Воздухоочиститель двигателя

Устройство автомобилей

Воздушный фильтр

В атмосферном воздухе всегда присутствует пыль, количество которой может достигать значительной концентрации – до 0,1 г/м 3 до 2 г/м 3 (нулевая видимость). При попадании в цилиндр пыль, смешиваясь с маслом, образует абразивную пасту, которая резко повышает интенсивность изнашивания трущихся пар (цилиндр-поршень, поршень-кольца, кольца-цилиндр).
Поэтому воздух перед подачей в цилиндры двигателя необходимо тщательно очистить от пыли.

Очистка воздуха может быть осуществлена фильтрацией, инерционным или контактным способом.

При фильтрации загрязненный воздух проходит через специальный фильтрующий элемент, чаще всего выполненный из пористой бумаги или ткани.
При инерционном способе очистки движущийся с большой скоростью под действием разрежения в цилиндрах воздух резко изменяет направление движения. Возникающие при этом инерционные центробежные силы отбрасывают тяжелые механические примеси и частицы пыли к стенкам корпуса фильтра, где улавливаются и отделяются от воздушного потока.
Контактный способ очистки воздуха заключается в улавливании механических частиц липким веществом, покрывающем элементы фильтра, через который прогоняется воздушный поток. В качестве такого липкого вещества чаще всего применяется моторное масло.
Иногда в воздухоочистителях используется комбинированный многоступенчатый способ очистки.

Требования предъявляемые к воздухоочистителям:

  • высокая степень очистки воздуха;
  • малое сопротивление воздушному потоку, чтобы не снизить качество наполнения цилиндров;
  • простота конструкции и технического обслуживания.

Различают «сухие» и «мокрые» воздухоочистители.
«Сухие» воздухоочистители ( Рис. 1, а ) применяются на большинстве современных автомобилей. Их основой является одноразовый фильтрующий элемент 9, в котором между крышками запрессованы края фильтровальной бумаги.
Для лучшей очистки, продолжительного срока службы и уменьшения сопротивления воздушному потоку поверхность фильтровальной бумаги должна быть большой. Чтобы уменьшить размеры фильтра при большой площади фильтрующей поверхности, бумагу укладывают гармошкой.

С наружной стороны фильтрующего элемента иногда устанавливают дополнительный поролоновый фильтр 3. В таком виде фильтрующий элемент устанавливается в корпус 8, закрывается крышкой 10 и стягивается барашковой гайкой 1.
В холодное время года посредством термопереключателя 5 обеспечивается забор подогретого воздуха из зоны выпускного трубопровода.

Ранее имели широкое распространение (применяются и в настоящее время) воздухоочистители «мокрого» типа ( Рис. 1, б ).
При работе двигателя в результате разрежения во впускном трубопроводе загрязненный воздух через воздухозаборник 5 поступает в крышку-переходник 4 и через кольцевую щель 3 направляется вниз к масляной ванне 1 и отражателю 8. У поверхности масла воздушный поток резко изменяет направление, и движется к фильтрующему элементу 2, набивка которого может быть выполнена из капронового волокна или металлической сетки.

При изменении направления воздушного потока крупные частицы пыли, под действием инерционных сил попадают в масляную ванну и оседают в ней, а мелкие извлекаются при прохождении воздушного потока через набивку фильтрующего элемента.
Поверхность набивки всегда покрыта тонким слоем масла, поскольку воздух, ударяясь о поверхность масла в ванне, увлекает за собой масляную пыль, оседающую на набивке и выполняющую в дальнейшем функцию липучего вещества.
Очищенный воздух поступает через переходник 9 в карбюратор, а через патрубок 6 отбора воздуха – к компрессору пневматического привода.

Как уже упоминалось выше, некачественная очистка воздуха, поступающего в систему питания двигателя, значительно снижает срок службы деталей цилиндропоршневой группы из-за интенсивного износа абразивного характера. Поэтому необходимо внимательно следить за состоянием воздухоочистителей и фильтрующих элементов, производить своевременную чистку и замену элементов при необходимости.
Периодичность обслуживания воздухоочистителей и замены воздушных фильтров зависит от условий, в которых эксплуатируется автомобиль. Если автомобиль работает в условиях сильной запыленности воздуха (например, в карьере или на грунтовых дорогах), то периодичность технического обслуживания системы очистки воздуха должна быть значительно сокращена.

Воздухоочиститель двигателя

Для очистки от пыли воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, применяют различные воздухоочистители.

В тракторном воздухоочистителе воздух очищается с помощью сил инерции, возникающих при быстром вращения воздуха в нем, а также с помощью фильтрующих элементов, задерживающих пыль, содержащуюся в воздухе. В ряде случаев фильтрующие элементы покрывают маслом. В воздухоочистителях, как правило, применяют эти способы одновременно, поэтому они называются комбинированными.

Комбинированный воздухоочиститель с масляной ванной представлен на рисунке 1, а.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Устройство. Воздухочиститель состоит из корпуса и головки. Нижняя часть корпуса закрыта поддоном с масляной ванной. Внутри корпуса находятся центральная труба, капроновая щетина, а в головке — фильтрующие элементы из пенополиуретана с порами диаметром 1,8 и 0,8 мм. На верхнем конце трубы укреплен центробежный пылеотделитель.

Действие. Когда в цилиндрах двигателя происходит такт впуска и клапаны открывают отверстие впускной трубы, соединенной с воздухоочистителем, в его корпусе давление воздуха понижается. В результате этого атмосферный воздух проходит через сетку, оставляя на ней крупные примеси — насекомых, семена растений и т. д., а затем попадает на неподвижные лопатки (за-вихрители), поставленные под углом к движению воздуха, и получает вращательное движение с частотой до 4000…6000 мин/1.

Возникающие при этом центробежные силы отбрасывают частицы пыли к стенкам очистителя. Поднимаясь вместе с потоком воздуха, частицы пыли накапливают кинетическую энергию. Вверху очистителя поток воздуха изменяет свое направление на 180° и поступает в трубу 6, а пыль под действием накопленной кинетической энергии продолжает движение вверх и вылетает через отверстия обратно в атмосферу. В этом очистителе — первой ступени очистки — удаляется до 68 % пыли, поступившей с воздухом.

Поток воздуха, выйдя из центральной трубы и столкнувшись с поверхностью масла, налитого в ванну поддона, меняет направление движения и устремляется вверх. При этом масло разбрызгивается и увлекается потоком воздуха из масляной ванны, а частицы пыли прилипают к покрытой масляной пленкой поверхности ванны и капелькам масла, образующим в поддоне масляный туман.

Рис. 1. Комбинированные воздухоочистители:
а — с масляной ванной; б— с бумажными фильтр-патронами; 1 — отверстие; 2 — центробежный пылеотделитель; 3—камера; 4 — лопатки (завихрители); 5 — сетка; 6, 13 — трубы; 7 — головка; 8 — корпус; 9 — поддон; 10 — капроновая щетина; 11, 12 — фильтрующие элементы; 14 — крышка; 15 — кольцо крышки; 16 — кольцо инерционной решетки; 17 — кожух; 18 — бункер; 19 — трубка; 20 — эжектор; 21 — основной фильтр-патрон; 22 — предохранительный фильтр-патрон; 23 — индикатор засоренности.

Чтобы поверхность ванны не оставалась без масла, в нижней ее части (а иногда и сбоку) сделаны отверстия, через которые масло из поддона поступает в ванну. После прохождения воздуха через эту вторую ступень очистки из него удаляется уже до 80 % пыли.

Дальше воздух проходит через третью ступень очистки — фильтр из капроновой щетины. Масло, подхваченное воздушным потоком, смачивает фильтр, и оставшиеся частицы пыли задерживаются в нем. Избыток масла стекает в поддон, унося с собой частицы пыли. Так происходит самоочищение фильтра от пыли.

После третьей ступени очистки воздух проходит через фильтры из пористого пенополиуретана, на которых также оседает пыль. Таким образом, после прохождения всех четырех ступеней очистки воздух теряет 99,6…99,7 % принесенной с собой пыли. Это означает, что коэффициент пропуска пыли таким воздухоочистителем равен 0,4…0,3.

С течением времени фильтры воздухоочистителя забиваются пылью и воздух с трудом проходит через них. Это ведет к снижению мощности двигателя, и поэтому такие фильтры нужно промывать.

Комбинированный воздухоочиститель с бумажными фильтрующими элементами приведен на рисунке 1, б.

Устройство. Воздухоочиститель этого типа имеет две ступени очистки: первая служит для удаления из воздуха крупных частиц пыли, вторая — самых мелких.

Первая ступень очистки состоит из инерционной решетки с кольцами, установленной в кожухе, закрытом сверху крышкой, и защитной сетки.

Второй ступенью очистки служит бумажный фильтр-патрон — основной и предохранительный (установленные в корпусе). Фильтрующие элементы патронов изготовлены из специального высокопористого картона. Такие фильтры задерживают самые мелкие частицы пыли, находящейся в воздухе, поступающем в цилиндры.

Действие. Воздух, пройдя через сетку, кольцом крышки направляется к кольцам инерционной решетки, по которой крупные частицы пыли вследствие резкого изменения направления движения потока воздуха по инерции ссыпаются в бункер, а воздух направляется на вторую ступень очистки.

Пыль, попавшая в бункер, при помощи эжектора, под действием отработавших газов отсасывается по трубке и выбрасывается в атмосферу через выпускную трубу.

Освободившись от крупных примесей пыли, воздух попадает внутрь корпуса, проходит через основной и предохранительный фильтр-патроны и освобождается от мелких примесей пыли. Пыль оседает на поверхности основного фильтр-патрона, а предохранительный является только защитой на тот случай, если будет поврежден основной фильтр-патрон.

По мере работы воздухоочистителя фильтр-патроны засоряются и воздух будет проходить с большим трудом, нарушая нормальное действие двигателя. Поэтому его необходимо очищать продувкой сжатым воздухом под давлением 0,2 МПа вначале с внутренней, а затем с наружной стороны. Степень засоренности фильтров воздухоочистителя можно определить по показаниям индикатора. При засоренности фильтр-патрона сверх допустимой величины и повышения при этом в коллекторе перепада давления воздуха в окне индикатора появится ярко-красный цвет.

Комбинированный циклонный воздухоочиститель представлен на рисунке.

Устройство. Основная часть воздухоочистителя — корпус, внутри которого установлены циклоны, стальные или пластмассовые трубки, несколько сужающиеся книзу и имеющие окно. В верхней крышке циклона вставлена короткая трубка. Количество циклонов (9, 30 или 42) в воздухоочистителе зависит от количества воздуха, проходящего через него. Над перегородкой, в которую вставлены циклоны, находятся кассеты с проволочной путанкой и пластина из пенополиуретана. В нижней части корпуса укреплен поддон, куда выходят нижние концы циклонов.

Действие. При тактах «впуск» воздух, пройдя через сетку (первая грубая очистка), направляется в корпус, где через окна поступает в циклоны. В циклонах (вторая ступень очистки) воздух начинает вращаться с большой частотой. Частицы пыли при этом под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам циклона и, перемещаясь вниз, попадают в поддон. Очищенный до 98% воздух по трубкам циклонов поступает на третью очистку — кассеты, а затем и на четвертую — пластину из пенополиуретана. Затем воздух, очищенный до 99,9 %, по внутренней трубе направляется в цилиндры двигателя.

Рис. 2. Комбинированный циклонный воздухоочиститель:
1— труба; 2 — корпус; 3 — сетка; 4 — фильтрующая пластина; 5 — кассеты; 6 — циклон; 7 — поддон; 8 — выпускная труба; 9 — эжектор; 10 — трубка; 11—окно; 12—отсосная труба.

Пыль, попавшая из циклонов в поддон, по отсосной трубе при помощи эжектора уносится и выбрасывается в атмосферу вместе с отработавшими газами через трубу.

Действие эжекторного устройства основано на том, что при движении отработавших газов по суживающейся трубе скорость воздуха возрастает, а давление падает. В узком сечении выпускной трубы и установлен конец отсосной трубы. По ней в поддон передается разрежение, и под его действием удаляется пыль.

Система питания воздухом. В цилиндры двигателя за каждый час работы засасывается более 400 м3 воздуха, который в условиях работы сельскохозяйственных тракторов и автомобилей имеет повышенную засоренность пылью, состоящей из множества мельчайших песчинок, по своей твердости превышающих сталь. Если эти частицы попадут вместе с воздухом в цилиндры двигателя, то они, истирая поверхность цилиндров, поршневых колец и паль-, цев, в короткий срок приведут двигатель в неработоспособное состояние.

Воздух очищается от пыли инерционным способом, осаждением ее на поверхностях элементов и фильтрацией.

Инерционный способ заключается в придании воздуху быстрого вращения или резкого изменения направления движения. Под действием центробежной силы пыль выделяется из воздуха.

Способ осаждения заключается в прилипании пылинок к смоченной маслом поверхности деталей и сеток, через которые просасывается воздух.

Способ фильтрации основан на пропускании воздуха через пористый картон или другой фильтрующий материал, в порах которого задерживаются пылинки.

Воздухоочистители изучаемых двигателей комбинированные, потому что в них используется несколько способов очистки воз-Духа, который проходит две или три ступени. В дизелях первая ступень — сухой инерционный отделитель пыли (моноциклон).

Пыль выбрасывается в атмосферу центробежной силой. Второй ступенью в большинстве современных воздухоочистителей дизелей служит сухой фильтр из высокопористого картона (фильтр-патрон или кассеты).

На некоторых дизелях (Д-240, Д-144) ставят воздухоочиститель с масляной ванной и тремя ступенями очистки: сухое инерционное отделение пыли (I ступень), инерционное-масляное (II ступень) и осаждение пыли на смоченных волокнах или в порах объемного материала ( III ступень).

Воздухоочиститель карбюраторных двигателей — тоже с масляной ванной, но двухступенчатый: тяжелые частицы пыли выделяются из воздуха инерционным способом и осаждаются в масле (I ступень), а более легкие пылинки осаждаются на смоченных волокнах или остаются в порах иного смоченного объемного материала (II ступень).

Устройство и схемы действия воздухоочистителей. Рассмотрим воздухоочистители изучаемых двигателей.

Воздухоочиститель сухого типа с фильтрами-патронами (на дизелях А-41, СМД -18Н, СМД -62, КамАЗ-740) наиболее эффективный. Первая (предварительная) ступень очистки — моноциклон или инерционная решетка, а вторая (окончательная) —два фильтра-патрона.

Моноциклон дизеля А-41 состоит из завихрителя, закрытого колпаком, в котором проделаны две щели для выброса пыли. Снизу установлена защитная сетка. Патрубок моноциклона хомутом крепится на трубе воздухоочистителя, которая нижним фланцем прикреплена болтами к воздухоподводящему патрубку корпуса. В этом корпусе смонтирован основной и предохранительный фильтры-патроны.

Читайте также:  Восстановление посадочных отверстий

Основной фильтр-патрон состоит из наружного и внутреннего кожухов, изготовленных из листовой перфорированной (т. е. с большим числом отверстий) стали, и гофрированного (для увеличения поверхности) фильтрующего элемента, изготовленного из высокопористого картона. Эпоксидная смола склеивает торцевые поверхности гофр, удерживая их в заданном положении.

Внутрь основного вложен такой же по конструкции предохранительный фильтр-патрон с фильтрующим элементом. Оба фильтра-патрона расположены в корпусе 20 и закрыты крышкой 10, притянутой к нему гайкой-маховичком. Корпус уплотнен резиновыми кольцами и прокладками. В днище корпуса герметично закреплен воздухоотводящий патрубок.

Под действием разрежения в цилиндрах дизеля атмосферный воздух, пройдя защитную сетку, поступает в моноциклон. Ударяясь о наклонно расположенные лопасти завихрителя, воздух приобретает вращательное движение и, завихряясь, засасывается в трубку, а тяжелые частицы пыли (до 60% всей пыли, поступающей с воздухом) центробежными силами отбрасываются к стенкам колпака и через две щели (шириной 1,5 мм) выводятся на-ружу.

Воздух с оставшейся мелкой пылью, пройдя через большое количество отверстий кожуха, поступает снаружи в гофрированный фильтрующий элемент. Растекаясь по всей его поверхности, воздух просасывается сквозь поры фильтра, оставляя на нем и в порах мелкие пылинки. Очищенный от пыли воздух проходит через поры предохранительного элемента 16 и выходит из патрубка в цилиндры дизеля. Фильтры-патроны воздухоочистителя СМД -62 устроены так же, но расположены вертикально.

В воздухоочистителе дизеля СМД -18Н первая ступень очистки — очиститель типа «инерционная решетка» с удалением собранной пыли выпускной трубой. Всасываемый сквозь заборную сетку воздух резко меняет направление движения, в результате чего частицы пыли центробежной силой отбрасываются к наклонной стенке кожуха проходят щели инерционной решетки и ссыпаются в бункер. К бункеру присоединена коробка со свободно висящим на шарнире обратным клапаном. Трубка коробки соединена с эжектором выпускной трубы. Разрежение, создающееся выпускными газами, проходящими через эжектор, передается коробке. Клапан открывается, и пыль, собранная в бункере, высасывается из него и выбрасывается вместе с отработавшими газами в атмосферу. Предварительно очищенный воздух поступает для окончательной очистки в фильтры-патроны.

Обратный клапан не пропускает в воздухоочиститель отработавшие газы, которые могли бы засасываться в него при сильном засорении заборной сетки. Примерно так же работает воздухоочиститель дизеля КамАЗ-740.

Воздухоочиститель дизеля ЯМЗ -24 0Б тоже сухого типа, но первая ступень очистки состоит из блока циклонов с автоматическим отсосом пыли, а вторая ступень (фильтрующая) имеет четыре кассеты из гофрированного пористого картона. В каждом из двух блоков расположено по сорок пять циклонов, состоящих из пластмассовых трубок А и трехлопастных винтовых направляющих Б. Они запрессованы соответственно в нижнюю и верхнюю перегородки, соединенные между собой. Бункер трубой соединен с эжектором выпускной трубы.

Воздух засасывается сквозь сетку воздухозаборника в трубу, подается под верхнюю перегородку (трубную доску) и, растекаясь струйками, входит в каждый циклон. Ударяясь о винтовые поверхности циклона, воздух приобретает вращательное (винтовое)движение. Частицы пыли центробежными силами отбрасываются к стенкам трубки А и опускаются по ее нижней конусной поверхности в бункер. Пыль высасывается из него и выбрасывается в атмосферу.

Воздух, предварительно очищенный в циклонах, резко меняя направление, поступает по внутренним трубкам В циклонов в кассеты фильтра второй ступени очистки. Оставляя в картонном фильтре пыль, очищенный воздух поступает в цилиндры дизеля. На выходном коллекторе установлен сигнализатор засоренности воздухоочистителя.

Инерционно-масляный воздухоочиститель с тремя ступенями очистки (на дизелях Д-240 и Д-144). В воздухоочистителе дизеля Д-240 воздух проходит центробежный пылеотделитель, инерционно-масляный пылеуловитель и фильтрующие элементы.

Инерционно-масляным уловителем пыли служит нижняя съемная часть. Она состоит из поддона, притянутого к корпусу двумя болтами с барашковыми гайками, и чашки с фигурным днищем. Чашка закреплена (или вложена) в поддоне, внизу выполнено отверстие А и наверху — по окружности — ряд отверстий Г. В поддон и чашку (до уровня выдавленного пояска Б) заливают отработанное, но отфильтрованное моторное масло. Последняя ступень очистки расположена в корпусе воздухоочистителя. В ней имеются три фильтрующих элемента, спрессованных из капроновых нитей. Нижний элемент изготовлен из относительно толстых нитей (0,4 мм) и спрессован неплотно, а верхние — из тонких (0,20…0,24 мм), спрессованных плотнее.

Воздух засасывается сквозь сетку или щели пылеотдели-теля, ударяется о наклонные лопатки крыльчатки-завихрителя и приобретает вращательное движение. Тяжелые частицы пыли центробежной силой выбрасываются из щелей наружу. Воздух же с оставшейся более легкой пылью, продолжая вращение по спирали, устремляется по трубе вниз. Ударяясь о поверхность масла, находящегося в чашке, он вытесняет его и резко направляется вверх. Частицы пыли прилипают к поверхности масляной пленки, оставшейся на чашке.

Этот слой загрязненного масла непрерывно перемещается потоком воздуха по стенкам чашки вверх. Часть масла, проходя отверстия, вспенивается, а та часть, что достигает края чашки, стекает обратно в поддон. Одновременно из нижнего подпитывающего отверстия А (или сквозь верхние у пластмассовой чашки) в нее постоянно поступает из поддона отстоянное масло.

Воздух, поднимаясь, проходит сквозь масляную пену, образующуюся в кольцевом пространстве над чашкой, а затем фильтрующие элементы, смачивая их капельками масла. Оставляя на этих мокрых поверхностях нитей остатки пыли, очищенный воздух по патрубку и впускному трубопроводу поступает в цилиндры дизеля. Капли загрязненного масла, прилипшие к нитям, стекают с фильтрующих элементов в поддон и смывают грязь, образовавшуюся на нитях.

Воздухоочиститель дизеля Д-144 по общему устройству сходен с описанным, но в качестве фильтрующего элемента в нем имеются две пластины из пористого материала: нижняя — пенополиуре-тановая средней плотности, а верхняя — такая же, но мелкопр-ристая.

О степени засоренности воздухоочистителей судят по сигналу индикатора. Он трубопроводом соединен с выходным патрубком воздухоочистителя. При загрязнении воздухоочистителя выше допустимой нормы разрежение в нем увеличивается настолько, что под действием атмосферного давления в индикаторе барабан поднимается и в окнах колпака появляются ярко-красные полосы, нанесенные на барабане. Этот сигнал указывает на необходимость технического обслуживания воздухоочистителя.

После обслуживания поворотом диска до упора в направлении стрелки барабан индикатора возвращают в исходное положение.

Инерционно-масляный воздухоочиститель с двумя ступенями очистки (на карбюраторных двигателях 3M3-53 и ЗИЛ -130). Сквозь щели жалюзи, воздушный канал, расположенный под нижней частью капота, и по резиновой муфте атмосферный воздух подводится к горловине крышки воздухоочистителя.

Для облегчения пуска двигателя в холодное время года специальной заслонкой перекрывают воздушный канал и открывают путь в воздухоочиститель подкапотному теплому воздуху. В ванну до необходимого уровня заливают отработанное, но очищенное масло.

При работе двигателя воздух с большой скоростью проходит в кольцевую щель В, ударяется о масло и, резко изменив направление и захватывая капли масла, поступает в фильтрующий элемент. Направлению движения воздуха вверх способствует отражатель. Крупные, наиболее тяжелые частицы пыли по инерции, опускаясь, утопают в масле. Пройдя через поры фильтра, смоченные маслом, воздух оставляет в нем мелкие пылинки и очищенным движется вниз в карбюратор. Капельки масла, занесенные воздухом в фильтрующий элемент, стекают по фильтру. Меньшая часть этого масла поступает в ванну по кольцевым окнам А, а большая сливается в ванну Б по наклонной поверхности отражателя, смывая с него грязь. Так происходит самоочищение фильтрующего элемента и отражателя.

Воздухоочиститель двигателя

Из химии известно, что воздух представляет собой смесь большого количества газов: кислорода, азота, водорода и др. В воздухе содержится около 23% по массе кислорода, необходимого для горения топлива.

Воздух, окружающий автомобиль во время движения порой, содержит некоторое количество пыли. В состав дорожной пыли входят окиси кальция, железа, кремния и др. Поверхностная твердость пылинок окиси кремния (кварца), которая является основной составной частью пыли, в два раза превышает твердость высококачественных сталей. Твердые ее частицы вызывают ускоренный износ цилиндров, поршней и других трущихся деталей. Работа автомобиля без очистки воздуха, поступающего в цилиндры, недопустима.

На современных автомобилях в основном применяют комбинированные воздухоочистители, представляющие собой сочетание инерционного и фильтрующего способов очистки воздуха. Различают двух- и трехступенчатые комбинированные воздухоочистители.

На рис. 1 показан наиболее часто применяемый на двигателях трехступенчатый воздухоочиститель. Первая ступень очистки воздуха обеспечивается в нем инерционным очистителем, вторая ступень – контактная, с масляной ванной, третья – тоже контактная, но с фильтрующими элементами.

Рис 1. Трехступенчатый воздухоочиститель двигателя Д-240:
1 – поддон, 2 – фильтрующие элементы (из капроновой путанки), 3 – корпус, 4 – выходной патрубок,
5 – завихритель, 6 – инерционный очиститель, 7 – окно для удаления пыли, 8 – сетка, 9 – трубка,
10 – опорная обойма, 11 – головка, 12 – масляная ванна для направления потока воздуха и масла.

Воздухоочиститель вместе с патрубком выхода очищенного воздуха установлен на головке цилиндров с помощью кронштейна и хомутов. Он состоит из корпуса 3, головки 11 и приваренной к ней заборной трубы 9. Сверху на заборной трубе хомутом закреплен инерционный очиститель 6. В головку воздухоочистителя вложены три фильтрующих элемента 2 из капроновой путанки. Снизу к головке стяжными болтами крепят поддон 1 с масляной ванной.

Воздухоочиститель работает следующим образом. При такте впуска воздух под действием разрежения через отверстия сетки 8 попадает внутрь инерционного очистителя и, ударяясь о наклонные лопасти завихрителя 5, осуществляет вращательное движение. Крупные частицы пыли, попавшие с воздухом в очиститель, под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам и через два окна 7 в колпаке выпадают наружу. В инерционном очистителе отделяется 2/3 пыли, содержащейся в воздухе. Поток воздуха с мелкими частицами пыли на большой скорости движется вниз по заборной трубе, соприкасается с поверхностью масла в поддоне и резко меняет направление и скорость. При этом мелкие частицы пыли остаются в масле, а воздух проходит через фильтрующие элементы в выходной патрубок 4 к цилиндрам двигателя. Фильтрующие элементы 2 улавливают мельчайшие механические примеси воздуха.

Кроме такой конструкции на автомобилях применяют воздухоочистители с циклонной очисткой (рис. 2, а). Они имеют две ступени очистки: инерционный (циклонный очиститель с эжекционным отсосом пыли) и фильтрующий.

Циклонный очиститель состоит из пластмассовых циклонов 3, запрессованных в верхний и нижний поддоны 9. стянутые болтами. К нижнему поддону плотно прикреплен пылесборный бункер 2 с отсосным патрубком, которым он соединяется с эжекционной трубкой 10. Через центральную часть поддонов и пылесборного бункера проходит труба 1, направляющая очищенный воздух к цилиндрам. Центральная труба, пылесборный бункер, кожух 4 и блок цилиндров представляют собой жесткий неразборный узел. Между центральной трубой и верхним поддоном установлено уплотнительное войлочное кольцо.

Рис. 2 Двухступенчатый воздухоочиститель:
а – тракторный циклонный (Г-150К), б – схема удаления пыли, в – автомобильный (ГАЗ-53А);
1 – заборная труба, 2- пылесборный бункер, 3 – циклон, 4 – кожух, 5 – рефлектор, 6 – кассета,
7 – защитная сетка, 8 – крышка, 9 – поддон, 10 – трубка, 11 – трубка для удаления пыли,
12 – направляющая втулка, 13 – входной патрубок, 14 – корпус фильтра,
15 – фильтрующий элемент, 16 – крышка.

Сверху на центральной трубе находится крышка 8. Между крышкой и кожухом установлена сетка 7, которая задерживает крупные растительные частицы, содержащиеся в воздухе. Под крышкой расположен фильтрующий элемент из полиурегана.

Каждый циклон 3 представляет собой трубу с направляющей втулкой 12. К верхней части трубы приварен входной патрубок 13, направленный по касательной к ее внутренней поверхности.

Воздух, прежде чем попасть в цилиндры двигателя, проходит через защитную сетку 7, поступает в циклоны 3 через входные патрубки и завихряется. Под действием центробежных сил пыль, находящаяся в воздухе, отбрасывается к стенкам циклона и попадает в пылесборный бункер.

Затем пыль отсасывается и уносится в атмосферу вместе с выхлопными газами благодаря разрежению, создаваемому эжекторным устройством.

Очищенный воздух, находящийся в циклоне, направляется по втулке вверх, во вторую ступень очистки. Пройдя через фильтроэлемент, смоченный маслом, воздух еще раз очищается от мельчайших частиц пыли и поступает через заборную трубу 1 в цилиндры двигателя.

Воздухоочиститель автомобильного двигателя (рис. 2, 6), называемый обычно воздушным фильтром, состоит из корпуса 14 фильтра и фильтрующего элемента 15.

Фильтрующий элемент в сборе с крышкой представляет собой неразборную конструкцию. В качестве набивки фильтрующего элемента применена капроновая щетина с диаметром нитей 0,2-0,3 мм. Корпус воздушного фильтра имеет в нижней части специальную выштамповку – масляную ванну, в которую заправляется моторное масло.

Корпус фильтрующего элемента и корпус фильтра уплотнены резиновой прокладкой.

При работе двигателя воздух входит в кольцевую щель между корпусами 14 фильтра и фильтрующего элемента 15. Пройдя вертикальный кольцевой канал, образованный этими корпусами, воздушный поток поворачивает на 180° над масляной ванной. При этом крупные частички пыли, продолжая двигаться по инерции вниз, попадают в масло и оседают на дне масляной ванны. Затем воздух входит в фильтрующий элемент, очищается в нем и направляется в цилиндры.

Читайте также:  Дуговая наплавка под флюсом
Турбокомпрессор.

Мощность двигателя, имеющего определенный литраж, можно повысить, подавая в цилиндр воздух, предварительно сжатый в компрессоре (наддув). Если в цилиндры подано больше воздуха, то можно подать больше топлива, которое полностью сгорит и выделит больше энергии. Турбокомпрессор (рис. 3) используется для нагнетания воздуха под давлением в цилиндры двигателя.

Турбокомпрессор состоит из центробежного компрессора и газовой турбины, колес 5 и 9, которые жестко закреплены на общем валу 4.

Рис. 3. Турбокомпрессор:
1 – средний корпус, 2 – втулка, 3-корпус компрессора, 4 – вал, 5 – колесо компрессора,
6 – канал подвода масла, 7 – корпус турбины, 8 – вставка турбины,
9 – колесо турбины, 10 – водяная рубашка.

Отработавшие газы по выпускному трубопроводу попадают в камеру газовой турбины и направляются на лопатки рабочего колеса 9 турбины, заставляя его вращаться вместе с валом 4. Далее обработавшие газы выбрасываются в атмосферу через выхлопную трубу. Закрепленное на валу колесо 5 компрессора засасывает воздух из атмосферы через воздухоочиститель и под избыточным давлением 0,05-0,06 МПа нагнетает по впускному трубопроводу в цилиндры двигателя, увеличивая наполнение их воздухом.

Колеса турбины и компрессора вращаются с большой частотой вращения (около 40 тыс. об/мин), незначительная их несбалансированность может вызвать сильную вибрацию. Поэтому опорой валу служит бронзовый подшипник типа «качающейся» втулки 2.

Через специальный щелевой ленточный фильтр масло нагнетается к втулке и по сверлению в ней оно поступает во внутреннюю полость для смазывания трущейся поверхности вала. По наружной проточке втулки масло нагнетается в зазор между втулкой и корпусом, образуя масляную подушку, которая гасит вибрацию, возникающую при вращении вала. Из турбокомпрессора масло сливается в картер. Для контроля давления масла, поступающего в турбокомпрессор, на среднем корпусе установлен штуцер для манометра. Нормальное давление масла после фильтра турбокомпрессора должно быть 0,2-0,4 МПа.

Детали турбокомпрессора охлаждаются водой, поступающей из системы охлаждения двигателя в водяную рубашку 10 среднего корпуса.

Система питания воздухом двигателя

Система питания воздухом служит для очистки его от пыли и подвода к цилиндрам двигателя.

Основная функция рассматриваемой системы — очистка воздуха от пыли, поскольку, попадая в цилиндр двигателя, ее частицы вызывают интенсивное абразивное изнашивание деталей кривошипно-шатунного механизма, в основном стенок цилиндров, поршневых колец, шеек и подшипников коленчатого вала. Износ приводит к снижению мощности двигателя, сокращению срока его службы, увеличению расхода топлива и смазочного масла. Если воздух, поступающий в цилиндры, не очищать, то срок службы двигателя резко уменьшается. Например, при движении по проселку гусеничной машины без воздухоочистителя выход из строя двигателя происходит после 15… 20 ч работы.

В систему питания воздухом входят воздухозаборник, воздухоочиститель и впускной коллектор, по которому очищенный воздух поступает из воздухоочистителя к цилиндрам двигателя. В некоторых случаях система питания может включать в себя устройства отсоса пыли из пылесборников воздухоочистителей.

Экспериментально установлено, что практически безвредны для работы двигателя пылинки размером 0,001 мм. Однако такая степень очистки воздуха связана со значительными потерями мощности, поэтому допускается попадание в двигатель частиц большего размера, но в очень малой концентрации.

Параметр воздуха, характеризующий концентрацию пыли в нем, называется запыленностью. Под запыленностью воздуха понимают массу пыли в граммах, содержащейся в 1 м3 воздуха. Если запыленность не превышает 0,001 г/м3, то пыль практически не влияет на работу двигателя. На входе в воздухоочиститель запыленность воздуха изменяется в широких пределах и зависит в основном от следующих факторов: климатические и дорожные условия, конструкция ходовой части, скорость движения и высота воздухозаборника над уровнем дороги. Особенно существенно она меняется по высоте.

Воздухоочиститель ТС должен удовлетворять следующим требованиям:

  • обеспечивать высокую степень очистки
  • иметь минимальное и стабильное во времени сопротивление проходу воздуха
  • обладать малой массой и небольшими габаритами
  • иметь ресурс, равный ресурсу двигателя
  • длительно работать без промывки или смены фильтрующего элемента
  • обеспечивать малую трудоемкость работ по обслуживанию и эффективное глушение шума при впуске

Конструкции воздухоочистителей современных колесных и гусеничных машин отличаются многообразием. Однако среди них можно выделить следующие основные типы: инерционные, инерционно-центробежные, фильтрующие, комбинированные, т.е. имеющие не менее двух ступеней очистки.

В инерционных воздухоочистителях используется сила инерции движущихся с большой скоростью пылинок. При резком изменении направления движения воздуха в этих очистителях частицы пыли продолжают двигаться по инерции в первоначальном направлении и, вылетая из воздушного потока, поступающего в двигатель, удаляются наружу либо задерживаются в пылесборниках или специальных масляных ваннах.

В инерционно-центробежных воздухоочистителях наряду с силами инерции, возникающими при резком изменении направления потока воздуха, используются также центробежные силы: воздух, проходя через такой очиститель, закручивается с помощью спиральных направляющих, тангенциального (расположенного по касательной к цилиндрической стенке) входа или другими способами. Частицы пыли отбрасываются центробежным силами к стенке корпуса воздухоочистителя и скатываются по ней в пылесборник.

Инерционно-центробежные воздухоочистители без вращающихся деталей называются циклонами. Существуют также инерционно-центробежные воздухоочистители роторного типа, в которых очистка воздуха от пыли осуществляется за счет действия центробежных сил, вызванных вращающимся ротором. В таком очистителе ротор вращается обычно вследствие взаимодействия его лопастей с потоком воздуха, стремящимися попасть во впускную трубу из-за разрежения, создаваемого работающим двигателем.

Серьезным преимуществом инерционных и инерционно-центробежных воздухоочистителей является возможность выброса сухой пыли из их пылесборников в атмосферу путем отсоса. Это особенно важно при сильной запыленности воздуха, когда необходимо непрерывное удаление пыли. Возможность отсоса сухой пыли из пылесборника обусловлена разрежением, создаваемым в выпускной трубе двигателя с помощью эжекционного устройства. Основной недостаток инерционных и инерционно-центробежных воздухоочистителей — недостаточно высокая эффективность при очистке воздуха от мельчайших частиц.

Фильтрующие воздухоочистители при очистке воздуху от пыли обеспечивают его фильтрацию в пористых материалах или адсорбцию пылевых частиц на смоченных маслом поверхностям В качестве фильтрующего элемента могут применяться смоченные маслом металлические сетки, промасленные кассеты с капроновой ,или проволочной набивкой, пропитанная маслом полиуретановая пена, синтетические материалы на перфорированном каркасе и т.д. Однако в настоящее время наиболее широкое распространение получили сухие фильтрующие элементы из картона, уложенного «гармошкой». Картонные фильтры, эффективные при любом режиме работы двигателя, задерживают более 99 % частиц размером свыше 2 мкм.

Относительно недавно на некоторых ТС начато использование так называемого марлевого фильтра, в котором помимо обычных принципов фильтрации в пористых материалах реализуется принцип удержания пылевых частиц на поверхности фильтрующего элемента за счет статического электричества. Дело в том, что двойной каркас из алюминиевой сетки и пропитанная специальным силиконовым составом марлевая набивка такого фильтра образуют своеобразный конденсатор, который заряжается статическим электричеством при трении между пылинками. В результате пылинки как бы налипают на наружную поверхность фильтра, образуя подобие «шубы». Ресурс такого фильтрующего элемента значительно больше, чем у обычного картонного, так как пыль не остается внутри фильтра, а скапливается на его поверхности и может быть легко удалена при очередном техническом обслуживании.

Достоинством фильтрующих воздухоочистителей является их способность задерживать мельчайшие частицы пыли, а недостатком — необходимость периодической очистки, промывки или замены фильтрующих элементов.

Комбинированные воздухоочистители сочетают в себе преимущества очистителей рассмотренных типов. Они широко используются как на колесных, так и на гусеничных машинах. Чаще всего применяют две ступени очистки. На первой ступени (действует инерционный очиститель или циклон) из воздуха удаляются наиболее крупные и тяжелые частицы, на второй (фильтрующий очиститель) — мелкие пылинки.

24. Воздухоочиститель

Воздухоочистители. Из химии известно, что воздух представляет собой смесь большого количества газов: кислорода, азота, водорода и др. В воздухе содержится около 21% по массе кислорода, необходимого для горения топлива.

Воздух, окружающий трактор во время работы, содержит большое количество пыли. Например, в сухую погоду при работе машины ее количество достигает 2,5 г/м 3 , а в условиях пустынь — 6 г/м 3 . В состав дорожной пыли входят окиси кальция, железа, кремния и др. Поверхностная твердость пылинок окиси кремния (кварца), которая является основной составной частью пыли, в два раза превышает твердость высококачественных сталей. За 1 ч работы двигатель средней мощности засасывает около 200 м 3 воздуха. Если не очищать воздух, то за одну рабочую смену в цилиндры двигателя может попасть несколько килограммов

пыли. Твердые ее частицы вызывают ускоренный износ цилиндров, поршней и других трущихся деталей. Работа трактора и автомобиля без очистки воздуха, поступающего в цилиндры, недопустима.

На современных тракторах и автомобилях в основном применяют комбинированные воздухоочистители, представляющие собой сочетание инерционного и фильтрующего способов очистки воздуха. Различают двух- и трехступенчатые комбинированные воздухоочистители.

Рис. 46(40). Трехступенчатый воздухоочиститель двигателя Д – 240: 1 – поддон, 2 – фильтрующие элементы (из капроновой путанки), 3 – корпус, 4 – выходной патрубок очищенного воздуха, 5 – завихритель, 6 – инерционный очиститель, 7 – окно для удаления пыли, 8 – сетка, 9 – труба, 10 – опорная обойма, 11 – головка, 12 – масляная ванна

На рис. 46 показан наиболее часто применяемый на двигателях, трехступенчатый воздухоочиститель. Первая ступень очистки воздуха обеспечивается в нем инерционным очистителем, вторая ступень —контактная, с масляной ванной, третья — тоже контактная, но с фильтрующими элементами.

Воздухоочиститель вместе с патрубком выхода очищенного воздуха установлен на головке цилиндров с помощью кронштейна и хомутов. Он состоит из корпуса 3, головки 11 и приваренной к ней заборной трубы 9. Сверху на заборной трубе хомутом закреплен инерционный очиститель 6. В головку воздухоочистителя вложены три фильтрующих элемента 2 из капроновой путанки. Снизу к головке стяжными болтами крепят поддон 1 с масляной ванной.

Воздухоочиститель работает следующим образом. При такте впуска воздух

под действием разрежения через отверстия сетки 8 попадает внутрь инерционного очистителя и, ударяясь о наклонные лопасти завихрителя 5, осуществляет вращательное движение. Крупные частицы пыли, попавшие с воздухом в очиститель, под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам и через два окна 7 в колпаке выпадают наружу. В инерционном очистителе отделяется 2/3 пыли, содержащейся в воздухе. Поток воздуха с мелкими частицами пыли на большой скорости движется вниз по заборной трубе, соприкасается с поверхностью масла в поддоне и резко меняет направление и скорость. При этом мелкие частицы пыли остаются в масле, а воздух проходит через фильтрующие элементы в выходной патрубок 4 к цилиндрам двигателя. Фильтрующие элементы 2 улавливают мельчайшие механические примеси воздуха.

Воздушный фильтр сухого типа

Предназначена для забора воздуха, очистки его от пыли и распределения, по цилиндрам двигателя.

Система (рис. 41) состоит из двух воздушных фильтров 2, двух воздухозаборников 1, которые соединены между собой и с турбокомпрессором 7 при помощи патрубков, шлангов и трубопроводов; устройства для автоматического отсоса пыли из воздушных фильтров и датчика 29 засоренности фильтров.

Воздушный фильтр — сухого типа, с двухступенчатой очисткой воздуха: первая ступень очистки — инерционная решетка 12, вторая — сменный фильтрующий элемент 10. Фильтрующий элемент изготовлен из специального пористого картона, обладает низким сопротивлением впуска и высокой фильтрующей способностью. На фильтре имеются подводящий и отводящий патрубки и патрубок автоматического отсоса пыли. Отсос пыли из воздушных фильтров осуществляется за счет энергии выхлопных газов.

Воздух через заборник поступает для предварительной очистки в первую ступень фильтра (с инерционной решеткой). В результате резкого изменения направления потока воздуха в инерционной решетке крупные частицы пыли отделяются и выбрасываются в атмосферу вместе с отработанными газами. Предварительно очищенный в первой ступени воздух попадает во вторую ступень со сменным картонным фильтрующим элементом для более тонкой очистки, где проникает через поры картона, оставляя на поверхности мелкие частицы пыли.

Рис. 41. Система питания двигателя воздухом и выпуск газов:

1 — воздухозаборник фильтра; 2 — фильтр воздушный; 3 — шланг отбора воздуха к компрессору; 4 — патрубок впускной; 8 — шланг к турбокомпрессору; 6 — труба отсоса пыли из фильтров; 7 — турбокомпрессор; 8 — патрубок выпускных труб; 9 — крышка воздушного фильтра; 10 — фильтрующий элемент; 11 — корпус фильтра; 12 — инерционная решетка; 13 — гайка; 14 — передняя выпускная труба; 15 — цилиндр включения вспомогательной тормозной системы; 16 — вилка штока; 17 — вспомогательная тормозная система; 18 — задняя выпускная труба; 19 — рычаг заслонки отключения эжекции; 20 — заслонка отключения эжекции; 21 — патрубок задний; 22 — рычаг оси заслонки; 23 – ось заслонки; 24 — заслонка; 25 — корпус, 26 — палец заслонки; 27 – подшипник оси заслонки, 28 — крышка; 29 — датчик сигнализации засоренности воздушных фильтров

Окончательно очищенный воздух нагнетается турбокомпрессором в цилиндры двигателя.

Обслуживать картонный фильтрующий элемент следует по загоранию контрольной лампы сигнализации засоренности воздушного фильтра, а при отсутствии датчика через одно ТО-1.

Читайте также:  Замена масляного фильтра Ауди

Датчики сигнализации засоренности воздушного и масляного фильтров подключены параллельно к одной контрольной лампе на панели приборов. При загорании контрольной лампы следует, поочередно отключая провода от датчиков установить, какой из фильтров необходимо обслужить.

Вместо датчика сигнализации засоренности воздушных фильтров может устанавливаться индикатор засоренности. Сигнализирующим устройством индикатора является барабан с чередующимися по окружности полосками красного цвета, которые видны через прозрачное окно при срабатывании индикатора.

Перед началом эксплуатации сигнализирующий барабан индикатора устанавливается в исходное (рабочее) положение поворотом крышки до упора в направлении, указанном стрелкой.

Когда засоренность воздушных фильтров становится предельно допустимой (разрежение во впускном патрубке возрастает до 500 мм водяного столба, в окне индикатора появляется ярко-красная окраска), требуется проведение обслуживания воздушных фильтров. После обслуживания сигнализирующий барабан индикатора установить в исходное (рабочее) положение.

Система выпуск отработавших газов

Особенностью системы выпуска газов двигателей ЯМЗ-238Л и ЯМЗ-238Н является отсутствие глушителя. Устанавливаемая на двигателе турбина поглощает часть энергии отработанных газов и тем самым снижает шумность выхлопа.

Подача воздуха в двигатель: устройство и схема работы

Принцип работы бензинового или дизельного двигателя внутреннего сгорания основан на преобразовании высвобождающейся в результате сжигания топлива энергии в полезную механическую работу. При этом в цилиндрах ДВС горит не только солярка, газ или бензин, а так называемая топливно-воздушная смесь.

За его забор и дальнейшую подачу в нужном количестве непосредственно в цилиндры мотора отвечает целый ряд отдельных элементов, которые входят в общую впускную систему двигателя. Далее мы поговорим о том, как реализована подача воздуха в двигатель, а также какое устройство и особенности имеет система подачи воздуха в двигатель на бензиновых и дизельных моторах.

Система подачи воздуха на бензиновых двигателях

Сразу отметим, что останавливаться на моторах, которые оборудованы устаревшей карбюраторной системой, мы не будем. Речь пойдет о ДВС с инжектором. В качестве примера давайте рассмотрим общее устройство системы подачи воздуха на модели авто с инжекторным двигателем.

Добавим, что хотя на разных моделях отечественного и иностранного производства схема реализации может несколько отличаться, общий принцип и конструкция остаются одинаковыми.

Система подачи воздуха состоит из следующих базовых элементов:

  • воздухозаборник;
  • воздушный фильтр в корпусе;
  • впускной патрубок (патрубок впускной трубы);
  • дроссельный патрубок;
  • ресивер;

Воздухозаборник на разных автомобилях представляет собой пластиковую деталь, через которую атмосферный воздух «засасывается» в двигатель. Элемент обычно установлен в подкапотном пространстве так, чтобы забирать воздух по ходу движения авто, находится в области чуть ниже передних фар, ближе к радиаторной решетке, справа или слева. Такое место расположения позволяет эффективно забирать необходимое количество воздуха на разных режимах работы ДВС.

Следующим элементом является корпус воздушного фильтра и сам фильтр, который установлен внутри него. Обычно на большинстве автомобилей корпус с фильтром устанавливается в передней части моторного отсека, дополнительно под корпусом могут использоваться резиновые уплотнители-опоры. Что касается фильтра, фильтрующий элемент обычно является бумажным, площадь фильтрующей поверхности максимально увеличена.

В корпусе воздушного фильтра на многих авто также установлен важный электронный датчик ДМРВ (датчик массового расхода воздуха). Также этот датчик может располагаться и на других элементах системы до дроссельной заслонки.

Дроссельный патрубок крепится к ресиверу и дозирует объем воздуха, который подается во впускную трубу. За количество поступающего в мотор воздуха отвечает дроссельная заслонка, которая при помощи специального привода соединена с педалью газа. Еще на многих современных ТС педаль газа может быть электронной, то есть не имеет прямой связи с дроссельным узлом. В этом случае после нажатия на акселератор соответствующий сигнал подается на электродвигатель, управляющий дроссельной заслонкой.

Еще добавим, что дроссельный патрубок также имеет в своей конструкции ДПДЗ (датчик положения дроссельной заслонки) и РХХ (регулятор холостого хода). Благодаря наличию ДПДЗ на электронный блок управления двигателем (ЭБУ) подается сигнал, по которому контроллер «понимает», на какой угол открыта заслонка. На основании сигналов от ДМРВ, ДПДЗ и ряда других датчиков ЭБУ корректирует уровень подачи топлива в цилиндры через инжекторные форсунки в соответствии с тем или иным режимом работы ДВС.

Такое решение позволяет поддерживать и гибко изменять количество оборотов холостого хода тогда, когда дроссельная заслонка закрыта, то есть воздух идет в обход. Другими словами, РХХ управляет количеством воздуха, который подается по специальному каналу в обход закрытой дроссельной заслонки на холостом ходу.

Когда клапан-шток выдвигается полностью, его конусная часть перекрывает подачу воздуха мимо заслонки (клапан РХХ закрыт). Когда происходит его открытие, увеличивается количество воздуха, которое нарастает пропорционально степени смещения штока от седла. Общая степень перемещения штока напрямую зависит от количества шагов, которые выполнил шаговый электродвигатель.

Если двигатель холодный и работает на холостом ходу, тогда ЭБУ до прогрева «держит» завышенные (прогревочные) обороты ХХ и гибко реагирует на любые изменяющиеся нагрузки (включение габаритов, фар, климатической установки и т.д.) путем поднятия оборотов холостого хода. Это позволяет мотору стабильно работать.

После того, как двигатель прогреется, контроллер уменьшает количество подаваемого воздуха через РХХ и стремится всегда поддерживать строго определенную частоту вращения коленвала, однако на многих авто при изменении нагрузки в режиме ХХ блок управления все еще способен кратковременно повысить обороты.

Еще отметим, что когда водитель выключает зажигание, ЭБУ сначала переводит шток РХХ в закрытое положение, после чего приоткрывает клапан на нужное количество шагов, чтобы создать условия в виде достаточной подачи воздуха для нормального запуска агрегата в момент повторного пуска ДВС.

Система подачи воздуха в дизельный двигатель

Как известно, современный дизельный двигатель на разных автомобилях и спецтехнике обычно оснащается турбокомпрессором. Также данное решение активно используется и на турбобензиновых ДВС.

Другими словами, для получения необходимой отдачи от моторов силовую установку дополнительно турбируют. Дизельный агрегат с турбонаддувом получил название турбодизель. Давайте остановимся на схеме подачи воздуха в такие моторы более подробно.

На примере турбодизеля стоит выделить следующие элементы системы питания воздухом:

  • воздухозаборник;
  • воздухоочиститель (воздушный фильтр);
  • турбокомпрессор;
  • специальный воздушный радиатор (интеркулер);
  • впускной коллектор;

С функцией воздухозаборника и воздушного фильтра мы уже ознакомились при рассмотрении атмосферного бензинового мотора. Что касается турбодвигателей на спецтехнике, которая работает в условиях сильной запыленности и общего загрязнения воздуха, используется многоступенчатая система очистки (двух или даже трехступенчатые схемы). В конструкцию может быть включен инерционный предварительный очиститель воздуха и другие подобные решения.

Итак, после прохода через фильтры, воздух втягивается в турбокомпрессор. После турбины воздух идет по трубопроводам уже под давлением, проходя через так называемый воздушный радиатор. Дело в том, что после сжатия в турбине воздух нагревается. При этом если его охладить перед подачей в цилиндры, тогда общая масса воздуха увеличивается.

Далее сжатый и охлажденный воздух попадает во впускной коллектор, а затем и в цилиндры дизельного двигателя. Что касается турбокомпрессора, данное устройство использует энергию отработавших газов. Если просто, газы под давлением вращают турбинное колесо, за счет такого вращения начинает крутиться и компрессорное колесо, которое закреплено на одном валу вместе с турбинным колесом. Затем выхлоп после турбины попадает в выпускную систему ТС и выводится в атмосферу.

Отметим, что существует много разновидностей турбин, которые отличаются по размерам, по своей производительности и могут иметь ряд индивидуальных отличий в общей схеме устройства. Еще добавим, что дизельный двигатель долгое время вообще не имел дроссельной заслонки по сравнению с бензиновыми аналогами. В двух словах, мощность в дизельном агрегате регулируется не количеством подаваемого в цилиндры воздуха, а количеством впрыскиваемого горючего.

Работает дроссельный узел тогда, когда нагрузки на двигатель минимальны, то есть мотор не нуждается в мощном потоке свежего воздуха. В этот момент заслонка частично перекрывает подачу воздуха, параллельно с этим срабатывает клапан системы рециркуляции отработавших газов EGR.

В результате оставшийся воздух перемешивается с выхлопными газами, после чего такая смесь снова поступает в цилиндры. Подача выхлопа вместе с воздухом снижает температуру в камере сгорания, в результате в отработавших газах отмечается уменьшение окиси азота.

Как увеличить подачу воздуха в двигатель: доступные способы

Как видно, от количества и качества поступающего в цилиндры воздуха напрямую будет зависеть и мощность силового агрегата. В целях получения улучшенной отдачи от ДВС многие автолюбители стремятся увеличить подачу воздуха в агрегат. Как правило, такая необходимость возникает в процессе тюнинга двигателя, после проведения каких-либо доработок и т.д.

Далее мы рассмотрим несколько возможных способов, которые при этом не предполагают кардинальных переделок (например, доработка каналов ГБЦ, замена турбины на более производительную и т.п.)

  • Самым простым и бюджетным решением является установка фильтра нулевого сопротивления (нулевика). Хотя общий прирост мощности от такого решения небольшой, но на спортивных и специально подготовленных авто установка нулевика в комплексе с другими усовершенствованиями волне оправдана.

Однако этого не скажешь о гражданских авто со «стоковым» ДВС. В этом случае получается скорее вред, чем польза, так как фильтры нулевого сопротивления быстрее загрязняются и хуже очищают воздух, что может сказаться на ресурсе мотора. При этом никакого прироста мощности фактически не наблюдается.

  • Еще одним способом подать в мотор больше воздуха является доработка элементов заводской системы. Речь идет о воздухозаборнике, патрубках, верхней крышке корпуса воздушного фильтра.

В самом начале необходимо измерить сопротивление воздуха на входе и после выхода из корпуса фильтра, после чего проводятся работы в целях уменьшения такого сопротивления.

  • Также следует отметить, что иногда на профильных форумах встречается информация об электрическом вентиляторе во впуск (динамический вентилятор, завихритель воздуха, система динамического наддува, электрический турбонагнетатель и т.п.). В свое время на рынке выделялись производители Кamann, Simota и ряд других.

Устройство представляет собой патрубок, в котором устанавливается крыльчатка. Во время работы крыльчатка вращается, создавая спиралеподобные завихрения воздуха. По заверениям производителей такой воздух более холодный и лучше проникает в камеры сгорания.

В результате улучшается общий процесс смесеобразования, мощность двигателя растет, повышается эластичность во время работы ДВС на разных режимах, автомобиль демонстрирует улучшенные динамические характеристики.

Однако как показывает практика, особой пользы после установки таких решений нет. Более того, высокая стоимость на отметке около 300-400 у.е. и вовсе ставит целесообразность подобных экспериментов под большое сомнение.

  • Еще в списке возможных решений для увеличения подачи воздуха можно отметить так называемый «холодный впуск». Подобное решение фактически предполагает вынос воздухозаборника из подкапотного пространства наружу, что позволяет снизить температуру поступающего воздуха и повысить его плотность.

В продаже встречаются готовые комплекты как для определенных моделей авто, так и универсальные. К преимуществам холодного впуска можно отнести увеличение мощности двигателя, снижение риска возникновения детонации, улучшение реакций на нажатие педали газа, незначительное уменьшение расхода топлива.

При этом существенно повышается вероятность попадания воды во впуск и гидроудара, а также намного быстрее загрязняется воздушный фильтр. Дело в том, что воздухозаборник ставится в «окна», которые отдельно делаются в бампере, в передней фаре и т.д.

Что в итоге

Как видно, на штатных атмосферных моторах с небольшой мощностью какие-либо манипуляции с системой подачи воздуха обычно не дают ощутимых результатов. Другими словами, самым правильным подходом является приобретение качественных воздушных фильтров и их своевременная замена с учетом особенностей эксплуатации конкретного ТС.

Что касается турбомоторов, намного важнее следить за исправностью работы и общим состоянием системы турбонаддува, правильно эксплуатировать турбину и т.д. Появление провалов при разгоне, масло в интеркулере и другие признаки указывают на необходимость проведения диагностики.

В результате снижается мощность мотора и его ресурс, двигатель начинает дымить, может работать на неправильной рабочей смеси. По указанным причинам следует регулярно и своевременно проводить техническое обслуживание системы питания воздухом.

Если же говорить о комплексном тюнинге двигателя, тогда доработка впускной системы позволяет получить дополнительный прирост мощности. Однако следует учитывать, что такое повышение обычно наблюдается на фоне общего улучшения производительности заранее подготовленного силового агрегата.

Какой срок службы воздушного фильтра. Через сколько километров производится рекомендуемая замена. В каких случаях и почему нужно менять фильтр раньше срока.

Завоздушивание топливной системы дизеля: признаки неисправности и диагностика. Как самостоятельно найти место подсоса воздуха, способы решения проблемы.

Устройство турбокомпрессора, главные элементы конструкции, выбор турбины. Преимущества и недостатки бензиновых и дизельных двигателей с турбонаддувом.

Тюнинг топливной системы атмосферного и турбо двигателя. Производительность и энергопотребление бензонасоса, выбор топливных форсунок, регуляторы давления.

От чего зависит срок службы турбонагнетателя дизельного ДВС. Особенности и рекомендации касательно эксплуатации и ремонта турбин с изменяемой геометрией.

Назначение и конструкция турбокомпрессора дизельного мотора. Принцип работы турбонагнетателя, особенности использования турбины на дизельном ДВС.

Ссылка на основную публикацию