¿Qué es un colector de admisión en un dispositivo de automóvil?

Para la preparación y combustión de alta calidad de la mezcla de aire y combustible, así como para la eliminación efectiva de los productos de combustión, los vehículos están equipados con un sistema de admisión y escape. Averigüemos por qué necesita un colector de admisión, qué es y también las opciones para ajustarlo.

El propósito del colector de admisión.

Esta pieza está diseñada para asegurar el suministro de aire y VTS a los cilindros del motor mientras está funcionando. En las unidades de potencia modernas, se instalan elementos adicionales en esta parte:

• Válvula de mariposa (válvula de aire);
• Sensor de aire;
• Carburador (en modificaciones de carburador);
• Inyectores (en motores de inyección de combustión interna);
• Un turbocompresor cuyo impulsor es impulsado por el colector de escape.

Ofrecemos un breve video sobre las características de este elemento:

Colector de admisión: preguntas frecuentes

Diseño y construcción del colector de admisión

Uno de los factores más importantes que afectan la eficiencia del motor es la forma del colector. Se presenta en forma de una serie de tubos conectados en un ramal. Se instala un filtro de aire al final de la tubería.

La cantidad de tomas en el otro extremo depende de la cantidad de cilindros en el motor. El colector de admisión está conectado al mecanismo de distribución de gas en el área de las válvulas de admisión. Una de las desventajas de VC es la condensación de combustible en sus paredes. Para evitar este efecto de reacción electrostática, los ingenieros han desarrollado una forma de tubería que crea turbulencias dentro de la línea. Por esta razón, el interior de las tuberías se deja deliberadamente áspero.

La forma de las tuberías del colector debe tener parámetros específicos. Primero, el tracto no debe tener esquinas afiladas. Debido a esto, el combustible permanecerá en la superficie de las tuberías, lo que obstruirá la cavidad y cambiará los parámetros del suministro de aire.

En segundo lugar, el problema del tracto de admisión más común con el que los ingenieros continúan luchando es el efecto Helmholtz. Cuando se abre la válvula de admisión, el aire corre hacia el cilindro. Después de su cierre, el flujo continúa moviéndose por inercia y luego regresa abruptamente. Debido a esto, se crea una presión de resistencia que interfiere con el movimiento de la siguiente porción en el segundo tubo.

Estas dos razones están obligando a los fabricantes de automóviles a desarrollar mejores colectores que proporcionen un sistema de admisión más suave.

¿Cómo funciona?

El colector de aspiración funciona de forma muy sencilla. Cuando el motor arranca, la válvula de aire se abre. En el proceso de mover el pistón al punto muerto inferior en la carrera de succión, se crea un vacío en la cavidad. Tan pronto como se abre la válvula de entrada, una porción de aire se mueve a alta velocidad hacia la cavidad vacía.

Durante la etapa de succión, tienen lugar diferentes procesos según el tipo de sistema de combustible:

• Monoinyección: la siguiente porción de aire se suministra desde el filtro. Pasa a través del carburador o la cavidad en la que está instalado el inyector de combustible (si el motor está equipado con un vehículo de inyección). En esta cavidad, el aire se mezcla con el combustible. Debido al vacío en el cilindro, esta porción se aspira a través de la válvula elevada del sistema de admisión;
• Inyección multipunto: los inyectores de combustible individuales se encuentran en cada tubo del colector. Cuando se abre la válvula correspondiente, se suministra aire a través de una tubería adecuada para ello. Al mismo tiempo, se atomiza el combustible.
• Inyección directa: solo se aspira aire. Se baja la válvula, el pistón comprime el aire en el cilindro. Al final de la carrera de compresión, el combustible se suministra a presión al medio comprimido a través del inyector. En los motores diesel de combustión interna ocurre un proceso idéntico, solo que el aire se comprime más.

Todos los motores modernos están equipados con un sistema electrónico que controla el suministro de aire y combustible. Esto hace que el motor sea más estable. Las dimensiones de las boquillas se adaptan a los parámetros del motor incluso en la etapa de fabricación de la unidad de potencia.

Forma de colector

Este es un factor muy importante, al que se le da la importancia clave en el diseño del sistema de admisión de una modificación del motor por separado. Las tuberías deben tener una sección, longitud y forma específicas. No se permite la presencia de esquinas afiladas, así como curvaturas complejas.

Estas son algunas de las razones por las que se presta tanta atención a los tubos del colector de admisión:

1. El combustible puede depositarse en las paredes del tracto de admisión;
2. Durante el funcionamiento de la unidad de potencia, puede aparecer la resonancia de Helmholtz;
3. Para que el sistema funcione correctamente, se utilizan procesos físicos naturales, como la presión creada por el flujo de aire a través del colector de admisión.

Si el combustible permanece constantemente en las paredes de las tuberías, esto puede causar posteriormente un estrechamiento del tracto de admisión, así como su obstrucción, lo que afectará negativamente el rendimiento de la unidad de potencia.

En cuanto a la resonancia de Helmholtz, este es un dolor de cabeza ancestral para los diseñadores que diseñan unidades de potencia modernas. La esencia de este efecto es que cuando la válvula de admisión se cierra, se crea una fuerte presión que empuja el aire hacia afuera del colector. Cuando se vuelve a abrir la válvula de entrada, la contrapresión hace que el flujo choque con una contrapresión. Debido a este efecto, las características técnicas del sistema de admisión del automóvil se reducen y también aumenta el desgaste de las partes del sistema.

Sistemas de cambio de colectores de admisión

Las máquinas más antiguas tienen un colector estándar. Sin embargo, tiene un inconveniente: su eficiencia se logra solo en un modo de funcionamiento limitado del motor. Para ampliar la gama, se ha desarrollado un sistema innovador: geometría de cabezal variable. Hay dos modificaciones: se cambia la longitud del camino o su sección.

Colector de admisión de longitud variable

Esta modificación se utiliza en motores atmosféricos. A bajas velocidades del cigüeñal, el camino de admisión debe ser largo. Esto aumenta la respuesta del acelerador y el par. Tan pronto como aumentan las revoluciones, se debe reducir su longitud para revelar todo el potencial del corazón del automóvil.

Para lograr este efecto, se utiliza una válvula especial, que corta el manguito del colector más grande del más pequeño y viceversa. El proceso está regulado por la ley física natural. Después de cerrar la válvula de admisión, dependiendo de la frecuencia de oscilación del flujo de aire (esto está influenciado por el número de revoluciones del cigüeñal), se crea una presión que acciona la trampilla de cierre.

Este sistema se usa solo en motores atmosféricos, ya que el aire se fuerza a las unidades turboalimentadas. El proceso en ellos está regulado por la electrónica de la unidad de control.

Cada fabricante llama a este sistema a su manera: BMW lo tiene DIVA, Ford tiene DSI, Mazda tiene VRIS.

Colector de admisión variable

En cuanto a esta modificación, se puede utilizar tanto en motores atmosféricos como turboalimentados. Cuando la sección de la tubería de derivación disminuye, aumenta la velocidad del aire. En un entorno de aspiración, esto crea el efecto de un turbocompresor, y en los sistemas de aire forzado, el desarrollo facilita las cosas para un turbocompresor.

Debido al alto caudal, la mezcla de aire y combustible se mezcla de manera más eficiente, lo que conduce a una combustión de alta calidad en los cilindros.

Los coleccionistas de este tipo tienen una estructura original. En la entrada del cilindro hay más de un canal, pero está dividido en dos partes, una para cada válvula. Una de las válvulas tiene un amortiguador que está controlado por la electrónica del automóvil mediante un motor (o se usa un regulador de vacío en su lugar).

A bajas velocidades del cigüeñal, el BTC se alimenta a través de un orificio, una válvula funciona. Esto crea una zona de turbulencia, que mejora la mezcla de combustible con aire y, al mismo tiempo, su combustión de alta calidad.

Tan pronto como aumenta la velocidad del motor, se abre el segundo canal. Esto conduce a un aumento de la potencia de la unidad. Como ocurre con los colectores de longitud variable, los fabricantes de este sistema dan su nombre. Ford indica IMRC y CMCV, Opel - Twin Port, Toyota - VIS.

Para obtener más información sobre cómo estos colectores afectan la potencia del motor, vea el video:

¡Aumento de la potencia del motor sin turbina! Todo sobre el colector de geometría variable.

Mal funcionamiento del colector de admisión

Las fallas más comunes en el sistema de admisión son:

• Violación de la estanqueidad en el sitio de instalación de las juntas;
• Formación de hollín y alquitrán en las paredes internas;
• La formación de un escalón en los puntos de conexión (un obstáculo de 2 mm es suficiente para que la potencia del motor disminuya en un veinte por ciento, pero esto es solo a bajas velocidades);
• Sobrecalentamiento por proximidad al colector de escape.

Generalmente, las juntas pierden sus propiedades cuando el motor se calienta demasiado o cuando se aflojan los pasadores de fijación.

Consideremos cómo se diagnostican algunas fallas del colector de admisión y cómo afectan el funcionamiento del motor.

Fugas de refrigerante

Cuando el conductor nota que la cantidad de anticongelante está disminuyendo gradualmente, mientras conduce, se escucha un olor desagradable a refrigerante quemado y permanecen constantemente gotas de anticongelante fresco debajo del automóvil, esto puede ser un signo de un colector de admisión defectuoso. Para ser más precisos, no el colector en sí, sino una junta instalada entre sus tuberías y la culata.

En algunos motores, se utilizan juntas que también garantizan la estanqueidad de la camisa de refrigeración del motor. Estos fallos de funcionamiento no se pueden ignorar, ya que posteriormente necesariamente darán lugar a una avería grave de la unidad.

Fugas de aire

Este es otro síntoma de una junta del colector de admisión desgastada. Puede diagnosticarse de la siguiente manera. El motor arranca, la tubería de derivación del filtro de aire está bloqueada en aproximadamente un 5-10 por ciento. Si las revoluciones no descienden, significa que el colector está aspirando aire a través de la junta.

La violación del vacío en el sistema de admisión del motor provoca una velocidad de ralentí inestable o una falla total de la unidad de potencia para funcionar. La única forma de eliminar tal mal funcionamiento es reemplazar la junta.

Con menos frecuencia, pueden ocurrir fugas de aire debido a la destrucción de la (s) tubería (s) del colector de admisión. por ejemplo, podría ser una grieta. Un efecto similar ocurre cuando se forma una grieta en la manguera de vacío. En este caso, estas piezas se sustituyen por otras nuevas.

Incluso con menos frecuencia, pueden producirse fugas de aire debido a la deformación del colector de admisión. Esta parte debe cambiarse. En algunos casos, una fuga de vacío a través de un colector deformado se detecta mediante un silbido que proviene de debajo del capó mientras el motor está en funcionamiento.

Depósitos de carbono

Normalmente, este mal funcionamiento ocurre en unidades turboalimentadas. Los depósitos de carbón pueden hacer que el motor pierda potencia, falle y aumente el consumo de combustible.

Otro síntoma de este mal funcionamiento es la pérdida de tracción. Depende del grado de obstrucción de las tuberías de admisión. Se elimina desmontando y limpiando el colector. Pero dependiendo del tipo de colector, es más fácil reemplazarlo que limpiarlo. Esto se debe a que, en algunos casos, la forma de las boquillas no permite la eliminación adecuada de los depósitos de carbón.

Problemas con las válvulas de cambio de geometría de admisión

Los amortiguadores de aire del colector de algunos automóviles funcionan con un regulador de vacío, mientras que en otros se accionan eléctricamente. Independientemente del tipo de amortiguadores que se utilicen, los elementos de goma que contienen se deterioran, por lo que los amortiguadores dejan de hacer frente a su tarea.

Si el accionamiento del amortiguador es de vacío, puede comprobar su rendimiento con una bomba de vacío manual. Si esta herramienta no está disponible, una jeringa normal servirá. Cuando se encuentra que falta una unidad de vacío, debe reemplazarse.

Otro mal funcionamiento del accionamiento del amortiguador es la falla de los solenoides de control de vacío (válvulas solenoides). En los motores equipados con un colector de admisión de geometría variable, se puede romper una válvula, que regula cambiando la geometría del tracto. Por ejemplo, puede deformarse o adherirse debido a la acumulación de carbón. En caso de tal mal funcionamiento, se debe reemplazar todo el colector.

Reparación del colector de admisión

Durante la reparación del colector, primero se toman las lecturas del sensor instalado en él. Entonces puede asegurarse de que la falla esté en este nodo en particular. Si la avería está realmente en el colector, entonces se desconecta del motor. El procedimiento se realiza en varias etapas:

• El sistema de combustible está desconectado;
• Los terminales están desconectados de la batería;
• Se está desmontando el filtro de aire;
• La válvula de mariposa está desmontada;
• Se desenroscan los pernos de montaje del colector y se retira la pieza.

Vale la pena considerar que algunas fallas no se pueden reparar. Las válvulas y los amortiguadores pertenecen a esta categoría. Si están rotos o funcionan de manera intermitente, solo necesita reemplazarlos. Si el sensor se rompe, no es necesario desmontar el conjunto. En este caso, la ECU recibirá lecturas incorrectas, lo que conducirá a una preparación incorrecta del BTC y afectará negativamente el rendimiento del motor. Los diagnósticos pueden reconocer este mal funcionamiento.

Durante las reparaciones, se debe prestar la debida atención a los sellos de las juntas. Una junta rota provocará fugas de presión. Una vez que el colector ya ha sido retirado, el interior del colector debe limpiarse y enjuagarse.

Afinación de coleccionista

Al cambiar el diseño del colector de admisión, es posible mejorar las características técnicas de la unidad de potencia. Normalmente, el colector está ajustado por dos razones:

1. Eliminar las consecuencias negativas causadas por la forma y longitud de las tuberías;
2. Modificar el interior, lo que mejorará el flujo de la mezcla aire / combustible hacia los cilindros.

Si el colector tiene una forma asimétrica, entonces el flujo de aire o mezcla de aire y combustible se distribuirá de manera desigual sobre los cilindros. La mayor parte del volumen se dirigirá al primer cilindro y a cada uno de los siguientes, el más pequeño.

Pero los coleccionistas simétricos también tienen sus inconvenientes. En este diseño, un volumen mayor ingresa a los cilindros centrales y uno más pequeño a los externos. Dado que la mezcla de aire y combustible es diferente en diferentes cilindros, los cilindros de la unidad de potencia comienzan a funcionar de manera desigual. esto hace que el motor pierda su potencia.

En el proceso de ajuste, el colector estándar se cambia a un sistema con una admisión de acelerador múltiple. En este diseño, cada cilindro tiene una válvula de mariposa individual. Gracias a esto, todos los flujos de aire que ingresan al motor son independientes entre sí.

Si no hay dinero para tal modernización, puede hacerlo usted mismo con poca o ninguna inversión material. Normalmente, los colectores estándar tienen defectos internos en forma de rugosidad o irregularidades. Crean turbulencias que crean turbulencias innecesarias en el camino.

Debido a esto, los cilindros pueden llenarse mal o de manera desigual. Este efecto no suele ser muy notorio a bajas velocidades. Pero cuando el conductor espera una respuesta instantánea al presionar el pedal del acelerador, en tales motores no es satisfactorio (depende de las características individuales del colector).

Para eliminar tales efectos, se lija el tracto de admisión. Además, no debe llevar la superficie a un estado ideal (similar a un espejo). Basta con eliminar las asperezas. De lo contrario, se formará condensación de combustible en las paredes dentro del conducto de entrada del espejo.

Y una sutileza más. Al actualizar el colector de admisión, no se debe olvidar el lugar de su instalación en el motor. Se instala una junta en el lugar donde las tuberías están conectadas a la culata. Este elemento no debe crear un escalón, debido a que la corriente entrante chocará con un obstáculo.

Conclusión + VIDEO

Entonces, la uniformidad del funcionamiento de la unidad de potencia depende de la parte aparentemente simple del motor, el colector de admisión. A pesar de que el colector no pertenece a la categoría de mecanismos, pero externamente es una parte simple, el funcionamiento del motor depende de la forma, longitud y condición de las paredes internas de sus tuberías.

Como puede ver, el colector de admisión es una pieza simple, pero su mal funcionamiento puede causar mucha preocupación al propietario del automóvil. Pero antes de comenzar a repararlo, debe verificar todos los demás sistemas que tengan síntomas similares de mal funcionamiento.

Aquí hay un breve video sobre cómo la forma del colector de admisión afecta el rendimiento del tren motriz:

Colector de admisión y escape: ¿qué es? Casi el complejo.

Preguntas y respuestas

¿Dónde está ubicado el colector de admisión? Esto es parte del accesorio del motor. En las unidades de carburador, este elemento del sistema de admisión se encuentra entre el carburador y la culata. Si el automóvil es un inyector, entonces el colector de admisión simplemente conecta el módulo del filtro de aire a los orificios correspondientes en la culata. Los inyectores de combustible, según el tipo de sistema de combustible, se instalarán en los tubos del colector de admisión o directamente en la culata.

¿Qué se incluye en el colector de admisión? El colector de admisión consta de varios tubos (su número depende del número de cilindros del motor), conectados en un solo tubo. Incluye un tubo del módulo de filtro de aire. En algunos sistemas de combustible (inyección), los inyectores de combustible se instalan en las tuberías adecuadas para el motor. Si el automóvil usa un carburador o monoinyección, entonces este elemento se instalará en el nodo donde se conectan todas las tuberías del colector de admisión.

¿Para qué sirve un colector de admisión? En los automóviles clásicos, se suministra aire y se mezcla con combustible en el colector de admisión. Si la máquina está equipada con inyección directa, entonces el colector de admisión solo sirve para suministrar una porción fresca de aire.

¿Cómo funciona el colector de admisión? Cuando el motor arranca, el aire fresco del filtro de aire fluye a través del colector de admisión. Esto sucede debido al empuje natural o debido a la acción de una turbina.