Муфта , 94, прикреплена к левому концу промежуточного вала 92 и соединяет / отсоединяет ведомый шкив 93 от / от промежуточного вала 92 . Ремень передачи (не показан) может быть намотан как на ведущий шкив , 91, , так и на ведомый шкив , 93, , чтобы передавать вращение ведущего шкива , 91, на ведомый шкив , 93, .

Ведущий шкив 91 состоит из неподвижной половины шкива 91 a и подвижной половины шкива 91 b . Фиксированная половина шкива , 91, , и прикреплена к верхней части коленчатого вала , 58, , с возможностью вращения вместе с ним. Подвижная половина шкива 91 b может перемещаться относительно неподвижной половины шкива 91 a в осевом направлении коленчатого вала 58 и может вращаться вместе с коленчатым валом 58 .Ремень передачи можно удерживать между неподвижной половиной шкива 91 a и подвижной половиной шкива 91 b . Между тем, ведомый шкив 93 состоит из фиксированной половины шкива 93 a и подвижной половины шкива 93 b . Фиксированная половина шкива , 93, , , , прикреплена к промежуточному валу 92 с возможностью вращения вместе с ним. Подвижная половина шкива 93 b может перемещаться относительно неподвижной половины шкива 93 a в осевом направлении коленчатого вала 58 и относительно вращается вместе с контрвалом 92 .Ремень передачи можно удерживать между неподвижной половиной шкива 93 a и подвижной половиной шкива 93 b . Следовательно, при изменении ширины шкива ведущего шкива , 91, и ведомого шкива , 93, , радиус петли трансмиссионного ремня, намотанного на оба шкива , 91, и , 93, , может быть изменен для управления передаточным числом. непрерывно.

Вал заднего колеса 96 , к которому прикреплены холостой вал 95 и заднее колесо 25 , прикреплен с возможностью вращения к трансмиссии 90 параллельно с контрвалом 92 .Движущая сила вращающегося промежуточного вала , 92, передается на заднее колесо 25 через ряд шестерен, прикрепленных к ведомому валу 92 , холостому валу 95 и валу заднего колеса 96 . Таким образом, выходной сигнал двигателя , 50, передается на коленчатый вал , 58, , и частота вращения коленчатого вала , 58, изменяется в трансмиссии , 90, , после чего происходит передача на заднее колесо 25 .

Следует отметить, что активация блока питания 16 , описанного выше, генерирует тепло, поэтому отдельные части необходимо охлаждать. По этой причине головка цилиндров , 52, снабжена водяной рубашкой , 122, , внутри которой течет охлаждающая вода для охлаждения отдельных деталей. Множество охлаждающих ребер , 86, , выступающих наружу, предусмотрено на сторонах блока , 53, цилиндров для отвода тепла, генерируемого в блоке цилиндров , 53, , наружу.Кроме того, впускной канал , 83, для охлаждающего воздуха, проходящий вперед, предусмотрен в передней части картера трансмиссии 80 для впуска наружного воздуха в трансмиссионную камеру , 82, для охлаждения.

Далее будет описана система подачи вторичного воздуха , 100, , которая используется для транспортного средства 1 типа скутер, сконфигурированного, как описано выше. Система подачи вторичного воздуха , 100, направляет воздух к выпускному отверстию , 61, , чтобы снова воспламенить несгоревшие компоненты, оставшиеся в выхлопном газе из камеры сгорания 59 .Система подачи вторичного воздуха , 100, состоит из регулирующего клапана , 101, вторичного воздуха, ведущего клапана , 102, и первого и второго каналов подачи вторичного воздуха , 114, и , 115, для их соединения. Регулирующий клапан вторичного воздуха , 101, регулирует поток воздуха, подаваемого из воздухоочистителя 22 . Ведущий клапан , 102, предотвращает попадание отработанного газа обратно в регулирующий клапан вторичного воздуха , 101, и т.п. из выпускного отверстия , 61, и открывается для выпуска отработанного газа из-за отрицательного давления, создаваемого в выпускном отверстии . 61 .

Регулирующий клапан вторичного воздуха 101 имеет трубу всасывания вторичного воздуха 103 и трубу выпуска вторичного воздуха 104 . Путем открытия / закрытия соленоидного клапана, предусмотренного в основном корпусе , 105, , регулируется поток воздуха, который поступает из трубы всасывания вторичного воздуха , 103, и выходит из трубы для выпуска вторичного воздуха , 104, . Следует отметить, что электронные сигналы от блока управления двигателем (не показан) могут быть отправлены на электромагнитный клапан через кабель, подключенный к разъему , 106, , посредством чего электромагнитный клапан управляется.Регулирующий клапан вторичного воздуха 101 прикреплен к верхней стороне блока цилиндров 53 с помощью кронштейна 117 , прикрепленного к основному корпусу 105 , так что регулирующий клапан вторичного воздуха 101 может быть расположен над блок цилиндров 53 . Кроме того, регулирующий клапан вторичного воздуха 101 примыкает к натяжителю цепи распредвала , 84, .

Как показано на фиг. 6, часть корпуса клапана , 107, , которая выступает наружу, сформирована на боковой части крышки головки блока цилиндров , 51, , а камера корпуса клапана , 108, сформирована так, чтобы быть окруженной частью корпуса клапана. 107 .Верхний путь , 118, , и , образованный в крышке головки цилиндров 51, , может сообщаться с нижней частью камеры 108 корпуса клапана. Между тем, нижний канал , 118, , b, , сформирован в головке цилиндров 52 для связи с выпускным отверстием 61 и включает в себя колпачок , 118, , , . Когда крышка головки цилиндров 51 прикреплена к головке цилиндров 52 , верхний путь 118 a может сообщаться с нижним путем 118 b и, таким образом, образуется путь, через который подается вторичный воздух. подводится к выпускному отверстию 61 .

Ведущий клапан 102 прикреплен к верхней части камеры корпуса клапана 108 . На этом этапе вывод ведущего клапана , 102, также может быть расположен на стороне камеры 108 корпуса клапана. Затем крышка , 109, ведущего клапана прикрепляется к стороне корпуса клапана 107 и стороне ведущего клапана 102 . Крышка ведущего клапана , 109, имеет внутреннее пространство , 110, , задняя сторона которого открывается, а труба для всасывания воздуха 111 сформирована так, чтобы проходить по существу параллельно ведущему клапану , 102, и сообщаться с внутренним пространством. 110 .Обратите внимание, что крышка ведущего клапана 109 прикреплена болтами к крышке головки цилиндров 51 на частях крепления 112 и 112 , сформированных на крышке ведущего клапана 109 .

Трубка для подачи вторичного воздуха 113 для выпуска воздуха, очищенного очистителем 22 , сформирована на передней части воздушного фильтра 22 . Трубка подачи вторичного воздуха , 113, и всасывающая труба вторичного воздуха , 103, регулирующего клапана вторичного воздуха , 101, соединены друг с другом с первым каналом подачи вторичного воздуха , 114, .Кроме того, выпускная труба вторичного воздуха , 104, регулирующего клапана вторичного воздуха , 101, и воздухозаборная труба , 111, , сформированная на крышке ведущего клапана , 109, , соединены друг с другом со вторым каналом для подачи вторичного воздуха . 115 .

В двигателе 50 , сконфигурированном, как описано выше, воздух, который был очищен воздухоочистителем 22 , проходит через первый канал подачи вторичного воздуха 114 , регулирующий клапан вторичного воздуха , 101, и второй вторичный воздух. приточный канал 115 , вводится во внутреннее пространство 110 крышки ведущего клапана 109 из воздухозаборной трубы 111 , входит в камеру корпуса клапана 108 путем нажатия на вывод ведущего клапана 102 , и подается в выпускной канал 61 после прохождения через верхний канал 118 a и нижний канал 118 b .Обратите внимание, что блок управления двигателем может управлять открытием / закрытием клапана управления вторичным воздухом , 101, в соответствии с конкретным состоянием транспортного средства типа скутер 1 , таким как скорость транспортного средства, скорость вращения двигателя , положение дроссельной заслонки и т.п. Кроме того, ведущий клапан , 102, прикреплен к камере , 108, корпуса клапана, так что его вывод может быть расположен внутри камеры 108 корпуса клапана. Соответственно, даже если давление внутри выпускного отверстия , 61, увеличивается, например, когда поданный вторичный воздух вызывает повторное сгорание несгоревших компонентов, присутствующих в выпускном отверстии , 61, , образовавшийся выхлопной газ не течет обратно в регулятор вторичного воздуха. клапан 101 и им подобные.

Как видно из ФИГ. 3, воздухоочиститель 22 , труба подачи вторичного воздуха 113 , регулирующий клапан вторичного воздуха 101 и ведущий клапан 102 расположены таким образом, что они находятся по существу на одной прямой линии, если смотреть со стороны сторона. По этой причине легко уменьшить длину первого и второго каналов подачи вторичного воздуха , 114, и , 115, (в дальнейшем совместно именуемые «каналы подачи вторичного воздуха»), которые соединяют эти элементы вместе и, следовательно, Систему подачи вторичного воздуха 100 можно сделать компактной и легкой, а также снизить стоимость производства.Кроме того, как видно из фиг. 2, воздухоочиститель 22 , труба подачи вторичного воздуха 113 , регулирующий клапан вторичного воздуха 101 и ведущий клапан 102 расположены на одной стороне (левой) двигателя 50 вдоль цилиндра. оси, так что они по существу находятся на одной прямой, даже если смотреть сверху. При таком расположении присоединение каналов подачи вторичного воздуха , 114, и , 115, может выполняться с одной стороны двигателя , 50, , что упрощает операции соединения.Следует отметить, что можно уменьшить длину каналов подачи вторичного воздуха , 114, и , 115, и тем самым облегчить операции соединения, расположив их на прямой линии, проходящей через воздухоочиститель 22 , вторичный воздушный регулирующий клапан 101 и ведущий клапан 102 .

Как видно из ФИГ. 3, поскольку регулирующий клапан вторичного воздуха , 101, расположен над впускным каналом охлаждающего воздуха , 83, , который позволяет внешнему воздуху входить в картер трансмиссии , 80, , регулирующий клапан вторичного воздуха , 101, также может подвергаться воздействию наружный воздух (охлаждающий воздух).Таким образом, можно поддерживать регулирующий клапан вторичного воздуха , 101, при соответствующей температуре. Кроме того, поскольку регулирующий клапан вторичного воздуха 101 прикреплен к боковой стороне блока цилиндров 53 с помощью кронштейна 117 и по бокам находится натяжитель цепи распредвала 84 , тепло от двигателя 50 может быть блокируется натяжителем цепи кулачка , 84, и, следовательно, можно поддерживать регулирующий клапан вторичного воздуха , 101, при более подходящей температуре.

Обратите внимание, что если картер , 54, имеет конструкцию, которая может быть разделена на правую и левую части в направлении, в котором проходит коленчатый вал , 58, , как показано в этом варианте осуществления, крепление клапана управления вторичным воздухом 101 к картеру 54 становится затруднительно. Однако, поскольку регулирующий клапан вторичного воздуха 101 прикреплен к блоку цилиндров 53 с помощью кронштейна 117 , как описано выше, регулирующий клапан вторичного воздуха 101 может быть легко прикреплен к картеру 54 .

Между прочим, датчик 116 O 2 и датчик 119 температуры воды прикреплены к двигателю 50 , показанному в этом варианте осуществления. Датчик 116 O 2 определяет концентрацию кислорода в выхлопном газе в выхлопном отверстии 61 . Датчик температуры воды , 119, измеряет температуру охлаждающей воды, присутствующей в сливной трубе для охлаждающей воды , 121 , для слива охлаждающей воды, которая использовалась для охлаждения головки цилиндров 52 , из водяной рубашки 122 , и измеряет температуру охлаждающей воды, присутствующей в водяной рубашке , 122, .Как показано на фиг. 5, направление, в котором эти датчики , 116, и , 119, , прикреплены к двигателю , 50, , и направление, в котором проходит труба для слива охлаждающей воды , 121, , по существу одинаковы и по существу параллельны друг другу, когда вид сверху. По этой причине прикрепление этих датчиков , 116, и , 119, к двигателю , 50, и присоединение трубы для слива охлаждающей воды , 121, , к каналу для слива охлаждающей воды (не показан) с одной стороны двигателя, что упрощает операции навесного оборудования.

Система забора воздуха: принцип работы

Каждый двигатель внутреннего сгорания, от крошечных двигателей для скутеров до колоссальных корабельных двигателей, требует для работы двух основных вещей — кислорода и топлива — но просто выбросить кислород и топливо в контейнер — еще не сделать двигатель. Трубки и клапаны направляют кислород и топливо в цилиндр, где поршень сжимает смесь для воспламенения. Взрывная сила толкает поршень вниз, заставляя коленчатый вал вращаться, давая пользователю механическое усилие для перемещения транспортного средства, запуска генераторов и перекачки воды, и это лишь некоторые из функций автомобильного двигателя.

Система впуска воздуха имеет решающее значение для работы двигателя, поскольку она собирает воздух и направляет его в отдельные цилиндры, но это еще не все. Следуя за типичной молекулой кислорода через систему впуска воздуха, мы можем узнать, что делает каждая часть, чтобы ваш двигатель работал эффективно. (В зависимости от автомобиля эти детали могут быть в разном порядке.)

Трубка забора холодного воздуха обычно расположена там, где она может забирать воздух из-за пределов моторного отсека, например, на крыле, решетке или ковше капота.Трубка забора холодного воздуха отмечает начало прохождения воздуха через систему забора воздуха, единственное отверстие, через которое воздух может поступать. Воздух из-за пределов моторного отсека обычно имеет более низкую температуру и более плотный, следовательно, более богатый кислородом, который лучше для сгорания, выходной мощности и эффективности двигателя.

Воздушный фильтр двигателя

Затем воздух проходит через воздушный фильтр двигателя, обычно расположенный в «воздушной коробке». Чистый «воздух» представляет собой смесь газов: 78% азота, 21% кислорода и следовых количеств других газов.В зависимости от местоположения и сезона воздух также может содержать многочисленные загрязнители, такие как сажа, пыльца, пыль, грязь, листья и насекомые. Некоторые из этих загрязнителей могут быть абразивными, вызывая чрезмерный износ деталей двигателя, в то время как другие могут засорить систему.

Экран обычно задерживает наиболее крупные частицы, такие как насекомые и листья, а воздушный фильтр задерживает более мелкие частицы, такие как пыль, грязь и пыльца. Типичный воздушный фильтр улавливает от 80% до 90% частиц размером до 5 мкм (5 мкм — это размер эритроцита).Воздушные фильтры премиум-класса улавливают от 90% до 95% частиц размером до 1 мкм (размер некоторых бактерий может составлять около 1 мкм).

Расходомер воздуха

Чтобы правильно измерить, сколько топлива нужно впрыснуть в любой момент, модуль управления двигателем (ECM) должен знать, сколько воздуха поступает в систему впуска воздуха. В большинстве автомобилей для этой цели используется массовый расходомер воздуха (MAF), в то время как в других используется датчик абсолютного давления в коллекторе (MAP), обычно расположенный на впускном коллекторе. Некоторые двигатели, например двигатели с турбонаддувом, могут использовать оба.

На автомобилях, оборудованных MAF, воздух проходит через экран и лопатки, чтобы «выпрямить» его. Небольшая часть этого воздуха проходит через сенсорную часть MAF, которая содержит термоэлектрическую проволоку или устройство для измерения горячей пленки. Электричество нагревает провод или пленку, что приводит к уменьшению тока, в то время как поток воздуха охлаждает провод или пленку, что приводит к увеличению тока. Контроллер ЭСУД коррелирует результирующий текущий расход с воздушной массой, что является критическим расчетом в системах впрыска топлива. Большинство систем впуска воздуха включают датчик температуры воздуха на впуске (IAT) где-то рядом с MAF, иногда как часть того же блока.

Воздухозаборная трубка

После измерения воздух продолжает поступать через воздухозаборную трубку к корпусу дроссельной заслонки. Попутно могут быть резонаторные камеры, «пустые» баллоны, предназначенные для поглощения и гашения вибраций в воздушном потоке, сглаживая поток воздуха на его пути к корпусу дроссельной заслонки. Также стоит отметить, что, особенно после MAF, в системе впуска воздуха не может быть утечек. Попадание неизмеренного воздуха в систему приведет к искажению соотношения воздух-топливо. Как минимум, это может привести к тому, что контроллер ЭСУД обнаружит неисправность, установит диагностические коды неисправностей (DTC) и контрольную лампу двигателя (CEL).В худшем случае двигатель может не запуститься или будет плохо работать.

Турбокомпрессор и интеркулер

На автомобилях, оснащенных турбонагнетателем, воздух затем проходит через впускное отверстие турбонагнетателя. Выхлопные газы раскручивают турбину в корпусе турбины, вращая колесо компрессора в корпусе компрессора. Поступающий воздух сжимается, увеличивая его плотность и содержание кислорода — большее количество кислорода может сжигать больше топлива для большей мощности от меньших двигателей.

Поскольку сжатие увеличивает температуру всасываемого воздуха, сжатый воздух проходит через промежуточный охладитель, чтобы снизить температуру и снизить вероятность пинга, детонации и преждевременного зажигания двигателя.

Корпус дроссельной заслонки

Корпус дроссельной заслонки соединен электронно или кабелем с педалью акселератора и системой круиз-контроля, если таковая имеется. Когда вы нажимаете педаль акселератора, дроссельная заслонка или «дроссельная заслонка» открывается, позволяя большему количеству воздуха поступать в двигатель, что приводит к увеличению мощности и скорости двигателя. При включенном круиз-контроле отдельный кабель или электрический сигнал используется для управления дроссельной заслонкой, поддерживая желаемую водителем скорость автомобиля.

Регулятор холостого хода

На холостом ходу, например, сидя у стоп-сигнала или при движении накатом, небольшое количество воздуха все еще должно поступать к двигателю, чтобы он продолжал работать. В некоторых новых автомобилях с электронным управлением дроссельной заслонкой (ETC) частота вращения двигателя на холостом ходу регулируется с помощью минутных регулировок дроссельной заслонки. На большинстве других автомобилей отдельный клапан регулировки холостого хода (IAC) управляет небольшим количеством воздуха для поддержания холостого хода двигателя. IAC может быть частью корпуса дроссельной заслонки или соединен с впуском через впускной шланг меньшего размера, от основного впускного шланга.

Впускной Коллектор

После того, как всасываемый воздух проходит через корпус дроссельной заслонки, он попадает во впускной коллектор, серию трубок, по которым воздух поступает к впускным клапанам каждого цилиндра. Простые впускные коллекторы перемещают всасываемый воздух по кратчайшему маршруту, в то время как более сложные версии могут направлять воздух по более окольному маршруту или даже по нескольким маршрутам, в зависимости от оборотов двигателя и нагрузки. Такой способ управления воздушным потоком может повысить мощность или эффективность, в зависимости от потребности.

Впускные клапаны

Наконец, непосредственно перед тем, как попасть в цилиндр, всасываемый воздух регулируется впускными клапанами. На такте впуска, обычно от 10 ° до 20 ° до ВМТ (перед верхней мертвой точкой), впускной клапан открывается, позволяя цилиндру втягивать воздух при опускании поршня. Через несколько градусов ABDC (после нижней мертвой точки) впускной клапан закрывается, позволяя поршню сжимать воздух, когда он возвращается в ВМТ.

Как видите, система забора воздуха немного сложнее простой трубки, идущей к корпусу дроссельной заслонки.Из-за пределов автомобиля к впускным клапанам всасываемый воздух движется извилистым путем, чтобы подавать чистый и измеренный воздух в цилиндры. Знание функции каждой части системы впуска воздуха также может облегчить диагностику и ремонт.

Воздушный поток

— Секрет создания мощности

Основы создания мощности просты. Все начинается с обдува, но на этом не заканчивается.

Четыре цикла двигателя Отто: цикл впуска, сжатия, мощности и выхлопа.Эти четыре цикла происходят за два оборота коленчатого вала. Каждый цикл часто называют «ходом» поршня.

Предположим, у вас есть бензиновый четырехтактный двигатель объемом 300 кубических дюймов. Большинство из вас знает, как работает двигатель, но, как простой обзор, четырехтактный двигатель имеет такт впуска для втягивания топливовоздушной смеси в цилиндр, когда поршень движется вниз по отверстию цилиндра, за которым следует такт сжатия во время после движения поршня вверх. Эти первые два хода происходят за один оборот коленчатого вала (см. Рис.1). При следующем обороте коленчатого вала происходит рабочий такт, поскольку топливно-воздушная смесь сгорает, толкая поршень вниз. Следующее движение поршня вверх — это ход выпуска. Два оборота коленчатого вала, четыре различных цикла — это основной поршневой двигатель с циклом Отто.

По самой своей конструкции это означает, что наш двигатель объемом 300 кубических дюймов потребляет 300 кубических дюймов воздуха каждые два оборота коленчатого вала. А теперь самое интересное. Он делает это независимо от того, открыт или закрыт дроссель.Но подождите, скажете вы. Когда дроссельная заслонка открыта, двигатель забирает больше воздуха. И хотя правда, что при открытии дроссельной заслонки в двигатель втекает больше воздуха с массой , размер или рабочий объем двигателя никогда не меняются, единственная реальная разница заключается в плотности воздуха, заполняющего это смещение.

Когда дроссельная заслонка закрыта, в двигатель поступает очень мало массы воздуха, поэтому небольшое количество воздуха должно расшириться, чтобы заполнить наши 300 кубических дюймов. Таким образом, воздух будет очень низкой плотности.Когда дроссельная заслонка открывается, в двигатель может поступать больше массы воздуха, и плотность увеличивается. Это часто называют «плотностью заряда».

Давайте подумаем о плотности заряда как о количестве кислорода, необходимом для сгорания топлива. Чем больше кислорода (воздуха) поступает в двигатель, тем больше топлива можно сжечь и тем большую мощность может обеспечить двигатель. Другими словами, предполагая, что вы смешиваете правильное количество топлива с воздухом, мощность, которую может выдать двигатель, зависит от расхода воздуха.Для нормальной крейсерской работы бензиновый двигатель работает с соотношением воздух-топливо около 14,7: л, поэтому для смешивания с каждым фунтом топлива потребуется примерно 14,7 фунта воздуха. Для достижения максимальной мощности это соотношение упадет примерно до 12,5: л.

Помимо положения дроссельной заслонки, на воздушный поток влияют многие вещи, например, ограничения во впускном или выпускном трактах (которые сами по себе могут стать дросселями) или конструкция распределительного вала для управления открыванием и закрытием клапанов (см. Ниже).

Количество мощности, которое может производить двигатель, напрямую связано со свободным потоком входящего воздуха и выходящего выхлопа через все каналы двигателя. Даже когда дроссельная заслонка широко открыта, ограничения либо во впускном, либо в выпускном каналах фактически становятся дросселями для возможности воздушного потока двигателя.

Даже температура входящего воздуха влияет на его плотность (см. «Холодный воздух равной мощности» в другом месте на этом сайте). Но, прежде всего, самым большим фактором является давление воздуха, которое может поступать в двигатель на его такте впуска.Для двигателя без наддува это просто атмосферное давление, или около 14,7 фунтов на квадратный дюйм, измеренное на уровне моря (см. Ниже).

В двигателе без наддува единственным доступным давлением для нагнетания воздуха в двигатель является нормальное атмосферное давление. И, конечно же, выхлоп должен выходить против того же атмосферного давления.

Если мы используем какой-то компрессор для повышения давления выше атмосферного, это называется «наддувом» двигателя. Если этот компрессор приводится в действие механической связью с двигателем, такой как ременная передача или зубчатая передача, компрессор просто называют нагнетателем.Однако, если компрессор приводится в действие турбиной, размещенной в выхлопной системе двигателя, такая комбинация турбины и компрессора называется турбонагнетателем (см. Ниже).

Сгорание выхлопной турбины, соединенной с компрессором на стороне впуска двигателя, называется турбонагнетателем.

Наддув и турбонаддув — очень эффективные способы увеличения выходной мощности двигателя. Удвоение плотности заряда двигателя более чем вдвое увеличивает его выходную мощность при условии сохранения оптимального соотношения воздух / топливо.Почему выходная мощность увеличивается более чем вдвое? Ответ заключается в том, что паразитные потери двигателя, такие как трение и приводы насоса, остаются относительно постоянными, как и относительные тепловые потери в окружающий воздух и охлаждающую жидкость, поэтому дополнительная мощность, обеспечиваемая повышенной плотностью заряда, почти полностью доступна для выполнения работы.

Возвращаясь к нашему начальному описанию четырехтактного двигателя, следует отметить, что только один из четырех циклов производит мощность. Остальные три цикла потребляют мощность.Все, что увеличивает давление всасывания двигателя, снижает насосные потери этого двигателя на такте впуска (см. Ниже).

Турбина в потоке выхлопных газов двигателя использует тепловую энергию потока и выхлопных газов для выработки энергии для привода компрессора турбонагнетателя. Чем больше тепловой энергии и потока, тем быстрее будет работать компрессор.

Но «бесплатного обеда» нет. Требуется мощность для привода компрессора, который создает это повышенное давление на впуске. В нагнетателе эта мощность поступает непосредственно от коленчатого вала двигателя.В случае турбонагнетателя турбина создает ограничение в выхлопном тракте, тем самым создавая противодавление выхлопных газов между цилиндром и турбиной, увеличивая насосные потери в выхлопном цикле.

Что еще более важно, если противодавление выхлопных газов поднимается выше, чем давление всасывания, создаваемое компрессором, некоторые выхлопные газы останутся в цилиндре после такта выхлопа, чтобы разбавить и уменьшить поступающий воздух / топливо, а в худшем случае выхлоп газы будут фактически течь обратно в систему впуска во время периода «перекрытия», свойственного большинству конструкций распределительных валов, где впускной и выпускной клапаны открыты одновременно (см. рис.6). В последнем случае такой обратный поток очень вреден, поскольку он повышает температуру поступающего воздушного / топливного заряда и способствует разрушительной детонации.

Детонация — это неконтролируемое сгорание топливовоздушной смеси, в результате которого в цилиндре возникает избыточное давление и температура. Детонация быстро сломает, сожжет или расплавит внутренние детали двигателя. Каждое топливо имеет пределы детонации, связанные с давлением и температурой, при которых топливо самовоспламеняется и горит неконтролируемо. Таким образом, максимальная мощность, которую может произвести любой двигатель с искровым зажиганием, ограничивается сопротивлением детонации топлива, которое выражается октановым числом топлива.Следовательно, возможность контролировать давление всасывания и температуру поступающего воздуха / топлива имеет решающее значение для создания надежных двигателей с наддувом (или двигателей с турбонаддувом). А в случае двигателей с турбонаддувом, турбина и компрессор должны иметь размер и согласовываться, чтобы гарантировать, что давление выхлопных газов между турбиной и цилиндром, которое называется «давлением на входе турбины», не превышает давления в системе впуска, которое обычно составляет называется «форсаж» (см. рис.7). Фактически, оптимизация давления наддува над давлением на входе турбины редко обсуждается, но это один из ключевых элементов успешного и надежного применения с турбонаддувом, особенно в гонках.

Большое внимание часто уделяется реакции дроссельной заслонки двигателей с турбонаддувом, которая относится ко времени между нажатием дроссельной заслонки и реакцией двигателя. Часто небольшие турбины с высокой чувствительностью сочетаются с более крупными компрессорами, чтобы ускорить реакцию дроссельной заслонки, но такие маленькие турбины быстро становятся ограничителями в выхлопной системе и создают избыточное давление на входе турбины, создавая состояние обратного потока, обычно называемое «дроссель турбины». Некоторые такие системы полагаются на современные сложные датчики детонации для замедления момента зажигания и обогащения топливно-воздушной смеси для подавления детонации в неблагоприятных условиях, но когда это делается, выходная мощность значительно снижается, а экономия топлива страдает до такой степени, что двигатель может на самом деле вырабатывает меньше мощности, чем если бы он был нагружен до более низкого уровня наддува, чтобы не допустить детонации.Правильно спроектированная система турбонагнетателя полагается только на датчики детонации в качестве средства защиты от случайного некачественного топлива или кратковременного перегрузки при нормальной работе.

В двигателе с турбонаддувом, когда противодавление выхлопных газов между турбиной и цилиндром поднимается выше давления «наддува» на стороне впуска, выхлопные газы могут течь обратно в цилиндр и впускной канал в течение периода перекрытия между циклами выпуска и впуска. Это разбавляет и нагревает поступающее топливо и воздух и может способствовать неконтролируемому сгоранию в цилиндре.
В правильно спроектированной системе турбонагнетателя давление наддува превышает давление выхлопных газов, что способствует вытеснению выхлопных газов, охлаждению клапанов и более полному заполнению цилиндра свежим топливом и воздухом.

Как упоминалось выше, контроль пикового давления в индукционной системе и температуры индукции является ключом к предотвращению детонации. Давайте сначала посмотрим на проблему с температурой. Когда воздух сжимается, он нагревается. А поскольку тепло является нежелательным, поскольку способствует детонации, охлаждение сжатого воздуха желательно, даже если такое охлаждение снизит давление на входе.С другой стороны, охлаждение также увеличивает плотность заряда входящего воздуха. Устройство, используемое для охлаждения индукционного заряда, правильно называется «охладителем наддувочного воздуха», хотя многие люди называют его промежуточным охладителем. Охладители наддувочного воздуха представляют собой теплообменники, в которых может использоваться конфигурация воздух-воздух, или они могут быть теплообменниками типа воздух-жидкость. Оба они эффективны, хотя для охлаждения жидкости требуется еще один теплообменник жидкость-воздух. Следовательно, процесс преобразования воздуха в жидкость по своей природе менее эффективен, чем концепция воздух-воздух.Как показывает опыт, снижение температуры наддувочного воздуха на каждые 10 градусов по Фаренгейту приводит к увеличению плотности заряда на 1%, что соответствует увеличению выходной мощности примерно на 1%. Таким образом, охлаждение наддувочного воздуха помогает предотвратить детонацию и увеличивает выходную мощность.

Регулировать пиковое давление в системе индукции можно тремя способами. Первый способ — установка механизма сброса давления в индукционной системе. Такое устройство часто называют «выталкивающим» или «продувочным» клапаном, который просто открывается на заданном уровне.Второй метод заключается в использовании устройства, отводящего поток выхлопных газов в турбину. Такое устройство называется «перепускной клапан» (см. «Как работает турбо-сбросной клапан» в другом месте на этом сайте). Как и в случае с выдвижным клапаном, перепускная заслонка должна открываться с заданным уровнем наддува. Третий способ — правильно подобрать размеры турбины и компрессора в зависимости от области применения и друг друга. Когда это сделано правильно, что называется «плавающим совпадением», внутренние ограничения потока сохраняют все в равновесии.

Все вышеперечисленное представляет собой упрощенный обзор науки о двигателях применительно к бензиновым двигателям.Применение дизельных двигателей во многом схоже, хотя у дизелей нет воздушного дросселя для изменения плотности заряда. Вместо этого дизельные двигатели дросселируются за счет точного регулирования количества топлива, впрыскиваемого в цилиндры. Другими словами, они регулируются за счет изменения соотношения воздух-топливо. Обычно этот диапазон составляет от 50: л (на холостом ходу) до примерно 22: л при полной мощности. Превышение 22: l приводит к чрезмерной температуре, образованию сажи, дыма и снижению расхода топлива. Наддув и турбонаддув действительно увеличивают плотность заряда и общую выходную мощность для дизелей, как и для бензиновых двигателей, и для предотвращения детонации применяются те же регуляторы температуры и давления.

Основы создания мощности просты. Все начинается с обдува, но на этом не заканчивается. Это только начало. Затем необходимо правильно дозировать топливо, чтобы оно соответствовало расходу воздуха. И, наконец, необходимо ввести точные средства управления для оптимизации связанных систем, таких как зажигание (для бензиновых двигателей), наддув турбокомпрессора и т. Д. Если все сделано правильно как система, не только увеличивается мощность, но и улучшаются управляемость, надежность и экономия. также усилен. При неправильном выполнении результаты могут быть разрушительными для двигателя, выходя за пределы установленных заводом-изготовителем безопасных рабочих пределов.В Banks Power мы эксперты, которые делают это правильно.

Какие бы продукты для повышения мощности вы ни рассматривали, используйте представленную здесь науку о двигателях, чтобы оценить, как эти продукты влияют на основы работы двигателя и как они достигают своей выгоды. Тогда вы сможете принять осознанное решение о покупке.

(PDF) Исследование потока в системе воздухозаборника для одноцилиндрового двигателя картинга

S. A. Sulaiman et al. / Международный журнал автомобилестроения и машиностроения 1 (2010) 91-104

92

турбулентность не может быть гарантирована, и это, следовательно, повлияет на ее способность переносить

капель топлива, а также улучшать испарение и смешивание воздух-топливо ( Winterbone и

Pearson, 1999).Чтобы минимизировать сопротивление потоку, коллектор не должен иметь резких изгибов

, а внутренняя поверхность стены должна быть гладкой. Кроме того, импеданс коллектора

является функцией частоты импульсов, входящих в него (Fontana et al.,

2003), и, таким образом, можно настроить коллекторы двигателя для получения конкретной характеристики выходной мощности

как функция скорости.

Изучение влияния геометрии впускного коллектора ранее проводилось

с использованием различных конструкций, без изменения технических характеристик двигателя, при полностью открытой дроссельной заслонке

(Winterbone and Pearson, 1999).Используемый впускной коллектор имел модульную конструкцию

, чтобы можно было изменять длину первичного трубопровода, объем камеры и вторичного трубопровода

. Сообщалось, что объем камеры

может иметь сильное влияние на управление на холостом ходу, что может быть полезным, хотя

снижает производительность двигателя. Движение жидкости в камеру сгорания важно для ускорения испарения топлива, улучшения смешивания воздуха с топливом и увеличения скорости сгорания и эффективности

(Srinivasan, 2001).Из-за задействованных высоких скоростей

воздушный поток в системе двигателя является турбулентным, что приводит к увеличению термодинамической скорости передачи тепла в двигателе

на величину порядка

. По мере увеличения частоты вращения двигателя скорость потока увеличивается, и, следовательно,

увеличивает интенсивность завихрения, сжатия и турбулентности (McLandress et al., 1996). Это

увеличивает скорость испарения топлива в реальном времени, смешивание паров топлива и воздуха и

горения.Высокая турбулентность около верхней мертвой точки при возгорании очень желательна для горения, поскольку она распадается и распространяет фронт пламени во много раз быстрее.

Целью данной работы является исследование расходных характеристик воздуха

, протекающего в различных конструкциях воздухозаборника, используемого в одноцилиндровом двигателе Go-Kart

. Исследование проводится экспериментально, а также с использованием программного обеспечения для моделирования динамики (CFD) Fluent.Изучается влияние различной геометрии или конфигурации воздухозаборника

. Эксперименты, которые проводятся с использованием коммерческого стенда

, также используются для проверки результатов моделирования CFD. Представляющими интерес параметрами

являются расход и коэффициент расхода воздуха, поступающего в камеру сгорания

.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Впускной коллектор предназначен для обслуживания одноцилиндрового 4-тактного двигателя с искровым зажиганием

неизвестного производителя.Объем двигателя составлял 199 см3, диаметр цилиндра

и ход поршня 70 мм и 51,8 мм соответственно. На цилиндр

было всего два клапана; каждый для впуска и выпуска воздуха. Диаметр впускного клапана 32 мм.

Задача производителя состоит в том, чтобы получить максимальную скорость потока воздуха, поступающего

через одно отверстие клапана. В данной работе использовалась только ГБЦ

двигателя.

Стендовое оборудование SuperFlow SF-1020 использовалось для измерения характеристик

воздуха, поступающего во впускной коллектор и камеру сгорания.Некоторые из экспериментальных результатов

с использованием стенда потока также могут быть использованы для проверки результатов моделирования

CFD. Стенд состоял из системы воздуховодов с разомкнутым контуром, на выходе из которой

имел воздушный насос для создания потока воздуха. Давление в системе воздуховодов

можно было изменять, изменяя скорость воздушного насоса. Установка оборудования стенда

показана на рисунке 1. Головка блока цилиндров двигателя с полным узлом клапанов

была прикреплена к акриловой камере, которая напоминала

факторов двигателя, влияющих на скорость воздушного цилиндра

Этот предмет будет Рассмотрены в двух частях: (1) те факторы, которые необходимо учитывать при первом проектировании системы и выборе диаметра цилиндра, и (2) изменения, которые могут быть внесены в существующую систему для увеличения скорости цилиндра.

Очень сложно рассчитать и спрогнозировать скорость воздушного цилиндра; слишком много переменных, влияющих на скорость, по которым сложно собрать точные данные. Мы должны в основном полагаться на передовые методы проектирования и использовать прошлый опыт. Лучше, чтобы скорость цилиндра была слишком высокой для начала, потому что ее всегда можно уменьшить с помощью клапана управления скоростью, но если она слишком медленная вначале, будет труднее увеличить ее скорость позже.

Факторы, которые необходимо учитывать при первоначальном дизайне

  1. Давление приточного воздуха. Важно знать доступный для машины уровень давления. Если давление воздуха может колебаться в течение дня, регулятор давления в системе, конечно, не может быть установлен выше этого значения, и этот низкий уровень следует принимать в качестве расчетного уровня давления для определения размера площади поршня цилиндра. Расчетное давление должно быть значительно выше, чем давление, необходимое для перемещения груза (с выбранным цилиндром), потому что значительная его часть будет потеряна через сопротивление потоку в трубопроводе и клапане, как только цилиндр начнет двигаться.На рисунке 1 показаны важные точки контура, в которых может произойти потеря давления.
  2. Размер трубопровода и клапана. Любое сопротивление потоку в трубопроводах и клапанах снижает скорость цилиндра. Для высокой скорости это сопротивление должно быть минимальным.
  3. Эмпирическое правило гласит, что для умеренной скорости цилиндра проходное сечение через трубопроводы и клапаны должно быть по крайней мере равным проходному сечению через порты цилиндра; возможно, размер трубы больше, если требуется очень высокая скорость.Обычно для цилиндров с внутренним диаметром до 3 дюймов включительно для нормальной скорости цилиндра достаточно клапана размером 1/4 или 3/8 дюйма.
  4. Конечно, если два цилиндра работают от одного клапана, размер трубопроводов и клапана должен быть увеличен в два раза по сравнению с внутренней площадью, которая использовалась бы для работы одного цилиндра.
  5. г. Площадь поршня цилиндра. Выбранный цилиндр должен иметь достаточную площадь поршня, чтобы выдерживать нагрузку при давлении, существенно меньшем, чем максимальное давление в трубопроводе.Правила увеличения площади поршня приведены ниже.

Типовая система сжатого воздуха

Рисунок 1. Показан путь прохождения воздуха через цилиндр и его 4-ходовой клапан. Точки 1, 2 и 3 показывают, где теряется давление. Эти потери происходят только при движении воздуха, и чем больше поток воздуха, тем выше потери давления. Величина потери потока в контуре в значительной степени определяет максимальную скорость, с которой может двигаться поршень цилиндра.

Расчетное давление для воздушной системы можно принять как манометрическое давление на входе 4-ходового клапана, которое представляет собой давление, на которое установлен регулятор давления в системе, 120 фунтов на квадратный дюйм на этом рисунке.Манометры, установленные в соответствующих точках на пути потока, показывают потери давления, возникающие в контуре при движении цилиндра.

Поскольку площадь поршня цилиндра с внутренним диаметром 4 дюйма составляет 12,57 кв. Дюйма, потребуется 80 фунтов на квадратный дюйм, чтобы точно сбалансировать сопротивление нагрузке в 1000 фунтов (12,57 × 80 фунтов на квадратный дюйм = 1000 фунтов). Для перемещения потребуется дополнительное давление Эти 80 фунтов на квадратный дюйм должны быть перепадом давления на портах цилиндра, а не показаниями манометра на порте глухого конца. На этом рисунке перепад давления показан как 100 фунтов на квадратный дюйм на порте глухого конца минус 20 фунтов на квадратный дюйм на порте конца штока.

Для движения поршня цилиндра в системе должен циркулировать воздух, а протекающий воздух вызывает потери давления. Цилиндр после запуска разгоняется до скорости, при которой сумма всех потерь потока плюс давление 80 фунтов на квадратный дюйм, необходимое для балансировки нагрузки, равняется входному давлению 120 фунтов на квадратный дюйм. Он не может двигаться быстрее, потому что более высокий поток воздуха приведет к потерям потока, превышающим доступное давление на входе. Чтобы увеличить скорость цилиндра, необходимо уменьшить или устранить часть гидравлического сопротивления.

Рисунок 1 — Типовой воздушный контур с указанием точек потери давления (во время движения цилиндра).

Рисунок 2 — Клапаны быстрого выпуска увеличивают скорость воздушных цилиндров.

Клапаны быстрого выпуска

Рисунок 2. Клапаны быстрого выхлопа могут использоваться с цилиндрами одностороннего или двустороннего действия. Они увеличивают скорость цилиндра, устраняя большую часть противодавления отработанного воздуха, позволяя ему выходить непосредственно в атмосферу.Они особенно полезны в тех случаях, когда трубопроводы, соединяющие клапан и цилиндр, необычно длинные.

На цилиндрах двойного действия установите клапан быстрого выпуска непосредственно на выпускном отверстии цилиндра, используя закрытый ниппель. Если требуется высокая скорость в обоих направлениях, установите клапан на каждом отверстии цилиндра. Размер 1/4 или 3/8 дюйма обычно достаточно велик для цилиндров диаметром до 3 дюймов.

Как увеличить скорость воздушного цилиндра

В существующей системе, где воздушный цилиндр движется слишком медленно, следует попробовать одно или несколько из этих предлагаемых средств.
.Примечание: они не применимы к гидроцилиндрам.

  1. Увеличьте давление воздуха в фунтах на квадратный дюйм, если возможно, на входе 4-ходового клапана, увеличив регулировку на регуляторе давления в системе. Это вызовет более высокую скорость потока воздуха в цилиндр, увеличивая его скорость.
  2. Если используется глушитель выхлопа, снимите и выбросьте. его или замените на больший размер.
  3. Полностью извлеките клапаны регулировки скорости из системы. Их внутренние отверстия меньше, чем размер линии, и даже когда они широко открыты, они добавляют ограничения как в направлении «свободного потока», так и в направлении «контролируемого потока».Если необходимо иметь регуляторы скорости, используйте модели с трубами на один или два размера больше, чем размер линии, с переходными втулками для подсоединения к линиям.
  4. Замените трубопроводы, соединяющие цилиндр с клапаном, на шланг или трубу большего размера. Линии поставок также могут быть расширены.
  5. Укоротите шлангопроводы и уменьшите количество изгибов. Все шланговые фитинги и заусеницы шлангов имеют ограниченный поток. Избавьтесь от ненужной фурнитуры. Увеличьте трубопроводы до следующего большего размера шланга, используя переходные муфты для соединения с отверстиями клапана и цилиндра.
  6. Установите клапан быстрого выхлопа непосредственно на выпускном отверстии цилиндра в направлении цилиндра, в котором требуется увеличение скорости.
  7. Замените 4-ходовой клапан на клапан с более высоким номинальным расходом.
  8. В крайнем случае замените цилиндр на цилиндр с большей площадью поршня.

Практическое правило — выбор площади поршня цилиндра

Поршень цилиндра должен иметь достаточно большую площадь, чтобы создавать необходимое усилие при значительно меньших фунтах на квадратный дюйм, чем доступно на входе 4-ходового клапана, потому что не все это давление достигнет поршня.В обычных условиях умеренная скорость будет достигнута, если площадь поршня будет увеличена примерно на 25%. Если особенно важна высокая скорость, площадь поршня должна быть примерно в два раза больше площади, необходимой только для того, чтобы сравняться с сопротивлением нагрузке. Это должно оставить давление, достаточное для удовлетворения гидравлического сопротивления трубопроводов и клапанов.

ИЗМЕРЕНИЕ ПИКОВЫХ ДАВЛЕНИЙ В ГИДРАВЛИЧЕСКОМ КОНТУРЕ

Простые приборы для измерения пикового давления, возникающего в гидравлическом контуре из-за разного рода ударов, состоят из обычного манометра, обратного клапана и выпускного клапана.Манометр должен подвергаться воздействию нескольких импульсов давления в течение короткого периода времени до тех пор, пока давление в манометре не перестанет повышаться. Манометр должен в два-три раза превышать нормальное давление в системе. Обратный и выпускной клапаны должны быть герметичными моделями с мягкими уплотнениями. Перед началом измерения необходимо удалить весь воздух из манометра, и это может помочь, если манометр будет лежать горизонтально или установлен в перевернутом положении.

Эту идею предложил г.Уильям Р. Доллас в журнале «Гидравлика и пневматика». Что касается измерения пикового давления, он утверждает, что по точности лучше, чем при измерении с помощью осциллографа и тензодатчика, хотя для измерения формы волны, времени нарастания и затухания, а также выбросов необходимо использовать более дорогие приборы.

© 1988, Womack Machine Supply Co. Эта компания не несет ответственности за ошибки в данных, а также за безопасную и / или удовлетворительную работу оборудования, разработанного на основе этой информации.

Введение

Как правило, двигатели преобразуют тепловую энергию в механическую, направляя газ на поршень и коленчатый вал в сборе. Количество энергии зависит от частоты вращения коленчатых валов согласно техническим условиям. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) более эффективен, чем паровой двигатель, потому что ДВС легко запускать и отключать. ДВС широко используется в сфере транспорта. Важные компоненты двигателей внутреннего сгорания: 1) Топливные системы
2) Системы смазки
3) Системы впуска воздуха
4) Выхлопные системы
5) Системы охлаждения
6) Электрические системы

Топливная система

В двигателе топливо попадает в отверстие цилиндра по следующему пути:

Топливный бак → Водоотделитель → Подающий насос → Фильтр → ТНВД → Форсунка → Цилиндр

· Топливный бак предназначен для хранения топлива.Обычно он изготавливается из листового металла. В большинстве топливных баков есть указатель уровня топлива для проверки уровня топлива и сливная пробка для слива топлива.

· Водоотделитель используется для отделения грязи и воды от топлива.

· Подающий насос используется для подачи топлива к фильтру и ТНВД.

· Топливная система должна создавать давление топлива, чтобы открыть форсунку. Давление, необходимое для впрыска топлива в камеру сгорания для компенсации давления сжатия, обычно составляет от 350 до 450 фунтов на квадратный дюйм.Эту работу в основном выполняет ТНВД.

· Форсунка впрыскивает топливо в камеру сгорания. Сопло форсунки распыляет топливо, которое представляет собой дробление топлива на мелкие частицы. Топливо должно быть распылено, когда оно попадает в камеру сгорания. Распыление происходит при давлении от 1500 до 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Система смазки

Различные цели смазки включают:

1) Уменьшает износ и предотвращает заедание трущихся поверхностей

2) Уменьшает мощность, необходимую для преодоления сопротивления трения

3) Отводит тепло от поршня и др. детали

4) Разделяет поршневые кольца и цилиндры

5) Удаляет инородные материалы из двигателя

В этой системе детали двигателя смазываются под давлением.Масло хранится в масляном поддоне, откуда масляный насос пропускает масло через сетчатый фильтр и доставляет его через фильтр в главный канал. Из основной галереи масло поступает к коренным подшипникам. После смазки коренных подшипников часть масла возвращается в поддон, часть разбрызгивается на стенки цилиндра, а оставшееся масло проходит через отверстие к шатунной шейке. От шатунной шейки масло поступает к поршневому пальцу через отверстие в перемычке шатуна, где оно смазывает поршневые кольца.Для смазки распределительного вала и зубчатых колес масло подается через отдельный маслопровод из масляного канала. Смазка толкателей клапанов осуществляется путем соединения основного масляного канала с направляющими поверхностями толкателей через просверленные отверстия. Наш обзорный курс по механическому экзамену FE подробно объясняет фундаментальные концепции и функциональные применения деталей машиностроительного оборудования.

Маслоохладитель

Маслоохладитель используется для охлаждения смазочного масла. Более высокие температуры уменьшают вязкость масла, что вызывает образование вредной масляной пленки между движущимися частями.Для устранения этого используется маслоохладитель двигателя.

Система впуска

Воздух поступает в отверстие цилиндра по следующему пути:

Воздухоочиститель → Турбонагнетатель → Впускной коллектор → Впускной канал → Впускной клапан → Отверстие цилиндра

· Воздухоочиститель представляет собой фильтр, который предотвращает попадание пыли в отверстие цилиндра. Фильтры обычно имеют поры на поверхности, размер которых измеряется микронами. Самое низкое значение в микронах обычно обеспечивает лучшую фильтрацию.Набор фильтров содержит наружные и предохранительные фильтры в тяжелых дизельных двигателях для лучшей фильтрации.

· Зарядное устройство для клубней — очень важная часть двигателя, которая сжимает воздух из воздушного фильтра. Турбонагнетатели имеют две крыльчатки, закрепленные на одном валу. Эти рабочие колеса приводятся в движение отработанным воздухом. Обычно воздух, всасываемый воздушным фильтром, сжимается перед попаданием в канал цилиндра, что обеспечивает высокую эффективность. Вал будет вращаться со скоростью примерно 100 000 об / мин, что продлит срок службы двигателя.

· Впускной коллектор — это труба, по которой воздух от турбонагнетателя поступает к впускному отверстию.

· Впускной клапан — это клапан, который пропускает воздух в отверстие цилиндра. Открытие и закрытие клапана контролируется распределительным валом.

Выхлопная система

Выхлопные газы проходят по следующему пути в двигателе:

Отверстие цилиндра → Выпускной клапан → Выпускной канал → Выпускной коллектор → Турбокомпрессор → Глушитель

· Для снижения шума двигателя выхлоп пропускается через глушитель.Выхлопные газы имеют более высокое давление, чем атмосферное; если бы эти газы выбрасывались прямо в атмосферу, раздался бы громкий неприятный шум, похожий на звук выстрела из ружья. Глушитель используется для охлаждения выхлопных газов.

Система охлаждения

Охлаждение двигателя преследует множество целей, в том числе:

1) Поддержание оптимальной температуры для эффективной работы в любых условиях.

2) Чтобы избежать перегрева и защитить компоненты двигателя, включая цилиндры, головку цилиндров, поршни и клапаны.

3) Для сохранения смазывающих свойств масла.

Есть два типа охлаждения:

1) Воздушное охлаждение

2) Водяное охлаждение

Каждый цилиндр в двигателе окружен водяными рубашками. Вода в рубашках поглощает тепло цилиндров. Нагретая вода, проходящая через радиатор, помогает охлаждать воду.

Существует три типа методов водяного охлаждения:

1) Прямой или непрямой метод

2) Термосифонный метод

3) Метод принудительной циркуляции

Инженерам-механикам, готовящимся к экзамену FE, настоятельно рекомендуется рассмотреть нагрев и системы охлаждения перед сдачей экзамена по механике FE.

Электрическая система

Электрическая система двигателя состоит из следующих частей:

1) Стартер
2) Генератор
3) Аккумулятор

· Стартер используется для вращения маховика.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.