для чего нужны заслонки во впускном коллекторе
Вихревые заслонки в впускном коллекторе. Для чего они нужны и почему важно, что бы они работали.
Доброго времени суток.
Недавно столкнулся на сайте DRIVE2.RU с человеком который задает вопрос «восстанавливать ли работу вихревых заслонок или программно отключать их работу»
Что известно про двигатели EA 888 первого поколения 1,8 л.: Данные моторы (BYT, BZB) развивают высокую мощность во всём диапазоне оборотов, достигая максимальной мощности 160 л. с. в диапазоне от 5 000 об/мин и практически до верхнего допустимого предела. С другой стороны, в широком диапазоне оборотов двигатель развивает постоянно высокий крутящий момент. Система изменения фаз газораспределения на впуске позволила добиться полного наполнения камер сгорания и, тем самым, максимального крутящего момента 250 Н·м в диапазоне от 1 500 до 4 200 об/мин.
Для чего нужны вихревые заслонки:
На моторах с прямым впрыском, топливо в камеру сгорания впрыскивается в конце такта сжатия, из за этого время для смесеобразования (испарения топлива и смешения паров топлива с воздухом) очень мало. Закрытые заслонки сужают канал тем самым увеличивая давление и направляют поток воздуха по верхней части впускных каналов, над «вихревыми» перегородками, таким образом создаются завихрения которые ускоряют и улучшают качество смесеобразование.
Говоря простым языком капельки бензина в создавшемся завихрении испаряются и качественно смешиваются с воздухом это дает им возможность полностью сгорать в процессе воспламенения, так же при работе мотора на частичных нагрузках снижается расход топлива.
При оборотах больше 3000 об/мин заслонки постоянно открыты, чтобы уменьшить сопротивление потоку воздуха. Соответственно, при оборотах ниже указанной границы заслонки постоянно закрыты.
Исходя из вышесказанного, работа вихревых заслонок очень нужна и важна, программное и/или физическое удаление заслонок приводит к снижению мощности двигателя на оборотах ниже 3000, что само по себе увеличивает время разгона мотора, так же это приводит к неполному сгоранию топлива, нагрузку на катализатор, повышенный расход и вонючий выхлоп. А если учесть, что довольно много времени машина при городском цикле езды используется как раз в режиме до 3000 оборотов, то отсутствие заслонок как минимум некомфортно.
Заслонки во впускном коллекторе. Разбираемся и проверяем.
Приветствую всех интересующихся.
Итак. Вы удивитесь, но Во впускном коллекторе — есть целых две двигающихся заслонки. Правильная их работа — крайне важна. А неправильная работа — будет сразу заметна.
Первая заслонка — система VIS — система изменения длины впускного коллектора. На оборотах ок. 3000-4000 — заслонка перемещается, меняется длина впуска что положительно влияет на работу мотора на высоких оборотах.
Вторая заслонка — более «критичная». Система VTCS — четыре заслонки располжены во впускных каналах — почти у головки. В закрытом положении — перекрывают впускные каналы процентов на 70. Идея в том, что на низких оборотах — создать дополнительное завихрение во впуске, что более важно для смесеобразования.
Эти заслонки — хорошо видны на снятом впускном коллекторе. Также виден рычаг привода.(фотка — НЕ МОЕГО коллектора :))
Неправильная работа этих заслонок — тупой мотор, поскольку впуск — почти перекрыт всегда.
Что можно сделать своими силами?
1. Проверить, что привод принципиально работает и не заклинен.
2. Что мембрана — целая и шток — двигается от разряжения.
3. Что клапаны управления — рабочие и в нужный момент — открываются.
Концы штоков заслонок — можно увидеть и подвигать пальцем, убедившись что они — двигаются.
привод системы VIS
привод системы VTCS
Чтобы проверить исправность работы — нужно создать вакуум в соотв. трубках, снимая их с соотв. клапанов.
по мануалу — есть нормы разряжения, когда заслнока должна начать двигаться и когда — должна полностью переместится
Клапана — обычные соленоиды. При подаче + и — клапан срабатывает, открывая «поступление вакуума» к нужной трубке. При необходимости проверке — нужно снять и при подаче напряжения — проверить работу клапана.
Вот такой замудреный впускной коллектор.
UPD
C помощью недавно приобретенного приборчика — посмотрел какие разряжения в впускном коллекторе и как срабатывает заслонка. Получилось следующее.
UPD
Благодаря FigusMigus, добавляю описания работы улапанов VIS и VTCS.
Система VIS приводит в действие заслонку во впускном коллекторе для изменения длины впускного коллектора. Длинный коллектор нужен для тяги на «низах», короткий для тяги на «верхах».
Алгоритм работы системы:
Машина заглушена — заслонка находится в положении «короткий коллектор» для уверенного пуска и после запуска ДВС остается в этом положении ещё 0.2 сек, затем на управляющий клапан приходит сигнал и заслонка переводит коллектор в «длинный».
хх-3850 об/мин — коллектор «длинный»
3850 об/мин — отсечка — коллектор «короткий».
Когда клапан системы VIS выходит из строя, наблюдается плохая тяга на «низах», нестабильная работа на ХХ и повышенный расход топлива.
Система VTCS приводит в действие заслонку во впускном коллекторе для увеличения скорости потока воздуха на впуске и создания завихрений в камере сгорания для улучшения распыления, введенного в цилиндр топлива. При этом уменьшается количество выбросов CH и CO с отработавшими газами при малых нагрузках.
Блок PCM включает электромагнитный клапан VTCS, который закрывает заслонку во впускном коллекторе, если выполняются следующие условия:
– частота вращения двигателя – ниже 3750 мин –1;
– угол открытия дроссельной заслонки – ниже 1500 мин –1 – дроссельная заслонка закрыта, между 2000 мин –1 и 3000 мин –1 – 26–29 %, выше 2500 мин –1 – дроссельная заслонка полностью открыта;
– температура охлаждающей жидкости ниже 63 °C.
Блок PCM выключает электромагнитный клапан VTCS для сохранения пусковых качеств и стабильности при запуске двигателя и в течение 0,2 с после пуска двигателя.
Заслонки впускного коллектора. А надо ли?
Всем привет. Если кто не в курсе, открыл я недавно на сервисе официального дилера свой впускной коллектор и обнаружил в нём такую картину. На текущий момент ситуация такова — заслонки из коллектора мы убрали, а вращение пустого вала остановили заткнув шланг обратного клапана болтом (вроде это обратный клапан). Езжу я сейчас без заслонок и ничего пока не изменилось — я не ощутил какого-то значительного прироста расхода, не ощутил никакой потери мощности, не ощутил никаких дополнительных вибраций или неровной работы мотора. Но справедливости ради хочу заметить, что заслонок в коллекторе оставалось всего 2 и я не могу знать как работает мотор с действующими 6 заслонками. Мне он достался таким.
Многие утверждают, а в том числе и мастер дилера, что заслонки эти нужны только для реализации экологических норм и как-либо значимо повлиять на работу двигателя они не могут. Я считал так же, пока с подачи BORT-404 не начал гуглить этот вопрос. Это новая для меня технология и пришлось в ней разбираться. Насколько я понял, эти несчастные заслонки — это система изменения геометрии впуска. Ранее я с этим не сталкивался. Смысл в том, что при низких оборотах оптимален более длинный впускной коллектор, а при высоких оборотах — более короткий. Заслонки во впускном коллекторе (вместе с обратным клапаном и вакуумными блинами) позволяют изменять геометрию (длину) впуска оптимизируя тягу воздуха при различных оборотах, что в теории повышает мощность и сокращает расход. Насколько это действительно увеличивает мощность или сокращает расход в реальной действительности я не знаю, так как, я не ездил на этом моторе с исправным коллектором и избавившись от оставшихся двух заслонок никакой разницы в динамике или расходе не ощутил. Я вижу эту систему изменения геометрии впуска как некую имитацию турбины. Насколько я понимаю, заслонки коллектора помогают дросселю точнее управлять наддувом.
Насколько значимо изменяемая геометрия коллектора способна повлиять на динамику разгона и насколько она способна снизить расход я знать не могу. И в этом-то собственно и вопрос! Стоит ли заморачиваться? Если это действительно даёт какие-то значимые результаты, то нужно покупать другой коллектор или искать отдельно вал с заслонками и как-то колхозить эти болты, чтобы никакие детали больше не падали в колодцы. У меня пока нет никаких хороших идей как это сделать, есть только тупые — сварка или более длинные болты, чтобы расклепать их с обратной стороны или подстраховать гайкой, либо вообще какой-то клей или… В общем, если имеет смысл заморачиваться, то нужно искать пути решения, а если нет — то нет.
На текущий момент ставить другой коллектор или ставить отдельно новый вал с заслонками никакого желания нет. Мощности мне хватает за глаза, а расход пока находится в разумных пределах, поэтому, рисковать мотором я не хочу. Я не против экологии и мне понравилась идея изменения геометрии впуска в теории, но в таком виде, в каком она реализована в этом двигателе — мне это не нужно. Чтобы постоянно потом ездить и держать в голове те 12 болтов, которые в любую минуту могут осыпаться в колодцы и отправить двигатель на капиталку.
Хотелось бы понять имеет ли смысл заморачиваться и как ВЫ решаете для себя этот вопрос? Возможно, что кто-то ездил ранее с исправным коллектором, а затем избавился от заслонок (если не ошибаюсь, вроде Lynx-21 ездил и так и так) — подскажите какова реальная разница? Интересны любые мысли и опыт.
Дело техники. Понаставили тут, или Зачем нужны заслонки на впуске и почему от них стремятся избавиться?
Сорвавшись однажды с насиженного места во впускном коллекторе, такая заслонка может наделать больших бед. История знает немало случаев, когда дело доходило до поломок, требовавших переборки силового агрегата.
Перед тем как попасть в цилиндр, воздух проходит через фильтр, каналы, отверстия и устройства, составляющие систему впуска. Все, что встречается по пути, оказывает сопротивление движению воздушного потока.
Однако помимо дросселя впускной коллектор в зависимости от варианта двигателя может оборудоваться заслонками, изменяющими его геометрию, а также вихревыми заслонками, которые как раз чаще всего и являются главными фигурантами в делах о посторонних предметах, залетевших в цилиндр. Они-то зачем?
Вопрос отнюдь не праздный, если учесть количество фирм, предлагающих услуги по удалению заслонок из впускного тракта, а также численность владельцев, отрапортовавших в интернете, как они избавились от напасти, и еще большее число желающих пойти по этой же дорожке, но пока колеблющихся в связи с возможными отрицательными последствиями такого шага.
Как ни странно это может прозвучать в свете сказанного выше, но заслонки, предназначенные для изменения геометрии впускного коллектора, как раз и должны не только компенсировать аэродинамические потери на впуске, но и увеличивать мощность мотора за счет улучшения наполнения цилиндров.
Дело в том, что в атмосферных двигателях из-за того, что впускные клапаны открываются и закрываются в определенные моменты времени, воздух во впускном коллекторе перемещается волнами, представляющими собой чередование зон с разряжением и повышенным давлением. Если подгадать, чтобы к моменту открытия клапана напротив него оказался воздушный «сгусток», можно добиться, что в цилиндр попадет больше воздуха. А раз появился дополнительный воздух, можно смело добавлять топливо и рассчитывать на увеличение мощности. В различных источниках этот эффект называют акустическим, резонансным, инерционным или газодинамическим наддувом.
Определяющими параметрами для частоты пульсаций давления в воздушном потоке являются размеры впускного коллектора и число оборотов коленчатого вала. Рассчитать размеры нетрудно, но скоростные режимы работы мотора создают проблемы.
Чем выше обороты коленчатого вала, тем короче в воздушном потоке расстояние между зонами с повышенным давлением. Это означает, что коллектор с единожды настроенными размерами позволяет добиться прироста мощности только в строго определенных режимах работы силового агрегата. При прочих же оборотах такой коллектор в лучшем случае никак не будет влиять на отдаваемую двигателем мощность, а в худшем, когда в момент открытия напротив впускного клапана окажется зона разряжения, способен снизить отдачу силового агрегата.
До появления регулируемых впускных коллекторов применялись впускные системы, рассчитанные на режимы, преимущественно используемые при повседневной езде и соответствующие диапазону частот вращения коленчатого вала, при которых развивается максимальный крутящий момент.
Что касается вихревых заслонок, то без них и вовсе можно было бы спокойно обходиться, если бы в дизелях и современных бензиновых двигателях топливо не впрыскивалось непосредственно в камеру сгорания в конце такта сжатия. Из-за этого на испарение капелек топлива и перемешивание полученных паров с воздухом отводится гораздо меньше времени, чем, например, в бензиновых двигателях с распределенным впрыском во впускной коллектор.
Чтобы в моторах с непосредственным впрыском за короткий промежуток времени получить качественную горючую смесь и тем самым обеспечить полное сгорание топлива, воздух необходимо сильно завихрить. Кроме того, чтобы снизить расход топлива при работе на частичных нагрузках и невысоких оборотах, в бензиновых двигателях с прямым впрыском предусмотрен режим послойного смесеобразования. В его реализации вихревые заслонки также участвуют.
Через какое время и с последствиями какой тяжести напомнят о себе заслонки, во многом зависит от исполнения этих деталей в частности и впускного коллектора в целом. Практика показывает, что наиболее уязвимы варианты из пластика.
Именно они изнашиваются и разбиваются быстрее всего. По причине увеличившихся люфтов в опорах заслонки начинают работать неправильно, может отсоединиться тяга привода, сломаться другие детали привода, после чего заслонки останавливаются вовсе.
Положение вихревых заслонок и заслонок изменения геометрии впускного коллектора отслеживается блоком управления с помощью датчиков. Информация о текущем положении заслонок используется блоком управления для различных целей, в том числе для регулировки рециркуляции отработавших газов и проведения регенерации сажевого фильтра.
Поэтому некорректная работа заслонок либо неисправность служит сигналом для включения аварийного режима и появления ошибки по двигателю.
Впрочем, дожидаться загорания Check engine не стоит. По наихудшему из сценариев события будут развиваться в случаях самопроизвольного откручивание крепежа заслонки к оси, выпадения оси и опорных втулок из коллектора, обрыва заслонки и последующего засасывания этих деталей в цилиндр.
В некоторых моделях автомобилей предупредительным сигналом служит появление постукивания или цоканья во впускном коллекторе. Грядущие последствия могут быть слишком серьезными, чтобы оставлять предупреждение без внимания.
Винят в этой проблеме системы рециркуляции отработавших газов и вентиляции картера.
Надо, однако, понимать, что эти системы являются лишь проводниками масляного тумана, частичек сажи и нагара, но их количество в отработавших и картерных газах, поступающих во впускной коллектор, зависит от технического состояния двигателя. Чем оно хуже, тем быстрее заслонки будут обрастать сажей и нагаром.
Конторы, предлагающие услуги по физическому и программному удалению заслонок во впускном коллекторе, обещают, что обратившийся к ним клиент получит полностью работоспособный мотор, но предупреждают, что мощность может снизиться, и рекомендуют компенсировать потери с помощью чип-тюнинга. О том, что из-за некачественного смесеобразования и связанной с этим неполноты сгорания топлива увеличивается дымность выхлопных газов и содержание в них токсичных компонентов, обычно умалчивается.
Кому интересна экология, если правильное решение вопроса предполагает не удаление заслонок, а замену коллектора, стоимость которого в запчастях выражается трехзначным числом в американской валюте? Хорошо хоть, что далеко не во всех моторах заслонки представляют собой реальную угрозу двигателю, из-за чего их отключение и удаление не имеют такого же массового характера, как в случае с катализаторами, сажевыми фильтрами, клапанами EGR.
Сергей БОЯРСКИХ
Фото автора и из открытых источников
ABW.BY
Более 38.000 объявлений о продаже запчастей для легковых автомобилей в нашей базе объявлений
Вихревые заслонки впускного коллектора
Отличительной особенностью двигателей семейства Duratec-HE является пластмассовый впускной коллектор переменной длины с дополнительными вихревыми заслонками на входе в каждый цилиндр.
Теоретическое отступление. Выдержка из Etis (технический портал Форд)
В пластиковом впускном коллекторе заключены вихревые лопатки (поз.3), которые на низких скоростях уменьшают площадь впускных каналов в поперечном сечении.
Эта мера создает повышенное завихрение воздуха на впуске при низкой частоте оборотов коленчатого вала двигателя.
Повышенное завихрение воздуха на впуске способствует воспламенению рабочей смеси вокруг свечи зажигания, что в конечном итоге снижает расход топлива и уровень токсичности выхлопа.
Вихревые лопатки регулируются посредством блока вакуумной мембраны на впускном коллекторе (поз.5).
система задействуется посредством электромагнитного клапана.
Вихревые лопатки сконструированы таким образом, что они пропускают требуемое количество воздуха.
Когда двигатель выключен, вихревые лопатки закрыты.
Это все конечно хорошо. Но многим владельцам Форд Мондео с пробегом 100-150 тыс., наверняка знаком неприятный цокающий звук, доносящийся из впускного коллектора. Это как раз и есть, те самые заслонки. Все дело в том, что стальная ось заслонок закреплена в пазы пластикового коллектора. Со временем, ось расшатывается, пазы в коллекторе разбиваются, ось вместе с заслонками начинает болтаться, издавая тот самый звук. В конечном итоге, последствия могут быть печальными, обломанная заслонка имеет все шансы улететь в поршневую… Итог, думаю понятен.
Вот такой вот звук стал докучать и мне. Заказывать новые заслонки я не стал. Отпугнула даже не столько цена вопроса около 7500 руб (в постскриптуме написал почему). Под вопросом встала и сама рациональность этих заслонок в коллекторе.
Снова немного теории, кому не интересно, читаем ниже 🙂
Завихрения вихревого потока, я помню еще со времен карбюратора, когда “мастера” постоянно что-то мудрили с диффузорами. Понятно, что завихряя воздушный поток, мы должны получать более эффективное наполнение (вспомните, как быстрее всего вылить воду из бутылки). Но… Вернемся в Мондео. Сами заслонки становятся препятствием для воздушного потока, уменьшая общее пропускное сечение коллектора. Что из этого важнее: завихрения или большее пропускное сечение коллектора, инженерам Форд, конечно виднее… Свои же ощущения я отпишу ниже…
В общем, после недолгих раздумий, заслонки было решено удалить. Приурочил это к очередному ТО.
Заранее прошу прощения за качество некоторых фото. Просто было не до фотосессии, шел рабочий день 🙂
Вот они, вихревые заслонки…
Открутив вакуумный регулятор заслонок, потихоньку вытащили ось заслонок (пришлось помучатся, ось плотно подзакисла). Сами заслонки ломать не стали, вытащили их из коллектора вместе с корпусом, после удаления заслонок, корпуса установили на место. На фото справа-налево: две заслонки удалены (корпуса вставлены на место), одна заслонка вытащена вместе с корпусом, одна заслонка пока еще стоит на месте
Ну и попутно заменили тросики ручника, пыльника задних амортизаторов
Что в итоге? Мотор завелся с полоборота. Цокающие звуки пропали. Работает ровно и мягко. Со вчерашнего дня успел проехать уже 100 км. В том числе по трассе. Мое мнение: динамика как минимум не ухудшилась. А в какие то моменты, даже кажется (может я субъективен?) что отзыв на педаль газа стал четче и резче.
Что будет с расходом топлива, покажет время… Расход до удаления заслонок колебался в районе 11.5-12 литров.
Мое заключение: я доволен, проблема решена, хуже точно не стало!