Что такое впускной коллектор (принцип работы, неисправности)

Зачем в машине нужен впускной коллектор

За впускным коллектором числится много задач, но основная — это подача воздуха (большое количество воздуха).

Если говорить на техническом языке, то он отвечает за:

• Подачу потока воздуха, участвующего в приготовлении топливной смеси с соблюдением соотношений, заданных инженерами;
• Равномерное распределение воздуха в цилиндры;
• Использование вакуума ВУТ для усиления усилий в тормозной системе;
• Работу системы вентиляции картерных газов (ВКГ);
• Контроль оборотов силового агрегата на холостом ходу за счет работы дросселя.

Для каждого силового агрегата разрабатывается свой впускной коллектор, геометрия которого будет оптимально подобрана под архитектуру двигателя.

Устройство

Хотя со стороны впускной коллектор кажется лишь трубопроводом специфической формы, на деле над его геометрией работает целая команда инженеров, рассчитывая сечение, длину и объем.

Плюс к этому в его состав входят:

• Дроссельная заслонка;
• Приточная камера;
• Воздушный фильтр;
• Впускной клапан;
• Камера нагнетания.

Для двигателей с распределенным впрыском топлива, во впускной коллектор дополнительно устанавливают инжекторы, из-за чего смешение топливных и воздушных масс происходит прямо в камере нагнетания.

Сам трубопровод может объединять от 2 до 12 каналов, в зависимости от количества цилиндров в блоке двигателя. При этом для 4-цилиндрового мотора иногда используется коллектор с тремя трубами.

Также стоит отметить, что большинство современных впускных коллекторов последние 5 лет изготавливают из специального высокотемпературного пластика, тогда как выпускной коллектор все еще может быть выполнен только из металла.

Впускной коллектор – снимаем и ремонтируем самостоятельно

Зачем нам знать, как снять впускной коллектор двигателя? Ответ кроется в многочисленных функциях, которые выполняет данная деталь, пусть даже косвенно, и при ее поломке мы рискуем испытать очень большой дискомфорт. Давайте разберем все по порядку.

Какие функции выполняет впускной коллектор?

Значение данного элемента нельзя недооценить, ведь именно в нем происходит встреча топлива и воздуха, в результате чего получается горючая смесь нужной консистенции. Также он контролирует процесс, в котором она должна равномерно распределиться по всем цилиндрам. А это очень важно, так как только тогда будет достигнута наибольшая производительность двигателя автомобиля. Так что нельзя пренебрегать такими процедурами, как ремонт, чистка впускного коллектора и прочее.

Кроме того, на нем крепятся некоторые элементы движка, например, инжекторная топливная аппаратура, карбюратор, дроссельные заслонки. А вакуум, который в нем образуется, является источником приводной силы для ряда систем (стеклоочистители, круиз-контроль, вакуумный усилитель тормозов и т.д.). И в случае выхода из строя одной из данных систем, скорей всего, понадобится снятие впускного коллектора. Рассмотрим же его конструкцию.

Заслонки впускного коллектора и другие элементы конструкции

Чаще всего, данная деталь делается из алюминиевых сплавов либо композиционных пластиковых материалов и крепится на головке цилиндров с левой стороны. Датчик на впускном коллекторе фиксирует температуру и давление, а блок управления, в свою очередь, высчитывает, какова в нем масса воздуха. И уже исходя из этих данных, формируются импульсы, посредством которых и осуществляется управление форсунками. Таким образом и происходит приготовление топливно-воздушной смеси заданного состава.

Внутри этой детали находится переключающий вал и вакуумный элемент, на который через заслонки в патрубок впускного коллектора подается разряжение, вырабатываемое тандемным насосом. Каждый впускной канал делится на вихревой и участок наполнения. Переключающий вал, в свою очередь, может перекрыть только последний, и в этот момент через первый канал происходит всасывание. Так скорость потока в данном канале значительно увеличивается.

Почему может понадобиться ремонт впускного коллектора?

Данная деталь имеет довольно сложную конструкцию, а значит, и вероятность возникновения той либо иной поломки значительно возрастает. Чаще всего, из строя выходят заслонки, особенно этот вид неисправности актуален для Mercedes. В этом случае авто значительно теряет мощность, повышается расход топлива, ухудшается тяга и работа двигателя в целом. Заслонки коллектора выходят из строя по следующим причинам: повышенная температура, низкое качества материала, из которого они сделаны, и появление масляного конденсата. Также из строя может выйти и клапан управления заслонками впускного коллектора.

Главным признаком того, что масло попало во впускной коллектор, является повышенный его расход, иногда он даже превышает 1 литр на 1000 км.

В пластиковых же деталях довольно часто может произойти отслоение трубки от завихрителя, что провоцирует появление характерного звука во время движения (треск, шум). Эту поломку вполне можно устранить и своими собственными силами. Кроме того, может возникнуть подсос воздуха во впускном коллекторе. Данная неисправность также отразится на мощности, но вдобавок к этому еще появится и шум, напоминающий выдувание, или же наоборот – подсасывание.

Для того чтобы измерить абсолютное давление во впускном коллекторе, существует специальный датчик. Он также отвечает и за оптимизацию процесса образования и сгорания воздушно-топливной смеси. Если он выходит из строя, то ЭБУ, скорей всего, будет работать в аварийном режиме, а иногда двигатель вообще может не запуститься. Несмотря на то, что современный датчик давления во впускном коллекторе – устройство довольно надежное, тем не менее, возможны неисправности и в нем.

Снимаем коллектор самостоятельно

В основном, для ремонта либо же замены детали необходимо знать, как демонтировать впускной коллектор. В принципе, эта задача не трудная, и справиться с ней можно буквально за 10 минут. Находим топливный насос и убираем из него предохранитель, а затем запускаем мотор. Так упадет давление в системе, постепенно двигатель заглохнет. После этого можно отключить АКБ и снять декоративный кожух с мотора. Теперь следует убрать патрубки от воздушного фильтра и снять его. Затем следует отвинтить дроссельный узел, но не трогая крепежа заслонки. Вот вы добрались и до коллектора.

Далее, в случае отслоения квадратной трубки, необходимо просверлить в коллекторе два отверстия (диаметр сверла берется 4 мм) таким образом, чтобы через них можно было добраться до этой трубки. Затем в эти отверстия вкручиваем саморезы, фиксируя ее. Заслонки и клапан управления нельзя поменять отдельно или же отремонтировать, поэтому приходится покупать и устанавливать новую деталь целиком. Если причину поломки нашли в датчике, то вышедший из строя элемент нуждается в замене.

Принцип работы

Впускной коллектор подключается к системе подачи воздуха. Широкой частью, где располагаются трубы, он крепится непосредственно к головке блока цилиндров.

После чего, через систему забора, воздушные массы попадают в приточную камеру, где температура подачи воздуха может доходить до 120 градусов.

Дальше воздух проходит через фильтр и впускной патрубок, откуда через дроссельные заслонки попадает в камеру нагнетания, а оттуда уже через впускные трубы воздушные массы направляются прямиком в цилиндры.

Это интересно: Что надо знать об углах установки колес автомобиля

Дроссель или попросту заслонка, регулирует сечение трубопровода, тем самым контролируя обороты и мощность двигателя.

Выпускной коллектор

Итак, второй претендент, он также выполняет немаловажную роль – отвод сгоревших газов. После того как впускные клапана были закрыты, топливо сжимается и поджигается свечой зажигания – происходит мини взрыв, поршни идут вниз – открываются выпускные клапана и отводят сгоревшие газы.

Вот только после клапанов они должный выйти в глушитель, а собирает их, из каждого цилиндра как раз выпускной коллектор (также по одной трубе на цилиндр). Он также подсоединен своей широкой частью к головке блока, только (если утрировать) с другой стороны, далее по трубам газы собираются в одну большую, как правило, сначала стоит катализатор, который дожигает газы, затем после него уже идет глушитель (может стоять и отвод для турбины). После этого газы уходят дальше после в окружающую среду. Стоит упомянуть – этот тракт гасит не только отработанные газы, но и звук выхлопа! Точнее не он сам, а глушитель которую он передает «отработку».

Как вы понимаете выпускной коллектор, работает с высокими температурами, ведь зачастую выхлоп может разогреваться до 950 градусов Цельсия. Поэтому обязательно нужно применять металлы, да не простые, а тугоплавкие способные выдерживать высокие показатели «тепла».

В этот отводящий коллектор, зачастую вкручивают датчик, это «лямба-зонт» или кислородный датчик, он «следит» за содержанием кислорода и других газов в выхлопе.

Благодаря этому датчику корректируется подача топливной смеси через наш «подающий» коллектор, то есть получается взаимосвязь.

Выпускной тракт, обычно в автомобилях очень прочный, служит почти весь срок эксплуатации автомобиля.

Изменение геометрии впускного коллектора

Как уже упоминалось, под каждый двигатель подбирается своя геометрия впускного коллектора. Это позволяет варьировать обороты и улучшать или ухудшать процесс сгорания топлива.

Во всех случаях, изменение геометрии оборачивается изменением скорости воздушного потока.

Вариантов изменения геометрии, как несложно догадаться, всего три:

• Уменьшить или увеличить длину труб;
• Сузить или расширить сечение труб;
• Комбинированный подход.

Так как «играть» длинной труб, зачастую, не представляется возможным, обычно выбирают второй вариант — изменение сечения. Для этого используют специальные заслонки, которые регулируют потоки воздуха иначе, чем заводской механизм.

В автомобилях премиального сегмента присутствует комбинированная система изменения геометрии впускного коллектора.

Это как раз те случаи, когда производитель предлагает разные варианты режимов движения, вроде Comfort, Dinamic и пр. На изменение характеристик мотора отчасти влияет именно работа заслонок впускного коллектора.

Сварка различных материалов в домашних условиях

Способ восстановления выбирают с учетом металла, из которого сделан коллектор.

Из чугуна

Для ремонта детали, сделанной из этого сплава, применяют следующие методы:

1. Газовая сварка. Считается наиболее эффективным способом восстановления чугунных элементов. Позволяет получить шов высокой прочности.
2. Полуавтоматическая сварка выпускного коллектора из чугуна. Для получения качественного шва требуется сложная подготовка элемента. В качестве присадочного материала используют специализированные виды проволоки.
3. TIG-сварка. Процесс ведется в среде защитного газа, что предотвращает появление дефектов сварного соединения.
4. Инверторный способ. В этом случае требуются тщательная зачистка поверхностей чугунного элемента, установка опорных шпилек.

При обнаружении трещины в коллекторе её заваривают.

Трещина наплавляется сразу после появления, не стоит ждать повреждения патрубка. Перед началом сварки детали прогревают. Во время работы учитывают свойства металла: он быстро остывает.

Из нержавейки

Качественно заварить выпускной коллектор из этого материала можно только в среде защитного газа. При несоблюдении этого правила деталь деформируется из-за сильного нагрева. С учетом особенностей нержавеющей стали допускается применение только таких методов:

1. Использование инвертора с подачей газа. В сочетании с таким сварочным аппаратом применяют неплавящиеся вольфрамовые электроды.
2. Ручная сварка с покрытыми электродами. Требуется постоянное поддержание правильного режима работы агрегата.
3. Полуавтоматическая сварка с электродом из нержавейки.

В бытовых условиях для получения качественных швов нужно использовать ММА-электроды, стержни с титановым или рутиловым покрытием.

Холодный метод

Такой способ не имеет отношения к формированию классического сварного шва, однако для временного ремонта выпускной системы его использовать можно. Перед началом работы необходимо изучить технологию холодной сварки. Трещину устраняют так:

1. Обрабатываемый участок зачищают и обезжиривают. Наносят клеящий состав согласно рекомендациям, содержащимся в инструкции.
2. Дожидаются высыхания средства, устанавливают деталь на место. В результате работы получается заплатка, свойства которой сходны с характеристиками металла.

Под нагрузкой горячих выхлопных газов отремонтированная таким способ деталь служит недолго. Для сварки коллектора из нержавейки этот способ использовать можно, для ремонта чугунного элемента он не подойдет.

Тюнинг

Тюнинг и изменение геометрии — это разные вещи. Когда говорят о доработке впускного коллектора, обычно подразумевается увеличение поступающего объема воздуха и снижение сопротивления на его пути.

Для этого предусмотрены такие процедуры, как:

• Замена воздушного фильтра на фильтр нулевого сопротивления. Благодаря макроскопическим отверстиям у последнего, воздух меньше задерживается и, соответственно, увеличивается скорость и объем прохождения;
• Увеличение дроссельного патрубка. Также преследует целью увеличение проходимости воздуха. Обычно для этого устанавливают заслонку с другого двигателя, который мощнее исходника;
• Установка спортивного ресивера. Короткие трубки большего сечения при правильной настройке позволяют снизить пульсацию воздушных масс, что позволяет двигателю быстрее набирать обороты.

Также есть такой вариант тюнинга, когда впускной коллектор убирают полностью, а вместо него устанавливают короткие трубки, настроенные на высокие обороты. Такой вариант предусматривается только для атмосферных моторов и называется многодроссельным впуском (то есть на каждый цилиндр по сути предусмотрен свой коллектор).

Кстати, какие-либо изменения в системе впуска обычно влекут за собой модернизацию выпускного коллектора, распредвала и прошивку электронного блока управления.

Что такое коллектор + причины его поломок

В системе автомобиля под коллектором подразумевают впускную или выпускную деталь, расположенную по обеим частям двигателя. Как правило, элементы не имеют точек соприкосновения, к тому же, в 90% случаев выполнены из различных сплавов металла.

Задачи коллектора определяются его типом:

• впускной. Задача детали – это подвод и помощь в смешивании смеси топлива до того, как она попадет в цилиндры двигательной системы;
• выпускной. Выполняет отводящую функцию, где в качестве транспортного сырья выступают сгоревшие газы. Отходы поступают сначала в катализатор, а потом подаются на глушитель.

Структура обоих типов коллекторов также имеет большое сходство – это от 2 до 6 трубок, объединённые в одну, которые «одеваются» на цилиндры двигателя. Число трубок зависит от числа цилиндров, а в 2020 году могут встречаться как старые модели (та же «ОКА») с 2 цилиндрами, или продвинутые американские бензинопожирающие «монстры» с 6-ю цилиндрами. По классике – это 4 цилиндра.

Фото впускного коллектора представлено выше. Его подключение происходит к системе по подаче топлива + воздуха. В верхней части детали будет расположена или заслонка дросселя, или карбюратор.

Принцип работы выпускного коллектора:

1. После поступления в двигатель топлива, клапаны закрываются.
2. Происходит поджигание смеси свечей зажигания.
3. Поршень смещается вниз благодаря получившейся взрывной силе.
4. В работу вступают клапана на выпуске, которые отводят сгоревшие остатки топлива и газы в выпускной коллектор. К каждой трубе идет подвод коллектора, который в конце объединяет все ответвления в единое целое.
5. Катализатор поджигает смесь из трубы.
6. Горючие частички отправляются или в трубоотвод, или сразу в глушитель.
7. Газы выходят во внешнюю среду.

Выходной коллектор + глушитель подавляют звуки от работы мотора, делая ход транспортного средства для окружающих, в звуковом плане, комфортным.

Аналогичная ситуация и со сваркой. Если для залатывания коллектора будет использован низкокачественный материал, о долговечности проделанной работы не может быть и речи. В большинстве случаев отводящий коллектор дополняют специальным датчиком, который помогает отслеживать уровень кислорода в выхлопе. Он помогает корректировать состав топливной смеси, что подается в двигатель. Как итог – незримая взаимосвязь между составляющими системы.

Теперь поговорим о классификации проблем выхлопной системы.

Оговоренные проблемы возникают из-за влияния химических веществ, которые содержаться в смесях, распространяемых во время гололедицы. Вторая причина – износ детали. Система постоянно находится под влиянием высоких температур. Плавление и прогорание ее компонентов не диковинка.

Неисправности

Как и любая другая механическая деталь, впускной коллектор подвержен поломкам. Учитывая простоту конструкции, вариантов неисправностей не так много.

Основные:

• Нарушение герметичности. Вибрации, давление и высокие температуры со временем уничтожают уплотнители. Разгерметизация влияет на качество топливной смети, потерю тяги и оборотов. Проблема решается заменой прокладок, после чего работа двигателя должна нормализоваться;
• Загрязнение коллектора. Налет скапливается на стенках, постепенно уменьшая сечение проходящих воздушных масс. Требуется разборка и чистка трубок, дросселя и камеры нагнетания;
• Механические повреждения. Если коллектор изготовлен из пластика, тот тут только замена. Если из алюминия и повреждения невелики, поможет аргонодуговая сварка;
• Чрезмерная температура в коллекторе. Причин масса и искать их нужно в системе охлаждения, засоренном радиаторе, испорченном датчике, ошибке ЭБУ. Также высокая температура бывает из-за банальной жары на улице;
• «Хлопки». При формировании топливной смеси, система должна быть герметична. Если есть нарушения в системе зажигания, механизме газорапределения, проблемы в камере образования топливной смеси или нарушена герметичность самого впускного коллектора, можно услышать те самые хлопки. Искать причины стоит во всех вышеперечисленных местах.

В последнем случае, конечно, проще положиться на ошибки, о которых сообщает ЭБУ или записаться на комплексную диагностику в сервисе.

Что такое выпускной коллектор и с чем его используют.

Схематичное изображение устройства выпускного коллектора.

Выпускной коллектор – один из важнейших элементов выхлопного узла транспортного средства, который нужен для выкачивания сгоревших газов из ДВС. В данном процессе усиливающиеся всплески в процессе выхлопа содействуют в обработке продувания и камеры, где происходит сгорание.

Зачастую этот узел производят из чугунных сплавов. Одной из сторон устройство прикрепляется к катализатору или глушителю (при условии, что в конструкции не применяется катализатор), а другой стороной – к двигателю.

Это местоположение узла воздействует с отрицательной стороны работе самого коллектора, по причине того, что степень накала элемента может достигать 1000 градусов по Цельсию. От такой высокой температуры зачастую портится прокладка этого элемента. Тогда, когда двигатель внутреннего сгорания перестает работать, то неизбежно выпадает конденсат в коллекторе. И поэтому коррозия – это первая из причин поломки данного узла.

Механизм работы выпускного коллектора.

Коллектор выпуска со схемой – 4-2-1 даёт прирост в мощности от 5 до 7 процентов.

Само перемещение выхлопных газов – это волновая процедура. В момент, когда происходит открывание клапана выпуска из места сгорания отработанные газы под высокими давлениями переходят в коллектор выпуска.

В данном случае разница между давлениями на данных областях приведёт к созданию волн, которые могут быть отражены (хоть от того же катализатора) и направляются назад к цилиндру, соприкасается с ним в миг следующего цикла выпуска.

Данный быстрый выпуск сгоревших продуктов приведет в последствии к созданию в цилиндрах разряда, который, в свою очередь, улучшает очистку самих цилиндров и мгновенному заполнению их свежими порциями горючки. Распространение волн происходит на скоростях, сопоставимых со скоростью выхода из цилиндра, а это значит, что создающаяся процедура создается в элементе в обширном диапазоне. Поэтому, если увеличивается работа ДВС, то ускоряются выводы газа из цилиндра, а также скорость волн.

Усиление мощностей транспортного средства за счет выводного коллектора-паука.

Маленького паук – 4-1 (четыре трубки на выходе смыкаются в одну). Этот выпускной коллектор-паук завышает мощность .

На выхлопной коллектор ложится огромная роль, в связи с общей утерей мощности транспортным средством. Для того, чтобы этого не происходило как в спортивных, так и в улучшенных апгрейдом машинах создают все условия для того, чтобы каждый цилиндр работал в равной степени хорошо. При этой процедуре выпуск коллекторных труб делается индивидуально для всех цилиндров и равными по длине.

Данная модификация получила название паук и имеет отличия от стандартных:

• по форме;
• отличием в окнах;
• порядком присоединения приемных трубок.

По видам выпускных пауков различают как большие, так и маленькие. Формулировка для маленького паука – 4-1 (четыре трубки на выходе смыкаются в одну). Этот выпускной коллектор-паук завышает мощность автомобилей – больше чем шесть тысяч оборот в минуту.

Коллектор выпуска со схемой – 4-2-1 (четыре трубы проходят между собой сперва соединения, а потом переходят в одну) имеет отношение к большим паукам и замечательно вписывается в любительскую модернизацию транспортного средства. Насколько качественно присоединены трубки – за это отвечает специальная прокладка. Данный паук придаст прироста в мощности от 5 до 7 процентов.

При использовании прямой системы могут быть трубы буферного характера, которые имеют больший диаметр. Также данная схема паука оснащается резонатором, который имеет уменьшенное сопротивление. Зачастую вместо жёсткого соединения могут применить и применяют так называемые «гофры» или сильфоны. Они хоть и не способны создать дополнительные резонансы, но могут прослужить недолговечно. Он может быть применен по схеме – 4-2-2 при модернизации транспортного средства.