Sistem asupan kendaraan

Pengoperasian mesin pembakaran internal didasarkan pada pembakaran campuran udara dan bahan bakar di dalam silinder unit. Selain fakta bahwa udara dan bahan yang mudah terbakar (bensin, solar atau gas) harus disuplai ke setiap silinder, diperlukan penghitungan volume setiap zat yang akurat, dan harus dicampur secara kualitatif. Saat motor meningkat, begitu pula sistem yang diperlukan untuk memaksimalkan efisiensinya.

Efisiensi mesin tidak hanya bergantung pada kualitas sistem bahan bakar dan kinerja pengapian. Jika bahan bakar tidak bercampur dengan baik dengan udara, sebagian besar tidak akan terbakar, tetapi akan dikeluarkan dari mobil melalui pipa knalpot (bagaimana hal ini akan mempengaruhi catalytic converter dijelaskan di sini). Untuk meningkatkan efisiensi, keramahan dan efisiensi lingkungan, berbagai parameter unit daya ditingkatkan.

Mari kita pertimbangkan peran apa yang dimainkan sistem intake dalam hal ini, terdiri dari elemen apa, apa tujuannya, apa prinsip operasinya.

Apa itu sistem asupan mobil

Motor tua yang masih dijumpai di mobil domestik ternyata tidak memiliki sistem intake seperti itu. Mesin karburator memiliki intake manifold, pipa yang melewati karburator ke intake udara. Perangkat itu sendiri memiliki prinsip operasi berikut.

Ketika piston di silinder tertentu menyelesaikan langkah isap, ruang hampa dihasilkan di dalam rongga. Mekanisme distribusi gas membuka katup masuk. Aliran udara mulai bergerak melalui saluran manifold. Saat melewati ruang pencampur karburator, sejumlah bahan bakar masuk ke dalamnya (volume ini diatur oleh jet, yang dijelaskan terpisah). Pembersihan udara disediakan oleh filter udara yang dipasang di depan karburator.

Campuran tersebut dihisap ke dalam silinder melalui katup terbuka. Setiap mesin atmosfer memiliki prinsip operasi vakum. Di dalamnya, campuran udara-bahan bakar masuk secara alami melalui ruang hampa di intake manifold. Asupan primitif hanya memberikan udara ke ruang karburator.

Sistem ini memiliki kelemahan yang signifikan - operasi sistem yang berkualitas tinggi secara langsung bergantung pada struktur jalur yang terhubung ke kepala silinder. Selain itu, saat MTC melewati kolektor, sejumlah bahan bakar dapat jatuh ke dindingnya, yang berdampak negatif pada ekonomi mobil.

Ketika injektor muncul (apa itu dan bagaimana cara kerjanya, itu diberitahu terpisah), menjadi perlu untuk membuat sistem pemasukan yang lengkap yang akan memiliki fungsi yang sama - untuk mengambil udara dan mencampurnya dengan bahan bakar, tetapi operasinya akan dikendalikan oleh elektronik.

Electronics secara lebih efisien menghitung proporsi optimal volume udara dan bahan bakar dan mempertahankan parameter ini dalam berbagai mode pengoperasian mesin pembakaran internal. Ini juga memberikan pengisian silinder yang lebih baik pada kecepatan engine rendah. Peningkatan asupan unit ini meningkatkan kinerjanya tanpa meningkatkan konsumsi bahan bakar. Volume udara optimal terhadap rasio bahan bakar adalah 14.7 / 1. Jenis mekanis asupan tidak dapat mempertahankan proporsi ini pada mode operasi unit yang berbeda.

Jika sebelumnya mobil hanya memiliki saluran udara yang melaluinya udara mengalir secara alami (volumenya ditentukan oleh sifat fisik saluran udara dan aktuator), maka mobil modern menerima keseluruhan sistem yang terdiri dari mekanisme berbeda yang memiliki kontrol listrik. Mereka dikendalikan oleh ECU, berkat BTC yang memiliki kualitas yang lebih baik.

Perlu disebutkan bahwa bensin, termasuk gas (digunakan LPG non-standar atau pabrik), dan mesin diesel menerima sistem pemasukan yang serupa. Namun, tergantung pada jenis injeksi, perangkat ini mungkin sedikit berbeda. Dalam review lain menjelaskan jenis sistem injeksi.

Sistem asupan modern bekerja selaras dengan sistem lain pada mesin. Misalnya, daftar ini mencakup resirkulasi gas buang dan injeksi bahan bakar. Untuk mengisi silinder dengan lebih baik dengan bagian segar dari campuran udara-bahan bakar, turbocharger sering kali dipasang di saluran masuk. Apa itu turbocharger di dalam mobil review terpisah.

Prinsip pengoperasian sistem intake

Sistem asupan beroperasi berdasarkan perbedaan tekanan antara silinder dan atmosfer. Ini muncul ketika piston bergerak ke pusat mati bawah pada langkah hisap (ketika langkah dilakukan, katup masuk dan keluar ditutup), dan katup tempat udara dan bahan bakar masuk ke tangki terbuka.

Jumlah udara secara langsung bergantung pada ukuran silinder itu sendiri. Namun, volume ini dapat disesuaikan agar mesin dapat berjalan pada kecepatan yang lebih rendah, dan jika perlu, poros engkol dapat diengkol lebih banyak (saat mobil sedang berakselerasi). Untuk mengubah mode operasi, katup udara khusus yang disebut katup throttle digunakan.

 Di karburator, elemen ini dikaitkan dengan pedal akselerator. Semakin banyak katup terbuka, semakin banyak bahan bakar yang ditarik ke jalur intake manifold. Motor injeksi menerima choke khusus. Ini memiliki motor listrik kecil yang terhubung ke unit kontrol. Saat pengemudi menekan pedal akselerator, komputer menggunakan algoritma terprogram untuk menentukan sejauh mana katup udara terbuka.

Untuk menjaga proporsi ideal udara dan bahan bakar, terdapat sensor throttle di dekat throttle, sinyal yang dikirim ke unit kontrol elektronik (dalam banyak sistem modern, dua sensor udara dipasang: satu di depan damper, dan yang lain di belakangnya). Setelah menerima data ini, elektronik menambah / mengurangi jumlah bahan bakar yang disuplai melalui nozel injektor (struktur dan prinsip operasinya dijelaskan di artikel lain).

Tergantung pada jenis injeksi, saluran masuk mungkin memiliki desain yang sedikit berbeda. Misalnya, dalam modifikasi terdistribusi, sistem intake terlibat dalam pembentukan campuran. Pada desain ini, injektor dipasang di setiap pipa manifold sedekat mungkin dengan katup masuk. Kebanyakan mesin injeksi modern menerima sistem seperti itu.

Jika mesin memiliki injeksi langsung (dalam kasus unit diesel, ini satu-satunya modifikasi), maka sistem intake hanya memasok silinder dengan sebagian udara segar. Dalam hal ini, pembakaran bahan bakar dilakukan seefisien mungkin, karena pencampuran dilakukan secara langsung di dalam rongga silinder tanpa adanya kerugian di saluran masuk.

Selain itu, karena fitur desain injeksi ini (katup tambahan dipasang pada intake manifold, sinkronisasi operasinya disediakan oleh poros umum dengan penggerak listrik), sistem bahan bakar dapat memberikan formasi campuran yang berbeda. Ada dua tipe utama:

1. Jenis lapis demi lapis. Dalam mode ini, nosel menyemprotkan bahan bakar ke dalam silinder, mendistribusikannya sebanyak mungkin ke seluruh ruang. Suhu udara yang masuk tinggi, yang menyebabkan bensin mulai menguap, lebih baik bercampur dengan udara. Mode ini digunakan pada kecepatan rendah dan pada beban rendah pada mesin pembakaran internal.
2. Jenis homogen (homogen). Ini pada dasarnya adalah campuran tanpa lemak. Secara teori, tekanan dalam silinder dengan katup tertutup secara langsung mempengaruhi keluaran mesin selama pembakaran campuran udara-bahan bakar. Dari sini, dapat disimpulkan bahwa untuk meningkatkan torsi pada konsumsi bahan bakar yang minimum, diperlukan peningkatan volume udara yang masuk ke dalam chamber. Namun, dalam kasus injeksi terdistribusi, masalah berikut diamati. Jika proporsi BTC diubah ke arah peningkatan jumlah udara (campuran tanpa lemak), maka campuran seperti itu akan terbakar dengan buruk. Untuk alasan ini, jenis pembentukan campuran ini tidak digunakan pada jenis sistem injeksi terdistribusi. Tapi sejauh menyangkut injeksi langsung, ini nyata. Pengapian yang ramping dimungkinkan karena fakta bahwa jumlah bahan bakar yang disemprotkan relatif sedikit di sekitar busi. Dibandingkan dengan jumlah total udara terkompresi, hanya ada sedikit bahan bakar di dalam silinder, namun karena terdapat awan yang diperkaya di dekat elektroda busi, mesin tidak kehilangan efisiensinya bahkan dengan penghematan bahan bakar yang signifikan.

Berikut animasi singkat cara kerja rangkaian VBM:

Bagaimana cara kerja intake manifold? (Animasi 3D)

Bergantung pada jenis sistem bahan bakar dan desain aktuator, mungkin ada lebih banyak mode seperti itu. Masing-masing diaktifkan oleh elektronik, yang mencatat kecepatan mesin dan beban di atasnya. Untuk menyediakan mode pembentukan campuran yang berbeda, setiap produsen menggunakan mekanismenya sendiri.

Misalnya, di beberapa mesin, nozel multi-mode khusus dipasang, dan di mesin lain, selain katup throttle, katup masuk juga dipasang. Tergantung pada modenya, katup gas dapat membuka dan menutup secara independen dari katup throttle.

Ketika campuran udara / bahan bakar habis, gas buang dikeluarkan melalui knalpot. Ini adalah sistem kendaraan yang berbeda. Selain menghilangkan knalpot, ini mengkompensasi denyut aliran gas dan mengurangi kebisingan mesin (untuk detail lebih lanjut tentang desain dan tujuan sistem pembuangan, baca di sini).

Penguat rem juga menggunakan sebagian vakum yang dihasilkan di intake manifold. Di sepanjang jalan dilengkapi dengan katup yang memutus sistem resirkulasi gas buang.

Skema sistem intake modern mencakup banyak sensor dan aktuator yang berbeda, sehingga dapat menyesuaikan dalam sekejap ke mode operasi mesin atau mengubah beban pada unit daya. Pada beberapa model modern, teknologi khusus digunakan, yang bertujuan untuk meningkatkan efisiensi mesin pembakaran dalam dengan mengubah panjang dan penampang saluran masuk.

Peningkatan ini memungkinkan Anda untuk mengekstraksi torsi maksimum pada kecepatan engine atmosfer yang dikurangi. Desain dan prinsip operasi kolektor dengan panjang dan penampang variabel dijelaskan secara rinci di artikel lain.

Konstruksi

Perangkat sistem asupan mencakup elemen-elemen berikut:

• Asupan udara. Setiap model mobil memiliki desainnya sendiri-sendiri. Elemen kunci dalam unit ini adalah filter udara. Itu ditempatkan dalam sebuah kasus (seringkali itu adalah nampan yang tertutup rapat di semua sisi, tetapi ada juga filter terbuka yang dipasang langsung pada pemasukan udara), yang memiliki pipa cabang terbuka di satu sisi. Melalui lubang ini, udara masuk ke elemen filter, dibersihkan dan masuk ke pipa intake. Rincian tentang filter udara dijelaskan di sini.
• Mencekik. Dalam desain modernnya, ini adalah katup yang digerakkan secara elektrik yang dipasang pada pipa yang mengalir dari saluran masuk udara ke manifold. Bergantung pada kebutuhan dan beban motor, unit kontrol elektronik mengeluarkan perintah yang sesuai untuk membuka / menutup peredam. Ini mengontrol aliran udara internal.
• Penerima (atau kolektor). Sebuah intake manifold dipasang di antara throttle dan kepala silinder. Ini adalah pipa yang rumit. Di satu sisi, ada satu, dan di sisi lain, beberapa pipa cabang (jumlahnya tergantung pada jumlah silinder di blok). Tujuan dari bagian ini adalah untuk mendistribusikan aliran udara internal antar silinder. Jika sistem bahan bakar berjenis terdistribusi, maka lubang akan dibuat pada setiap pipa tempat injektor bahan bakar akan dipasang. Dalam hal ini, sistem pemasukan terlibat langsung dalam pembentukan campuran udara-bahan bakar. Jika mesin memiliki injeksi langsung (injektor berada di dekat busi atau busi pijar untuk mesin diesel), maka intake cukup mengatur pasokan udara.
• Flap pemasukan. Ini adalah katup tambahan yang dipasang di dalam pipa manifold untuk mengatur jenis formasi campuran. Elemen-elemen ini digunakan pada mesin pembakaran internal dengan injeksi langsung.
• Sensor udara. Mereka merekam kekuatan aliran udara di depan dan di belakang damper, serta suhunya. Sinyal dari sensor ini dikirim ke unit kontrol.

ECU bertanggung jawab atas operasi sinkron semua aktuator sistem intake. Berdasarkan sinyal yang diterima dari pedal gas, sensor aliran massa, dan sensor lain yang dilengkapi dengan kendaraan, elektronik mengaktifkan algoritme tertentu. Menurut program otak, semua perangkat secara bersamaan menerima sinyal yang sesuai.

Untuk apa ini

Jadi, seperti yang Anda lihat, tanpa sistem intake berkualitas tinggi, yang terdiri dari sejumlah sensor dan aktuator yang berbeda, tidak mungkin membuat mobil yang ekonomis, tetapi pada saat yang sama cukup dinamis dan ramah lingkungan.

Satu-satunya kelemahan dari sistem intake modern adalah biaya dan kerumitan perawatannya. Jika mesin karburator dapat didiagnosis dan diperbaiki atas upaya mekanik mobil yang berpengalaman, maka pemeriksaan elektronik hanya pada peralatan khusus. Untuk memperbaikinya, Anda perlu mengunjungi pusat layanan khusus.

Sebagai tambahan, kami menyarankan untuk menonton video ceramah tentang sistem intake mobil:

Teori ICE: Sistem Intake

Pertanyaan dan Jawaban:

Apa itu asupan mesin? Nama lainnya adalah sistem intake. Ini adalah saluran masuk udara yang terhubung ke pipa yang bercabang menjadi beberapa pipa (satu per silinder). Sistem ini diperlukan untuk mensuplai udara segar dan membentuk VTS.

Apa yang terjadi jika intake manifold diperbesar? Pemanjangan manifold yang diaspirasi akan menghasilkan resistansi saluran masuk yang lebih besar, yang akan menghasilkan pembakaran VTS yang lebih buruk. Hal ini akan mengakibatkan penurunan torsi dan tenaga.