Для достижения оптимальных характеристик впускной коллектор автомобиля должен иметь определенные геометрические параметры, адаптированные к заданной частоте вращения коленчатого вала. По этой причине классическая конструкция обеспечивает правильное наполнение цилиндров только в ограниченном диапазоне оборотов двигателя. Чтобы обеспечить поступление достаточного количества воздуха в камеру сгорания на всех оборотах двигателя, геометрия впускного коллектора была изменена.
Принцип действия коллекторов с изменяемой геометрией
Реконструкция впускного коллектора может быть реализована на практике двумя методами: изменением площади поперечного сечения и изменением его длины. Эти методы можно использовать по отдельности или в комбинации.
Особенности впускного коллектора с изменяемой длиной
Переменный впускной коллектор
Техника переменной длины впускного коллектора используется в автомобилях с бензиновыми и дизельными двигателями, за исключением систем с наддувом. Принцип работы этой конструкции заключается в следующем:
- При низкой нагрузке двигателя воздух движется по длинному пути.
- При высоких оборотах двигателя он проходит небольшое расстояние.
- Режим работы изменяется ЭБУ двигателя с помощью исполнительного механизма, который переключает клапан между двумя ветвями коллектора.
Работа впускного коллектора переменной длины основана на резонансном эффекте наддува. Это обеспечивает интенсивный впрыск воздуха в камеру сгорания. Это происходит следующим образом:
- После закрытия всех впускных клапанов в коллекторе остается определенное количество воздуха.
- В магистрали коллектора остаточный воздух колеблется пропорционально длине впускного коллектора и оборотам двигателя.
- Когда эти колебания достигают резонанса, создается высокое давление.
- Когда впускной клапан открывается, происходит впрыск.
Для двигателей с наддувом этот тип впускного коллектора не используется, так как нет необходимости в резонансном наддуве. Впрыск воздуха в таких системах осуществляется принудительно с помощью предварительно установленного турбокомпрессора.
Особенности впускного коллектора с переменным сечением
Переменный впускной коллектор
В автомобильной промышленности переменное сечение впускного коллектора используется в автомобилях, оснащенных как бензиновыми, так и дизельными двигателями, включая системы с наддувом. Чем меньше площадь поперечного сечения труб, через которые проходит воздух, тем выше скорость потока и, следовательно, тем больше смешивание воздуха и топлива. В такой системе каждый цилиндр имеет два впускных отверстия, оснащенных собственными впускными клапанами. Один из пары каналов имеет дроссельную заслонку. Система изменения геометрии впускного коллектора приводится в действие электродвигателем или вакуумным регулятором. Принцип работы заключается в следующем:
- Когда двигатель работает на низких оборотах, закрылки находятся в закрытом положении.
- Когда впускной клапан открыт, топливно-воздушная смесь (воздух) поступает в цилиндр только через один канал.
- При подаче через один канал воздушный поток поступает в камеру по спирали, обеспечивая лучшее смешивание с топливом.
- Когда двигатель работает на высоких оборотах, клапаны открываются, и топливно-воздушная смесь (воздух) поступает через два канала, обеспечивая повышенную мощность двигателя.
Системы изменения геометрии у различных производителей
В автомобильном мире модификация геометрии впускного коллектора используется многими производителями, которые дают этой технологии свои уникальные названия. Например, в конструкциях модификации длины впускного коллектора можно описать как:
- Двухступенчатая система впуска на автомобилях Ford;
- Переменный регулируемый воздухозаборник для автомобилей BMW;
- VICS или VRIS на автомобилях Mazda.
Механизм переменного сечения впускного коллектора, с другой стороны, может быть обозначен как:
- IMRC или CMCV на автомобилях Ford;
- Twin Port для автомобилей Opel;
- Система переменного впуска в японских автомобилях Toyota;
- Система изменяемых фаз впрыска в автомобилях Volvo.
Использование изменяемой геометрии, будь то изменение длины впускного коллектора или его сечения, делает автомобиль более мощным, экономит топливо и обеспечивает снижение концентрации токсичных компонентов в выхлопных газах.
