차량 흡기 시스템

내연 기관의 작동은 장치 실린더에서 공기와 연료의 혼합물 연소를 기반으로합니다. 각 실린더에 공기와 가연성 물질 (가솔린, 디젤 또는 가스)을 공급해야한다는 사실 외에도 각 물질의 부피를 정확하게 계산해야하며 질적으로 혼합해야합니다. 모터가 향상됨에 따라 효율성을 극대화하는 데 필요한 시스템도 향상됩니다.

엔진 효율은 연료 시스템의 품질과 점화 성능에 따라 달라집니다. 연료가 공기와 잘 섞이지 않으면 대부분은 타지 않지만 배기관을 통해 자동차에서 제거됩니다 (이가 촉매 변환기에 미치는 영향에 대해 설명합니다. 여기에). 효율성, 환경 친 화성 및 효율성을 높이기 위해 전원 장치의 다양한 매개 변수가 개선되고 있습니다.

흡기 시스템이 이것에서 어떤 역할을하는지, 어떤 요소로 구성되어 있으며, 목적은 무엇이며, 작동 원리는 무엇인지 고려해 봅시다.

자동차 흡기 시스템이란?

여전히 국산차에서 발견되는 오래된 모터에는 흡기 시스템이 없었습니다. 기화기 엔진에는 흡기 매니 폴드가 있으며 파이프는 기화기를 통해 공기 흡입구로 전달됩니다. 장치 자체에는 다음과 같은 작동 원리가 있습니다.

특정 실린더의 피스톤이 흡입 행정을 완료하면 캐비티에 진공이 생성됩니다. 가스 분배 메커니즘은 흡기 밸브를 엽니 다. 공기 흐름이 매니 폴드 채널을 통해 이동하기 시작합니다. 기화기의 혼합 챔버를 통과하면 일정량의 연료가 유입됩니다 (이 부피는 설명 된 제트에 의해 조절됩니다 따로 따로). 공기 정화는 기화기 앞에 설치된 공기 필터에 의해 제공됩니다.

혼합물은 열린 밸브를 통해 실린더로 흡입됩니다. 모든 대기 엔진에는 진공 작동 원리가 있습니다. 그 안에서 공기-연료 혼합물은 흡기 매니 폴드의 진공을 통해 자연적으로 들어갑니다. 원시 흡입구는 기화기 챔버에만 공기를 제공했습니다.

이 시스템에는 중요한 단점이 있습니다. 시스템의 고품질 작동은 실린더 헤드에 연결된 경로의 구조에 직접적으로 의존합니다. 또한 MTC가 수집기를 통과 할 때 일정량의 연료가 벽에 떨어져 자동차 경제에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

인젝터가 나타 났을 때 (그것이 무엇이며 어떻게 작동하는지 알려줍니다. 따로 따로), 동일한 기능을 갖는 본격적인 흡기 시스템 (공기를 취하고 연료와 혼합)을 만들어야했지만 작동은 전자 장치로 제어됩니다.

전자 장치는 공기 및 연료량의 최적 비율을보다 효율적으로 계산하고이 매개 변수를 내연 기관의 다양한 작동 모드에서 유지합니다. 또한 낮은 엔진 속도에서 더 나은 실린더 충진을 제공합니다. 이 장치 흡기 개선은 연료 소비를 늘리지 않고 성능을 향상시킵니다. 최적의 풍량 대 연료 비율은 14.7 / 1입니다. 흡기의 기계적 유형은 장치의 다른 작동 모드에서이 비율을 유지할 수 없습니다.

이전에 자동차에 공기가 자연스럽게 흐르는 공기 덕트 만있는 경우 (그 부피는 공기 덕트 및 액추에이터의 물리적 특성에 따라 결정됨) 현대 자동차는 전기 제어 기능이있는 여러 메커니즘으로 구성된 전체 시스템을받습니다. BTC가 더 나은 품질 덕분에 ECU에 의해 제어됩니다.

가스 (비표준 또는 공장 LPG 사용)를 포함한 가솔린과 디젤 엔진은 유사한 흡기 시스템을 받는다는 점을 언급 할 가치가 있습니다. 그러나 주사 유형에 따라 약간 다른 장치가있을 수 있습니다. 다른 리뷰에서 주입 시스템의 유형에 대해 이야기합니다.

최신 흡기 시스템은 기계의 다른 시스템과 동기화되어 작동합니다. 예를 들어,이 목록에는 배기 가스 재순환 및 연료 분사가 포함됩니다. 공기-연료 혼합물의 신선한 부분으로 실린더를 더 잘 채우기 위해 터보 차저가 종종 입구에 설치됩니다. 자동차의 터보 차저는 무엇입니까? 별도 검토.

흡기 시스템의 작동 원리

흡기 시스템은 실린더와 대기 사이의 압력 차이에 따라 작동합니다. 흡기 행정에서 피스톤이 하사 점 (스트로크 수행시 흡기 및 배기 밸브가 닫힘)으로 이동하고 공기와 연료가 탱크로 들어가는 밸브가 열려있을 때 나타납니다.

공기의 양은 실린더 자체의 크기에 직접적으로 의존합니다. 그러나이 볼륨은 엔진이 저속으로 작동 할 수 있도록 조정 가능하며 필요한 경우 크랭크 샤프트를 더 많이 크랭크 할 수 있습니다 (자동차가 가속 할 때). 작동 모드를 변경하기 위해 스로틀 밸브라는 특수 공기 밸브가 사용됩니다.

 기화기에서이 요소는 가속 페달과 관련이 있습니다. 밸브가 더 많이 열릴수록 더 많은 연료가 흡기 다기관 경로로 유입됩니다. 분사 모터는 특수 초크를받습니다. 제어 장치에 연결된 작은 전기 모터가 있습니다. 운전자가 가속 페달을 밟으면 컴퓨터는 프로그래밍 된 알고리즘을 사용하여 공기 밸브를 열 정도를 결정합니다.

공기와 연료의 이상적인 비율을 유지하기 위해 스로틀 근처에 스로틀 센서가 있으며 신호는 전자 제어 장치로 전송됩니다 (많은 최신 시스템에서는 두 개의 공기 센서가 설치되어 있습니다. 하나는 댐퍼 앞에, 그리고 그 뒤에 다른 하나). 이 데이터를 수신 한 전자 장치는 인젝터 노즐을 통해 공급되는 연료의 양을 증가 / 감소시킵니다 (그 구조 및 작동 원리가 설명 됨). 다른 기사에서).

주사 유형에 따라 흡입관의 디자인이 약간 다를 수 있습니다. 예를 들어, 분산 수정에서 흡입 시스템은 혼합물 형성에 관여합니다. 이 설계에서 인젝터는 각 매니 폴드 파이프에 가능한 한 흡기 밸브에 가깝게 설치됩니다. 대부분의 최신 사출기는 이러한 시스템을받습니다.

엔진에 직접 분사 기능이있는 경우 (디젤 장치의 경우 유일한 수정 사항 임) 흡기 시스템은 실린더에 신선한 공기 만 공급합니다. 이 경우 혼합이 흡입관의 손실없이 실린더 캐비티에서 직접 이루어지기 때문에 연료 연소는 가능한 한 효율적입니다.

더욱이,이 분사의 설계 특징으로 인해 (흡기 매니 폴드에 추가 밸브가 설치되어 있으며, 작동 동기화는 전기 드라이브가있는 공통 샤프트에 의해 제공됨) 연료 시스템은 다른 혼합물 형성을 제공 할 수 있습니다. 두 가지 주요 유형이 있습니다.

1. 레이어 별 유형. 이 모드에서 노즐은 연료를 실린더에 분사하여 가능한 한 챔버 전체에 분배합니다. 들어오는 공기의 온도가 높기 때문에 가솔린이 증발하기 시작하여 공기와 더 잘 혼합됩니다. 이 모드는 내연 기관의 저속 및 저 부하에서 사용됩니다.
2. 동종 (동종) 유형. 본질적으로 희박한 혼합물입니다. 이론적으로 밸브가 닫힌 실린더의 압력은 공기-연료 혼합물의 연소 중에 엔진 출력에 직접적인 영향을 미칩니다. 이것으로부터 최소 연료 소비로 토크를 높이려면 챔버로 들어가는 공기의 양을 늘릴 필요가 있다고 결론을 내릴 수 있습니다. 그러나 분산 주입의 경우 다음과 같은 문제점이 관찰된다. BTC의 비율이 공기의 양을 늘리는 방향 (희박 혼합물)으로 변경되면 그러한 혼합물이 제대로 점화되지 않습니다. 이러한 이유로 이러한 유형의 혼합물 형성은 분산 형 주입 시스템에서 사용되지 않습니다. 그러나 직접 주입에 관한 한 이것은 실제입니다. 점화 플러그 바로 근처에 비교적 적은 양의 연료가 분사되기 때문에 린 점화가 가능합니다. 압축 공기의 총량에 비해 실린더에는 연료가 거의 없지만 점화 플러그 전극 근처에 풍부한 구름이 있기 때문에 엔진은 상당한 연료 절약에도 불구하고 효율성을 잃지 않습니다.

다음은 VBM 회로의 작동 방식에 대한 빠른 애니메이션입니다.

흡기 매니 폴드는 어떻게 작동합니까? (3D 애니메이션)

연료 시스템 유형과 액추에이터 설계에 따라 이러한 모드가 더 많이있을 수 있습니다. 그들 각각은 엔진 속도와 부하를 기록하는 전자 장치에 의해 활성화됩니다. 다양한 혼합물 형성 모드를 제공하기 위해 각 제조업체는 자체 메커니즘을 사용합니다.

예를 들어, 일부 엔진에는 특수 다중 모드 노즐이 설치되고 다른 엔진에는 스로틀 밸브 외에도 흡기 밸브도 설치됩니다. 모드에 따라 스로틀 밸브와 독립적으로 열고 닫을 수 있습니다.

공기 / 연료 혼합물이 연소되면 배기 가스가 배기 가스를 통해 제거됩니다. 이것은 다른 차량 시스템입니다. 배기를 제거하는 것 외에도 가스 흐름의 맥동을 보상하고 엔진 소음을 줄입니다 (배기 시스템의 설계 및 목적에 대한 자세한 내용은 여기에).

브레이크 부스터는 또한 흡기 매니 폴드에서 생성 된 진공을 부분적으로 사용합니다. 길을 따라 배기 가스 재순환 시스템을 차단하는 밸브가 장착되어 있습니다.

현대식 흡기 시스템의 계획에는 다양한 센서와 액추에이터가 포함되어있어 엔진의 작동 모드 또는 동력 장치의 부하 변경에 따라 순식간에 조정됩니다. 일부 현대 모델에서는 흡입관의 길이와 단면을 변경하여 내연 기관의 효율성을 향상시키는 특수 기술이 사용됩니다.

이 업그레이드를 통해 감소 된 대기 엔진 속도에서 최대 토크를 추출 할 수 있습니다. 가변 길이와 단면을 가진 수집기의 설계 및 작동 원리는 다음에 자세히 설명되어 있습니다. 다른 기사.

디자인

흡기 시스템의 장치에는 다음 요소가 포함됩니다.

• 공기 흡입구. 각 자동차 모델에는 고유 한 디자인이 있습니다. 이 장치의 핵심 요소는 공기 필터입니다. 케이스 (종종 모든면이 밀폐 된 트레이이지만 공기 흡입구에 직접 설치된 개방형 필터도 있음)에 배치되며 한쪽에 개방형 분기 파이프가 있습니다. 이 구멍을 통해 공기가 필터 요소로 들어가서 청소되어 흡입 파이프로 들어갑니다. 공기 필터에 대한 세부 정보가 설명됩니다. 여기에.
• 조절판. 현대적인 디자인에서는 공기 흡입구에서 매니 폴드로 연결되는 파이프에 설치되는 전기 작동 식 밸브입니다. 모터의 필요와 부하에 따라 전자 제어 장치는 댐퍼를 열거 나 닫는 적절한 명령을 내립니다. 이것은 내부 공기 흐름을 제어합니다.
• 수신기 (또는 수집가). 흡기 매니 폴드는 스로틀과 실린더 헤드 사이에 설치됩니다. 이것은 복잡한 파이프입니다. 한편으로는 하나가 있고 다른 하나에는 여러 개의 분기 파이프가 있습니다 (그 수는 블록의 실린더 수에 따라 다름). 이 부분의 목적은 실린더 사이에 내부 공기 흐름을 분배하는 것입니다. 연료 시스템이 분산 형인 경우 연료 분사기가 고정 될 각 파이프에 구멍이 생깁니다. 이 경우 흡기 시스템은 공기-연료 혼합물의 형성에 직접 관여합니다. 엔진에 직접 분사가있는 경우 (인젝터가 디젤 엔진의 경우 점화 플러그 또는 예열 플러그 근처에 있음) 흡입구는 단순히 공기 공급을 조절합니다.
• 흡기 플랩. 이들은 혼합물 형성 유형을 조절하기 위해 매니 폴드 파이프 내부에 설치되는 추가 밸브입니다. 이러한 요소는 직접 분사 방식의 내연 기관에 사용됩니다.
• 공기 센서. 댐퍼 앞뒤의 공기 흐름의 강도와 온도를 기록합니다. 이 센서의 신호는 제어 장치로 전송됩니다.

ECU는 흡기 시스템의 모든 액추에이터의 동기식 작동을 담당합니다. 가스 페달, 질량 유량 센서 및 차량에 장착 된 기타 센서에서 수신 된 신호를 기반으로 전자 장치는 특정 알고리즘을 활성화합니다. 뇌 프로그램에 따르면 모든 장치는 동시에 적절한 신호를 수신합니다.

무엇을 위해

따라서 보시다시피 다양한 수의 센서와 액추에이터로 구성된 고품질 흡기 시스템 없이는 경제적이지만 동시에 매우 역동적이고 환경 친화적 인 자동차를 만드는 것은 불가능합니다.

현대식 흡기 시스템의 유일한 단점은 유지 보수 비용과 복잡성입니다. 숙련 된 자동차 정비사의 노력으로 기화기 엔진을 진단하고 수리 할 수 ​​있다면 전자 장치는 특수 장비에서만 점검됩니다. 수리하려면 전문 서비스 센터를 방문해야합니다.

또한 자동차의 흡기 시스템에 대한 비디오 강의를 시청하는 것이 좋습니다.

ICE 이론 : 섭취 시스템

질의 응답 :

엔진 흡기란? 다른 이름은 흡입 시스템입니다. 이것은 여러 개의 파이프(실린더당 하나씩)로 분기되는 파이프에 연결된 공기 흡입구입니다. 시스템은 신선한 공기를 공급하고 VTS를 형성하는 데 필요합니다.

흡기매니폴드가 확장되면 어떻게 될까요? 흡기 매니폴드가 늘어나면 흡입구 저항이 커져 VTS의 연소가 잘 되지 않습니다. 이로 인해 토크와 출력이 감소합니다.