Защо двигателят има всмукателен и изпускателен колектор?

Защо двигателят има всмукателен и изпускателен колектор?

1. Ролята на всмукателната система

• Осигуряване на кислород: Същността на горенето е химическата реакция между горивото и кислорода. 

Всмукателната система вкарва въздух (съдържащ кислород) в цилиндъра, за да осигури пълно изгаряне на горивото.

• Смесено гориво: При бензинов двигател всмукателният колектор смесва въздуха с атомизирано гориво, за да образува горима смес (дизеловите двигатели директно впръскват горивото в цилиндъра).

• Охлаждащ ефект: Всмукателният въздушен поток може да помогне за охлаждането на вътрешните компоненти на двигателя (като стените на цилиндрите и буталата).

• Оптимизация на налягането: Двигателите с турбо или компресор подобряват ефективността на горенето и мощността чрез принудително увеличаване на обема на всмукателния колектор.

2. Ролята на изпускателната система

• Отработени газове: Отработените газове след горене (като СО₂, водна пара, азотни оксиди и др.) 

трябва да се разреди навреме, за да се избегне заемането на пространството в цилиндъра и повлияването на следващото горене.

• Намалява обратното налягане: Оптимизираният дизайн на изпускателната тръба намалява остатъците от отработени газове и подобрява ефективността на всмукателния колектор. Диаметърът и дължината на изпускателната тръба ще повлияят на работата на двигателя.

• Опазване на околната среда и намаляване на шума: Изпускателната система включва каталитичен конвертор (намаляващ вредните емисии) 

и ауспух (намаляващ шума), за да отговаря на екологичните разпоредби и изискванията за комфорт.

• Задвижване на турбината: При двигател с турбокомпресор отработените газове задвижват турбината да се върти, като по този начин задвижват компресора от страната на всмукателя, за да се увеличи всмукателното налягане.

3. Координираната работа на всмукателния и изпускателния колектор. Двигателят извършва преобразуване на енергията чрез четиритактов цикъл (всмукателен колектор, компресия, мощност, изпускателен колектор) или двутактов цикъл:

1. Всмукателен ход: Буталото се движи надолу, всмукателният клапан се отваря и се вдишва свеж въздух или смесен газ.

2. Ход на компресия: Клапанът е затворен и буталото се движи нагоре, за да компресира смесения газ.

3. Силов ход: Свещта се запалва (или дизелово компресионно запалване), сместа изгаря и избутва буталото надолу. 

4. Изпускателен такт: Изпускателният клапан се отваря и буталото се движи нагоре, за да изпусне отработените газове. Ако няма всмукване, горенето не може да започне; 

Ако няма отработени газове, задържането на отработени газове ще доведе до рязък спад в ефективността или дори до спиране на пламъка.

4. Сравнение на специални случаи

• Двутактов двигател: Всмукателният и изпускателният колектор са синхронизирани чрез движението на буталото (няма независими клапани), 

но ефективността е ниска и замърсяването е високо, използва се предимно в малко оборудване.

• Ротационен двигател: Всмукването и изпускането се постигат чрез движението на ротора, структурата е различна, но принципът е подобен.

Обобщение Всмукателният и изпускателният колектор са основните звена в дишането на двигателя: всмукателният колектор осигурява суровини за горене, а изпускателната система отстранява отпадъците. 

Двете работят заедно, за да гарантират, че двигателят работи непрекъснато, ефективно и чисто. Съвременните технологии (като променливо газоразпределение и турбокомпресор) допълнително оптимизират този процес, 

подобряване на производителността и опазване на околната среда.