Что такое впускной и выпускной коллектор. Особенности, строение и для чего нужны
ЧТО ТАКОЕ ВПУСКНОЙ И ВЫПУСКНОЙ КОЛЛЕКТОР. ОСОБЕННОСТИ, СТРОЕНИЕ И ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ
Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется впускным и выпускным коллектором автомобиля, для чего нужны элементы системы двигателя, какие задачи с функциями выполняют узлы, а также, где устанавливаются устройства в моторном отсеке того или иного транспортного средства. Кроме того, расскажем про то, какой эффект оказывают коллекторы на функционирование силовой установки, каково строение и устройство элементов системы, а также, какие существуют разновидности узлов. В заключении поговорим о том, могут ли выходить из строя впускной и выпускной коллекторы, какими плюсами и минусами обладают устройства, а также, может ли силовая установка автомобиля работать без этих деталей.
Как правило, на большинстве автомобилей применяются два типа коллекторов — впускной и выпускной. Несмотря на внешнее сходство, оба компонента выполняют совершенно противоположные функции, обеспечивающие оптимальную работу силовой установки. Такие элементы двигателя автомобиля, как коллекторы является одними из ключевых узлов в процессе образования топливно-воздушной смеси в камерах сгорания цилиндров мотора. Впускной коллектор осуществляет подвод воздушных масс в камеры сгорания двигателя, а выпускной коллектор производит наоборот, отвод отработанных газов из системы силовой установки.
ЧТО ТАКОЕ АВТОМОБИЛЬНЫЙ КАТАЛИЗАТОР
Таким образом, коллектором называется специальная часть впускного или выпускного тракта систем подвода и отвода воздушных масс. Справочно заметим, что без впускного коллектора в камерах сгорания двигателя просто не могло бы происходить смешивания топливной смеси с воздухом, а без выпускного элемента, отработанные газы так и оставались бы в силовой установке автомобиля. Также отметим, что выпускной коллектор плотно функционирует с катализатором, при помощи которого и происходит удаление выхлопных газов из системы двигателя через глушитель транспортного средства в окружающую среду. Зачастую впускной и выпускной коллекторы устанавливаются рядом друг с другом на силовой установке автомобиля, при этом никаким образом не соприкасаются друг с другом. Кроме того, материалы, из которых они изготавливаются зачастую полностью отличаются.
Если представлять коллекторы схематично, то они выглядят, как детали, которые оснащены четырьмя трубами небольшого диаметра, объединяющиеся в одну большую, так сказать выходную. Заметим, что бывают коллекторы, которые имеют две, три, шесть и двенадцать труб, которые, как правило, все равно на выходе объединяются в одну большую. Количество труб полностью зависит от того, сколько цилиндров установлено в голове блока двигателя автомобиля. Кроме того, в некоторых современных автомобилях, силовая установка оснащенная 4-мя цилиндрами, может иметь всего три трубы коллектора, такие узлы еще называют трехтрубными. Зачастую все спортивные автомобили или машины с форсированными моторами оснащаются коллекторами на шесть, а то и более труб. Причем количество труб впускного, как правило, совпадает с числом труб выпускного коллектора.
Чем отличается впускной коллектор от выпускного по типу подключения к двигателю:
— Впускной коллектор: подключается к системе подачи воздуха или горючего, в связи с чем в верхней точке, как правило, устанавливается карбюратор/инжектор или дроссельная заслонка;
— Выпускной коллектор: подключается к выхлопной трубе с целью отведения отработанных газов из системы двигателя. Как правило, соединяется с катализатором (нейтрализатором) отработанных газов.
{banner_yandexblokrtb1}
ВПУСКНОЙ КОЛЛЕКТОР
Главная задача впускного коллектора заключается в подаче топливной смеси или воздуха к камерам сгорания цилиндров мотора. На сегодняшний день существуют 2 основные системы подачи топлива, которые зависят от конструкции коллектора. Первые системы коллекторов производят смешивание топлива с воздухом, а вторые не осуществляют такой функции. Важной конструктивной особенностью любого коллектора является материал, из которого он изготовлен. Большинство современных автомобилей, особенно бюджетных оснащаются впускными коллекторами, которые изготовлены из высокотемпературного пластика, хотя еще буквально лет 5 назад, о таком материале коллектора в автомобилестроении даже не задумывались и применялись только металлические детали. Как все мы понимаем пластик производителями используется с точки зрения удешевления конечной стоимости и снижения веса транспортного средства.
Крепится коллектор к двигателю своей широкой частью, где располагаются входные трубы, число которых обычно составляет от 2-ух до 6-ти единиц, в зависимости от количества цилиндров силовой установки. Коллектор зачастую устанавливается к голове блока цилиндров и подсоединяется в специальные каналы, в которых происходит всасывание топливной смеси или воздуха. Функционирует впускной коллектор вместе с впускными клапанами, которые открываются в тот момент, когда происходит всасывание топливной смеси или воздуха, а затем они закрываются после того, как смесь попадает в камеры сгорания цилиндров двигателя.
Немаловажным отличием впускного коллектора от выпускного является тот факт, что в первом элементе, как правило, высокие температуры отсутствуют, поэтому пластиковые компоненты, которые так часто можно встретить в современных автомобилях, спокойно выдерживают температурные нагрузки. Однако отсутствие высоких температур во впускном коллекторе, не говорит о том, что их там нет совсем. Дело в том, средние показатели температуры, которая образуется в данном коллекторе варьируется от 80 до 120 градусов по Цельсию, благодаря основному разогреву головы блока цилиндров в процессе работы поршней, а также воспламенения топливно-воздушной смеси в камерах сгорания.
Справочно заметим, что конструкция впускного коллектора может изменяться в зависимости от вида системы впрыска топлива. Например, если рассматривать систему распределенного впрыска топлива, то в коллектор перед клапанами зачастую встраивают инжекторы, которые впрыскивают горючее, причем смешивание с воздушными массами происходит здесь же. Когда клапана в таком коллекторе открываются, то происходит засасывание топливно-воздушной смеси.
Кроме того, в рассматриваемой системе впрыска топлива непосредственного типа, в коллекторе зачастую находится только воздух, который подается при помощи дроссельной заслонки. Происходит это таким образом, что когда заслонка подает воздух, то в этот момент клапана коллектора открываются и происходит всасывание воздушных масс в камеры сгорания цилиндров, где осуществляется их смешивание с топливом. В верхней области коллектора, где располагаются 2, 4 или 6 труб малого диаметра, в зависимости от количества цилиндров в моторе, они объединяются в единую выходную трубу. Как правило, в современных коллекторах, подачей воздуха руководит дроссельная заслонка, хотя на старых моделях двигателей эту функцию выполняли карбюратор или система моно-впрыска.
ВЫПУСКНОЙ КОЛЛЕКТОР
Выпускной коллектор наравне с впускным выполняет не менее важные задачи. Главной функцией такого компонента двигателя, как мы сказали ранее является отвод отработанных газов, которые образуются в камерах сгорания цилиндров. В работу выпускной коллектор вступает тогда, когда впускные клапана закрываются. Закрываются данные клапана в следствии того, что топливо в камерах сгорания сжимается и поджигается свечой зажигания, после чего происходит взрыв, результатом чего становится опускание поршней. Вот тогда то и открываются выпускные клапана, которые отводят сгоревшие газы из системы.
Все собранные отработанные газы из каждого цилиндра выпускным коллектором по прошествии клапанов, сводятся в единую трубу и направляются в глушитель выхлопной системы через катализатор автомобиля. Справочно заметим, что выпускной коллектор также, как и впускной подсоединен к голове блока цилиндров, только с противоположной стороны, как правило, снизу силовой установки. Перед попаданием газов в глушитель они проходят такой узел, как катализатор. В функции катализатора входит дожигание отработанных газов, а вот затем начинается труба глушителя, куда они прямиком и попадают. Справочно заметим, если автомобиль оснащен турбонаддувом, то в таких моторах имеется еще отдельный отвод для турбины. Когда газы попадают в глушитель, то они прямиком выходят в окружающую среду и называются выхлопными. Отметим, что выхлопной тракт не только выводит отработанные газы, но еще и подавляет звук выхлопа, этим кстати занимается такой элемент, как глушитель.
В отличие от впускного коллектора, выпускной постоянно работает с газами, которые обладают высокими температурами. Порой температура в выпускном коллекторе доходит до 900 градусов по Цельсию. Вот поэтому в таком элементе, автопроизводители используют только тугоплавкие металлы, которые способны выдерживать высочайшие тепловые нагрузки. Кроме основных вышеописанных элементов, с которыми сотрудничает выпускной коллектор имеется еще один и называется он лямбда-зонд.
Лямбда-зонд — это специальный кислородный датчик, который контролирует содержание кислорода в системе выхлопа. Такой элемент, как правило, устанавливается прямо на выпускной коллектор. Датчик лямбда-зонд корректирует подачу топливной смеси через впускной коллектор. 
Таким образом, получается своеобразная взаимосвязь узлов между собой. Что касается выхлопной системы, то она также изготавливается из очень прочных материалов, ничем не уступающих выпускному коллектору, поэтому срок службы данных компонентов равняется всему сроку эксплуатации транспортного средства.
СРОК СЛУЖБЫ ВПУСКНОГО И ВЫПУСКНОГО КОЛЛЕКТОРА
Могут ли выйти из строя раньше регламентного срока службы выпускной и впускной коллекторы? Если рассматривать статистику поломок этих узлов, то можно сказать, что выходы из строя коллекторов действительно бывают, однако очень редко. Дело в том, что коллектор — это те же трубы, которые не участвуют в механическом процессах, их задача просто проводить через себя воздушную смесь или отработанные газы, поэтому ломаться тут просто нечему.
bazliter.ru
Впускной и выпускной коллекторы на авто
Коллектор – техническое устройство, которое является частью двигателя внутреннего сгорания в автомобиле. Основная функция коллектора – это подача горячих смесей в двигатель, а также их отвод. Обычно коллектора два – впускной и выпускной.
Впускной коллектор собирает потоки горючих смесей и газа в один общий и распределяет их по цилиндрам двигателя автомобиля, за счет чего возникает движение автомобиля. Горючая смесь должна распределяться равномерно, в этом случае двигатель будет работать без сбоев, с высокой производительностью. Впускной коллектор также может выступать в качестве держателя для дроссельной заслонки, форсунок, карбюратора и других элементов двигателя.
В ходе работы во впускном коллекторе создается вакуум, который используется для управления различными системами в автомобиле, например гидроусилителем тормозов, приводом стеклоочистителей, круиз-контролем и т.д. Также данный коллектор используется для сжигания картерных газов, которые образуются во время движения автомобиля.
В свою очередь, выпускной коллектор является частью выхлопной системы транспортного средства, через него происходит выхлоп газовых смесей, из автомобиля удаляются продукты внутреннего сгорания. С помощью выпускного коллектора также происходит продув камер сгорания, что позволяет цилиндрам двигателя быстрее наполниться очередной порцией горючей смеси.
В современном автомобилестроении применяют 2 вида выпускных коллекторов – трубчатый и цельный. Цельный коллектор производится из чугуна и имеет короткие каналы, объединенные в общую камеру. Цельный коллектор не очень эффективно отводит выхлопные газы, однако он доступен по стоимости и прост для производства.
Однако в последнее время на автомобили, в основном, устанавливают более эффективные трубчатые коллекторы. Они изготавливаются из стали, при этом их конструкция создана таким образом, что повышается мощность двигателя.
Стоит отметить, что на спортивных автомобилях выпускные коллекторы зачастую не устанавливаются, а к каждому цилиндру присоединяется собственная выхлопная труба, что позволяет показать более высокие скоростные качества авто.
avtoexperts.ru
Впускной коллектор — что это такое?
Впускной коллектор является неотъемлемой частью навесного оборудования автомобильного двигателя внутреннего сгорания. В основном данное устройство предназначено для собирания всех выхлопных газов из нескольких цилиндров в одну единственную трубу.
По большей части материалом для изготовления выпускного коллектора является чугун. С одной стороны впускной коллектор прикреплен к самому двигателю внутреннего сгорания. С другой стороны он прикреплен к выхлопной трубе или, при установке, к катализатору. В связи со спецификой расположения впускного коллектора его работа проводится в достаточно экстремальных условиях.
Температура у выхлопных газов в редкостных случаях может превышать несколько тысяч градусов. Исходя из этого, после того как двигатель был остановлен охлаждение происходит достаточно быстро с определенным выбросом конденсата. Итог один, а точнее – одна проблема – скоропостижное ржавление коллектора.
Она отражается от самого близкого ей препятствия и возвращается на обратный путь к цилиндру и, после прохода среднего диапазона в оборотах, она подходит непосредственно к цилиндру ко времени последующего очередного такта выпуска. Именно это помогает последующим отработанным газам спокойно и равномерно покидать засоренный цилиндр.
1. Какие функции выполняет впускной коллектор?
Данное устройство является очень важным для успешного функционирования всей системы транспортного средство. Это объясняется тем, что именно в впускном коллекторе встречается воздух и топливо. Вследствие этого и возникает горючая смесь с необходимой консистенцией. Помимо этого, данное устройство контролирует процесс, в котором данная консистенция должна прямолинейно и равномерно делиться во все определенные цилиндры.Это, в свою очередь, очень важная процедура, так как только таким методом можно достигнуть наибольшей производительности двигателя внутреннего сгорания транспортного средства. Именно поэтому не стоит пренебрегать процедурами ремонта и чистки впускного коллектора, так как это чревато очень негативными последствиями.
Помимо этого, на впускном коллекторе крепятся определенные элементы двигателя. Таковыми являются: карбюратор, инжекторная топливная аппаратура, дроссельные заслонки. В впускном коллекторе образуется определенный вакуум, который является источником силы приводов для многих систем: круиз-контроль, стеклоочистители, вакуумный усилитель тормозов. В случае неисправности или вывода из строя одной из вышеуказанных систем, как обычно бывает, потребуется полное снятие впускного коллектора.
2. Заслонки впускного коллектора и другие элементы конструкции
Чаще всего встречается, что впускной коллектор крепится с левой стороны на головке цилиндров. В современном мире в связи с развитием технологий делается данная деталь из алюминиевых сплавов или же других композиционных пластиковых материалов.
Датчик, который расположен на впускном коллекторе фиксирует давление и температуру, а непосредственно блок управления уже высчитывает всю массу воздуха расположенную в нем. Исходя из полученных данных и формируются определенные импульсы, с помощью которых и осуществляется прямое управление форсунками. Именно таким образом происходит смешивание воздуха и топлива заданного состава.
В средине самой детали устройства располагается вал переключения и вакуумный элемент. На этот же элемент через заслонки подается разряжение в патрубок впускного коллектора. Это разряжение вырабатывается тандемным насосом. Каждый канал впуска разделяется на участок наполнения и вихревой участок. Вал переключения, в свою очередь, может перекрывать только участок наполнения. Именно в этот момент через вихревой канал происходит высасывание выхлопных газов. Таким образом и скорость потока в этом канале существенно увеличивается.
3. Почему может понадобиться ремонт впускного коллектора?
В данном случае автомобиль очень сильно слабнет и существенно теряет мощность. В тоже время значительно увеличивается расход топлива, а тяга и работа двигателя в целом ухудшаются. Выходят заслонки коллектора по нескольким причинам: низкокачественный материал изготовления этих заслонок, чересчур высокая температура, присутствие масляного конденсата.
Помимо этого может также выйти из строя и клапан управления этими заслонками впускного коллектора. Признаком того, что во впускной коллектор попала консистенция масла, является его увеличенный расход, который может превышать 1 литр на 1 тысячу км.
В деталях, которые изготовлены из пластика, очень часто можно встретить проблему, которая заключается в отсоединении трубки от завихрителя. Это, в свою очередь, порождает возникновение определенного характерного звука во время непосредственного движения: шум и треск в автомобиле. Данная поломка вполне решаема даже собственными руками.
Помимо этого, может возникать подсос воздуха в самом впускном коллекторе. Эта поломка может отражаться на мощности автомобиля. Но самое главное, что будет присутствовать серьезный шум, который напоминает подсасывание или выдувание.
В автомобильной природе существует специальный датчик, который используется для того, чтобы измерять абсолютное давление во впускном коллектора. Данный датчик, помимо вышеуказанной функции, отвечает за оптимизацию процессов сгорания и образования смеси воздуха и топлива. Если же данный датчик выйдет из строя, то, скорее всего, электронный блок управления начнет свою работу в аварийном режиме.
Иногда бывает так, что запуск двигателя вообще невозможен. Устройство современного датчика, располагающегося во впускном коллекторе, довольно надежное. И все же, неисправности в нем возможны.
4. Снимаем коллектор самостоятельно
Изначально любому автолюбителю для того, чтобы приступить к замене или ремонту данной детали нужно знать каким образом демонтируется впускной коллектор. В целом, данная процедура не является сложной и справиться с ней может один человек за десять минут. Сначала нужно найти топливный насос и убрать из него предохранитель, после чего нужно запустить мотор. Давление в системе значительно снизится, а в скором будущем двигатель заглохнет.
После проведенной процедуры можно отключить аккумулятор, а с самого мотора снять декоративный кожух. Вслед за этим необходимо убрать от воздушного фильтра патрубки и снять его. После, следует открутить дроссельный узел. Важно отметить, что не следует трогать крепежи заслонки, чтобы не повредить их. Все, коллектор перед глазами.
В некоторых случаях отслаиваются квадратные трубки. Тогда нужно будет просверлить два отверстия в самом коллекторе так, чтобы через эти отверстия можно было бы добраться до данной трубки. После этого нужно вкрутить в эти отверстия саморезы и зафиксировать ее. Клапан управления и заслонки нельзя отдельно менять или ремонтировать. Именно поэтому следует купить и установить полностью новую деталь. Если же причина поломки заключается в датчике, то тот элемент, который вышел из строя нуждается в замене.
Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.
auto.today
Как устроен выпускной коллектор автомобиля
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.
avservise.ru
Устройство коллекторных машин постоянного тока
Характерным признаком коллекторных машин является наличие у них коллектора — механического преобразователя переменного тока в постоянный и наоборот. Необходимость в таком преобразователе объясняется тем, что в обмотке якоря коллекторной машины должен протекать переменный ток, так как только в этом случае в машине происходит непрерывный процесс электромеханического преобразования энергии.
К коллекторным машинам постоянного тока относятся двигатель постоянного тока ДПТ и генератор постоянного тока ГПТ которые имеют одинаковую конструкцию и могут заменять друг друга то есть ДПТ может работать как ГПТ и наоборот. Разберем устройство коллекторных машин на примере двигателя постоянного тока.
Коллекторная машина постоянного тока состоит из:
- Якоря (подвижная часть) который состоит из вала,обмотки якоря, коллектора, двух подшипников и сердечника. Сердечник — это цилиндр из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм покрытых электроизоляционным лаком. Такая сборная конструкция служит для уменьшения вихревых токов. В сердечнике есть пазы в которые вложены пазовые стороны обмотки якоря.
- Статора (4) (неподвижной части) — станина, главные полюса с полюсными катушками(2,3).
Статор конструктивно может быть выполнен двух видов:
- сборный — состоит из цельной тянутой трубы и прикреплённым к ней внутри полюсов. Сердечник полюса выполнен в виде стального бруска либо из шихтованных пластин 0,5 — 1 мм. Обмотка полюса намотана вокруг сердечника. Обмотки полюсов соединены между собой последовательно и образуют обмотку возбуждения которая при подключении к источнику постоянного тока создаёт магнитное поле в магнитной системе двигателя.
- цельный шихтованный — применяется в машинах мощностью 600 Вт и более. Он состоит из из пакета пластин электротехнической стали сложной конфигурации толщиной 0,35 — 0,5 мм.
Устройство щеточно коллекторного перехода.
Наиболее сложным и ненадежным местом коллекторной машины является щеточно коллекторный переход который состоит из щеток (которые крепятся в щеткодержатели) и коллектора который состоит из набора коллекторных пластин трапецеидального сечения, разделенных миканитовыми прокладками. Пластины из меди и миканита удерживаются в сжатом состоянии за нижнюю часть, имеющую форму «ласточкина хвоста», посредством стальных конусных колец 1 (рис. 13.2). Выступающая вверх часть коллекторных пластин 6, называемая «петушок», служит для присоединения секций обмотки якоря к пластинам коллектора. Коллекторные пластины изолируют от конусных колец миканитовыми манжетами 3, а от втулки 5 — миканитовым изолирующим цилиндром 4. 
Поверхность медных пластин каллектора в процессе работы машины постепенно истирается щетками. Что бы при этом миканитовые прокладки не выступали над рабочей поверхностью медных пластин, что могло бы привести к нарушению электрического контакта коллектора со щетками, приходится периодически выполнять «продораживаные» коллектора. Эта операция состоит в том, что между рабочими поверхностями коллекторных пластин фрезеруют пазы (дорожки) на глубину до 1,5 мм (рис. 13.4). 
Достоинства и недостатки коллекторных машин постоянного тока.
Электрические машины постоянного тока используют как в качестве генераторов, так и двигателей. Наибольшее применение имеют двигатели постоянного тока, диапазон мощности которых достаточно широк: от долей ватта (для привода устройств автоматики) до нескольких тысяч киловатт (для привода прокатных станов, шахтных подъемников и других крупных механизмов).
Двигатели постоянного тока широко используют для привода подъемных устройств в качестве крановых двигателей и привода транспортных средств, а также в качестве тяговых двигателей.
Основные достоинства двигателей постоянного тока по сравнению с бесколлекторными двигателями переменного тока — хорошие пусковые и регулировочные свойства, возможность получения частоты вращения более 3000 об/мин, а недостатки — относительно высокая стоимость, некоторая сложность в изготовлении, пониженная надежность. Эти недостатки машин постоянного тока обусловлены наличием в них щеточно-коплекторного узла, который к тому же является источником радиопомех и пожароопасности. Но, несмотря на отмеченные недостатки, двигатели постоянного тока в некоторых случаях пока незаменимы, так как обладают большой перегрузочной способностью, хорошими пусковыми и регулировочными свойствами.
electrikam.com
Выпускной коллектор: первый элемент выхлопной системы
Приступаем к детальному изучению системы выпуска отработавших газов, и в первую очередь рассмотрим выпускной коллектор .
Этот элемент первым принимает на себя удар от вырывающихся из цилиндров раскалённых выхлопных газов.
Для чего нужен и как устроен выпускной коллектор
Как мы уже сказали, выпускной коллектор, является первой деталью выпускной системы автомобиля и непосредственно подсоединён к двигателю.
На первый взгляд, может показаться, что его роль достаточно проста – собирать то, что остаётся от топлива из камер сгорания цилиндров мотора, и передавать это дальше по системе.
Но если вникнуть в вопрос глубже, то окажется, что от выпускного коллектора зависят и параметры силового агрегата – мощность и крутящий момент.
Конструктивно элемент очень прост. Представляет он собой несколько труб (по одной на каждый цилиндр), которые с одного конца подсоединены к двигателю, а с другого сходятся в одну большую трубу.
Более никаких деталей в выпускном коллекторе вы не найдёте.
Изготавливается он из жаропрочных сплавов, например, чугун или специальная сталь. В редких случаях даже из керамики.
Дело в том, что условия, с которыми сталкивается выпускной коллектор, нельзя назвать дружелюбными – температура узла из-за раскалённых газов может достигать 900 – 1300 градусов. Настоящий ад.
Поэтому бытует мнение, что элемент может прогореть, но на самом деле такое практически никогда не случается – по сути, данную деталь выхлопной системы можно назвать вечной.
Инженерные вариации на тему коллекторов
Несмотря на свою простоту, выпускной коллектор имеет разновидности, появление которых обусловлено физикой оборота газов по трубам.
Из-за этого разработчикам приходится идти на компромиссы, и о них мы обязательно поговорим. Но сперва разновидности.
Встречаются такие типы коллекторов:
- цельные;
- трубчатые.
В первом случае конструкция получается очень дешёвой.
Главной её особенностью являются короткие выпускные патрубки и общая камера сбора. Честно говоря, цельные коллекторы крайне неэффективны для отвода отработавших газов.
Всему виной короткие трубки, из-за которых велико влияние импульсов газа на соседние цилиндры.
В результате мы имеем неудовлетворительную продувку камер сгорания, а это отражается на многих факторах, включая и параметры двигателя.
Для того чтобы мотор работал с максимальной эффективностью, были разработаны трубчатые выпускные системы.
Именно они наиболее часто встречаются под капотами современных автомобилей.
Представляют они собой выпускные трубы, идущие от цилиндров и сходящиеся в одну (или иногда сначала в несколько, а потом уж в одну).
Разрабатывая их, инженерам есть с чем повозиться, так как от длины выпускных труб и их диаметра зависит отдача мотора на разных оборотах.
Так, к примеру, если мы возьмём короткие трубки, то они, благодаря резонансному эффекту будут наилучшим образом продувать камеры сгорания на высоких оборотах.
Но тогда возрастёт взаимное влияние цилиндров друг на друга.
Длинные выпускные трубы, в свою очередь, хороши на малых оборотах.
Аналогичная история и с диаметром – малый диаметр труб оптимален, с точки зрения скорости отвода газов на малых и средних оборотах.
Но оказывает они испытывают большое сопротивление на высоких оборотах, из-за чего мощность мотора падает. С бОльшим диаметром выхлопных труб всё наоборот.
Таким образом, инженерам приходится лавировать и искать компромиссы, о которых мы не зря упомянули ранее.
О тюнинге вместо эпилога…
Вспоминая о выпускном коллекторе, нельзя обойти тему тюнинга, ведь эта деталь довольно часто оказывается в списке тех, подлежащих доработкам.
Как правило, на рынке можно найти разные конфигурации этого элемента под определённую модель.
Выпускные коллекторы позволяют достичь, к примеру, хорошей отдачи на низких оборотах или в среднем диапазоне – на любой вкус и цвет.
А в автоспорте зачастую и вовсе отказываются от коллекторов на выходе, напрямую подсоединяя выхлопные трубы к каждому цилиндру.
Надеюсь, дорогие читатели, мы достаточно глубоко погрузились в изучение выпускного коллектора. В следующих публикациях продолжим изучать строение выхлопной системы автомобилей, не пропустите!
auto-ru.ru
Что такое выпускной и впускной коллектор в двигателя: устройство, принцип работы
Многие автовладельцы имеют весьма смутное представление об устройстве своего «железного коня», в случае поломок полагаясь на знания и умения сервисменов. И это касается почти всех систем машины. Один из любопытных примеров – система питания и система выпуска. Почти каждый автолюбитель в курсе, что в 1-ой присутствует инжектор, а во 2-ую входит глушитель, но в то же время не все способны назвать деталь, которая наличествует и там, и там – коллектор. Тут логично задать вопрос – а что такое выпускной и впускной коллектор?
Коллектор представляет собой одну из составных частей впускной (выпускной) системы авто. Всего их 2, и они служат для диаметрально противоположных целей – через впускной цилиндры поступает топливно-воздушная смесь, а через выпускной удаляются выхлопные газы.
Оба коллектора монтируются на одной стороне двигателя (на рядных; у V-образных они разнесены по бокам), но никак не сообщаются друг с другом.
Строение выпускного и впускного коллектора
В сильно упрощенном виде конструкцию коллектора можно объяснить так: это одна труба, которая разделяется на 4 или более (а иногда и менее). Количество труб, что у впускного, что у выпускного коллектора напрямую зависит от числа цилиндров в двигателе. Например, у небезызвестной малолитражки «Ока» был 2-х цилиндровый мотор. У некоторых двигателей марки «Шкода» 3 цилиндра, в то время как ряд силовых агрегатов «Ауди» – 5-ти цилиндровые. Это если говорить о рядных моторах; у V-образных двигателей обычно от 6 до 12 цилиндров, однако у них 4 коллектора (по 2 на каждую сторону), да и форма несколько другая, нежели у рядных, хотя зависимость количества труб от кол-ва цилиндров сохраняется.
Теперь подробнее о деталях, с которыми сопрягаются оба коллектора.
Впускной является частью системы питания, и к нему подключен (у бензиновых моторов) карбюратор (сейчас такое уже почти не встречается) или дроссельный узел. У современных дизелей вместо всего этого стоит аккумуляторная топливная система, более известная как «Common Rail».
Выпускной соединяется с приемной трубой (она же «штаны»), далее идет катализатор, резонатор и глушитель. На старых автомобилях катализатор отсутствует.
Устройство впускного коллектора
Предназначение впускного коллектора заключается в подведении топливно-воздушной смеси или только воздуха к цилиндрам. Почему или? Все зависит от особенностей конструкции системы питания. Впрочем, об этом ниже.
Обычно эта деталь – металлическая, но иногда встречаются коллекторы из специального пластика, выдерживающего высокие температуры. Так делают для снижения стоимости и для облегчения веса мотора, а через это – и машины.
Соединяется впускной коллектор разветвленной частью с головкой блока цилиндров (ГБЦ) через прокладку. При открывании впускных клапанов создается разряжение, с помощью которого топливно-воздушная смесь (или воздух) попадает в цилиндр, после чего клапана закрываются, и начинается такт сжатия.
Несмотря на то, что ни воздух, ни смесь его с горючим не обладают высокой температурой, коллектор все равно нагревается от ГБЦ до 100°С. Поэтому если его делают из пластика, то берут специальный, высокотемпературный тип.
Вернемся к вопросу с воздухом и топливно-воздушной смесью. Последняя подается через коллектор, если впрыск распределенный (т.е. форсунки инжектора установлены перед клапанами). Потом они открываются, и смесь топлива с воздухом попадает в цилиндр.
Если же впрыск непосредственный, и топливо подается сразу в камеру сгорания, через коллектор проходит только воздух, а смешение происходит прямо в цилиндре.
Устройство выпускного коллектора
Задача выпускного коллектора – отведение выхлопных газов. На такте выпуска одноименные клапана открываются, и под воздействием движущегося наверх поршня газы попадают в коллектор.
Он тоже подсоединен через прокладку разветвленной частью к ГБЦ, однако, посадочное место у него свое. Пройдя через коллектор, выхлопные газы попадают в приемную трубу, далее (на современных авто) в катализатор, где оседает значительная часть вредных веществ, потом в резонатор, снижающий громкость выхлопа, затем в глушитель, где звук исчезает полностью, и отводятся в атмосферу. У моторов с турбонаддувом газы после коллектора оказываются в специальном канале и крутят турбину, и только потом уходят в приемную трубу.
У инжекторных двигателей и современных дизелей в конструкции выпускного коллектора предусмотрено место для установки лямбда-зонда – датчика, который контролирует количество различных газов в выхлопе.
Основываясь в том числе и на показаниях лямба-зонда, электронный блок управления двигателем соответствующим образом дозирует подачу топлива, что приводит к возникновению взаимосвязи при работе коллекторов.
Может ли сломаться один из коллекторов
В автомобиле нет таких агрегатов и деталей, которые не могут сломаться. Так что и коллекторы тоже не вечны, хотя выпускной обычно служит на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля, не требуя замены. Впускной же менее долговечен, особенно если сделан из пластика; он может треснуть, и тогда единственный выход – замена. Металлический гораздо более прочен, хотя и он не застрахован от трещин, однако в отличие от пластмассового его можно заварить, что решит проблему.
Несмотря на примитивность конструкции (оба коллектора по сути – трубы специфической формы), без них двигатель современного автомобиля не сможет правильно работать, ведь они не только выполняют свои прямые функции, но и помогают сильно оптимизировать работу системы питания и системы выпуска за счет информации, поступающей в ЭБУ от лямбда-зонда. Оба коллектора взаимосвязаны и одинаково важны для автомобиля, и если они работают неправильно, вы просто не сможете нормально передвигаться на своей машине.
portalvaz.ru