Устройство, принцип работы и тюнинг впускного коллектора

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

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

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

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

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

Заслонки впускного коллектора и другие элементы конструкции

Чаще всего, данная деталь делается из алюминиевых сплавов либо композиционных пластиковых материалов и крепится на головке цилиндров с левой стороны. Датчик на впускном коллекторе фиксирует температуру и давление, а блок управления, в свою очередь, высчитывает, какова в нем масса воздуха. И уже исходя из этих данных, формируются импульсы, посредством которых и осуществляется управление форсунками. Таким образом и происходит приготовление топливно-воздушной смеси заданного состава.

Внутри этой детали находится переключающий вал и вакуумный элемент, на который через заслонки в патрубок впускного коллектора подается разряжение, вырабатываемое тандемным насосом. Каждый впускной канал делится на вихревой и участок наполнения. Переключающий вал, в свою очередь, может перекрыть только последний, и в этот момент через первый канал происходит всасывание. Так скорость потока в данном канале значительно увеличивается.

Читать еще: Лада калина ремонт рулевой рейки

Процесс снятия впускного коллектора

Общий вид впускного коллектора

Демонтаж впускного коллектора проводится на остывший автомобиль в целях безопасности. Так, эта операция может занять около часа и потребует некоторых знаний конструкции автомобиля, а именно системы впрыска. Итак, рассмотрим, последовательность действий для демонтажа узла:

Местонахождение дроссельной заслонки на ВАЗ-2112 — фото редакционного автомобиля

Сняли провода и катушку

Открутив хомут, отключаем трубку вакуумного усилителя тормозов

При помощи крестообразной отвертки откручиваем направляющей трубки указателя уровня масла

Откручиваем катушки зажигания и ресивер

Откручиваем болты крепления коллектора к головке блока

Тянем коллектор на себя и демонтируем его

Стоит отметить, что монтаж впускного коллектора проводится в обратном порядке и не требует никаких дополнений или изменений.

Видео

Замена деталей

Чтобы заменить пневмокамеру не понадобится сложных инструментов и долгих манипуляций. Сначала откручивается крепление и снимается шток, после чего снимается камера и ставится новая. Иногда возможно коррозийное разрушение корпуса самой емкости, на предмет чего тоже нужно ее периодически проверять.

Для замены клапана управления заслонками впускного коллектора понадобится набор отверток, плоскогубцы, ключи. На всю работу уйдет не более двадцати минут:

Сперва откручиваются винты крепления планки, на которой находятся клапаны;
Устанавливаются новые клапаны;
Прикручивается вся конструкция на место;
Измеряется сопротивление – его значение должно быть от 33.2 до 33.3 Ом.

Замена недолгая и простая, поэтому ее можно провести даже во дворе дома, взяв нужные инструменты.

Очень редко случается, что клапаны разрушаются и засоряют обломками коллектор. Обычно это происходит на некачественных двигателях, в следствии перегрева мотора или если сами клапаны были заменены на контрафактный аналог.

Что собой представляет впускной коллектор

Принцип работы

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

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

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

Особенности конструкции впускной системы

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

корпуса;
патрубка;
забора для воздуха;
глушителя;
дроссельной заслонки;
впускного коллектора;
прокладки.

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

Эволюция конструкции впускного коллектора

Раньше при изготовлении впускного коллектора использовалось преимущественно три материала:

чугун;
алюминий;
железо.

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

Читать еще: Рено дастер троит двигатель

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

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

Меньшее количество воздуха внутри цилиндров приводит к перерасходу топлива. Мало того, снижаются эксплуатационные качества двигателя. Именно поэтому так важно, чтобы впускной коллектор был в хорошем состоянии. Для этого его нужно периодически чистить, а в случае необходимости проводить ремонт.

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

уменьшение теплопроводности;
лучшее наполнение цилиндров воздухом;
рост мощности мотора.

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

Конструкция и материалы для производства впускных коллекторов

Конструктивно впускной коллектор представляет собой закрытый резервуар сложной формы с общей камерой (ресивером) и отводящими патрубками (по числу цилиндров двигателя). В течение долгого времени на двигатели устанавливали коллекторы из алюминия или чугуна, но примерно с начала 2000-х годов приобретают все большую популярность композитные материалы. Из пластика сделан коллектор двигателей Ford Zetec 2.0, Duratec 2.0 и 2.3 и многих других современных агрегатов.

Впускной коллектор с изменяемой геометрией

Рабочие характеристики двигателя можно регулировать, изменяя размер ресивера и длину или размер отверстия впускных труб.

По этой причине современные автомобили имеют регулируемые впускные коллекторы, где специальные регулирующие клапаны изменяют воздушный поток через коллектор в зависимости от частоты вращения двигателя и требуемой мощности.

Тюнинг впускного коллектора

Любители автотюнинга не обходят своим вниманием и впускной коллектор. При правильном подходе, действительно, удается улучшить показатели мощности двигателя, пример на видео, ниже.

Улучшение формы. Довольно сложно добиться того, что во все цилиндры двигателя поступает одинаковое количество воздуха. Потому мастера заменяют штатный коллектор на многодроссельный впуск. На каждый цилиндр двигателя устанавливается отдельный дроссель, получается независимая система.
Совершенствование внутренней поверхности. При производстве коллекторов на внутренней части могут остаться небольшие погрешности: наплывы, заусенцы, шероховатости. Это немного тормозит поток воздуха, поэтому умельцы шлифуют внутреннюю поверхность коллектора, чтобы убрать все препятствия.

Устройство, принцип работы и тюнинг впускного коллектора