Asignaturas:
- Colector de admisión
- Pulsos de aire en el colector de admisión.
- resonador de Helmholtz
- Colector de admisión con trampillas de turbulencia
- Colector de admisión de longitud variable
- válvula DISA
- Colector de escape
Pruitstuk interior:
El colector de admisión está montado entre el tubo de admisión del filtro de aire y el motor. Los tubos colectores están montados directamente en la sección de admisión del motor, justo en las válvulas de admisión. En los motores de gasolina de inyección indirecta, el inyector de combustible también está montado en el colector de admisión. Este inyector rocía la gasolina directamente sobre la válvula de entrada.
Un colector de admisión no es sólo un conjunto de tuberías. Su forma y acabado deben ofrecer la menor resistencia posible al aire entrante. Todos los cilindros deben recibir la misma cantidad de aire. Por lo tanto, los tubos de entrada deben tener la misma longitud para todos los cilindros. El colector de admisión suele estar fabricado de plástico, porque es más barato y menos susceptible al calentamiento debido a las altas temperaturas que, por ejemplo, el metal. El aire en el colector de admisión debe permanecer lo más frío posible.
Pulsos de aire en el colector de admisión:
Cuando la válvula de entrada está abierta, el aire se aspira a alta velocidad. El caudal de aire en el colector de admisión es alto. Cuando la válvula de entrada se cierra, el aire que aún no ha entrado en el cilindro choca con la válvula de entrada y provoca un aumento de presión. Este aumento de presión provoca un movimiento ondulatorio en el colector de admisión, que se mueve en contra de la dirección del flujo de aire en el colector de admisión. Cuando la válvula de admisión se abre en el momento en que regresa la onda de presión, hay llenado máximo del cilindro; La onda de presión garantiza que entre más aire en la cámara de combustión. Sin embargo, esto casi nunca es así, porque el régimen del motor varía y, por tanto, la válvula de admisión casi nunca se abre en el momento óptimo para la onda de presión. Con un colector de admisión más largo, la onda de presión tardará menos en regresar a la válvula de admisión que con un colector de admisión corto. Por este motivo, resulta útil poder adaptar la longitud del colector de admisión a las condiciones de funcionamiento del motor (ver el apartado “colector de admisión con longitud variable” o el uso del llamado resonador de Helmholtz).
Resonador de Helmholtz:
Un resonador de Helmholtz es una cámara de resonancia que recibe ondas de presión provocadas por el cierre de la válvula de entrada. El resonador no es más que una cámara de aire cerrada conectada a la manguera de entrada de aire entre el medidor de masa de aire y la válvula de mariposa. Un ejemplo de resonador de Helmholtz se indica con una flecha roja en la figura.
Las ondas de presión que ingresan al resonador se reflejan de regreso a la válvula de entrada. Las ondas de presión favorecen el movimiento del aire hacia el interior, de modo que finalmente se consigue un mayor nivel de llenado. El resonador también garantiza que se amortigüe el ruido de admisión, haciendo que el motor sea más silencioso. Por tanto, el motor se vuelve más potente y silencioso.
Colector de admisión con trampillas de turbulencia:
En los motores diésel, a veces se utilizan colectores de admisión con válvulas de turbulencia. Estas válvulas garantizan la turbulencia del aire entrante. A bajas velocidades, la velocidad del aire puede ser tan baja (porque el turbo aún no ha alcanzado la velocidad) que el remolino de aire es insuficiente para garantizar una buena mezcla con el combustible diesel. La presión de inyección es independiente. Si las válvulas no funcionaran, la mezcla con el combustible, y por tanto tampoco la combustión final, no sería óptima. Esto significa que el motor consume más combustible, produce menos potencia y emite hollín.
Cuando es necesario encender las válvulas de turbulencia, se activa la ventosa, lo que permite que la varilla de control se mueva de izquierda a derecha. Al deslizar la varilla de control, las válvulas se pueden colocar en la posición deseada.
Colector de admisión de longitud variable:
Al construir un motor se debe tener en cuenta la longitud de los conductos de admisión del colector de admisión. La longitud de los canales de entrada determina los impulsos de presión que surgen al abrir y cerrar la válvula de entrada (consulte el párrafo sobre impulsos de aire). Si estos conductos de admisión son siempre largos, el motor tiene un par elevado a bajas velocidades, pero la potencia de tracción es cada vez menor a altas velocidades. Y viceversa, si estos son siempre demasiado cortos, el motor sólo tendrá suficiente par y potencia a mayor velocidad. Al utilizar un colector de admisión variable, la longitud se ajusta según las condiciones de conducción. Aquí están las 2 situaciones:
- Tubo de entrada largo: Al mover el aire una distancia más larga y hacer que el diámetro del tubo sea más pequeño, el aire alcanza una mayor velocidad. Esto es muy beneficioso a alta velocidad con baja carga, o a baja velocidad con alta carga (más par).
- Tubo de admisión corto: el aire ahora recorre una distancia más corta y proporciona un mejor llenado del cilindro a baja velocidad con poca carga y a alta velocidad con alta carga (más potencia).
Válvula DISA:
La válvula DISA se encuentra en los colectores de admisión de BMW. DISA significa: Differenzierte SaugAnlage. La válvula DISA garantiza que el flujo de aire se pueda bloquear en diferentes partes del colector de admisión a determinadas velocidades del motor. Esto divide el colector de admisión en dos partes. A continuación se muestra una explicación con tres imágenes.
A velocidades bajas o medias la válvula DISA está cerrada. Desde el cuerpo del acelerador, el aire fluye directamente al cilindro 1. Al dirigir el aire de admisión a la válvula de admisión a través de una sección del colector, se crea una mayor velocidad del aire. Esta mayor velocidad del aire hace que el aire se arremoline y sea posible una mejor mezcla con el combustible inyectado.
Cuando las válvulas de entrada del cilindro 1 se cierran, se crea una onda de presión. Debido a que la válvula está cerrada, la onda de presión tendrá que recorrer un largo camino a través de los tubos de resonancia para fluir hacia las válvulas de entrada del cilindro 5. La onda de presión ahora no tendrá ninguna influencia sobre el flujo de aire aspirado a través del cilindro 5.
A velocidades más altas del motor, se abre la válvula DISA. Debido a que ahora se amplía la longitud de admisión, se logra mayor potencia a velocidades más altas.
El aire aspirado fluye a través de ambas cámaras de resonancia. El rebote del aire después de cerrar la válvula de admisión del cilindro 1 proporciona la propulsión del aire que fluye hacia el cilindro 5; De este modo se aumenta el nivel de llenado del cilindro 5.
Colector de escape:
El colector de escape tampoco es sólo un montón de tubos. Cuanto más rápido puedan salir los gases de escape, mejor. No se trata sólo de una cuestión de resistencia al flujo. Al fin y al cabo, también hay que tener en cuenta la apertura y el cierre de las válvulas de escape.
Ejemplo: un cuatro cilindros tiene un orden de encendido 1-2-4-3. Cuando se abre la válvula de escape del segundo cilindro, la del primero sigue abierta. Como el período de escape del cilindro 2 apenas comienza, el gas sale con una presión mayor que en el caso del 1.
Si el colector no tiene la forma y el diámetro correcto, los gases de escape tendrán problemas de interferencias. Los gases de escape del cilindro 1 pueden contrarrestar los del cilindro 2. Sin embargo, con una construcción adecuada, ocurre lo contrario y los gases del cilindro 1 ayudan a extraer los gases de escape restantes del cilindro 2. Este es especialmente el caso de la denominada variedad Spaghetti (en la imagen de abajo).
Algunos motores de gasolina y la mayoría de motores diésel tienen otro turbo de gases de escape montado en el colector. Este se monta en el colector lo antes posible después de la curva, para frenar al mínimo la salida de aire.
El ruido infernal de un motor sin silenciador de escape es causado por los gases de escape que salen a gran presión y velocidad, haciendo que el aire vibre. A silenciador debería reducir esta presión y velocidad.
