Вопрос

В каких случаях система забора холодного воздуха полезна?

Впуск холодного воздуха, должно быть, является одним из самых популярных модов, а также одним из самых спорных. Производители таких систем заявляют о приросте мощности на 5–20 лошадиных сил, однако есть утверждения, что этот мод ничего не даёт и даже может снизить производительность (в интернете можно найти даже тесты с видео).



Вам это действительно нужно?



Насколько я понимаю, штатная система большинства автомобилей уже включает в себя «впуск холодного воздуха», поскольку заводской воздушный фильтр обычно всасывает воздух из зоны, удалённой от горячих компонентов, например из крыла или бампера.



Так какой же смысл в установке системы впуска холодного воздуха в ваш автомобиль? Единственный смысл в том, чтобы уменьшить сопротивление на впуске воздуха за счёт установки марлевого/пенопластового фильтра, а поскольку воздушный короб нужно снимать, то для впуска более холодного воздуха и предотвращения потери мощности добавляются трубопроводы и теплозащитные экраны? Даёт ли этот мод ощутимое увеличение мощности?



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/25111/when-is-a-cold-air-intake-system-beneficial

16 Комментариев

  1. После многих лет настройки и эксплуатации гоночных автомобилей всех типов (каров, внедорожников и раллийных грузовиков) я могу с уверенностью сказать, что серийному автомобилю, предназначенному для повседневной езды, скорее всего, не будет полезен так называемый впуск холодного воздуха. Разница, которую вы ощутите, — это кажущееся увеличение мощности из-за звука, который издает практически полностью открытая впускная труба. Вот почему мы переворачивали крышки воздушных фильтров на карбюраторных двигателях: звук становился более мощным, но это никак не влияло на воспринимаемую производительность.


  1. Я не видел, чтобы кто-то упоминал об этом, но я полагаю, что любое увеличение мощности будет происходить только при полностью открытой дроссельной заслонке (WOT).



    Так что, если вы участвуете в гонках или очень агрессивно трогаетесь с места на светофоре или ускоряетесь, возможно, это поможет. При повседневной езде на скорости ниже WOT система управления двигателем будет поддерживать соотношение воздух-топливо на приемлемом уровне. Если в двигатель поступает недостаточно воздуха, он либо уменьшит подачу топлива, либо немного откроет дроссельную заслонку.



    Поэтому, если вам нужно больше мощности, просто нажмите на педаль газа чуть сильнее.


  1. Это зависит от обстоятельств.



    То, что впускной коллектор может пропускать больше воздуха, не гарантирует, что двигатель будет его использовать.



    Впускной клапан является частью системы компонентов. Двигатель вырабатывает энергию, регулируя подачу воздуха в камеру сгорания и из неё. Обычно в этом процессе участвуют и другие компоненты:




    • Сторона впуска. Карбюраторы, корпуса дроссельных заслонок, впускные коллекторы, впускные клапаны, вакуум в картере...

    • Сторона выпуска. Выпускные клапаны, коллекторы, резонаторы, каталитические нейтрализаторы, глушители...



    Потенциал любого двигателя будет ограничен компонентом, который является самым узким местом в системе подачи воздуха, подобно тому, как надёжность системы компонентов будет ограничена наименее надёжным из них.



    Учитывая это, то, что @BobCross говорит, никого не должно удивлять:



    Если впускной коллектор ограничивает производительность автомобиля, то CAI сделает его настоящим героем.


  1. Рабочий цикл четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания выглядит следующим образом:

    (1) Приток свежего воздуха

    (2) Сжатие

    (3) Рабочий цикл — расширение

    (4) Выхлопные газы



    Охлаждение всасываемого воздуха особенно полезно для части (1). Поскольку холодный воздух имеет более высокую плотность, это означает, что скорость газа на входе ниже. Следовательно, потери давления в цилиндре ниже. В цилиндр поступает больше свежего воздуха. -> Возможность увеличения мощности



    По этой же причине в двигателях с турбонаддувом часто используется охладитель наддувочного воздуха (ОНАВ).



    Такова теория. У меня нет опыта, позволяющего судить о том, какую пользу на самом деле приносит модернизированное устройство. На этот эффект могут влиять дополнительные факторы, такие как потеря давления в самой системе и параметры блока управления двигателем (ECU).


  1. Отличный ответ, Заид! Прямо в точку :D
  1. Это действительно зависит от «типа» CAI. Я согласен с вами, если фильтрующий элемент не изолирован от моторного отсека, но есть много марок/моделей, которые изолированы от моторного отсека и могут считаться настоящими холодными воздухозаборниками :D
  1. Твой ответ, как всегда, великолепен. Спасибо, что поделился своими обширными знаниями! :D
  1. Почти никогда? В основном потому, что это действительно «система впуска горячего воздуха». Это особенно актуально для автомобилей с принудительным впрыском из-за высокой температуры под капотом.



    Если вы хотите уменьшить сопротивление на впуске, обратите внимание на менее ограничивающие «панельные» фильтры, например K&N. Но даже в этом случае это имеет значение только в том случае, если у вашего автомобиля есть ограничения на впуске (а не на выпуске) и ваш ЭБУ увеличивает подачу топлива в ответ на дополнительный воздух, а не замедляет синхронизацию или (как в старых добрых автомобилях) ничего не делает, что приводит к обеднению топливно-воздушной смеси.


  1. Суть в том, чтобы почувствовать, что вы сделали что-то крутое со своей машиной и освободили её от оков производителя/стандартного воздухозаборника. Основное преимущество воздухозаборников Cold Air — это пополнение банковского счёта производителя комплекта, а второстепенное — более приятный звук двигателя, если вам нравится звук воздухозаборника послепродажного обслуживания.



    За прошедшие годы было проведено несколько разоблачений мифов о CAI, и это одно из самых забавных
    Все исследования, которые я видел в отношении аэродинамических интерцепторов, показали, что они обычно снижают выходную мощность. Оригинальные воздухозаборники, как правило, оптимизированы гораздо лучше, чем кажется на первый взгляд, и их можно сделать хуже, чем лучше.



    Миф, связанный с системой CAI, заключается в том, что она позволяет всасывать более плотный (потому что более холодный) воздух, чем стандартная система впуска, которая, как вы правильно заметили, уже всасывает воздух из довольно холодного места. Конусные фильтры якобы менее эффективны, чем бумажные панельные фильтры OEM, но, скорее всего, разница невелика, поскольку фильтр OEM уже обеспечивает достаточную подачу воздуха для двигателя в его стандартном состоянии. Мало кто из производителей готов потерять 2 л. с., чтобы сэкономить 50 пенсов на воздушном фильтре. Замена штатного фильтра на фильтр, пропускающий больше воздуха, не даст заметного результата, поскольку это не является ограничивающим фактором для производительности двигателя.


  1. AFAIK. PCM может использовать кратковременный запас топлива и долгосрочный запас топлива, который он использует для добавления / удаления топлива. Он основан на датчиках MAF, IAT, ECT и некоторых других, таких как O2 / AFR. Синхронизация / заправка обычно применяется в виде 3D-карты, в зависимости от нагрузки, оборотов в минуту и некоторых других факторов, существует несколько карт, к которым обращается PCM. Такие вещи, как детонация, могут привести к тому, что двигатель перейдет на более консервативный режим синхронизации / заправки.
  1. @rpmerf Как именно двигатель определяет, что его мощность превышает стандартную? Начинает ли он замедлять зажигание, когда показания датчика массового расхода воздуха превышают определённое значение? Это кажется расточительным по сравнению с уменьшением наддува, поскольку топливо всё равно сгорает, но дополнительная мощность не вырабатывается.

  1. Даёт ли этот мод ощутимое увеличение мощности?




    Вкратце: да, иногда это работает. Но...



    Ваша фотография хорошо иллюстрирует некоторые проблемы, связанные с тем, что вы просто говорите «впуск холодного воздуха» и ожидаете, что все люди поймут вас одинаково. Давайте разберём эту головоломку и поговорим о том, как это может помочь или навредить.




    1. Фильтр: обратите внимание, что фильтр на изображении не является панельным, как у многих из нас в воздушном боксе. Если этот фильтр менее плотный, чем штатный, то он, безусловно, будет хуже справляться с задачей по подаче молекул воздуха в систему. Но будет ли он по-прежнему защищать двигатель от вредных воздействий? Это масляный фильтр? Попадет ли масло на датчик массового расхода воздуха?

    2. Воздуховод: фактический путь, по которому проходит воздух, безусловно, важен. Улучшает ли этот воздуховод теплоизоляцию? В моторном отсеке жарко, а горячий воздух на впуске снижает производительность. Является ли воздуховод менее герметичным? Улучшает ли он поток воздуха? Не слишком ли хорошо он пропускает воздух (что приводит к обеднению смеси)?

    3. Расположение: воздухозаборник на картинке выглядит как короткий рамный воздухозаборник. Это значит, что он доходит только до стандартного расположения воздушного фильтра. Будет ли он забирать воздух прямо из горячего моторного отсека? Или есть другой путь для более холодного воздуха? Будет ли он забирать более холодный воздух прямо из колёсной ниши? Конечно, тогда есть риск зачерпнуть воды во время сильного дождя...



    Теоретически двигатель — это воздушный насос. Если впускной коллектор может уменьшить сопротивление и потери при нагнетании, то всё в порядке, верно? К сожалению, даже в теории освобождение впускного коллектора не решит проблему сопротивления выхлопной системы (воздух не может выходить так же быстро, как поступать).



    Давайте рассмотрим два практических примера с использованием моих автомобилей:




    1. Acura Integra NA 4-цилиндровая, 1997 г. Я установил на эту машину два разных воздухозаборника для холодного воздуха. Оба, похоже, улучшили работу двигателя (субъективная оценка, основанная на более приятном звуке). Однако прирост мощности был незначительным, пока я не заменил коллекторы и выхлопную систему на детали из нержавеющей стали. Двигатель стал звучать великолепно, хорошо набирал обороты и стал намного отзывчивее. Были все основания полагать, что я снял несколько ограничений с автомобиля, в котором изначально приоритет отдавался тишине, а не удовольствию. Однако я также избавился от большого количества металла, перейдя на нержавеющую сталь (эти железные коллекторы были тяжелыми). В данном случае CAI был частью общей картины, но не самой важной.

    2. Subaru WRX Turbo 4-цилиндровый двигатель 2004 года. Этот автомобиль известен тем, что игнорирует изменения в системе изменения фаз газораспределения без перенастройки. Блок управления двигателем просто перенастраивается в соответствии с увеличением расхода воздуха, что не приводит к увеличению мощности. Кроме того, существует риск повреждения датчика массового расхода воздуха при использовании масляных фильтров. Кроме того, мне не нужно беспокоиться о тех же ограничениях на впуск, которые были у меня на Acura: я не просто надеюсь, что воздух попадет в двигатель с турбонаддувом! В этой машине рекомендуется заменить штатный фильтр на менее ограничивающий поток воздуха.



    Итак, к чему это нас приводит?




    1. У CAI больше шансов звучать круче, чем у стандартного воздухозаборника. Он точно будет громче.

    2. CAI уменьшит сопротивление на впускном тракте. Это может привести к увеличению мощности. А может и не привести. Это может привести к повреждению двигателя. Покупатель, будь бдителен.

    3. Использование CAI может повысить риск попадания воды в двигатель. Это может привести к гидроудару (поломке двигателя и многочисленным поломкам).



    Короче говоря, как и во всём, что связано с автомобилями, всё зависит от ситуации. На старой машине с забитым впуском и высокой температурой под капотом я бы точно попробовал CAI. На современной машине я бы не стал заморачиваться.


  1. @IhavenoideawhatI'mdoing Я предполагаю, что они используют показания датчика массового расхода воздуха. Я точно не знаю. Мне сложно представить другой способ, которым они могли бы это сделать. Если пользователь установит контроллер ручного управления наддувом, то у компьютера не будет другого способа уменьшить наддув, кроме как снизить мощность. В основном это было услышано на автомобильных выставках, так что информация может быть не на 100 % точной.
  1. @IhavenoideawhatI'mdoing Это интересные вопросы, которые нам придётся изучать для каждой модели отдельно. Однако это измеримые величины. Модель WRX была печально известна тем, что разочаровывала первых владельцев, которые хотели попробовать стандартный набор улучшений для впускного коллектора, головки блока цилиндров и выхлопной системы. Вы тратите много денег, устанавливаете систему, а на динамометрическом стенде она не оказывает никакого реального влияния на производительность. Доказательство от противного. Чтобы использовать дополнительный воздух, требуется настройка.
  1. SRT4 будет реагировать аналогичным образом, чтобы не выдавать мощность, превышающую штатную. Обычно помогает уменьшение угла опережения зажигания. Если давление наддува регулируется с помощью соленоида, управляемого ЭБУ, то это может быть одним из решений. Я слышал, что в SRT4 ЭБУ может обойти ручной регулятор наддува. Правильно настроенные двигатели с турбонаддувом и нагнетателем получат больше преимуществ, так как они пропускают гораздо больше воздуха. CAI — это баланс температуры и сопротивления. Считается, что некоторым двигателям больше подходит короткий впускной коллектор, чем впускной коллектор для холодного воздуха.
  1. Что ж, я считаю, что система забора холодного воздуха представляет собой комбинацию фильтра, трубы и, возможно, теплозащитного экрана для замены стандартного воздухозаборника. Несколько вопросов. Как воздух может поступать слишком хорошо, если MAF / MAP следит за содержанием воздуха? Как выполняется повторная калибровка WRX для поддержания мощности, если воздуха должно поступать больше? Снижение давления наддува? Почему температура под капотом имеет значение, если вытяжная камера обычно забирает воздух из более прохладного места, чем может предложить большинство систем CAI? Насколько я понимаю, автомобили NA с большей вероятностью выиграют от использования менее ограничительной системы впуска воздуха?
Вы уже ответили на этот вопрос