Come funziona il sistema di aspirazione dell'aria

Ogni motore a combustione interna, dai piccoli motori scooter ai colossali motori della nave, richiede due cose di base per funzionare - ossigeno e carburante - ma solo lanciare ossigeno e carburante in un contenitore non crea un motore. Tubi e valvole guidano l'ossigeno e il carburante nel cilindro, dove un pistone comprime la miscela da accendere. La forza esplosiva spinge verso il basso il pistone, costringendo l'albero a gomiti a ruotare, dando alla forza meccanica dell'utente per spostare il veicolo, eseguire generatori e pompare acqua, per nominare alcune delle funzioni di un motore automobilistico.

Il sistema di aspirazione dell'aria è fondamentale per la funzione del motore, raccogliendo aria e indirizzandolo a singoli cilindri, ma non è tutto. Seguendo una tipica molecola di ossigeno attraverso il sistema di aspirazione dell'aria, possiamo imparare cosa fa ogni parte per mantenere il motore in funzione in modo efficiente. (A seconda del veicolo, queste parti possono essere in un ordine diverso.)

Il tubo di aspirazione dell'aria fredda si trova di solito dove può estrarre aria dall'esterno del vano motore, come un parafango, la griglia o la paletta del cofano. Il tubo di aspirazione dell'aria fredda segna l'inizio del passaggio dell'aria attraverso il sistema di aspirazione dell'aria, l'unica apertura attraverso la quale può entrare l'aria. L'aria dall'esterno del vano motore è in genere inferiore di temperatura e più densa, quindi più ricca di ossigeno, che è meglio per la combustione, la potenza e l'efficienza del motore.

Filtro dell'aria del motore

L'aria passa quindi attraverso il filtro dell'aria del motore, di solito situato in una "scatola dell'aria."Air" aria "pura è una miscela di gas - 78% di azoto, 21% di ossigeno e tracce di altri gas. A seconda della posizione e della stagione, l'aria può contenere anche numerosi contaminanti, come fuliggine, polline, polvere, sporcizia, foglie e insetti. Alcuni di questi contaminanti possono essere abrasivi, causando un'usura eccessiva nelle parti del motore, mentre altri possono intasare il sistema.

Uno schermo di solito tiene fuori particelle più grandi, come insetti e foglie, mentre il filtro dell'aria cattura particelle più fini, come polvere, sporco e polline. Il tipico filtro dell'aria cattura l'80% al 90% delle particelle fino a 5 µm (5 micron ha la dimensione di un globulo rosso). I filtri dell'aria premium catturano dal 90% al 95% delle particelle fino a 1 µm (alcuni batteri possono avere una dimensione di circa 1 micron).

Misuratore di flusso d'aria di massa

Per valutare correttamente la quantità di carburante da iniettare in qualsiasi momento, il modulo di controllo del motore (ECM) deve sapere quanta aria sta entrando nel sistema di assunzione d'aria. La maggior parte dei veicoli utilizza un misuratore di flusso d'aria di massa (MAF) a questo scopo, mentre altri usano un sensore di pressione assoluta del collettore (MAP), di solito situato sul collettore di aspirazione. Alcuni motori, come i motori turbo, possono utilizzare entrambi.

Sui veicoli equipaggiati MAF, l'aria passa attraverso uno schermo e le palette per "raddrizzarlo". Una piccola parte di questa aria passa attraverso la parte del sensore del MAF che contiene un filo caldo o un dispositivo di misurazione del film caldo. L'elettricità riscalda il filo o il film, portando a una diminuzione della corrente, mentre il flusso d'aria raffredda il filo o il film conducendo un aumento della corrente. L'ECM correla il flusso di corrente risultante con la massa dell'aria, un calcolo critico nei sistemi di iniezione del carburante. La maggior parte dei sistemi di aspirazione dell'aria include un sensore di temperatura dell'aria di aspirazione (IAT) da qualche parte vicino al MAF, a volte parte della stessa unità.

Tubo di aspirazione dell'aria

Dopo essere stata misurata, l'aria continua attraverso il tubo di aspirazione dell'aria fino al corpo dell'acceleratore. Lungo la strada, potrebbero esserci camere di risonatore, bottiglie "vuote" progettate per assorbire e annullare le vibrazioni nel flusso d'aria, levigando il flusso d'aria sulla strada per il corpo dell'acceleratore. Fa anche un bene da notare che, soprattutto dopo il MAF, non ci possono essere perdite nel sistema di assunzione d'aria. Consentire all'aria non miserata nel sistema avrebbe distorto i rapporti aerei. Come minimo, ciò potrebbe far rilevare l'ECM un malfunzionamento, impostando i codici di problemi diagnostici (DTC) e la luce del motore di controllo (CEL). Nel peggiore dei casi, il motore non può avviarsi o può funzionare male.

Turbocompressore e intercooler

Sui veicoli dotati di un turbocompressore, l'aria passa attraverso l'ingresso del turbocompressore. I gas di scarico girano la turbina nell'alloggiamento della turbina, girando la ruota del compressore nell'alloggiamento del compressore. L'aria in arrivo è compressa, aumentando il suo contenuto di densità e ossigeno: più ossigeno può bruciare più carburante per più potenza dai motori più piccoli.

Poiché la compressione aumenta la temperatura dell'aria di aspirazione, l'aria compressa scorre attraverso un intercooler per ridurre la temperatura per ridurre la possibilità di ping del motore, detona e pre-accensione.

Corpo farfallato

Il corpo dell'acceleratore è collegato, elettronicamente o tramite cavo, al pedale dell'acceleratore e al sistema di controllo della velocità di crociera, se equipaggiato. Quando si deprimono l'acceleratore, la piastra dell'acceleratore o la valvola "farfalla", si apre per consentire a più aria di fluire nel motore, con conseguente aumento della potenza del motore e della velocità. Con il controllo della velocità di crociera impegnata, viene utilizzato un cavo separato o un segnale elettrico per far funzionare il corpo farfallato, mantenendo la velocità del veicolo desiderata del conducente.

Controllo dell'aria inattiva

Al minimo, come sedersi a una luce di stop o quando costeggi, una piccola quantità di aria deve ancora andare al motore per mantenerlo in funzione. Alcuni veicoli più recenti, con controllo elettronico dell'acceleratore (ecc.), La velocità di inattività del motore è controllata da regolazioni minime alla valvola a farfalla. Sulla maggior parte degli altri veicoli, una valvola di controllo del minimo separato (IAC) controlla una piccola quantità di aria per mantenere la velocità di inattività del motore. L'IAC può far parte del corpo dell'acceleratore o collegato all'assunzione tramite un tubo di assunzione più piccolo, al largo del tubo di aspirazione principale.

Collettore di aspirazione

Dopo che l'aria di aspirazione passa attraverso il corpo dell'acceleratore, passa nel collettore di aspirazione, una serie di tubi che erogano aria alle valvole di aspirazione ad ogni cilindro. Collettori di aspirazione semplici spostano l'aria di aspirazione lungo il percorso più breve, mentre versioni più complesse possono dirigere l'aria lungo un percorso più tortuoso o persino più percorsi, a seconda della velocità e del carico del motore. Il controllo del flusso d'aria in questo modo può rendere più potenza o efficienza, a seconda della domanda.

Valvole di aspirazione

Infine, poco prima di arrivare al cilindro, l'aria di aspirazione è controllata dalle valvole di aspirazione. Sulla corsa di aspirazione, di solito da 10 ° a 20 ° btdc (prima del center morto superiore), la valvola di aspirazione si apre per consentire al cilindro di tirare l'aria mentre il pistone scende. Alcuni gradi ABDC (dopo il centro morto in basso), la valvola di aspirazione si chiude, consentendo al pistone di comprimere l'aria mentre torna al TDC.

Come puoi vedere, il sistema di aspirazione dell'aria è leggermente più complicato di un semplice tubo che va al corpo dell'acceleratore. Dall'esterno del veicolo alle valvole di aspirazione, l'aria di aspirazione prende un percorso tortuoso, progettato per fornire aria pulita e misurata ai cilindri. Conoscere la funzione di ciascuna parte del sistema di aspirazione dell'aria può semplificare la diagnosi e la riparazione.