Система впускання і випускання

4.10.1 Система впускання

Ця система складається з кількох елементів, які забезпечують підведення повітря до впускних каналів головки блока циліндрів. Також на ній лежить функція очищення повітря, яке здебільшого містить пил, бруд і пісок.

Малюнок 4.41 Елементи системи впускання.

Отже, вся система впускання складається з таких елементів:

• повітрозабирача;
• корпусу повітряного фільтра з фільтрувальним елементом;
• повітровода(-ів);
• дросельної заслінки;
• ресивера (не завжди);
• впускного колектору;
• системи додаткового (проміжного) охолодження повітря, якщо автомобіль має систему наддуву.

Примітка
На малюнку 4.41 не показані елементи системи проміжного охолодження повітря.

Розглянемо кожен елемент окремо.

4.10.2 Повітрозабирач

Найчастіше це пластикова деталь, призначена, про що можна здогадатися з її назви, для забирання повітря. Розташована вона найчастіше максимально близько до передньої частини моторного відсіку, зазвичай над радіатором (зразок повітрозабирача наведено на малюнку 4.41). Деталь це важлива, особливо якщо автомобіль належить до класу позашляховиків, що експлуатуються в жорстких умовах бездоріжжя, які передбачають подолання потічків і річок бродом.

Але незалежно від класу й умов експлуатації автомобіля повітрозабирач намагаються встановити якнайвище — подалі від дорожнього бруду і пилу.

4.10.3 Повітряний фільтр

Це одна з найпростіших і водночас найбільш незамінних деталей автомобіля. Повітряний фільтр покликаний очищувати повітря, що надходить іззовні, від забруднень і частинок пилу. Якби не було фільтра, чужорідні частинки, які потрапляють досередини, перетворювалися б на «наждачний папір», що справно продирав би дзеркало циліндра (що це таке, ми роз’яснювали в розділі «Опис будови найпростішого двигуна»). До чого призводить така «обробка», пояснювати не треба. Схематичне зображення корпусу повітряного фільтра наведено на малюнку 4.41.

4.10.4 Повітроводи

Повітроводами (див. мал. 4.41) називаються повітряні патрубки, що з’єднують повітрозабирач із корпусом фільтра, а його у свою чергу з корпусом дросельної заслінки і насамкінець — заслінку з ресивером.

4.10.5 Дросельна заслінка

Дросельна заслінка — пристрій, який регулює кількість повітря, що надходить у циліндри двигуна. Дросельна заслінка в корпусі показана на малюнку 4.42. У зібраному вигляді — це корпус у вигляді трубки із встановленою на осі всередині неї заслінкою. За допомогою троса заслінка з’єднана з педаллю акселератора (газу). Ви натискаєте на педаль газу, трос переміщується і повертає заслінку на певний кут. Відповідно, через відкриту заслінку починає надходити більша кількість повітря, електроніка дає команду — і система живлення починає подавати більше пального.

Малюнок 4.42 Зовнішній вигляд дросельної заслінки.

Примітка
Більш детальний опис роботи системи живлення подано в розділі «Система живлення сучасних двигунів».

4.10.6 Ресивер

Ресивер призначений для накопичення певної кількості очищеного повітря перед впускним колектором і більш рівномірної його подачі в циліндри. Приклад ресивера подано на малюнку 4.41.

4.10.7 Впускний колектор

Впускний колектор (мал. 4.41) є посередником між повітряними патрубками і головкою блока циліндрів. У нього також встановлюються паливні форсунки, якщо в автомобілі передбачена система розподіленого вприскування. Іноді, залежно від конструкції, безпосередньо на впускний колектор встановлюється дросельна заслінка.

4.10.8 Система додаткового (проміжного) охолодження повітря

Ця система покликана охолоджувати накачуване компресором (якщо він установлений) повітря, спрямоване в циліндри двигуна. Робиться це з однією метою — збільшити міру наповнення циліндра за рахунок підвищення щільності повітря шляхом охолодження. До системи входять патрубки-повітроводи, що з’єднують компресор із дросельною заслінкою, в які послідовно вмонтований радіатор із повітряним або рідинним охолодженням.

Примітка
Ступінь наповнення циліндра характеризується коефіцієнтом наповнення, який дорівнює відношенню обсягу повітря, що надійшло, до обсягу циліндра.

Примітка
Для підвищення потужності й крутного моменту на автомобільні двигуни часто встановлюють компресори одного з двох типів: приводні й турбокомпресори. Перший тип компресорів приводиться в дію безпосередньо від колінчастого вала через приводний пасок, ланцюг або шестерні. Існує безліч компресорів цього типу. Турбокомпресор складається з двох частин — турбіни і компресора. Вони закріплені на одному валу. Турбіну розкручує потік відпрацьованих газів, разом із нею розкручується компресор, закачуючи в циліндри додаткову кількість повітря.

4.10.9 Система випускання

Система випускання необхідна для відведення відпрацьованих газів і зниження шуму під час їх вихлопу (або витікання в атмосферу, якщо говорити науковою мовою). Складається з випускного колектору і вихлопної труби. У сучасних двигунах для поліпшення екологічних показників між випускним колектором і вихлопною трубою додатково встановлюється каталітичний нейтралізатор.

Малюнок 4.43 Система випускання.

4.10.10 Випускний колектор

Випускний колектор (схематично зображений на малюнку 4.43) — деталь, яка встановлюється безпосередньо на головку блока циліндрів і призначена для перенаправлення відпрацьованих газів далі — у вихлопну трубу.

Цей елемент системи випускання сильно нагрівається, тому в сучасних автомобілях прикритий термоізоляційною кришкою. Випускний колектор може мати різні форми, бути виготовленим у різні способи і мати вигляд відлитої деталі або набору патрубків (див. мал. 4.44) однакової довжини, вигнутих у химерні форми (в побуті його часто називають «павук»). Зроблено це для поліпшення відведення відпрацьованих газів від одного циліндра за рахунок розрідження, створюваного під час вихлопу газів з іншого (наступного відповідно до «тактності»).

Малюнок 4.44 Двигун із випускним колектором із патрубків.

4.10.11 Каталітичний нейтралізатор

Каталітичний нейтралізатор — пристрій, призначений для «допалювання» незгорілого пального, що міститься у відпрацьованих газах, і «видалення» частини шкідливих речовин. Не вдаватимемося в деталі хімічних процесів, що відбуваються всередині цього пристрою, просто скажемо, що його встановлення значно знизило викиди в атмосферу шкідливих речовин, що містяться у відпрацьованих газах.

Примітка
Здебільшого термін служби каталітичного нейтралізатора дорівнює терміну служби автомобіля. Однак у вітчизняних умовах експлуатації, за використання пального низької якості, до якого всупереч нормам додають етиловані присадки, спеціальне пористе наповнення каталізатора руйнується, що призводить до погіршення роботи двигуна загалом. В окремих випадках частки робочого елемента, що руйнується, потрапляють у циліндри, що призводить до виходу з ладу поршневої групи.

4.10.12 Вихлопна труба

Вихлопна труба (мал. 4.43 і 4.45) — це трубка, що складається з кількох секцій, у проміжках якої встановлено глушники.

Малюнок 4.45 Вихлопна труба в зібраному вигляді.

Річ у тім, що згоряння паливо-повітряної суміші в циліндрі двигуна відбувається настільки швидко, що стається майже вибух, і щойно випускний клапан відкривається, звук починає поширюватися від випускного каналу в головці блока через випускний колектор у вихлопну трубу. Щоб позбутися гуркоту і шуму, винайшли глушники, які хоч і відбирають якусь частку потужності двигуна, але з благою метою — щоб робота двигуна була по змозі непомітною.