Każdy silnik spalinowy, od maleńkich silników skuterów po ogromne silniki statków, wymaga dwóch podstawowych rzeczy do działania – tlenu i paliwa – ale samo wrzucenie tlenu i paliwa do pojemnika nie tworzy silnika. Rurki i zawory doprowadzają tlen i paliwo do cylindra, gdzie tłok spręża mieszankę, która ma zostać zapalona. Siła wybuchowa popycha tłok w dół, wymuszając obrót wału korbowego, dając użytkownikowi mechaniczną zmuszać do poruszania pojazdem, uruchamiania generatorów i pompowania wody, aby wymienić kilka funkcji samochodu; silnik.
Układ dolotowy ma kluczowe znaczenie dla pracy silnika, zbiera powietrze i kieruje je do poszczególnych cylindrów, ale to nie wszystko. Podążając za typową cząsteczką tlenu przez układ dolotowy powietrza, możemy dowiedzieć się, co robi każda część, aby zapewnić wydajną pracę silnika. (W zależności od pojazdu, te części mogą być w innej kolejności.)
Rura wlotu zimnego powietrza zwykle znajduje się w miejscu, w którym może pobierać powietrze z zewnątrz komory silnika, np. w błotniku, kratce lub szufelce maski. Rurka wlotu zimnego powietrza oznacza początek przejścia powietrza przez układ wlotu powietrza, jedyny otwór, przez który może dostać się powietrze. Powietrze z zewnątrz komory silnika ma zwykle niższą temperaturę i jest gęstsze, a zatem bogatsze w tlen, co jest lepsze dla spalania, mocy wyjściowej i sprawności silnika.
Filtr powietrza silnika
Powietrze przechodzi następnie przez filtr powietrza silnika, zwykle znajduje się w „skrzynce powietrznej”. Czyste „powietrze” to mieszanina gazów – 78% azotu, 21% tlenu i śladowe ilości innych gazów. W zależności od lokalizacji i pory roku powietrze może również zawierać liczne zanieczyszczenia, takie jak sadza, pyłki, kurz, brud, liście i owady. Niektóre z tych zanieczyszczeń mogą być ścierne, powodując nadmierne zużycie części silnika, podczas gdy inne mogą zatkać układ.
Ekran zwykle zatrzymuje większość większych cząstek, takich jak owady i liście, podczas gdy filtr powietrza wyłapuje drobniejsze cząstki, takie jak kurz, brud i pyłki. Typowy filtr powietrza wychwytuje od 80% do 90% cząsteczek o wielkości do 5 µm (5 mikronów to mniej więcej rozmiar krwinki czerwonej). Filtry powietrza Premium wychwytują 90% do 95% cząstek o wielkości do 1 µm (niektóre bakterie mogą mieć wielkość około 1 mikrona).
Masowy przepływomierz powietrza
Aby właściwie ocenić, ile paliwa należy wtrysnąć w danym momencie, moduł sterujący silnika (ECM) musi wiedzieć, ile powietrza dostaje się do układu dolotowego. Większość pojazdów używa w tym celu miernika masowego przepływu powietrza (MAF), podczas gdy inne używają czujnik ciśnienia bezwzględnego w kolektorze (MAP), zwykle znajduje się na kolektorze dolotowym. Niektóre silniki, takie jak silniki z turbodoładowaniem, mogą korzystać z obu.
W pojazdach wyposażonych w MAF powietrze przechodzi przez ekran i łopatki, aby je „wyprostować”. Niewielka część tego powietrza przechodzi przez część czujnikową MAF, która zawiera urządzenie do pomiaru gorącego drutu lub gorącej warstwy. Elektryczność podgrzewa drut lub folię, co prowadzi do spadku prądu, podczas gdy przepływ powietrza chłodzi drut lub folię, powodując wzrost prądu. ECM koreluje wynikowy przepływ prądu z masą powietrza, co jest kluczowym obliczeniem w układach wtrysku paliwa. Większość układów wlotu powietrza zawiera czujnik temperatury powietrza wlotowego (IAT) gdzieś w pobliżu MAF, czasami jest to część tej samej jednostki.
Rura wlotu powietrza
Po zmierzeniu powietrze przepływa przez rurkę wlotową powietrza do korpusu przepustnicy. Po drodze mogą znajdować się komory rezonatorowe, „puste” butelki zaprojektowane tak, aby pochłaniały i niwelowały wibracje w strumieniu powietrza, wygładzając przepływ powietrza w drodze do korpusu przepustnicy. Warto również zauważyć, że szczególnie po MAF nie może być wycieków w układzie dolotowym powietrza. Dopuszczenie do systemu powietrza bez pomiaru zaburzyłoby stosunek powietrza do paliwa. Co najmniej może to spowodować, że ECM wykryje usterkę, ustawiając diagnostyczne kody usterek (DTC) i sprawdź lampkę silnika (CEL). W najgorszym przypadku silnik może się nie uruchomić lub może działać słabo.
Turbosprężarka i intercooler
W pojazdach wyposażonych w turbosprężarkę powietrze przechodzi następnie przez turbosprężarka wlot. Spaliny rozpędzają turbinę w obudowie turbiny, obracając koło sprężarki w obudowie sprężarki. Wchodzące powietrze jest sprężane, co zwiększa jego gęstość i zawartość tlenu – więcej tlenu może spalić więcej paliwa, aby uzyskać większą moc z mniejszych silników.
Ponieważ sprężanie zwiększa temperaturę powietrza dolotowego, sprężone powietrze przepływa przez chłodnicę międzystopniową, aby obniżyć temperaturę, aby zmniejszyć ryzyko pingu silnika, detonacji i przedwczesnego zapłonu.
Korpus przepustnicy
Korpus przepustnicy jest połączony elektronicznie lub za pomocą kabla z pedałem przyspieszenia i tempomatem, jeśli jest na wyposażeniu. Po naciśnięciu pedału przyspieszenia przepustnica lub zawór motylkowy otwiera się, aby umożliwić dopływ większej ilości powietrza do silnika, co powoduje wzrost mocy i prędkości silnika. Przy włączonym tempomacie do obsługi korpusu przepustnicy używany jest oddzielny kabel lub sygnał elektryczny, utrzymując żądaną prędkość pojazdu przez kierowcę.
Sterowanie powietrzem biegu jałowego
Na biegu jałowym, na przykład podczas siedzenia na światłach stopu lub podczas jazdy na wybiegu, niewielka ilość powietrza nadal musi dotrzeć do silnika, aby mógł on pracować. W niektórych nowszych pojazdach z elektroniczną kontrolą przepustnicy (ETC) prędkość biegu jałowego silnika jest kontrolowana przez drobne korekty zaworu przepustnicy. W większości innych pojazdów oddzielny zawór sterowania powietrzem biegu jałowego (IAC) steruje niewielką ilością powietrza, aby utrzymywać obroty biegu jałowego silnika. IAC może być częścią korpusu przepustnicy lub podłączony do wlotu za pomocą mniejszego węża wlotowego, poza głównym wężem wlotowym.
Kolektor dolotowy
Po przejściu powietrza dolotowego przez korpus przepustnicy przechodzi do kolektora dolotowego, szeregu rurek, które dostarczają powietrze do zaworów wlotowych w każdym cylindrze. Proste kolektory dolotowe przenoszą powietrze dolotowe po najkrótszej drodze, podczas gdy bardziej złożone wersje mogą kierować powietrze po bardziej okrężnej trasie lub nawet na wielu trasach, w zależności od prędkości obrotowej i obciążenia silnika. Kontrolowanie przepływu powietrza w ten sposób może zwiększyć moc lub wydajność, w zależności od zapotrzebowania.
Zawory wlotowe
Wreszcie, tuż przed dotarciem do cylindra, powietrze wlotowe jest kontrolowane przez zawory wlotowe. Podczas suwu ssania, zwykle od 10 ° do 20 ° BTDC (przed górnym martwym punktem), zawór wlotowy otwiera się, aby umożliwić cylindrowi wciąganie powietrza podczas opuszczania tłoka. Kilka stopni ABDC (po dolnym martwym punkcie), zawór wlotowy zamyka się, umożliwiając tłokowi sprężanie powietrza, gdy wraca ono do GMP.
Jak widać, układ wlotu powietrza jest nieco bardziej skomplikowany niż prosta rurka prowadząca do korpusu przepustnicy. Od zewnątrz pojazdu do zaworów wlotowych powietrze wlotowe odbywa się wijącą się drogą, zaprojektowaną tak, aby dostarczać do cylindrów czyste i odmierzone powietrze. Znajomość funkcji każdej części układu dolotowego powietrza może również ułatwić diagnostykę i naprawę.
