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가변 흡기 형상 - 정의 및 "필요한 이유"

가변 흡기 형상 - 정의 및 "필요한 이유"
많은 운전자들이 가변 흡기 구조에 대해 들어봤을 것입니다. 우리는 연료-공기 혼합물이 실린더에 주입되는 매니폴드에 대해 이야기하고 있습니다. 다른 제조업체의 이 기술에는 VIS, IMRC, DSI 등 자체 지정이 있습니다. 이 시스템은 무엇이며 용도는 무엇입니까?


기술과 그 본질


혼합물을 형성하는 공기와 연료는 흡입관을 통해 실린더로 들어갑니다. 여기에는 필터, 스로틀, 밸브 및 매니폴드가 포함됩니다. 우리는 후자에 관심이 있습니다. 그것을 통과하는 흐름은 지속적으로 변동하는 특정 윤곽을 형성합니다. 결과적으로 그 속성은 실린더가 혼합물로 얼마나 활발하게 채워지는지를 결정합니다. 가장 작은 것에서 가장 큰 것까지 모든 크랭크 샤프트 속도에서 상황에 따라 작동하도록 수집기를 만드는 것은 매우 어렵습니다 (즉, 모양이 지속적으로 변경됨). 따라서 디자이너는 타협에 의존하여 그 사이에 무언가를 합니다.

경험과 연구에 따르면 엔진이 저출력에서 최대 효율로 작동하려면 짧거나 좁은 흡입관이 가장 적합합니다. 길거나 확장된 매니폴드는 크랭크축을 가능한 최대값으로 회전시킬 때 좋은 효율성을 제공합니다.

그래서 뭐 할까? 분명히 : 엔진 속도에 따라 길이 또는 단면적이 변경되는 흡입관을 사용해야합니다. 두 옵션 모두 실제로 널리 사용되며 각각 고유한 특성이 있습니다.

가변 길이


이 방법의 본질은 길고 짧은 두 가지 공기 이동 방법을 만드는 것입니다. 이렇게하려면 각각 흐름을 방지하는 밸브가있는 한 쌍의 가지로 수집기를 만드십시오. 장치가 최소 부하로 작동할 때 공기는 긴 경로를 따라 이동합니다. 액추에이터는 속도가 증가하자마자 댐퍼로 이를 닫습니다(예: 진공 조절기일 수 있음).

Изменяемая геометрия впуска – что это такое и «зачем оно надо»길고 짧은 공기 경로. 사진: YouTube.com

결과적으로 흐름은 컬렉터의 짧은 부분을 따라 이동해야 합니다. 이러한 기술 솔루션의 예는 Opel 엔진 X18XE1 또는 수정된 버전인 Z18XE입니다.

흡기 매니폴드의 길이를 변경하는 또 다른 방법


그는 Opel Z18XEP 엔진에서 구체화를 찾았습니다. 여기서는 댐퍼 대신 구멍이 있는 회전 드럼을 사용한다. 크랭크 샤프트의 속도에 따라 공기는 짧거나 긴 경로를 따라 이동합니다. 전체 시스템은 전자 장치에 의해 제어됩니다.

드럼은 일정한 각도로 회전했고 공기(빨간색 화살표)는 지름길을 택했습니다. 사진: YouTube.com

그러한 기술이 서양에서만 사용된다고 생각하는 것은 실수입니다. 예를 들어 러시아 연방에서는 11193개의 밸브가 있는 VAZ-1,6 엔진이 알려져 있으며 100리터의 부피와 2002개의 "말"을 개발합니다. 모터(2110)는 VAZ-137 및 Kalina 자동차용으로 설계되었습니다. 적용된 기술은 크랭크축을 최대 3000rpm까지 회전시켰을 때 XNUMXN*m의 최고 토크를 달성하는 데 도움이 되었습니다.

가변 컬렉터 길이의 의미는 공명 부스트를 형성하는 것입니다. 이것은 어떤 종류의 "짐승"입니까?

터보차저 동력 장치의 경우 흐름이 압축기에 의해 강제되기 때문에 형상을 변경하는 이 방법은 적용되지 않습니다.

흡입 밸브가 닫히면 일부 공기가 실린더에 들어갈 시간이 없고 매니폴드에 남아 있습니다. 흐름은 경로의 길이와 크랭크축의 회전 수에 따라 주파수로 진동하기 시작합니다. 결과적으로 압력이 상승하고 센서가 이를 "인식"하고 전자 장치가 댐퍼를 열라는 신호를 보냅니다(드럼 회전). 공기가 실린더로 펌핑됩니다.

트윈포트(매니폴드 변경)


이 기술은 과급 엔진을 포함하여 거의 모든 디젤 및 가솔린 엔진에 사용됩니다. 단면적이 작을수록 유동력이 커집니다. 공기와 연료가 더 빨리 혼합됩니다.

포드용 가변 섹션 흡기 매니폴드. 사진: YouTube.com

이 기술은 다음과 같이 구현됩니다. 각 실린더에는 흡기 밸브에 연결된 한 쌍의 자체 채널이 있으며 그 중 하나는 댐퍼로 덮여 있습니다. 그것은 진공 장치(수집기에서 생성된 진공으로 인해 작동) 또는 오늘날 더 일반적인 전기 드라이브에 의해 작동됩니다. 시스템 작동 알고리즘:

✅ 저속에서 경로 중 하나(짧음)의 댐퍼가 닫힙니다.
✅ 흐름은 긴 나선형으로 진행됩니다.
✅ 내연 기관의 출력이 증가하면 댐퍼가 열리고 가연성 혼합물이 두 경로를 따라 이동합니다.

입구 길이의 변경과 관련된 설명된 기술은 자동차 제조업체에서 약어로 표시합니다. 예를 들어 Ford에는 Dual-Stage가 있고 BMW는 시스템을 DVAI로 지정합니다. 일본인(Mazda)은 기술을 VRIS 또는 VICS라고 부르는 것을 선호합니다.

가변 흡기 구조의 JE 엔진(Mazda). 사진: YouTube.com

면적 변경이 흡입구에 적용되면 자동차 제조업체는 다른 지정을 사용합니다. Ford에는 CMCV, IMRC, Opel에는 트윈 포트, Volvo에는 VIS, Toyota에는 가변 흡기 시스템이 있습니다.

가변 단면: 진공 조절기에 의해 제어되는 플랩이 보입니다. 사진: YouTube.com

어떤 방법이 흡입관의 크기를 변경하는지는 중요하지 않습니다. 가장 중요한 것은 결과입니다. 그러나 연료 연소가 더 완전해지기 때문에 엔진 출력이 증가하고 연료 소비 및 배기 가스의 유해 물질 함량이 감소합니다. 이상적으로 흡기 매니폴드의 형상은 엔진 크랭크축의 회전 수에 따라 지속적으로 변경되어야 합니다. 그리고 그러한 시스템이 존재합니다! 그러나 안타깝게도 매우 비싸고 프리미엄 자동차에서만 볼 수 있습니다.

터보차저 엔진과의 비교


자연 흡기 엔진의 가변 형상은 많은 사람들이 과급의 대안으로 간주합니다. 그 목표는 출력을 높이고 연료 소비를 줄이는 것입니다. 여기서 주요 부분은 최대 200rpm까지 회전합니다. 임펠러. 오늘날에는 공기가 실린더에 들어가기 전에 냉각시키는 장치인 인터쿨러가 있는 고급 터보차저 엔진도 찾을 수 있습니다. 이 시스템은 엔진 성능을 향상시키지만 복잡하고 수리 비용이 많이 듭니다. 부적절한 작동으로 모터 수명이 단축됩니다. 이러한 시스템과 비교할 때 흡기 구조의 비교적 간단한 변경은 다음과 같은 분명한 이점을 제공합니다.

✅ 최상의 유지보수성
✅ 내연기관 자원에 부정적인 영향 없음
✅ 시스템 및 유지 보수의 단순성
✅ 저속에서도 엔진 출력 증가

이 기술의 단점은 자동차 제조업체가 거의 사용하지 않는다는 것입니다. 따라서 때때로 예비 부품을 찾기가 쉽지 않습니다. 다른 네거티브도 있습니다.

가변 지오메트리의 가능한 문제


우선 댐퍼에서 발생할 수 있습니다. 부품이 회전하여 마모되기 시작합니다. 때때로 이것은 흡기 매니폴드에서 나오는 노크나 딱딱거리는 소리로 "계산"될 수 있습니다. 아무 조치도 취하지 않으면 어느 날 댐퍼가 떨어져 나가고 그 잔해가 곧바로 실린더로 돌진할 것입니다. 기껏해야(드문 경우) 실린더 헤드를 제거해야 하고, 최악의 경우(더 흔함) 내연 기관을 점검할 위험이 있어 슬픔을 불러일으킬 수밖에 없습니다.

WV Passat 2008 1.8TSI에서 흡기 구조를 조절하는 밸브의 위치. 사진: YouTube.com

댐퍼와 관련된 두 번째 불쾌한 순간은 퇴적물과 그을음이 침전되는 것입니다. 그리고 재순환이 여기에서 중요한 역할을 합니다. 즉, 배기 가스를 그을음 입자가 포함된 흡입관으로 보냅니다. 따라서 시간이 지남에 따라 흡기 시스템을 분해하고 댐퍼를 기계적으로 청소해야 합니다. 화학 물질을 사용하는 것은 도움이 되지 않을 것입니다. 작동하지 않는 댐퍼를 나타내는 간접적인 표시도 있습니다. 이것은 연료 소비의 증가, 전력 감소입니다. 그러나 이러한 증상은 자동차의 다른 부분에 문제가 있음을 나타낼 수도 있습니다. 진단만이 자동차의 비정상적인 동작의 원인을 정확하게 파악하는 데 도움이 됩니다.

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사용된 사진: https://youtube.com

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