Svaki motor s unutarnjim izgaranjem , od sićušnih motora za skutere do kolosalnih brodskih motora, za funkcioniranje su potrebne dvije osnovne stvari - kisik i gorivo - ali samo bacanje kisika i goriva u spremnik ne čini motor. Cijevi i ventili usmjeravaju kisik i gorivo u cilindar, gdje klip komprimira smjesu za paljenje. Eksplozivna sila gura klip prema dolje, prisiljavajući rotaciju radilice, dajući korisniku mehaničku silu za pomicanje vozila, pokretanje generatora i pumpanje vode, da navedemo neke od funkcija automobilskog motora.
Sustav za usisavanje zraka ključan je za rad motora, prikuplja zrak i usmjerava ga u pojedinačne cilindre, ali to nije sve. Prateći tipičnu molekulu kisika kroz sustav usisa zraka, možemo naučiti što svaki dio čini kako bi vaš motor radio učinkovito. (Ovisno o vozilu, ti se dijelovi mogu razlikovati.)
Cijev za usisavanje hladnog zraka obično se nalazi na mjestu gdje može izvući zrak izvan prostora motora, poput blatobrana, rešetke ili lopatice poklopca motora. Cijev za dovod hladnog zraka označava početak prolaska zraka kroz sustav usisa zraka, jedini otvor kroz koji zrak može ući. Zrak izvan motornog prostora tipično je niže temperature i gušći, stoga bogatiji kisikom, što je bolje za izgaranje, izlaznu snagu i učinkovitost motora.
Zrak zatim prolazi kroz zračni filter motora, obično smješten u zračnoj kutiji. Čisti zrak je mješavina plinova - 78% dušika, 21% kisika i tragova drugih plinova u tragovima. Ovisno o mjestu i godišnjem dobu, zrak također može sadržavati brojne zagađivače, poput čađe, peludi, prašine, prljavštine, lišća i insekata. Neki od tih zagađivača mogu biti abrazivni, uzrokujući prekomjerno trošenje dijelova motora, dok drugi mogu začepiti sustav.
Zaslon obično čuva većinu većih čestica, poput insekata i lišća, dok zračni filter hvata sitnije čestice, poput prašine, prljavštine i peludi. Tipični zračni filter hvata 80% do 90% čestica do 5 µm (5 mikrona je otprilike veličine crvenog krvnog zrnca). Vrhunski zračni filtri hvataju 90% do 95% čestica do 1 µm (neke bakterije mogu biti veličine oko 1 mikrona).
Za pravilno mjerenje količine goriva za ubrizgavanje u bilo kojem trenutku, upravljački modul motora (ECM) mora znati koliko zraka ulazi u sustav usisa zraka. Većina vozila u tu svrhu koristi mjerač protoka zraka (MAF), dok druga koriste a osjetnik apsolutnog tlaka u razvodniku (MAP) , obično se nalazi na usisnom razvodniku. Neki motori, poput motora s turbopunjačem, mogu koristiti oboje.
Na vozilima opremljenim MAF-om zrak prolazi kroz sito i lopatice kako bi ga ispravio. Mali dio ovog zraka prolazi kroz osjetnički dio MAF -a koji sadrži vruću žicu ili uređaj za mjerenje vrućeg filma. Električna energija zagrijava žicu ili film, što dovodi do smanjenja struje, dok protok zraka hladi žicu ili film što dovodi do povećanja struje. ECM povezuje rezultirajući protok struje s zračnom masom, što je kritičan izračun u sustavima ubrizgavanja goriva. Većina sustava za usis zraka ima senzor temperature usisanog zraka (IAT) negdje blizu MAF -a, ponekad dio iste jedinice.
Nakon mjerenja, zrak se nastavlja kroz cijev za dovod zraka do tijela leptira za gas. Usput mogu postojati rezonatorske komore, prazne boce dizajnirane da apsorbiraju i ponište vibracije u struji zraka, uglađujući protok zraka na putu do tijela leptira za gas. Također je dobro napomenuti da, osobito nakon MAF -a, ne može doći do propuštanja u sustavu za dovod zraka. Puštanje neomjerenog zraka u sustav poremetilo bi omjer zrak-gorivo. To bi u najmanju ruku moglo uzrokovati da ECM otkrije kvar, postavi dijagnostičke kodove problema (DTC) i provjerite svjetlo motora (CEL). U najgorem slučaju, motor se možda neće pokrenuti ili može slabo raditi.
Na vozilima opremljenim turbopunjačem zrak tada prolazi kroz turbo punjač ulaz. Ispušni plinovi okreću turbinu u kućištu turbine, okrećući kotač kompresora u kućištu kompresora. Dolazni zrak se komprimira, povećavajući njegovu gustoću i sadržaj kisika - više kisika može sagorjeti više goriva za veću snagu iz manjih motora.
Budući da kompresija povećava temperaturu usisnog zraka, komprimirani zrak struji kroz međuhladnjak radi smanjenja temperature kako bi se smanjila mogućnost pinga motora, detonacije i predpaljenja.
Kućište leptira za gas povezano je, elektronički ili putem kabela, s papučicom gasa i sustavom tempomata, ako postoji. Kad pritisnete papučicu gasa, otvara se leptir za gas ili leptir ventil kako bi se omogućilo protok više zraka u motor, što rezultira povećanjem snage i brzine motora. S uključenim tempomatom, zasebni kabel ili električni signal koriste se za upravljanje tijelom leptira za gas, održavajući željenu brzinu vozila za vozača.
U praznom hodu, poput sjedenja na stop svjetlu ili pri vožnji, mala količina zraka još uvijek mora otići u motor kako bi ostao u pogonu. U nekim novijim vozilima, s elektroničkom kontrolom gasa (ETC), broj okretaja motora u praznom hodu kontrolira se minutnim podešavanjem ventila za gas. Na većini drugih vozila, odvojeni ventil za kontrolu zraka u praznom hodu (IAC) kontrolira malu količinu zraka do održavati broj okretaja motora u praznom hodu . IAC može biti dio tijela leptira za gas ili spojen na usis putem manjeg usisnog crijeva, izvan glavnog usisnog crijeva.
Nakon što usisni zrak prođe kroz tijelo leptira za gas, on ulazi u usisni razvodnik, niz cijevi koje dovode zrak do usisnih ventila na svakom cilindru. Jednostavni usisni razvodnici pomiču usisani zrak najkraćom rutom, dok složenije inačice mogu usmjeravati zrak duž kružnijih ruta ili čak više ruta, ovisno o brzini motora i opterećenju. Kontrola protoka zraka na ovaj način može povećati snagu ili učinkovitost, ovisno o potražnji.
Konačno, neposredno prije dolaska do cilindra, usisni zrak kontrolira usisni ventili . Na usisnom hodu, obično 10 ° do 20 ° BTDC (prije gornje mrtve točke), usisni ventil se otvara kako bi cilindar mogao uvlačiti zrak dok klip pada. Nekoliko stupnjeva ABDC (nakon donje mrtve točke), usisni ventil se zatvara, dopuštajući klipu da komprimira zrak pri povratku u TDC.
Kao što vidite, sustav usisa zraka nešto je složeniji od obične cijevi koja ide do tijela leptira za gas. Izvan vozila do usisnih ventila, usisni zrak prolazi kroz krivudavu rutu, dizajniranu za isporuku čistog i izmjerenog zraka u cilindre. Poznavanje funkcije svakog dijela sustava za usisavanje zraka također može olakšati dijagnozu i popravak.