Κάθε μηχανή εσωτερικής καύσης, από μικροσκοπικούς κινητήρες σκούτερ έως κολοσσιαίους κινητήρες πλοίων, απαιτούνται δύο βασικά πράγματα για να λειτουργήσει – οξυγόνο και καύσιμο – αλλά μόνο η ρίψη οξυγόνου και καυσίμου σε ένα δοχείο δεν δημιουργεί κινητήρα. Σωλήνες και βαλβίδες οδηγούν το οξυγόνο και το καύσιμο στον κύλινδρο, όπου ένα έμβολο συμπιέζει το μείγμα που πρόκειται να αναφλεγεί. Η εκρηκτική δύναμη σπρώχνει το έμβολο προς τα κάτω, αναγκάζοντας τον στροφαλοφόρο άξονα να περιστραφεί, δίνοντας στον χρήστη μηχανική δύναμη για να μετακινήσετε το όχημα, να λειτουργήσετε γεννήτριες και να αντλήσετε νερό, για να αναφέρουμε μερικές από τις λειτουργίες ενός αυτοκινήτου μηχανή.
Το σύστημα εισαγωγής αέρα είναι κρίσιμο για τη λειτουργία του κινητήρα, συλλέγοντας αέρα και κατευθύνοντάς τον σε μεμονωμένους κυλίνδρους, αλλά δεν είναι μόνο αυτό. Ακολουθώντας ένα τυπικό μόριο οξυγόνου μέσω του συστήματος εισαγωγής αέρα, μπορούμε να μάθουμε τι κάνει κάθε εξάρτημα για να διατηρεί τον κινητήρα σας να λειτουργεί αποτελεσματικά. (Ανάλογα με το όχημα, αυτά τα μέρη μπορεί να έχουν διαφορετική σειρά.)
Ο σωλήνας εισαγωγής κρύου αέρα βρίσκεται συνήθως εκεί όπου μπορεί να τραβήξει αέρα έξω από το χώρο του κινητήρα, όπως ένα φτερό, η μάσκα ή η σέσουλα του καπό. Ο σωλήνας εισαγωγής κρύου αέρα σηματοδοτεί την αρχή της διέλευσης του αέρα από το σύστημα εισαγωγής αέρα, το μόνο άνοιγμα από το οποίο μπορεί να εισέλθει αέρας. Ο αέρας από το εξωτερικό χώρο του κινητήρα είναι συνήθως χαμηλότερος σε θερμοκρασία και πιο πυκνός, επομένως πιο πλούσιος σε οξυγόνο, το οποίο είναι καλύτερο για την καύση, την απόδοση ισχύος και την απόδοση του κινητήρα.
Φίλτρο αέρα κινητήρα
Στη συνέχεια ο αέρας περνά μέσα από το φίλτρο αέρα κινητήρα, που συνήθως βρίσκεται σε ένα "κουτί αέρα". Ο καθαρός «αέρας» είναι ένα μείγμα αερίων – 78% άζωτο, 21% οξυγόνο και ίχνη άλλων αερίων. Ανάλογα με την τοποθεσία και την εποχή, ο αέρας μπορεί επίσης να περιέχει πολυάριθμους ρύπους, όπως αιθάλη, γύρη, σκόνη, βρωμιά, φύλλα και έντομα. Ορισμένοι από αυτούς τους ρύπους μπορεί να είναι λειαντικοί, προκαλώντας υπερβολική φθορά στα μέρη του κινητήρα, ενώ άλλοι μπορεί να φράξουν το σύστημα.
Μια οθόνη συνήθως κρατά έξω τα περισσότερα μεγαλύτερα σωματίδια, όπως έντομα και φύλλα, ενώ το φίλτρο αέρα πιάνει λεπτότερα σωματίδια, όπως σκόνη, βρωμιά και γύρη. Το τυπικό φίλτρο αέρα συλλαμβάνει το 80% έως το 90% των σωματιδίων έως και 5 μm (5 μικρά είναι περίπου το μέγεθος ενός ερυθροκυττάρου). Τα premium φίλτρα αέρα συλλαμβάνουν το 90% έως 95% των σωματιδίων έως και 1 μm (ορισμένα βακτήρια μπορεί να έχουν μέγεθος περίπου 1 μm).
Μετρητής ροής μάζας αέρα
Για να μετρήσει σωστά πόσο καύσιμο πρέπει να ψεκάσει κάθε στιγμή, η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου κινητήρα (ECM) πρέπει να γνωρίζει πόσο αέρα εισέρχεται στο σύστημα εισαγωγής αέρα. Τα περισσότερα οχήματα χρησιμοποιούν μετρητή ροής μάζας αέρα (MAF) για το σκοπό αυτό, ενώ άλλα χρησιμοποιούν α Αισθητήρας απόλυτης πίεσης πολλαπλής (MAP)., συνήθως βρίσκεται στην πολλαπλή εισαγωγής. Ορισμένοι κινητήρες, όπως οι υπερτροφοδοτούμενοι κινητήρες, μπορεί να χρησιμοποιούν και τα δύο.
Σε οχήματα εξοπλισμένα με MAF, ο αέρας διέρχεται από μια οθόνη και πτερύγια για να την «ισιώσει». Ένα μικρό μέρος αυτού του αέρα διέρχεται από το τμήμα αισθητήρα του MAF που περιέχει ένα θερμό καλώδιο ή μια συσκευή μέτρησης θερμού φιλμ. Ο ηλεκτρισμός θερμαίνει το καλώδιο ή το φιλμ, οδηγώντας σε μείωση του ρεύματος, ενώ η ροή του αέρα ψύχει το καλώδιο ή το φιλμ, οδηγώντας σε αύξηση του ρεύματος. Η ECM συσχετίζει την προκύπτουσα ροή ρεύματος με τη μάζα του αέρα, ένας κρίσιμος υπολογισμός στα συστήματα ψεκασμού καυσίμου. Τα περισσότερα συστήματα εισαγωγής αέρα περιλαμβάνουν έναν αισθητήρα θερμοκρασίας αέρα εισαγωγής (IAT) κάπου κοντά στο MAF, μερικές φορές μέρος της ίδιας μονάδας.
Σωλήνας εισαγωγής αέρα
Αφού μετρηθεί, ο αέρας συνεχίζει μέσω του σωλήνα εισαγωγής αέρα στο σώμα του γκαζιού. Στην πορεία, μπορεί να υπάρχουν θάλαμοι συντονισμού, «άδεια» μπουκάλια σχεδιασμένα να απορροφούν και να ακυρώνουν τους κραδασμούς στο ρεύμα αέρα, εξομαλύνοντας τη ροή του αέρα στο δρόμο προς το σώμα του γκαζιού. Είναι επίσης καλό να σημειωθεί ότι, ειδικά μετά το MAF, δεν μπορεί να υπάρχουν διαρροές στο σύστημα εισαγωγής αέρα. Η είσοδος μη μετρημένου αέρα στο σύστημα θα αλλοιώσει τις αναλογίες αέρα-καυσίμου. Τουλάχιστον, αυτό μπορεί να προκαλέσει την ανίχνευση δυσλειτουργίας της ECM, ορίζοντας κωδικούς διαγνωστικού προβλήματος (DTC) και ελέγξτε το φως του κινητήρα (CEL). Στη χειρότερη περίπτωση, ο κινητήρας μπορεί να μην ξεκινήσει ή να λειτουργεί άσχημα.
Στροβιλοσυμπιεστής και Intercooler
Σε οχήματα εξοπλισμένα με στροβιλοσυμπιεστή, ο αέρας περνάει από το στροβιλοσυμπιεστή είσοδος. Τα καυσαέρια περιστρέφουν τον στρόβιλο στο περίβλημα του στροβίλου, περιστρέφοντας τον τροχό του συμπιεστή στο περίβλημα του συμπιεστή. Ο εισερχόμενος αέρας συμπιέζεται, αυξάνοντας την πυκνότητα και την περιεκτικότητά του σε οξυγόνο – περισσότερο οξυγόνο μπορεί να κάψει περισσότερο καύσιμο για περισσότερη ισχύ από μικρότερους κινητήρες.
Επειδή η συμπίεση αυξάνει τη θερμοκρασία του αέρα εισαγωγής, ο πεπιεσμένος αέρας ρέει μέσω ενός ενδιάμεσου ψύκτη για να μειώσει τη θερμοκρασία για να μειώσει την πιθανότητα ping του κινητήρα, έκρηξης και προανάφλεξης.
Σώμα γκαζιού
Το σώμα του γκαζιού είναι συνδεδεμένο, είτε ηλεκτρονικά είτε μέσω καλωδίου, στο πεντάλ του γκαζιού και στο σύστημα cruise control, εάν υπάρχει. Όταν πατάτε το γκάζι, η πλάκα του γκαζιού, ή η βαλβίδα «πεταλούδας», ανοίγει για να επιτρέψει τη ροή περισσότερου αέρα στον κινητήρα, με αποτέλεσμα την αύξηση της ισχύος και της ταχύτητας του κινητήρα. Με ενεργοποιημένο το cruise control, χρησιμοποιείται ξεχωριστό καλώδιο ή ηλεκτρικό σήμα για τη λειτουργία του σώματος του γκαζιού, διατηρώντας την επιθυμητή ταχύτητα του οχήματος του οδηγού.
Έλεγχος αέρα ρελαντί
Στο ρελαντί, όπως το να κάθεστε σε ένα φανάρι στοπ ή κατά την οδήγηση, μια μικρή ποσότητα αέρα χρειάζεται ακόμα να πάει στον κινητήρα για να τον διατηρήσει σε λειτουργία. Ορισμένα νεότερα οχήματα, με ηλεκτρονικό έλεγχο γκαζιού (ETC), οι στροφές του κινητήρα στο ρελαντί ελέγχονται από μικρές ρυθμίσεις στη βαλβίδα γκαζιού. Στα περισσότερα άλλα οχήματα, μια ξεχωριστή βαλβίδα ελέγχου αέρα ρελαντί (IAC) ελέγχει μια μικρή ποσότητα αέρα για να διατήρηση της ταχύτητας του κινητήρα στο ρελαντί. Το IAC μπορεί να είναι μέρος του σώματος του γκαζιού ή να συνδέεται με την εισαγωγή μέσω ενός μικρότερου σωλήνα εισαγωγής, έξω από τον κύριο σωλήνα εισαγωγής.
Πολλαπλή εισαγωγής
Αφού ο αέρας εισαγωγής περάσει μέσα από το σώμα του γκαζιού, περνά στην πολλαπλή εισαγωγής, μια σειρά σωλήνων που διοχετεύει αέρα στις βαλβίδες εισαγωγής σε κάθε κύλινδρο. Οι απλές πολλαπλές εισαγωγής μετακινούν τον αέρα εισαγωγής στη συντομότερη διαδρομή, ενώ πιο σύνθετες εκδόσεις μπορεί να κατευθύνουν τον αέρα σε μια πιο κυκλική διαδρομή ή ακόμα και σε πολλαπλές διαδρομές, ανάλογα με την ταχύτητα και το φορτίο του κινητήρα. Ο έλεγχος της ροής του αέρα με αυτόν τον τρόπο μπορεί να προσφέρει περισσότερη ισχύ ή απόδοση, ανάλογα με τη ζήτηση.
Βαλβίδες εισαγωγής
Τέλος, λίγο πριν φτάσει στον κύλινδρο, ο αέρας εισαγωγής ελέγχεται από το βαλβίδες εισαγωγής. Στη διαδρομή εισαγωγής, συνήθως 10 ° έως 20 ° BTDC (πριν από το πάνω νεκρό σημείο), η βαλβίδα εισαγωγής ανοίγει για να επιτρέψει στον κύλινδρο να τραβήξει αέρα καθώς το έμβολο κατεβαίνει. Λίγους βαθμούς ABDC (μετά το νεκρό σημείο του κάτω μέρους), η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει, επιτρέποντας στο έμβολο να συμπιέζει τον αέρα καθώς επιστρέφει στο TDC.
Όπως μπορείτε να δείτε, το σύστημα εισαγωγής αέρα είναι ελαφρώς πιο περίπλοκο από έναν απλό σωλήνα που πηγαίνει στο σώμα του γκαζιού. Από το εξωτερικό του οχήματος έως τις βαλβίδες εισαγωγής, ο αέρας εισαγωγής ακολουθεί μια ελικοειδή διαδρομή, σχεδιασμένη να παρέχει καθαρό και μετρημένο αέρα στους κυλίνδρους. Η γνώση της λειτουργίας κάθε τμήματος του συστήματος εισαγωγής αέρα μπορεί επίσης να διευκολύνει τη διάγνωση και την επισκευή.
