|
|
Типичные коллекторы
Четырехцилиндровый двигатель с рядным расположением
цилиндров
В конструкции, изображенной на рис. 18.2, показаны
применяемые во впускном коллекторе различные устройства,
которые могут быть использованы вместе с четырехцилиндровым
двигателем.
На рисунке 18.2,а изображена наиболее
дешевая конструкция, она широко применялась в прошлом на
многих базовых типовых двигателей. Поскольку впускные
клапана цилиндров 1 и 2 и цилиндров 3 и 4 располагаются
близко друг к другу, впускные каналы головки цилиндров могут
быть объединены друг с другом, то есть сдвоены. Это упрощает
литье головки цилиндров и позволяет использовать впускной
коллектор, состоящий из 2 ветвей. Для большинства впускных
коллекторов используется алюминиевый сплав, поскольку
превосходная теплопроводность этого материала обеспечивает
быстрый прогрев впускного коллектора, кроме того, сплав
имеет небольшую плотность (легкий вес). Тем не менее,
сдвоенная конструкция имеет два серьезных недостатка:
1 Плохую объемную производительность из-за высокого
сопротивления газовому потоку по причине большого количества
изгибов.
2 Большая неравномерность впуска в разные цилиндры,
вызванная перекрытием впускных тактов в соседних цилиндрах.
Развиваемая двигателем мощность зависит от количества газа,
которое может поместиться в цилиндр во время такта впуска.
По этой причине высокая объемная производительность является
основной целью, которая ставится при разработке впускного
коллектора. Поскольку резкие изгибы в тракте впуска
оказывают сопротивление потоку газа, впускной коллектор в
идеале, для получения высокой объемной производительности,
должен быть как можно более прямым.
Предположим, что коленчатый вал двигателя получает смесь
через сдвоенные каналы и последовательность зажигания 1342.
Если предположить, что каждый впускной клапан открывается
рано и закрывается слишком поздно, коленчатый вал успевает
повернуться на большой угол во время одновременного открытия
впускных клапанов цилиндров 3 и 4. В конце впускного такта
третьего цилиндра, при высоких оборотах двигателя, газ будет
свободно протекать в цилиндр с очень большой скоростью.
Открытие клапана четвертого цилиндра не заставит газ
изменить направление движения, вследствие чего в цилиндре 4
будет недоставать топлива, пока не закроется клапан цилиндра
3. Эта ситуация повторится для цилиндров 2 и 1, таким
образом не одновременность заполнения цилиндров при двух
положениях коленчатого вала за один цикл. При использовании
любого из двух порядков зажигания получается один и тот же
результат.
Карбюратор, используемый с состоящим из нескольких ветвей
коллектором, должен иметь ось дроссельной заслонки,
расположенную параллельно оси двигателя, чтобы избежать
недостатка смеси в одной из ветвей при работе с частично
открытой дроссельной заслонкой.
На рис. 18.2b изображена конструкция, используемая с двумя
карбюраторами и прямыми воздушными каналами; объемная
производительность такой конструкции велика, в особенности
при высоких оборотах двигателя. Не одновременность
заполнения является проблемой и здесь, а неравномерный
воздушный поток через каждый карбюратор требует несколько
более обогащенной смеси. Два отдельных коллектора обычно
соединяются друг с другом при помощи уравновешивающей
трубки, что обеспечивает более равномерный холостой ход
благодаря выравниванию разрежения между коллекторами.
Конструкция головки цилиндров, используемая на рис. 18.2с,
может применяться с различными типами впускных коллекторов.
Эти варианты часто используются изготовителями для получения
двигателей с различными мощностными характеристиками, для
установки на различные автомобили и с карбюраторами
различных типов. Отказ от применения сдвоенных каналов
позволяет преодолеть недостаток неодновременного впуска, при
условии, что отдельные трубки коллектора будут иметь
одинаковую длину.
В идеале, каждый из цилиндров должен получать одинаковое
количество воздуха, соотношение топлива и воздуха должно
быть одинаковым и присадки к топливу должны равномерно
распределяться между цилиндрами. Для описания способности
впускного коллектора удовлетворять этим требованиям
применяется термин распределение, и конструкция,
изображенная на рис. 18.2, обеспечивает распределение
лучшее, чем первые две конструкции. Хотя конструкция
улучшена, неодинаковая длина труб означает, что конструкция
все еще далека от идеальной. Это происходит потому, что
расположенные ближе к карбюратору цилиндры получают
несколько большее количество немного более обогащенной
смеси.
Преимуществом конструкции, изображенной на рис. 18.2d,
является высокая выходная мощность на высоких оборотах. Как
и у большинства конструкций с двумя карбюраторами,
применяемых в четырехцилиндровых двигателях, неодновременный
впуск из карбюратора обычно ведет к повышенному расходу
топлива по сравнению с конструкциями с одним карбюратором,
но при этом обеспечивается очень хорошее распределение.
На рис. 18.2е изображена конструкция, использующая один
карбюратор для получения хорошей объемной производительности
и распределения, в результате можно получить хорошую
мощность с небольшим расходом топлива.
Иногда эта конструкция оснащается резонансной камерой,
располагаемой между карбюратором и отдельными трубами, для
усиления импульсов давления в коллекторе. Если предположить,
что трубы коллектора будут иметь соответствующие длины, эти
импульсы будут создавать избыточное давление во впускном
коллекторе со стороны впускного клапана в момент его
открывания.
В конструкции на рис. 18.2f используется карбюратор с двумя
воздушными заслонками, каждая из которых подает смесь в два
цилиндра, для обеспечения наибольшей мощности.
Одновременность импульсов впуска каждой воздушной заслонки
улучшает качество смеси, при этом удается избежать
временного перекрытия потоков из-за неодновременной подачи.
Одно время получение высокой объемной производительности и
обеспечение полного заполнения каждого цилиндра смесью
достигалось путем установки по одному карбюратору для
каждого из цилиндров. Это была очень дорогая и капризная
система, которая требовала постоянной балансировки для того,
чтобы поддерживать одинаковый выпуск для каждого
карбюратора. Эта цель может быть достигнута при
использовании системы многоточечного впрыска, изображенной
на рис. 18.2g.
В этой конструкции воздух из фильтра попадает в смесительную
камеру, которая служит в качестве резервуара для воздуха и
сглаживает пульсации давления. Объем камеры составляет от
0,8 до 1,2 от рабочего объема двигателя, что обеспечивает
равномерность прохождения воздушного потока через датчик
воздушного потока, при помощи которого можно точно
регулировать количество впрыскиваемого топлива.
назад
>> |
|
