Варианты реализации системы изменения геометрии впускного коллектора и для чего это нужно

Наиболее эффективной современной технологией, которая позволяет существенно увеличивать мощность ДВС, снижать расходы топлива, уменьшать токсичные выбросы является система изменения геометрии впускного коллектора.

Изменение параметров геометрии коллектора можно добиться в двух случаях:

• при изменении длины самого коллектора впуска;
• при изменении его поперечного сечения.

В некоторых типах ДВС изменение геометрии коллектора происходит одновременно двумя изложенными способами.

Впускной коллектор с изменением длины

Данный тип коллектора может использоваться на дизельных и бензиновых двигателях, которые обеспечивают эффективное наполнение камеры сгорания входящим воздухом на рабочих оборотах ДВС.

Для того чтобы обеспечить высокий вращающий момент на достаточно низких оборотах двигателя, применяется впускной коллектор максимальной длины. И, наоборот, на высоких оборотах для эффективной работы двигателя применяется впускной коллектор минимальной длины.

Подобные впускные коллекторы применяются в наиболее известных системах изменения геометрии - DIVA от концерна BMW; VICS и VRIS от компании Mazda; DSI от концерна Ford.

Длина впускного коллектора регулируется за счет регулирующего клапана, который является составным элементом СУД (системы управления двигателем).

Принцип работы

Принцип работы впускного коллектора с изменением длины основан на следующем. Часть воздушной массы, которая остается во впускном коллекторе после закрытия впускных клапанов, производит колебательные движения с частотой, которая прямо пропорциональна длине коллектора и рабочим оборотам ДВС.

В некоторый момент колебания воздушной массы достигают резонансной частоты, что способствует возникновению эффекта нагнетания. Этот процесс получил название резонансный наддув. Открытие клапанов впуска обеспечивает подачу воздуха под высоким давлением в камеру сгорания.

В двигателях надувного типа нет необходимости мудрить с впускным коллектором переменной длины, поскольку подача воздуха обеспечивается турбиной или компрессором. Поэтому в таких двигателях применяется впускной коллектор малой длины, который позволяет уменьшить размеры ДВС, а, следовательно, и его стоимость.

Впускной коллектор с изменением сечения

Впускной коллектор с изменением сечения используется на всех видах ДВС - бензиновых, дизельных, с наддувом. Увеличение скорости движения воздуха, улучшение образования и сгорания ТВС, а также уменьшение уровня токсичности газов обеспечивается за счет уменьшения поперечного сечения коллекторных каналов.

К наиболее распространенным системам, оснащенным впускным коллектором с изменением сечения относятся: Twin Port от компании Opel; Variable Induction System от концерна Volvo; VIS от компании Toyota; IMRC и CMCV от концерна Ford.

Подобная система имеет центральный впускной канал, который разделяется на два канала для отдельных цилиндров. При этом один из каналов закрывается заслонкой, привод которой выполняет регулятор вакуумного типа или электрический двигатель.

Если нагрузка в системе неполная, заслонки остаются в закрытом состоянии, ТВС или чистый воздух (в зависимости от применяемой системы впрыска) подается в камеры сгорания цилиндров по единственному каналу. Это способствует образованию завихрений, которые улучшают процесс смесеобразования.

Уменьшение площади сечения впускного коллектора способствует улучшению экономичности ДВС за счет того что система рециркуляции выхлопных (отработавших) газов начинает работать чуть раньше.

Если нагрузка полная, в таком случае заслонки остаются открытыми, благодаря чему происходит максимальная подача ТВС (или воздуха) в камеру сгорания с дальнейшим увеличением мощности ДВС.

Принцип работы

Система изменения геометрии имеет достаточно простой принцип работы. Каждый цилиндр оснащен отдельным каналом на каждый клапан впуска. При этом любой из этих каналов может закрываться специальной заслонкой. Система управления двигателем активизирует работу привода заслонки. В зависимости от нагрузки системы происходит подача соответствующего объема ТВС (или воздуха) в камеру сгорания.

Основным назначением системы является повышение эффективности и экономичности любого ДВС при сохранении заявленной мощности. Подобная система также позволяет сэкономить топливо до 10-15%, если параллельно ей задействовать систему для рециркуляции газов, образованных при сгорании топлива.