Předměty:
- Sací potrubí
- Vzduchové pulsy v sacím potrubí
- Helmholtzův rezonátor
- Sací potrubí s vířivými klapkami
- Sací potrubí s variabilní délkou
- DISA ventil
- Výfukové potrubí
Odeslat:
Sací potrubí je namontováno mezi sacím potrubím vzduchového filtru a motorem. Sběrné potrubí je namontováno přímo na sací části motoru, přímo u sacích ventilů. U benzínových motorů s nepřímým vstřikováním je vstřikovač paliva namontován také v sacím potrubí. Tento vstřikovač stříká benzín přímo na vstupní ventil.
Sací potrubí není jen shluk trubek. Jeho tvar a povrchová úprava musí klást co nejmenší odpor přiváděnému vzduchu. Všechny válce musí dostat stejné množství vzduchu. Vstupní potrubí by proto mělo být u všech válců stejně dlouhé. Sací potrubí bývá vyrobeno z plastu, protože je levnější a méně náchylné na zahřívání vlivem vysokých teplot než například kov. Vzduch v sacím potrubí musí zůstat co nejchladnější.
Vzduchové pulsy v sacím potrubí:
Když je vstupní ventil otevřený, vzduch je nasáván vysokou rychlostí. Průtok vzduchu v sacím potrubí je vysoký. Když se vstupní ventil uzavře, vzduch, který ještě nebyl vpuštěn do válce, narazí na vstupní ventil a způsobí zvýšení tlaku. Toto zvýšení tlaku způsobí vlnový pohyb v sacím potrubí, který se pohybuje proti směru proudění vzduchu v sacím potrubí. Když se sací ventil otevře v okamžiku návratu tlakové vlny, dojde k maximálnímu plnění válce; tlaková vlna zajišťuje, že se do spalovací komory dostane další vzduch. To však téměř nikdy neplatí, protože otáčky motoru se mění a sací ventil se proto téměř nikdy neotevře v optimální chvíli pro tlakovou vlnu. U delšího sacího potrubí bude trvat kratší dobu, než se tlaková vlna vrátí do sacího ventilu, než u krátkého sacího potrubí. Z tohoto důvodu je užitečné mít možnost přizpůsobit délku sacího potrubí provozním podmínkám motoru (viz odstavec „sací potrubí s proměnnou délkou“ nebo použití tzv. Helmholtzova rezonátoru.
Helmholtzův rezonátor:
Helmholtzův rezonátor je rezonanční komora, která přijímá tlakové vlny způsobené uzavřením vstupního ventilu. Rezonátor není nic jiného než uzavřená vzduchová komora napojená na hadici sání vzduchu mezi měřičem hmotnosti vzduchu a škrticí klapkou. Příklad Helmholtzova rezonátoru je na obrázku označen červenou šipkou.
Tlakové vlny, které vstupují do rezonátoru, se odrážejí zpět do vstupního ventilu. Tlakové vlny napomáhají pohybu vzduchu dovnitř, takže je nakonec dosaženo vyšší úrovně naplnění. Rezonátor také zajišťuje tlumení hluku sání, díky čemuž je motor tišší. Motor se tak stává výkonnějším a tišším.
Sací potrubí s vířivými klapkami:
U dieselových motorů se někdy používá sací potrubí s vířivými ventily. Tyto ventily zajišťují víření nasávaného vzduchu. Při nízkých otáčkách může být rychlost vzduchu tak nízká (protože turbo ještě nedosáhlo rychlosti), že víření vzduchu nestačí k zajištění dobrého smíchání s naftou. Vstřikovací tlak je od toho oddělen. Pokud by ventily nefungovaly, nebylo by míchání s palivem a tedy ani dohořívání optimální. To znamená, že motor spotřebovává více paliva, produkuje méně energie a produkuje saze.
Když je třeba zapnout vířivé ventily, aktivuje se přísavka, která umožňuje pohyb ovládací tyče zleva doprava. Při posunutí ovládací tyče lze ventily nastavit do požadované polohy.
Sací potrubí s proměnnou délkou:
Při konstrukci motoru je třeba vzít v úvahu délku sacího potrubí sacího potrubí. Délka vstupních kanálků určuje tlakové impulsy, které vznikají při otevírání a zavírání vstupního ventilu (viz odstavec o vzduchových impulsech). Pokud jsou tyto sací kanály vždy dlouhé, má motor vysoký točivý moment při nízkých otáčkách, ale tažná síla se při vysokých otáčkách snižuje a zmenšuje. A naopak, pokud jsou tyto vždy příliš krátké, bude mít motor dostatečný točivý moment a výkon až ve vyšších otáčkách. Použitím variabilního sacího potrubí se délka upravuje na základě jízdních podmínek. Zde jsou 2 situace:
- Dlouhá sací trubice: Pohybem vzduchu na delší vzdálenost a zmenšením průměru trubice získá vzduch vyšší rychlost. To je velmi výhodné při vysokých otáčkách s nízkým zatížením nebo při nízkých otáčkách s vysokým zatížením (větší točivý moment).
- Krátká sací trubka: Vzduch nyní urazí kratší vzdálenost a zajišťuje lepší plnění válců při nízké rychlosti s nízkou zátěží a ve vysoké rychlosti s vysokou zátěží (větší výkon).
DISA ventil:
Ventil DISA se nachází v sacích potrubích BMW. DISA znamená: Differenzierte SaugAnlage. Ventil DISA zajišťuje, že proudění vzduchu může být zablokováno v různých částech sacího potrubí při určitých otáčkách motoru. Tím se sací potrubí rozdělí na dvě části. Níže je vysvětlení se třemi obrázky.
Při nízkých nebo středních otáčkách je ventil DISA uzavřen. Z tělesa škrticí klapky proudí vzduch přímo do válce 1. Nasměrováním nasávaného vzduchu do sacího ventilu přes jednu sekci rozdělovače vzniká vyšší rychlost vzduchu. Tato vyšší rychlost vzduchu způsobuje víření vzduchu a je možné lepší promíchání se vstřikovaným palivem.
Když se sací ventily válce 1 uzavřou, vznikne tlaková vlna. Protože je ventil uzavřen, tlaková vlna bude muset projít dlouhou cestu přes rezonanční trubice, aby mohla proudit do vstupních ventilů válce 5. Tlaková vlna nyní nebude mít žádný vliv na proudění vzduchu nasávaného válcem 5.
Při vyšších otáčkách motoru se otevírá ventil DISA. Vzhledem k tomu, že délka sání je nyní prodloužena, je dosaženo vyššího výkonu při vyšších otáčkách.
Nasávaný vzduch proudí přes obě rezonanční komory. Odraz vzduchu po uzavření sacího ventilu válce 1 zajišťuje pohon vzduchu proudícího do válce 5; hladina naplnění válce 5 se tak zvýší.
Výfukové potrubí:
Výfukové potrubí také není jen shluk trubek. Čím rychleji mohou výfukové plyny vytékat, tím lépe. To není jen otázka odporu proudění. Ostatně je třeba počítat i s otevíráním a zavíráním výfukových ventilů.
Příklad: čtyřválec má pořadí střelby 1-2-4-3. Když se otevře výfukový ventil druhého válce, ventil prvního válce je stále otevřený. Protože výfuková perioda válce 2 teprve začíná, plyn vytéká s větším tlakem, než je tomu u válce 1.
Pokud sběrné potrubí nemá správný tvar a průměr, výfukové plyny budou mít problémy s rušením. Výfukové plyny z válce 1 mohou působit proti výfukovým plynům z válce 2. Při správné konstrukci však dochází k opaku a plyny z válce 1 pomáhají extrahovat zbývající výfukové plyny z válce 2. To je zejména případ tzv. Spaghetti manifold (na obrázku níže).
Některé benzínové a většina dieselových motorů má jiný turbo výfukových plynů namontované na rozdělovači. Ten se montuje do rozdělovače co nejdříve po ohybu, aby se co nejméně zpomalil odcházející vzduch.
Pekelný hluk motoru bez tlumičů výfuku je způsoben tím, že výfukové plyny vytékají pod velkým tlakem a rychlostí a způsobují vibrace vzduchu. A tlumič by měl tento tlak a rychlost snížit.
