Объем ресивера для мотора

Впускной ресивер: описание, характеристики и принцип действия

Двигатель – это основа любого автомобиля. Этот агрегат включает в себя множество узлов и механизмов. Один из таких – это впускной ресивер (он же коллектор). Данный элемент имеется на каждом автомобиле. В сегодняшней статье мы рассмотрим, для чего нужен впускной ресивер, как он устроен и как работает.

Характеристика

Итак, какие функции выполняет коллектор? Основная задача данного элемента заключается в равномерном распределении топливно-воздушной смеси или воздуха (если это ДВС с непосредственным впрыском) по цилиндрам силового агрегата. Благодаря равномерному распределению горючего, обеспечивается оптимальная производительность ДВС. Кроме того, одна из задач, которая возлагается на впускной ресивер ВАЗ-2112 16 клапанов – это крепление инжекторной топливной аппаратуры, а также дроссельной заслонки. Если говорить о более старых автомобилях, то на коллекторе закрепляется карбюратор, участвующий в приготовлении смеси.

Также отметим, что технология отключения цилиндров с целью экономии топлива на современных авто достигается за счет применения ресиверов с переменной геометрией. Зачастую данная функция имеется на машинах с двигателями V8 и V10.

Еще одна функция – это работа вспомогательных систем. В коллекторе в связи с нисходящим давлением получается частичное разряжение. Инженеры научились применять вакуум в качестве приводной силы для:

  • Усилителя тормозов.
  • Системы круиз-контроля.
  • Системы контроля за вредными выбросами.
  • Вентиляции картера и так далее.

Материалы и конструкция ресиверов

По своей конструкции данный элемент представляет собой закрытый резервуар с отводящими патрубками и общей камерой. Еще 15 лет назад на автомобили поголовно устанавливались алюминиевые и чугунные ресиверы. Однако ситуация изменилась в 2000 годах. Именно тогда на машинах стали появляться первые пластиковые коллекторы. Ярким примером тому служат автомобили «Форд» с двигателями «Дюратек».

Как это работает?

Рассмотрим, как действует ресивер впускного коллектора. Топливные форсунки или карбюратор распыляют горючее в приемную трубу ресивера. Из-за электростатической силы капли бензина будут собираться в более крупные в воздухе либо оседать на стенках. Эти действия нежелательны, поскольку ведут к неправильному смесеобразованию. Чем лучше будет распыляться бензин, тем полнее и интенсивен он сгорит в камере. Поэтому чтобы исключить негативные факторы и обеспечить максимально качественное распыление, внутренние части ресивера сделаны нешлифованными. При этом поверхность не является чрезмерно грубой, поскольку это может вызвать большую турбулентность и привести к падению мощности ДВС.

Впускной ресивер должен иметь определенную форму, емкость и длину. Оптимальный вариант – это равнодлинный коллектор. Все вышеперечисленные параметры рассчитываются при разработке конкретного силового агрегата. Коллектор заканчивается воздушными каналами, направляющими поток кислорода к клапанам ДВС. На дизельных агрегатах, где имеется непосредственный впрыск, поток воздуха завихряется и попадает в цилиндр. В последнем уже происходит смешивание с топливом.

Особенности формы и длины патрубков ресивера

В последнее время инженеры придают особое внимание данным параметрам коллектора. В конструкции канала следует исключать острые углы и резкие искривления. В данных местах топливо, что смешано с воздухом, будет однозначно оседать на стенках. Поэтому большинство автопроизводителей практикуют установку таких ресиверов, где все каналы имеют равную длину, вне зависимости от удаленности от центра. Данная тенденция пошла от спортивных автомобилей.

Подобная конструкция позволяет исключить резонанс Гельмгольца. Поток смеси воздуха и бензина при открытии соответствующего клапана двигается четко по каналу ресивера в сторону цилиндра. Когда клапан закрывается, то воздух, который не успел пройти в камеру, продолжает давить на тарелку. Под воздействием высокого давления воздух стремится вернуться в верхнюю часть ресивера. В итоге образуется противоток в канале. Он прекращается, когда клапан открывается в следующий раз. смена направления потоков происходит на очень быстрой скорости. Как показали исследования, данная скорость близка к сверхзвуковой. Ведь, помимо закрытия и открытия клапанов, воздух будет стремиться менять направление из-за явления резонанса. Когда воздух ходит со стороны в сторону, это непременно приводит к потере мощности.

Читайте также:  Что такое hub мотор

Впервые ресиверы, что были оптимизированы по резонансу, стали использоваться на V-образных десятицилиндровых двигателях «Крайслер». А далее подобную схему начали практиковать и другие мировые производители.

Ресивер с изменяемой геометрией

Это относительно свежая разработка, которая в последнее время получает все больше сторонников. Сейчас есть несколько принципов реализации данной конструкции. Один из них предполагает наличие двух каналов, по которым может двигаться смесь либо кислород. Один канал короткий, другой – длинный. При определенном режиме работы, установленный клапан будет закрывать короткий путь.

Обратите внимание, что при замене впускного ресивера прокладка должна быть всегда новой. Если установить старую, нарушится герметичность. Есть вероятность подсоса воздуха и как следствие, нестабильная работа мотора, а также повышенный топливный аппетит.

Также рассмотрим второй принцип реализации изменяемой геометрии коллектора. Здесь клапан монтируется в приемную трубу. При достижении определенных условий, заслонка будет уменьшать внутренний объем камеры. Как правило, такая схема практикуется на ДВС с небольшим числом цилиндров. На более крупных моторах реализуются более сложные системы, позволяющие также отключать часть цилиндров с целью экономии топлива. Так, часть камеры, к которой присоединяются каналы половины цилиндров, перекрываются заслонкой.

Особенности эксплуатации впускного ресивера

В отличие от самого двигателя, эта деталь не требует обслуживания. Однако нужно периодически контролировать качество прокладок. Малейший подсос воздуха – это троение двигателя и желтая лампа «Чек» на панели приборов.

Отметим, что пластиковые коллекторы, которые сейчас широко распространены, больше подвержены деформации, чем остальные. Этот момент нужно учитывать при затягивании гаек ресивера. Обязательно следует использовать динамометрический ключ, соблюдать момент затяжки. Закручивать болты следует от центра, а далее двигаться к периферии.

Про доработку коллектора

Тюнинг впускного ресивера ВАЗа – очень популярная тема. Данная операция имеет два направления. Это доработка внутренней поверхности и преодоление негативного влияния формы элемента. Если последний несимметричный, то большая часть воздуха будет попадать в первый цилиндр, а во все последующие проникает все меньше и меньше кислорода. Но у симметричного тоже есть недостатки. Здесь воздух будет попадать в наибольшем количестве в средние цилиндры. Доработки впускного ресивера ВАЗ-2114 в данном случае заключаются в замене штатного коллектора на систему многодроссельного впуска. Здесь воздушные потоки уже не зависят друг от друга. Соответственно, в каждый цилиндр попадает одинаковое количество кислорода.

Доработать впускной ресивер ВАЗ-2112 можно и другим путем. Так, некоторые выполняют шлифовку внутренней поверхности. Избавившись от некоторых приливов и неровностей, можно обеспечить более равномерную подачу воздуха в двигатель. Но как показывает практика, данная доработка не приносит значительный прирост мощности. Более результативное решение – установка дросселей. Однако делать это стоит лишь при установке турбины, иначе тюнинг будет неоправдан.

Заключение

Итак, мы рассмотрели, что собой представляет впускной ресивер. Как видите, это весьма важная часть в двигателе автомобиля. От ее конструкции зависит качество смесеобразования и стабильность работы ДВС.

Источник

Впуск

Всем привет, побывал я тут как-то на Европейском Чемпионате по драг рейсингу. Честно, был сильно удивлен, нет, не с технической стороны, там как раз все очень просто, а вот с количеством зрителей. Это просто не вероятно, как много людей пришло на это мероприятие. Если сравнивать с кольцевыми гонками, так наверное количество сравнимо с ДТМ.

Не знаю быстро это или нет, но много машин ехало около 8 секунд, чуть меньше, чуток больше. Конечно, мне сразу бросилось в глаза (драг это не моя тема) как они регулируют смесь (подстраивают). Старт, очень важен, лямбда не успеет откорректировать, если она вообще у них есть, скорее только ЕГТ на каждый цилиндр Блин все просто, много машин на карбюраторах, а как же быть со смесью. заметил такую штуку, у многих комп и они следят за погодой (давление, температура, влажность), подумал, потом еще подумал и опят подошел. Смотрю регулятор давления топлива ну очень качественно хороший, и тут стало все понятно, зная все погодные условия, можно без проблем используя таблицы или программу, выставить соответствующее давление топлива и все готово. как мне там понравилось, все так просто, нет ограничений (особых) делай себе, твори.

Читайте также:  Контрактные моторы для пежо

Но в принципе, я хотел сегодня поговорить, точнее продолжить наш разговор о принципах постройки мощных моторов. Как-то я писал несколько постов о различных видах систем впуска. После одного из них, мне переслали ссылку с видео, где пара весельчаков разбивает миф о нулевиках и холодном впуске. Конечно, это видео не имеет ничего общего с реальностью. И тому подтверждение машины на фотографиях, которые я выложил с драг рейсинга.

Давайте рассмотрим этот вопрос поглубже, как с теоретической стороны, так и с реальными примерами в цифрах.

Аэродинамика, очень близка к гидродинамике, правда она не так хорошо, интуитивно чувствуется. Для примера, масса 1 метр кубического сухого воздуха у поверхности земли равняется 1.29 кг. Daniel Bernoulli – математик, рожденный в Голландии, который издал свои исследование о гидродинамике в 1722 году. Если кто его не знает, то напомню, что именно он придумал, как измерять артериальное давление крови у человека. Я не буду вас сильно нагружать, но вот все-таки, на одно его уравнение придется взглянуть:

deltaP = 0.5*RHO*Velocity^2/GC

где:
delta P = 28 in H2O
GC 32.174 ft-lbm/lbf/sec^2 (gravitational constant)
RHO — 0.07633 lbm/ft^3 (@ Motorsport standart day)

«Смысл данного уравнения в том, что потеря давления происходит с увеличением плотности, и с УВЕЛИЧЕНИЕМ СКОРОСТИ ПОТОКА — В КВАДРАТЕ.»

Далее: Поток воздуха CFM (cubic feet per minute)CFM = A*V, где А – проходное сечение, а V – скорость потока. Теперь ясно, что скорость потока напрямую зависит от площади (диаметра) проходного сечения т.е. чем меньше размер, тем выше скорость и как следствие происходит потеря давления в квадрате, а значит и массы воздуха.

Но это еще только начало, теперь давайте взглянем на следующую картинку

Cd – (coefficients of discharge)коэффициент разряжения, я подписал его значения. Не будем вдаваться в подробности, рассматривать понятия Venta Contracta, просто возьмите это как факт.

Теперь наша формула преобразится:CFM = A*(Cd*K*P1)
K – 4005 (константа), P1 – дифференциал давления (in of H2)
Cd коэффициеннт разряжения зависит от многих параметров, к примеру таких как Коэффициент скорости Cv, коэффициента сжатия Cc. Cd = Cv*Cc. Коэффициенты для труб, для различных видов отверстий, входов, выходов, изгибов – варьируются.

Главное, запомните следующие правила:

— Поток не любит резко менять направление
— Поток не любит резко расширятся (вариант а и б на фото)
— Поток не любит резко сужатся, но не так, как расширятся (вариант с на фото)
— Поток любит очень плавное изменение направления
— Поток любит очень плавное расширение (вариант d на фото)

Думаете это ерунда все?

Пример провиденных испытаний различных фильтров. Тест на потерю давления 1.5 inHg, что это значит CFM 1.5 in Hg? Эти значения указывают на то, что скажем при измерении потока на карбюраторе с полностью сток системой впуска при потоке равном CFM 554 происходит потеря давления 1.5 дюйма ртутного столба (здесь можете пересчитать в значения вам удобныеcleavebooks.co.uk Много это или мало, об этом мы уже говорили в предыдущих постах.
Что интересно с фильтром K&N значение выше, чем при измерении ВООБЩЕ БЕЗ ФИЛЬТРА.

Для чего же все это я пишу, в том злополучном видео парни при испытании, сравнении, как они сказали – использовалиНЕ СИСТЕМУ GOLD AIR INTAKE, ИЛИ SHORT INTAKE – А ГОФРИРОВАННУЮ ТРУБУ С ФИЛЬТРОМвыведенную из-под ОТКРЫТОГО КАПОТА. Конечно это не имеет ничего общего с реально качественно сделанными системами впуска.

Если установить систему впуска на стандартную машину, то результат не будет сильно заметен. На многих автомобилях штатная система великолепна рассчитана и очень хорошо работает, но есть одно но, эта система рассчитана на данную конфигурацию, для нее, актуальный поток воздуха не создает особых проблем. А вот если начать поднимать мощность, то она уже становится реально проблемой, именно для этого и необходимо усовершенствовать штатную систему впуска, когда вы планируете получить ощутимую прибавку. Сток система будет серьезным рестриктором, но и не качественная система, может быть еще хуже.

Читайте также:  Мотор 4g69 технические характеристики

Правило больше это значит лучше и в этом случае не работает. Нам необходимо всегда поддерживать баланс между скоростью потока воздуха (топливно воздушной смесью) и потеряй давления, массы воздуха, кислорода – мощностью мотора. Слабая система впуска сильно ощутима на высоких оборотах, где максимальная скорость потока (помните – потеря давления в квадрате от скорости)

Ну что, время поговорить о реальных примерах из нашей жизни. В январе месяце я поменял место работы и очень этому рад. Теперь я работаю в международной компании и несказанно счастлив возможности учится у очень авторитетных дядичек, к примеру Американец Don который в свое время построил много моторов, на которых даже выигрывали гонки и квалификацию в NASCAR именно он нам помогает в написании уже не калькулятора мощности, а целого комплекса программ симуляции, проектирования тюнинговых и гоночных моторов, да он вообще большой специалист в области гидродинамики, постройки гоночных моторов и ГБЦ

Пример, машина, конечно Форд, но не фокус, а фиеста СТ 150, 2.0 литра мотор дюратек, это один из наших подопытных кроликов. Что же мы уже получили. Пока расскажу о атмо версии (турбо кит, после завершения испытаний атмо).

В стоке, у нашей фиесты 146 сил (по паспорту 150, но в реальности нет). Мотор великолепный, особенно мне нравится головка блока цилиндров, в стоке у нее впускной клапан 35 мм. После продувки ГБЦ на продувочном стенде, она выдала 255 CFM@28 H2O, это очень и очень неплохо, скажем так, ее хватит без проблем в таком варианте до 245-250 сил. Если вам не нужна больше мощность даже не трогайте ее. А то я знаю, в России любят все больше, не ребята больше не есть лучше, а что касаемо моторов – только хуже. К примеру в России на Ладу продают 32мм впускной клапана (тюнинг) это куда же такой, мы сейчас делаем мотор 1.6 литра VW – задача низовой, до 8000 оборотов, так у нас получается 200 сил на 7800 оборотах и 204 ньютона момента на 5950 об/мин и все это на 30мм впускном клапане.

Ладно, про мотор Дюратек. Как я уже говорил раньше до 7200 об/мин, где максимальная скорость поршня составляет 6382 ft/min сток шатуны держат без проблем, далее необходимо (стейдж 2) поменять болты шатунов и 7700 лимит. Поэтому все рассчитывалось и делалось исходя из этого, на максимальный момент. Так какие же результаты. После установки специально изготовленной системы впуска (сток ресивер), системы выпуска и специально для этого сделанный выпускной коллектор, распредвалы (низовые) у нас получилось 189 сил на 6590 оборотах.

Мало, мы установили специально сделанный впускной ресивер, оставили те же распредвалы и получили около 200 сил на 6750 об/мин – и встали, все не хочет, так просто дальше расти. Вот тут та и самое время вспомнить о том, что я писал в этом посте. В стоке, на этом моторе установлена заслонка 55 мм, да для 150 сил все очень неплохо, но у нас, на 200 силах, потери давления в дроссельной заслонке составили 0.95 in Hg (это и являлось рестриктором). Поменяли на 60 мм и сразу выскочили на мощность 206 сил.

Ладно, на сегодня хватит, а то в дальнейшем нечего будет писать, а там еще потом установили 4-дросселя, все сделано было на максимальный момент (результат потрясающий получился), сейчас поменяем болты шатунов и новые валы, вот это будет, а то на сток валах (правда пришлось их покрутить) с дросселями тока 207 сил на 6700 оборотах.

Источник

Поделиться с друзьями