Varje förbränningsmotor, från små skotermotorer till kolossala fartygsmotorer, kräver två grundläggande saker för att fungera - syre och bränsle - men att bara kasta syre och bränsle i en container gör inte en motor. Rör och ventiler leder syre och bränsle in i cylindern, där en kolv komprimerar blandningen som ska antändas. Den explosiva kraften skjuter ner kolven och tvingar vevaxeln att rotera, vilket ger användaren mekanisk kraft att flytta fordonet, köra generatorer och pumpa vatten, för att nämna några av funktionerna hos en fordonsmotor.
Luftintagssystemet är avgörande för motorns funktion, att samla in luft och rikta den till enskilda cylindrar, men det är inte allt. Efter en typisk syremolekyl genom luftintagssystemet kan vi lära oss vad varje del gör för att din motor ska fungera effektivt. (Beroende på fordon kan dessa delar vara i en annan ordning.)
Inloppsröret för kall luft är vanligtvis placerat där det kan dra luft från motorbågen, till exempel en skärm, gallret eller huven. Inloppsröret för kall luft markerar början på luftens passage genom luftintagssystemet, den enda öppningen genom vilken luft kan komma in. Luft från motorbågen är vanligtvis lägre i temperatur och tätare, därför rikare på syre, vilket är bättre för förbränning, effekt och motoreffektivitet.
Motorns luftfilter
Luften passerar sedan genom motorns luftfilter, vanligtvis placerad i en "luftbox". Ren ”luft” är en blandning av gaser - 78% kväve, 21% syre och spårmängder av andra gaser. Beroende på plats och säsong kan luft också innehålla många föroreningar, såsom sot, pollen, damm, smuts, löv och insekter. Vissa av dessa föroreningar kan vara slipande och orsaka kraftigt slitage på motordelar, medan andra kan täppa till systemet.
En skärm håller vanligtvis ut de flesta större partiklar, såsom insekter och löv, medan luftfiltret fångar upp finare partiklar, som damm, smuts och pollen. Det typiska luftfiltret fångar upp 80% till 90% av partiklarna ner till 5 µm (5 mikron är ungefär lika stor som en röd blodkropp). Premium luftfilter fångar 90% till 95% av partiklar ner till 1 µm (vissa bakterier kan vara ungefär 1 mikron i storlek).
Mass luftflödesmätare
För att korrekt mäta hur mycket bränsle som ska injiceras vid ett visst ögonblick måste motorstyrmodulen (ECM) veta hur mycket luft som kommer in i luftintagssystemet. De flesta fordon använder en massflödesmätare (MAF) för detta ändamål, medan andra använder en MAP-sensor (manifold absolute pressure), vanligtvis placerad på insugningsröret. Vissa motorer, som turboladdade motorer, kan använda båda.
På MAF-utrustade fordon passerar luft genom en skärm och skovlar för att "räta ut" den. En liten del av denna luft passerar genom sensordelen av MAF som innehåller en varmtråd eller varmfilmsmätanordning. Elektricitet värmer upp ledningen eller filmen, vilket leder till en minskning av strömmen, medan luftflödet kyler ledningen eller filmen vilket leder till en ökning av strömmen. ECM korrelerar det resulterande strömflödet med luftmassa, en kritisk beräkning i bränsleinsprutningssystem. De flesta luftintagssystem inkluderar en sensor för insugningstemperatur (IAT) någonstans nära MAF, ibland en del av samma enhet.
Luftintagsrör
Efter mätning fortsätter luften genom luftintagsröret till gasreglaget. Längs vägen kan det finnas resonatorkammare, "tomma" flaskor som är utformade för att absorbera och avlägsna vibrationer i luftströmmen, vilket utjämnar luftflödet på väg till gasreglaget. Det är också bra att notera att det inte kan finnas några läckor i luftintagssystemet, särskilt efter MAF. Att låta omätad luft in i systemet skulle snedvrida förhållandet mellan luft och bränsle. Detta kan åtminstone få ECM att upptäcka ett fel, ställa in diagnosfelkoder (DTC) och kontrollmotorlampan (CEL). I värsta fall kanske inte motorn startar eller går dåligt.
Turboladdare och intercooler
På fordon utrustade med en turboladdare passerar luft sedan genom turboladdarens inlopp. Avgaser snurrar upp turbinen i turbinhuset och snurrar kompressorhjulet i kompressorhuset. Inkommande luft komprimeras, vilket ökar densiteten och syrehalten - mer syre kan bränna mer bränsle för mer kraft från mindre motorer.
Eftersom kompression ökar tilluftens temperatur strömmar tryckluft genom en intercooler för att sänka temperaturen för att minska risken för ping, detonation och förantändning.
Gaskropp
Gaspedalen är ansluten, antingen elektroniskt eller via kabel, till gaspedalen och farthållarsystemet, om det är utrustat. När du trycker ner gaspedalen öppnas gasreglaget eller "fjärilsventilen" så att mer luft kan strömma in i motorn, vilket resulterar i ökad motoreffekt och hastighet. När farthållaren är inkopplad används en separat kabel eller elektrisk signal för att manövrera gasreglaget och bibehålla förarens önskade fordonshastighet.
Tomgångsreglering
Vid tomgång, som att sitta vid ett stoppljus eller när du kör, behöver en liten mängd luft fortfarande gå till motorn för att hålla den igång. Vissa nyare fordon, med elektronisk gasreglering (ETC), styrs tomgångsvarvtalet genom minutjusteringar av gasventilen. På de flesta andra fordon styr en separat tomgångskontrollventil (IAC) en liten mängd luft för att bibehålla tomgångshastigheten. IAC kan vara en del av gasreglaget eller vara anslutet till insugningen via en mindre insugsslang, utanför huvudintagsslangen.
Insugsgrenrör
Efter att luften har passerat genom gasreglaget passerar den in i insugningsröret, en serie rör som levererar luft till insugningsventilerna vid varje cylinder. Enkla insugsgrenrör flyttar insugsluften längs den kortaste vägen, medan mer komplexa versioner kan rikta luft längs en mer kretsig rutt eller till och med flera rutter, beroende på motorhastighet och belastning. Att styra luftflödet på detta sätt kan ge mer kraft eller effektivitet, beroende på behov.
Inloppsventiler
Slutligen, precis innan du kommer till cylindern, styrs insugsluften av insugningsventilerna. Vid insugningsslaget, vanligtvis 10 ° till 20 ° BTDC (före övre dödpunkt), öppnas insugningsventilen så att cylindern drar in luft när kolven går ner. Några grader ABDC (efter botten dödpunkt) stänger inloppsventilen, vilket gör att kolven kan komprimera luften när den kommer tillbaka till TDC.
Som du kan se är luftintagssystemet lite mer komplicerat än ett enkelt rör som går till gasreglaget. Från utsidan av fordonet till insugningsventilerna tar insugningsluften en slingrande väg som är utformad för att leverera ren och uppmätt luft till cylindrarna. Att känna till funktionen hos varje del av luftintagssystemet kan också göra diagnos och reparation enklare.