Изменяемая геометрия геометрии клапанов

Видео:Изменяемая геометрия впуска.Скачать

Особенности работы впускного коллектора с изменяемой геометрией

Для оптимальной работы впускной коллектор автомобиля должен иметь определенные геометрические параметры, подобранные под заданную частоту вращения коленчатого вала. По этой причине классическая конструкция обеспечивает корректное наполнение цилиндров лишь в ограниченном диапазоне оборотов двигателя. Чтобы обеспечить поступление достаточного количества воздуха в камеру сгорания при любой величине оборотов, применяется система изменения геометрии впускного коллектора.

Видео:КАК РАБОТАЕТ СИСТЕМА ИЗМЕНЕНИЯ ГЕОМЕТРИИ ВПУСКНОГО КОЛЛЕКТОРА, ЧТО ЭТО ТАКОЕ. ПРИМЕР РАБОТЫ СИСТЕМЫ.Скачать

Принцип действия коллекторов с изменяемой геометрией

Преобразование впускного коллектора на практике может быть реализовано двумя методами: изменением площади сечения и изменением его длины. Эти методы могут применяться по отдельности или в комплексе.

Особенности впускного коллектора с изменяемой длиной

Технология изменения длины впускного коллектора применяется для автомобилей с двигателями, работающими как на бензине, так и на дизеле, за исключением систем с наддувом. Принцип работы такой конструкции состоит в следующем:

• При низкой нагрузке на двигатель воздух проходит по длинному пути.
• При высоких оборотах двигателя – по короткому.
• Изменение режима работы осуществляется ЭБУ двигателя посредством привода, который переключает клапан между двумя ветками коллектора.

Работа впускного коллектора с переменной длиной основана на получении эффекта резонансного наддува. Он обеспечивает интенсивное нагнетание воздуха в камеру сгорания. Происходит это следующим образом:

• После закрытия всех впускных клапанов в коллекторе остается некоторое количество воздуха.
• В трубопроводе коллектора возникают колебания остатков воздуха, пропорциональные длине впускного коллектора и частоте оборотов двигателя.
• Когда эти колебания достигают резонанса, возникает высокое давление.
• При открытии впускного клапана осуществляется нагнетание.

Для двигателей, имеющих наддув, этот вид впускных коллекторов не применяется в силу отсутствия необходимости создания резонансного наддува. Нагнетание воздуха в таких системах выполняется принудительно предустановленным турбокомпрессором.

Особенности впускного коллектора с переменным сечением

В автомобилестроении изменение сечения впускного коллектора применяется на автомобилях, оснащенных двигателями, работающими как на бензине, так и на дизеле, в том числе для систем, оснащенных наддувом. Чем меньше сечение трубопровода, по которому подается воздух, тем выше скорость потока, а следовательно, и смешение воздуха и топлива. В такой системе каждый цилиндр имеет два впускных канала, оснащенных собственными впускными клапанами. Один из пары каналов имеет заслонку. Привод такой системы изменения геометрии впускного коллектора осуществляется электродвигателем или вакуумным регулятором. Принцип действия конструкции представляет собой следующий процесс:

• Когда двигатель работает на малых оборотах, заслонки находятся в закрытом положении.
• При открытии впускного клапана топливовоздушная смесь (воздух) поступает в цилиндр только по одному каналу.
• При подаче через один канал воздушный поток входит в камеру по спирали, обеспечивая лучшее смешение с топливом.
• Когда двигатель работает на высоких оборотах, заслонки открываются, топливовоздушная смесь (воздух) поступает по двум каналам, что обеспечивает увеличение мощности мотора.

Видео:Инструкция по регулировке изменяемой геометрии турбиныСкачать

Системы изменения геометрии у различных производителей

В мировом автомобилестроении систему изменения геометрии впускного коллектора используют многие производители, которые обозначают технологию собственным уникальным наименованием. Так конструкции с переключением длины впускного коллектора могут обозначаться как:

• Dual-Stage Intake в автомобилях марки Ford;
• Differential Variable Air Intake для автомобилей марки BMW;
• VICS или VRIS в авто марки Mazda.

В свою очередь, механизм изменения сечения впускного коллектора может маркироваться как:

• IMRC или CMCV в автомобилях Ford;
• Twin Port для машин Opel;
• Variable Intake System в японских авто Toyota;
• Variable Induction System для марки Volvo.

Читайте также: Дроссель клапан прямоугольного сечения 400х300

Применение системы изменения геометрии, независимо от того, варьируется ли длина впускного коллектора или сечение позволяет повысить мощность автомобиля, делает его более экономичным и обеспечивает снижение концентрации токсичных компонентов в выхлопных газах.

Видео:Нюансы проверки работы геометрии турбины на автомобилеСкачать

Особенности работы впускного коллектора с изменяемой геометрией

Для оптимальной производительности впускной коллектор автомобиля должен иметь определенную геометрию, соответствующую заданной скорости вращения коленчатого вала. По этой причине классический дизайн обеспечивает правильное наполнение цилиндров только в ограниченном диапазоне оборотов двигателя. Система изменяемой геометрии впускного коллектора используется для обеспечения поступления достаточного количества воздуха в камеру сгорания на всех оборотах двигателя.

Видео:Работа нового клапана изменения геометрии впуска VAG 1.6 SR AKLСкачать

Принцип действия коллекторов с изменяемой геометрией

На практике переделка впускного коллектора может быть достигнута двумя способами: изменением поперечного сечения и изменением длины. Эти методы можно использовать по отдельности или в комбинации.

Особенности впускного коллектора с изменяемой длиной

Метод преобразования длины впускного коллектора используется на бензиновых и дизельных транспортных средствах, за исключением систем с нагнетателем. Принцип работы данной конструкции следующий:

• При небольшой нагрузке двигателя воздух движется по длинной дороге.
• При высоких оборотах двигателя это сокращенно.
• Режим работы изменяется ЭБУ двигателя с исполнительным механизмом, который переключает клапан между двумя ответвлениями коллектора.

Работа впускного коллектора переменной длины основана на эффекте резонансного наддува. Обеспечивает интенсивный нагнетание воздуха в камеру сгорания. Это делается следующим образом:

• Некоторое количество воздуха остается в коллекторе после закрытия всех впускных клапанов.
• Остаточный воздух колеблется в трубопроводе коллектора пропорционально длине впускного коллектора и частоте вращения двигателя.
• Когда эти колебания достигают резонанса, создается высокое давление.
• После открытия всасывающего клапана происходит впрыск.

Для двигателей с наддувом впускной коллектор этого типа не используется, поскольку нет необходимости обеспечивать резонансный наддув. Впрыск воздуха в таких системах осуществляется принудительно установленным ранее турбонагнетателем.

Особенности впускного коллектора с переменным сечением

В автомобильной промышленности изменение поперечного сечения впускного коллектора используется в автомобилях с бензиновыми и дизельными двигателями, включая системы нагнетания. Чем меньше площадь поперечного сечения труб, по которым протекает воздух, тем больше расход и, следовательно, больше смешивание воздуха с топливом. При таком расположении каждый цилиндр имеет два впускных отверстия с собственными впускными клапанами. Одна из пар каналов имеет заслонку. Привод такой системы изменения геометрии впускного коллектора осуществляется электродвигателем или регулятором вакуума. Принцип конструкции следующий:

• Заслонки находятся в закрытом положении, когда двигатель работает на малых оборотах.
• При открытии впускного клапана топливно-воздушная смесь (воздух) поступает в цилиндр только по одному каналу.
• При подаче через единственный канал воздушный поток попадает в спиралевидную камеру для лучшего смешивания с топливом.
• Когда двигатель работает на высоких оборотах, заслонки открываются, и топливно-воздушная смесь (воздух) поступает через два канала, придавая двигателю большую мощность.

Видео:Elantra - ошибка по изменяемая геометрия впускного коллектораСкачать

Системы изменения геометрии у различных производителей

В мировой автомобильной промышленности изменение геометрии впускного коллектора используется многими производителями, которые маркируют эту технологию своим собственным уникальным именем. Итак, конструкции с изменением длины впускного коллектора можно обозначить как:

• Двухступенчатая система впуска воздуха в автомобилях Ford;
• Универсальный регулируемый воздухозаборник для автомобилей BMW;
• VICS или VRIS на автомобилях Mazda.

Регулируемый механизм разделения впускного коллектора, в свою очередь, можно обозначить как:

• IMRC или CMCV на автомобилях Ford;
• Twin Port для автомобилей Opel;
• Система переменного впуска на японские автомобили Toyota;
• Система изменения фаз газораспределения на автомобилях Volvo.

Независимо от длины и сечения впускного коллектора, использование системы с изменяемой геометрией увеличивает мощность транспортного средства, увеличивает его экономию топлива и обеспечивает более низкую концентрацию токсичных компонентов в выхлопных газах.

Видео:Самостоятельный РЕМОНТ Турбины. Изменяемая геометрияСкачать

В чем особенность изменения геометрии на впускном коллекторе

Нормальное функционирование впускного коллектора авто требует некой геометрической величины. Параметры должны соответствовать заданной частоте каждого вращения коленчатого вала. Конструкционные стандартные особенности способствуют оптимальному наполнению цилиндров только при ограничении оборотов мотора и в конкретном диапазоне. Поэтому, для обеспечения входа достаточного объема воздушного потока в камеру сгорания используется система по изменению геометрии впускного коллектора.

Читайте также: Искусственные клапаны сердца осложнения

Данная технология приобретает популярности благодаря обеспечению двигателя повышенным уровнем мощности, экономией горючего, понижая токсичность выхлопов.

Видео:Увеличение мощности двигателя без турбины! Все про коллектор с изменяемой геометрией.Скачать

Как работает коллектор при изменении геометрии

Практически трансформировать впускной коллектор можно путем изменения площади сечения, также преобразованием длины. Такие способы вполне применимы как отдельно, так и тандеме.

Если рассматривать выбор метода по изменению величины впускного коллектора, то он больше подходит для транспортных средств, оснащенных моторами, функционирующими в равной степени с топливом и дизелем. Исключение составляют системы с наддувом.

Суть работы данной конструкции заключается в следующих особенностях. Если нагрузка на двигатель будет низкой, прохождение воздуха осуществляется по длинному пути. Соответственно, на высоких оборотах – короткая дистанция.

Режим функционирования ЭБУ движка меняется через привод, переключающий клапан между точками коллектора. Принцип работы впускного элемента с переменной величиной основан на достижении результата резонансного наддува. Таким образом интенсивно нагнетается воздух непосредственно в камеру сгорания.

Затем в коллекторе удерживается какая-то часть воздушной массы, если закрыты все впускные клапаны. Появляются колебания этих остатков воздуха в трубопроводе. Действия пропорциональны частотности вращений мотора и длине впускного коллектора.

При достижении колебаний резонанса, давление становится высоким. Открытие клапана будет наблюдаться нагнетание. В случае с движками с наддувом, такая технология не применима. Что обусловлено отсутствием надобности достижения резонансного наддува. В подобных системах воздух нагнетается принудительным методом, с помощью турбокомпрессора.

Видео:Работа механизма системы изменения длинны впускного коллектораСкачать

Переменное сечение впускного коллектора

Такой вид изменения геометрии используется автопроизводителями машин, имеющих разные системы двигателей. В зависимости сечения трубопровода, скорость потока может уменьшаться или увеличиваться. Если оно имеет меньший разрез, скорость будет больше. Данная конструкция оснащена отдельными цилиндрами, имеющими два впускных канала. В каждом есть собственные впускные клапаны.

В канальной паре присутствует заслонка. Система изменения геометрии впускного коллектора в данном случае осуществляется под воздействием электродвигателя, также может происходить от вакуумного регулятора.

В основу действия положен принцип, подразумевающий работу силового агрегата при малых оборотах, когда заслонки закрыты. Открытие впускного клапана обеспечивает поступление топливовоздушной смеси в цилиндр лишь по одному каналу. Такая подача воздуха посредством одного канала доходит до камеры по спирали. Так лучше происходит смешивание с топливом. Эксплуатация двигателя на высоких оборотах, при закрытых заслонках, обеспечивает прохождение воздушного потока по двум каналам. В результате чего повышается в несколько раз мощность мотора.

Видео:Как проверить турбину с изменяемой геометрией: видеоинструкция ABW.BYСкачать

Нужна ли технология?

Последовательное образование впускного тракта, который создают дроссель, фильтр, клапана, оказывает сильное влияние на процесс заполнения цилиндров горючим. Воздушная смесь, которая проходит по этому тракту, существенно колеблется. Вместе с другими деталями образуют ударную систему. Это приводит к зависимости процессов наполнения цилиндров от факторов колебательной конфигурации.

Получение эффективности работы системы при требуемых параметрах и нужном диапазоне, представляется крайне сложной процедурой. Как следствие – идея изменения показателей колебательной системы во время эксплуатации. После проведения исследований, можно утверждать, что двигатель хорошо работает с высокими оборотами при коротком впускном коллекторе. Дело обстоит наоборот с низкими оборотами, эффективности можно достичь при длинном впускном тракте.

Логично, что напрашивается вывод создать впускной тракт переменной длины. Это позволит им управлять, учитывая различные нагрузки и обороты.

Видео:изменяемая геометрия турбины, актуатор турбокомпрессора автокарамболСкачать

Впускной коллектор с изменяемой геометрией

Фактор наполнения цилиндров

Прозвучит довольно странно, но бензиновый двигатель работает в первую очередь на воздухе. Именно исходя из массы воздушного заряда, ECM (Engine Control Module) рассчитывает цикловую подачу топлива. Для полного сгорания топливовоздушной смеси (ТПВС) на 1 порцию бензина должно припадать 14,7 порций воздуха. В зависимости от режима работы двигателя, допускается небольшое обеднение или обогащение, но рамки регулировки довольно узкие. Выход за эти рамки ведет к большому количеству вредных выбросов и увеличению расхода топлива.

Читайте также: Клапаны регулирования расхода газа

Особенности воспламенения тяжелого топлива позволяют работать дизельному двигателю при очень обедненной смеси. Тем не менее, эффективное наполнение цилиндра свежим воздухом в мощностном режиме, а также скорость потока заряда и его направление, напрямую влияют на крутящий момент и эластичность двигателя.

Принцип инерционного надува

В процессе работы двигателя во впускном тракте возникают волны – чередующиеся зоны повышенного и пониженного давления. На такте впуска над поршнем создается зона разряжения, засасывающая воздух из впускного тракта. Поскольку воздушный поток имеет определенную массу, после закрытия впускного клапана над ним создается зона повышенного давления.

Движущийся по инерции воздушный поток ударяется о стенки перекрытого отверстия, отражается и движется уже к дроссельной заслонке. Для достижения инерционного наддува следующий момент открытия впускного клапана должен наступить, когда отраженный поток воздуха опять создаст зону повышенного давления перед клапаном.

• s – длина впускного тракта от клапана до входа в коллектор;
• t – время, необходимое волне для преодоления расстояния s;
• v – скорость движения волны (скорость звука).

Подведем итоги

• Чем ниже обороты двигателя, тем длиннее должен быть впускной тракт. При этом небольшое сечение впускных каналов позволяет увеличить скорость движения потока воздуха, что благотворно влияет на перемешивание ТПВС.
• Чем выше обороты двигателя, тем короче должен быть впускной тракт. Повышение оборотов ведет к увеличению массы воздуха, поступающего в цилиндры за единицу времени. Поэтому в зоне высоких оборотов сечение впускных каналов должно обеспечивать достаточную пропускную способность и не создавать избыточные насосные потери.

Система перекрытия раннеров индивидуальными заслонками

Принцип работы системы заключается в перекрытие половины впускных раннеров в режимах малых и частичных нагрузок. Заслонки, перекрывающие путь потоку воздуха, соединены тягой либо устанавливаются все на одной оси. На ранних моделях тяги управлялись вакуумным регулятором. Позже перекрытие клапанов осуществлялось электропневматическим клапаном, питание на который подавал ЭБУ двигателя. Большинство современных систем с индивидуальными заслонками оборудуются сервоприводами. Внедрение датчика положения оси вихревых заслонок позволило реализовать обратную связь для более точного управления системой EGR. Подобную систему индивидуальных заслонок применяют как на бензиновых, так и на дизельных ДВС с турбонаддувом.

Проблемы

• Образование нагара, грязевых отложений на заслонках, впускных каналах. Работа системы EGR в паре с неисправной системой ВКГ приводит к отложениям сажи на стенках коллектора. Поэтому на дизельных ДВС впускной коллектор с изменяемой геометрией гораздо чаще требует к себе внимания.
• Обламывание оси крепления заслонки. Проблема «смертельных бабочек» хорошо известна владельцам BMW. После обламывания ось крепления и куски заслонки попадают в камеру сгорания, повреждая поршни, клапаны и стенки камеры сгорания.
• Появление люфтов в местах крепления заслонок к оси, тяге. Из-за этого датчик положения заслонок выдает неверный сигнал, что заставляет ЭБУ постоянно корректировать положение заслонок.

Впускной коллектор с изменяемой длиной

На схеме принцип работы впускного коллектора двигателя Skoda Octavia 2.0 MPI (AZJ). Заслонки управляются при помощи электромагнитных клапанов. Механическое воздействие на ось заслонки осуществляется через вакуумный клапан, который берет разряжение из вакуумной камеры.

• Заслонки закрыты. Воздух движется по узкому длинному каналу.

• В режиме работы свыше 4000 тыс.об./мин открывается заслонка 1.

• Обороты двигателя свыше 4800 тыс./мин. Открытие заслонки 2 позволяет резонировать потоку на небольшой длине, что улучшает наполнение на высоких оборотах.

Изменение геометрии

Довольно интересно изменение геометрии впускного коллектора реализовано на турбированных двигателях AGN, AGU объемом 1.8 литра. Короткий или длинный впуск образовывается в зависимости от положения четырех параллельных заслонок, установленных между раннерами.

• Заслонки закрыты. Сообщение между каналами отсутствует. Для каждого из цилиндров пропускная способность ограничена сечением раннера.

• Заслонки открыты. Все раннеры сообщены, что значительно уменьшает насосные потери, увеличивая наполняемость цилиндров на высоких оборотах.

🎬 Видео

Зачем турбине геометрия. Как это работаетСкачать

Работа геометрии турбины до и после чисткиСкачать

Что происходит при перенаддувеСкачать

Замена мембраны впускного колектора 1.6 BSE BSFСкачать

Как проверить клапан управления турбиной N75Скачать

Как правильно отрегулировать обычный вестгейт на турбинеСкачать

Геометрия турбины. Принцип работыСкачать

Системы изменяемой геометрии впускного коллектора. Ч1.Скачать

ТУРБИНА С ИЗМЕНЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ. Устройство, анимация, советы эксплуатации.Скачать