Collettore di aspirazione.
Nei motori a iniezione di benzina con carburatore o corpo farfallato, il collettore di aspirazione si riferisce al condotto di aspirazione che va da dietro il carburatore o il corpo farfallato fino a prima della luce di aspirazione della testata. La sua funzione è quella di distribuire la miscela di aria e carburante a ciascuna luce di aspirazione del cilindro tramite il carburatore o il corpo farfallato.
Per un motore a iniezione diretta o un motore diesel, il collettore di aspirazione distribuisce semplicemente aria pulita alle bocchette di aspirazione dei cilindri. Il collettore di aspirazione deve distribuire aria, miscela di carburante o aria pulita il più uniformemente possibile a ciascun cilindro, in modo che la lunghezza del canale del gas nel collettore di aspirazione sia la più uniforme possibile. Per ridurre la resistenza al flusso del gas e migliorare la capacità di aspirazione, la parete interna del collettore di aspirazione deve essere liscia.
Prima di parlare del collettore di aspirazione, pensiamo a come l'aria entra nel motore. Nell'introduzione al motore, abbiamo accennato al funzionamento del pistone nel cilindro: quando il motore è in fase di aspirazione, il pistone si abbassa per creare un vuoto nel cilindro (ovvero, la pressione diminuisce), in modo che la differenza di pressione con l'aria esterna possa essere generata, permettendo all'aria di entrare nel cilindro. Ad esempio, tutti avrebbero dovuto fare un'iniezione e vedere come l'infermiera ha aspirato il farmaco nel contenitore dell'ago! Se il contenitore dell'ago è il motore, allora quando il pistone nel contenitore dell'ago viene estratto, il liquido verrà aspirato nel contenitore dell'ago, ed è così che il motore aspira aria nel cilindro.
Grazie alla bassa temperatura dell'estremità di aspirazione, i materiali compositi sono diventati un materiale popolare per i collettori di aspirazione, poiché sono leggeri e lisci all'interno, possono ridurre efficacemente la resistenza e aumentare l'efficienza dell'aspirazione.
Motivo del nome
Il collettore di aspirazione si trova tra la valvola a farfalla e la valvola di aspirazione del motore. Il motivo per cui viene chiamato "collettore" è che, dopo che l'aria entra nella valvola a farfalla, dopo il sistema di accumulo del collettore, il canale del flusso d'aria viene "diviso" in questo punto, corrispondente al numero di cilindri del motore. Ad esempio, un motore a quattro cilindri ha quattro canali e un motore a cinque cilindri ne ha cinque, e l'aria viene quindi introdotta nei cilindri. Nei motori ad aspirazione naturale, poiché il collettore di aspirazione si trova dopo la valvola a farfalla, quando la valvola a farfalla è aperta, il cilindro non riesce ad assorbire aria a sufficienza, il che si traduce in un'elevata depressione nel collettore; quando la valvola a farfalla è aperta, la depressione nel collettore di aspirazione diminuisce. Pertanto, il motore a iniezione installa un manometro sul collettore di aspirazione per consentire alla centralina di determinare il carico del motore e fornire la corretta quantità di carburante iniettata.
Diversi usi
La depressione del collettore non viene utilizzata solo per fornire segnali di pressione per determinare il carico del motore, ma ha molteplici usi! Se anche il freno deve utilizzare la depressione del motore per assisterlo, all'avvio del motore il pedale del freno sarà molto più leggero, grazie alla depressione. Esistono anche alcuni meccanismi di controllo della velocità costante che sfruttano la depressione del collettore. Una perdita o una modifica impropria di questi tubi a vuoto può causare problemi al controllo del motore e compromettere il funzionamento dei freni, pertanto si consiglia ai lettori di non apportare modifiche improprie ai tubi a vuoto per garantire la sicurezza di guida.
Design intelligente
Anche la progettazione del collettore di aspirazione richiede una grande conoscenza: affinché le condizioni di combustione di ogni cilindro siano le stesse, la lunghezza e la curvatura del collettore di aspirazione di ogni cilindro dovrebbero essere il più possibile identiche. Poiché il motore funziona a quattro tempi, ogni cilindro del motore verrà pompato in modalità pulsata e, come regola generale, il collettore più lungo è adatto al funzionamento a bassi regimi, mentre quello più corto è adatto al funzionamento ad alti regimi. Pertanto, alcuni modelli utilizzano collettori di aspirazione a lunghezza variabile, o collettori di aspirazione a lunghezza variabile continua, in modo che il motore possa offrire prestazioni migliori a tutti i regimi.
superiorità
Il principale vantaggio di un collettore di aspirazione in plastica è il suo costo inferiore e il peso ridotto. Inoltre, poiché la conduttività termica del PA è inferiore a quella dell'alluminio, l'ugello del carburante e la temperatura dell'aria in ingresso risultano inferiori. Questo non solo migliora le prestazioni di avviamento a caldo, aumentando la potenza e la coppia del motore, ma riduce anche la dispersione di calore nel tubo durante l'avviamento a freddo, accelerando l'aumento della temperatura del gas. Inoltre, la parete liscia del collettore di aspirazione in plastica riduce la resistenza al flusso d'aria e migliorando così le prestazioni del motore.
In termini di costi, il costo del materiale del collettore di aspirazione in plastica è fondamentalmente lo stesso di quello del collettore di aspirazione in alluminio e il collettore di aspirazione in plastica viene formato una volta, con un'elevata velocità di passaggio; la resa della fusione grezza del collettore di aspirazione in alluminio è bassa, il costo di lavorazione è relativamente alto, quindi il costo di produzione del collettore di aspirazione in plastica è inferiore del 20%-35% rispetto a quello del collettore di aspirazione in alluminio.
Requisiti di materiale
1) Resistenza alle alte temperature: il collettore di aspirazione in plastica è collegato direttamente alla testata del motore e la temperatura della testata può raggiungere i 130-150 °C. Pertanto, il materiale del collettore di aspirazione in plastica deve resistere a temperature elevate di 180 °C.
2) Elevata resistenza: il collettore in plastica è installato sul motore per resistere al carico di vibrazione del motore automobilistico, al carico di forza inerziale dell'acceleratore e del sensore, al carico di pulsazione della pressione di aspirazione, ecc., ma anche per garantire che il motore non esploda a causa di una pressione pulsata ad alta pressione quando si verifica una tempra anomala.
3) Stabilità dimensionale: i requisiti di tolleranza dimensionale del collegamento tra il collettore di aspirazione e il motore sono molto rigorosi e anche l'installazione dei sensori e degli attuatori sul collettore deve essere molto accurata.
4) Stabilità chimica: il collettore di aspirazione in plastica è a diretto contatto con la benzina e il liquido di raffreddamento antigelo durante il funzionamento. La benzina è un solvente forte e anche il glicole nel liquido di raffreddamento influirà sulle prestazioni della plastica, pertanto la stabilità chimica del materiale del collettore di aspirazione in plastica è molto elevata e deve essere rigorosamente testata.
5) Stabilità all'invecchiamento termico; il motore dell'auto funziona a temperature ambiente molto rigide, la temperatura di lavoro varia da 30 a 130 °C e il materiale plastico deve essere in grado di garantire l'affidabilità a lungo termine del collettore.
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