كل محرك الاحتراق الداخلي، من محركات السكوتر الصغيرة إلى محركات السفن الضخمة ، يتطلب شيئين أساسيين للعمل - الأكسجين والوقود - ولكن مجرد إلقاء الأكسجين والوقود في الحاوية لا يصنع محركًا. تقوم الأنابيب والصمامات بتوجيه الأكسجين والوقود إلى الأسطوانة ، حيث يقوم المكبس بضغط الخليط ليتم إشعاله. تدفع القوة المتفجرة المكبس لأسفل ، مما يجبر العمود المرفقي على الدوران ، مما يمنح المستخدم ميكانيكيًا القوة لتحريك السيارة وتشغيل المولدات وضخ المياه ، على سبيل المثال لا الحصر وظائف السيارة محرك.
يعد نظام سحب الهواء أمرًا بالغ الأهمية لوظيفة المحرك ، حيث يقوم بتجميع الهواء وتوجيهه إلى أسطوانات فردية ، ولكن هذا ليس كل شيء. باتباع جزيء الأكسجين النموذجي من خلال نظام سحب الهواء ، يمكننا معرفة ما يفعله كل جزء للحفاظ على تشغيل محركك بكفاءة. (اعتمادًا على السيارة ، قد تكون هذه الأجزاء بترتيب مختلف.)
عادةً ما يوجد أنبوب سحب الهواء البارد حيث يمكنه سحب الهواء من خارج حجرة المحرك ، مثل الحاجز أو الشبكة أو مغرفة غطاء المحرك. يمثل أنبوب سحب الهواء البارد بداية مرور الهواء عبر نظام سحب الهواء ، وهو الفتحة الوحيدة التي يمكن للهواء الدخول من خلالها. عادة ما يكون الهواء الخارج من حجرة المحرك أقل في درجة الحرارة وأكثر كثافة ، وبالتالي فهو غني بالأكسجين ، وهو أفضل للاحتراق ، وخرج الطاقة ، وكفاءة المحرك.
فلتر هواء المحرك
ثم يمر الهواء عبر فلتر هواء المحرك، والتي توجد عادةً في "صندوق هوائي". "الهواء" النقي عبارة عن خليط من الغازات - 78٪ نيتروجين و 21٪ أكسجين وكميات ضئيلة من غازات أخرى. اعتمادًا على الموقع والموسم ، يمكن أن يحتوي الهواء أيضًا على العديد من الملوثات ، مثل السخام وحبوب اللقاح والغبار والأوساخ والأوراق والحشرات. يمكن أن تكون بعض هذه الملوثات كاشطة ، مما يؤدي إلى تآكل مفرط في أجزاء المحرك ، بينما يمكن أن يسد البعض الآخر النظام.
عادةً ما تمنع الشاشة معظم الجسيمات الأكبر حجمًا ، مثل الحشرات والأوراق ، بينما يلتقط مرشح الهواء الجسيمات الدقيقة ، مثل الغبار والأوساخ وحبوب اللقاح. يلتقط مرشح الهواء النموذجي 80٪ إلى 90٪ من الجسيمات حتى 5 ميكرومتر (5 ميكرون تقريبًا بحجم خلية الدم الحمراء). تلتقط فلاتر الهواء المتميزة 90٪ إلى 95٪ من الجسيمات حتى 1 ميكرومتر (يمكن أن يصل حجم بعض البكتيريا إلى حوالي 1 ميكرون).
مقياس تدفق الهواء الشامل
لقياس كمية الوقود التي يجب حقنها بشكل صحيح في أي لحظة معينة ، تحتاج وحدة التحكم في المحرك (ECM) إلى معرفة كمية الهواء القادمة إلى نظام سحب الهواء. تستخدم معظم المركبات مقياس تدفق الهواء الشامل (MAF) لهذا الغرض ، بينما يستخدم البعض الآخر مستشعر الضغط المطلق المتنوع (MAP)، تقع عادة على مشعب السحب. قد تستخدم بعض المحركات ، مثل المحركات ذات الشاحن التوربيني ، كليهما.
في المركبات المجهزة بـ MAF ، يمر الهواء من خلال شاشة ودوارات "لتصويبها". يمر جزء صغير من هذا الهواء عبر جزء المستشعر في MAF والذي يحتوي على سلك ساخن أو جهاز قياس فيلم ساخن. تعمل الكهرباء على تسخين السلك أو الفيلم ، مما يؤدي إلى انخفاض التيار ، بينما يعمل تدفق الهواء على تبريد السلك أو الفيلم مما يؤدي إلى زيادة التيار. تربط وحدة التحكم في المحرك (ECM) تدفق التيار الناتج مع الكتلة الهوائية ، وهي عملية حسابية مهمة في أنظمة حقن الوقود. تشتمل معظم أنظمة سحب الهواء على مستشعر درجة حرارة الهواء الداخل (IAT) في مكان ما بالقرب من MAF ، وأحيانًا جزء من نفس الوحدة.
أنبوب سحب الهواء
بعد القياس ، يستمر الهواء عبر أنبوب سحب الهواء إلى جسم دواسة الوقود. على طول الطريق ، قد تكون هناك غرف رنان ، وزجاجات "فارغة" مصممة لامتصاص وإلغاء الاهتزازات في تيار الهواء ، وتسهيل تدفق الهواء في طريقه إلى جسم دواسة الوقود. من الجيد أيضًا ملاحظة أنه ، خاصة بعد MAF ، لا يمكن أن يكون هناك تسرب في نظام سحب الهواء. إن السماح بدخول الهواء غير المقاس إلى النظام من شأنه أن يؤدي إلى انحراف نسب الوقود إلى الهواء. كحد أدنى ، قد يتسبب ذلك في اكتشاف وحدة التحكم في المحرك (ECM) عطلًا ، وتعيين رموز مشاكل التشخيص (DTC) و فحص ضوء المحرك (CEL). في أسوأ الأحوال ، قد لا يبدأ المحرك أو قد يعمل بشكل سيء.
شاحن توربيني ومبرد
في المركبات المجهزة بشاحن توربيني ، يمر الهواء عبر شاحن توربيني مدخل. تقوم غازات العادم بتدوير التوربين في مبيت التوربين ، مما يؤدي إلى تدوير عجلة الضاغط في مبيت الضاغط. يتم ضغط الهواء الداخل ، مما يزيد من كثافته ومحتواه من الأكسجين - يمكن أن يحرق المزيد من الأكسجين المزيد من الوقود لمزيد من الطاقة من المحركات الأصغر.
نظرًا لأن الضغط يزيد من درجة حرارة هواء السحب ، يتدفق الهواء المضغوط عبر مبرد داخلي لتقليل درجة الحرارة لتقليل فرصة اختبار اتصال المحرك والتفجير والاشتعال المسبق.
جسم الخانق
يتم توصيل جسم الخانق ، إما إلكترونيًا أو عبر كابل ، بدواسة الوقود ونظام التحكم في التطواف ، إذا كان مجهزًا. عندما تضغط على دواسة الوقود ، يتم فتح لوحة الخانق ، أو صمام "الفراشة" للسماح بتدفق المزيد من الهواء إلى المحرك ، مما يؤدي إلى زيادة قوة المحرك وسرعته. مع تشغيل مثبت السرعة ، يتم استخدام كابل منفصل أو إشارة كهربائية لتشغيل جسم دواسة الوقود ، مما يحافظ على السرعة المطلوبة للسيارة للسائق.
خاملا التحكم فى تدفق الهواء
في وضع الخمول ، مثل الجلوس عند إشارة توقف أو عند الانطلاق ، لا تزال كمية صغيرة من الهواء بحاجة للذهاب إلى المحرك لإبقائه قيد التشغيل. بعض المركبات الأحدث ، مع التحكم الإلكتروني في الخانق (ETC) ، يتم التحكم في سرعة تباطؤ المحرك من خلال تعديلات دقيقة على صمام الخانق. في معظم المركبات الأخرى ، يتحكم صمام منفصل للتحكم في الهواء الخامل (IAC) في كمية صغيرة من الهواء الحفاظ على سرعة تباطؤ المحرك. قد يكون IAC جزءًا من جسم الخانق أو متصل بالمدخل عبر خرطوم سحب أصغر ، بعيدًا عن خرطوم السحب الرئيسي.
مشعب السحب
بعد أن يمر هواء السحب عبر جسم الخانق ، فإنه يمر في مشعب السحب ، وهو عبارة عن سلسلة من الأنابيب التي تنقل الهواء إلى صمامات السحب في كل أسطوانة. تقوم مشعبات السحب البسيطة بتحريك هواء السحب على طول أقصر طريق ، في حين أن الإصدارات الأكثر تعقيدًا قد توجه الهواء على طول مسار أكثر التفافًا أو حتى مسارات متعددة ، اعتمادًا على سرعة المحرك والحمل. يمكن أن يؤدي التحكم في تدفق الهواء بهذه الطريقة إلى مزيد من الطاقة أو الكفاءة ، حسب الطلب.
صمامات السحب
أخيرًا ، قبل الوصول إلى الأسطوانة مباشرة ، يتم التحكم في هواء السحب بواسطة صمامات السحب. في شوط السحب ، عادةً من 10 إلى 20 درجة BTDC (قبل المركز الميت العلوي) ، يفتح صمام السحب للسماح للأسطوانة بسحب الهواء أثناء نزول المكبس. عند بضع درجات ABDC (بعد المركز الميت السفلي) ، يتم إغلاق صمام السحب ، مما يسمح للمكبس بضغط الهواء عند عودته إلى TDC.
كما ترى ، فإن نظام سحب الهواء أكثر تعقيدًا بقليل من أنبوب بسيط يذهب إلى جسم دواسة الوقود. من خارج السيارة إلى صمامات السحب ، يأخذ هواء السحب مسارًا متعرجًا ، مصممًا لتوصيل هواء نظيف ومقاس إلى الأسطوانات. إن معرفة وظيفة كل جزء من نظام سحب الهواء يمكن أن يجعل التشخيص والإصلاح أسهل أيضًا.
