Sistema de admisión de vehículos

O funcionamento de calquera motor de combustión interna baséase na combustión dunha mestura de aire e combustible nos cilindros da unidade. Ademais de que hai que subministrar aire e material combustible (gasolina, gasóleo ou gas) a cada cilindro, é necesario un cálculo preciso do volume de cada substancia e deben mesturarse cualitativamente. A medida que os motores melloran, tamén o fan os sistemas necesarios para maximizar a súa eficiencia.

A eficiencia dun motor non só depende da calidade do sistema de combustible e do rendemento do acendido. Se o combustible non se mestura ben co aire, a maior parte non queimará, senón que se sacará do coche polo tubo de escape (descríbese como afectará isto ao catalizador aquí). Para aumentar a eficiencia, a compatibilidade co medio ambiente e a eficiencia, estanse a mellorar varios parámetros da unidade de potencia.

Imos considerar que papel xoga o sistema de admisión nisto, en que elementos consiste, cal é o seu propósito, cal é o principio do seu funcionamento.

Que é un sistema de admisión de vehículos

Os motores antigos, que aínda se atopan nos coches domésticos, non tiñan un sistema de admisión como tal. O motor do carburador ten un colector de admisión, cuxo tubo pasa polo carburador ata a entrada de aire. O dispositivo ten o seguinte principio de funcionamento.

Cando un pistón nun cilindro concreto completa unha carreira de admisión, xérase un baleiro na cavidade. O mecanismo de distribución de gas abre a válvula de admisión. Un fluxo de aire comeza a moverse pola canle do colector. Ao pasar pola cámara de mestura do carburador, entra unha certa cantidade de combustible (este volume está regulado polos chorros descritos separado). A limpeza do aire é proporcionada por un filtro de aire instalado diante do carburador.

A mestura é aspirada no cilindro a través dunha válvula aberta. Calquera motor atmosférico ten un principio de funcionamento ao baleiro. Nela, a mestura aire-combustible entra de forma natural por medio dun baleiro no colector de admisión. A entrada primitiva só proporcionaba aire á cámara do carburador.

Este sistema ten un inconveniente significativo: o funcionamento de alta calidade do sistema depende directamente da estrutura do camiño conectado á culata. Ademais, ao pasar o MTC polo colector, pode caer unha cantidade de combustible nas súas paredes, o que afecta negativamente á economía do coche.

Cando apareceu o inxector (que é e como funciona, cóntase) separado), fíxose necesario crear un sistema de admisión de pleno dereito que tivese a mesma función: tomar aire e mesturalo con combustible, pero o seu funcionamento estaría controlado pola electrónica.

A electrónica calcula de forma máis eficiente a proporción óptima de volume de aire e combustible e mantén este parámetro en diferentes modos de funcionamento do motor de combustión interna. Tamén proporciona un mellor recheo de cilindros a baixas velocidades do motor. Esta mellora na inxestión da unidade aumenta o seu rendemento sen aumentar o consumo de combustible. A relación óptima entre aire e combustible é de 14.7 / 1. O tipo mecánico de admisión non pode manter esta proporción en diferentes modos de funcionamento da unidade.

Se antes o coche só tiña un conduto de aire polo que fluía o aire de xeito natural (o seu volume estaba determinado polas propiedades físicas do conduto de aire e dos actuadores), entón un automóbil moderno recibe todo un sistema composto por varios mecanismos que están controlados eléctricamente. Están controlados por unha ECU, grazas ao cal o BTC ten unha mellor calidade.

Cabe mencionar que a gasolina, incluído o gas (empregando GLP non estándar ou de fábrica), e os motores diésel reciben un sistema de admisión similar. Non obstante, dependendo do tipo de inxección, pode ter un dispositivo lixeiramente diferente. Noutra revisión describe os tipos de sistemas de inxección.

O moderno sistema de admisión funciona sincronizado con outros sistemas da máquina. Por exemplo, esta lista inclúe a recirculación de gases de escape e a inxección de combustible. Para encher mellor os cilindros cunha porción nova da mestura aire-combustible, a miúdo instálase un turbocompresor na entrada. Que é un turbocompresor nun coche revisión por separado.

O principio de funcionamento do sistema de admisión

O sistema de admisión funciona en función da diferenza de presión entre o cilindro e a atmosfera. Aparece cando o pistón móvese ao punto morto inferior na carreira de admisión (cando se realiza a carreira, as válvulas de admisión e escape están pechadas) e a válvula pola que entra o aire e o combustible no tanque está aberta.

A cantidade de aire depende directamente do tamaño do cilindro en si. Non obstante, este volume é axustable para que o motor poida funcionar a menor velocidade e, se é necesario, pódese arrancar máis o cigüeñal (cando o coche acelera). Para cambiar o modo de funcionamento, úsase unha válvula de aire especial chamada válvula de aceleración.

 No carburador, este elemento está asociado ao pedal do acelerador. Canto máis se abre a válvula, máis combustible se atrae ao camiño do colector de admisión. Os motores de inxección reciben un estrangulamento especial. Ten un pequeno motor eléctrico que está conectado a unha unidade de control. Cando o condutor presiona o pedal do acelerador, o ordenador usa algoritmos programados para determinar ata que punto abrir a válvula de aire.

Para manter a proporción ideal de aire e combustible, hai un sensor de aceleración preto do acelerador, cuxos sinais se envían á unidade de control electrónico (en moitos sistemas modernos, hai dous sensores de aire instalados: un diante do amortecedor e o outro detrás del). Recibidos estes datos, a electrónica aumenta / diminúe a cantidade de combustible que se subministra a través das boquillas do inxector (descríbese a súa estrutura e principio de funcionamento noutro artigo).

Dependendo do tipo de inxección, o tracto de admisión pode ter un deseño lixeiramente diferente. Por exemplo, nunha modificación distribuída, o sistema de admisión está implicado na formación de mesturas. Neste deseño, os inxectores están instalados en cada tubo do colector o máis preto posible das válvulas de admisión. A maioría das máquinas de inxección modernas reciben este sistema.

Se o motor ten inxección directa (no caso das unidades diésel, esta é a única modificación), o sistema de admisión só fornece aos cilindros unha porción de aire nova. Neste caso, a combustión do combustible é o máis eficiente posible, xa que a mestura ten lugar directamente na cavidade do cilindro sen perdas no tracto de admisión.

Ademais, debido ás características de deseño desta inxección (válvulas adicionais están instaladas no colector de admisión, a súa sincronización de funcionamento é proporcionada por un eixe común cun accionamento eléctrico), o sistema de combustible pode proporcionar diferentes formacións de mesturas. Hai dous tipos principais:

1. Tipo de capa a capa. Neste modo, a boquilla rocía combustible no cilindro, distribuíndoo o máximo posible pola cámara. A temperatura do aire entrante é alta, debido a que a gasolina comeza a evaporarse, mellor mesturándose co aire. Este modo úsase a velocidades baixas e a baixas cargas no motor de combustión interna.
2. Tipo uniforme (homoxéneo). É esencialmente unha mestura delgada. En teoría, a presión no cilindro coas válvulas pechadas afecta directamente á potencia do motor durante a combustión da mestura aire-combustible. A partir disto, pódese concluír que, para aumentar o par nun consumo mínimo de combustible, é necesario aumentar o volume de aire que entra na cámara. Non obstante, no caso da inxección distribuída, obsérvase o seguinte problema. Se a proporción de BTC cambia na dirección de aumentar a cantidade de aire (mestura delgada), entón esa mestura acenderase mal. Por este motivo, este tipo de formación de mesturas non se usa en tipos distribuídos de sistemas de inxección. Pero en canto á inxección directa, isto é real. A ignición inclinada é posible debido a que se pulveriza unha cantidade relativamente pequena de combustible nas inmediacións da bujía. En comparación coa cantidade total de aire comprimido, hai pouco combustible no cilindro, pero debido ao feito de que hai unha nube enriquecida preto dos electrodos da bujía, o motor non perde a súa eficiencia mesmo cun importante aforro de combustible.

Aquí tes unha rápida animación de como funciona o circuíto de mestura variable:

Como funciona o colector de admisión? (animación 3D)

Dependendo do tipo de sistema de combustible e do deseño dos actuadores, pode haber aínda máis modos deste tipo. Cada un deles está activado pola electrónica, que rexistra a velocidade do motor e a carga nel. Para proporcionar diferentes modos de formación de mesturas, cada fabricante utiliza os seus propios mecanismos.

Por exemplo, nalgúns motores instálanse boquillas especiais multimodo e noutros, ademais da válvula de aceleración, tamén se instalan válvulas de admisión. Dependendo do modo, poden abrir e pechar independentemente da válvula de aceleración.

Cando a mestura de aire / combustible se queimou, os gases de escape elimínanse polo escape. Este é un sistema de vehículos diferente. Ademais de eliminar o escape, compensa as pulsacións do fluxo de gas e reduce o ruído do motor (para máis detalles sobre o deseño e o propósito do sistema de escape, lea aquí).

O reforzo de freo tamén utiliza parcialmente o baleiro xerado no colector de admisión. Ao longo do camiño, está equipado cunha válvula que corta o sistema de recirculación de gases de escape.

O esquema do moderno sistema de admisión inclúe moitos sensores e actuadores diferentes, de xeito que se axusta nunha fracción de segundo ao modo de funcionamento do motor ou cambiando as cargas da unidade de potencia. Nalgúns modelos modernos utilízase unha tecnoloxía especial, cuxo obxectivo é mellorar a eficiencia do motor de combustión interna cambiando a lonxitude e a sección do tracto de admisión.

Esta actualización permítelle extraer o par máximo a velocidades atmosféricas reducidas do motor. O deseño e principio de funcionamento dun colector cunha lonxitude e sección transversais variables descríbese en detalle en outro artigo.

Construción

O dispositivo do sistema de admisión inclúe os seguintes elementos:

• Entrada de aire. Cada modelo de coche ten o seu propio deseño. O elemento clave desta unidade é o filtro de aire. Colócase nunha carcasa (a miúdo é unha bandexa pechada hermeticamente por todos os lados, pero tamén hai filtros abertos instalados directamente na toma de aire), que ten un tubo ramificado aberto por un lado. Por este burato, o aire entra no elemento filtrante, límpase e entra no tubo de admisión. Descríbense detalles sobre os filtros de aire aquí.
• Acelerador. No seu deseño moderno, é unha válvula de accionamento eléctrico que se instala no tubo que vai desde a entrada de aire ata o colector. Dependendo das necesidades e cargas do motor, a unidade de control electrónico emite un comando adecuado para abrir / pechar o amortecedor. Deste xeito contrólase o fluxo interno de aire.
• Receptor (ou colector). Un colector de admisión está instalado entre o acelerador e a culata. Este é un tubo complexo. Por unha banda, ten unha e, por outra, varias boquillas (o seu número depende do número de cilindros do bloque). O propósito desta parte é distribuír o fluxo de aire interno entre os cilindros. Se o sistema de combustible é de tipo distribuído, farase un burato en cada tubo no que se fixará o inxector de combustible. Neste caso, o sistema de admisión está directamente implicado na formación da mestura aire-combustible. Se o motor ten unha inxección directa (os inxectores están preto das bujías ou bujías de precalentamento para motores diésel), a entrada simplemente regula o subministro de aire.
• Solapas de admisión. Trátase de válvulas adicionais que se instalan dentro dos tubos do colector para regular o tipo de formación da mestura. Estes elementos úsanse en motores de combustión interna con inxección directa.
• Sensores de aire. Rexistran a forza do fluxo de aire diante e detrás do amortiguador, así como a súa temperatura. Os sinais destes sensores envíanse á unidade de control.

A ECU é responsable do funcionamento síncrono de todos os actuadores do sistema de admisión. En base aos sinais recibidos do pedal do gas, o sensor de fluxo de masa e outros sensores cos que está equipado o vehículo, a electrónica activa un algoritmo específico. De acordo co programa cerebral, todos os dispositivos reciben simultaneamente os sinais adecuados.

Para que serve

Así, como podes ver, sen un sistema de admisión de alta calidade, composto por un número diferente de sensores e actuadores, é imposible crear un coche económico, pero ao mesmo tempo bastante dinámico e respectuoso co medio ambiente.

O único inconveniente dos modernos sistemas de admisión é o custo e a complexidade do mantemento. Se o motor do carburador pode ser diagnosticado e reparado polos esforzos dun mecánico automóbil experimentado, a electrónica só se comproba en equipos especiais. Para reparalo, ten que visitar un centro de servizo especializado.

Ademais, suxerimos ver unha videoconferencia sobre o sistema de admisión do coche:

Teoría do ICE: sistemas de admisión

Preguntas e respostas:

Que é unha admisión de motor? Outro nome é o sistema de admisión. Trátase dunha toma de aire conectada a un tubo que se ramifica en varios tubos (un por cilindro). O sistema é necesario para subministrar aire fresco e formar un VTS.

Que pasa se se agranda o colector de admisión? O alongamento do colector aspirado producirá unha maior resistencia de entrada, o que provocará unha peor combustión do VTS. Isto producirá unha diminución do par e da potencia.