Teemad:
- Sisselaskekollektor
- Õhuimpulsid sisselaskekollektoris
- Helmholtzi resonaator
- Sisselaskekollektor koos pöörisklappidega
- Muutuva pikkusega sisselaskekollektor
- DISA klapp
- Väljalaskekollektor
Sisselaskekollektor:
Sisselaskekollektor on paigaldatud õhufiltri sisselasketoru ja mootori vahele. Kollektori torud on paigaldatud otse mootori sisselaskeosale, otse sisselaskeklappide juurde. Kaudsissepritsega bensiinimootorites on kütusepihusti paigaldatud ka sisselaskekollektorisse. See pihusti pihustab bensiini otse sisselaskeklapile.
Sisselaskekollektor ei ole lihtsalt hunnik torusid. Selle kuju ja viimistlus peavad pakkuma võimalikult vähe vastupanu sissetulevale õhule. Kõik balloonid peavad saama sama palju õhku. Seetõttu peaksid sisselasketorud olema kõigi silindrite jaoks ühepikkused. Sisselaskekollektor on tavaliselt plastikust, sest see on odavam ja kõrgete temperatuuride tõttu kuumenemisele vähem vastuvõtlik kui näiteks metall. Sisselaskekollektoris olev õhk peab jääma võimalikult jahedaks.
Õhuimpulsid sisselaskekollektoris:
Kui sisselaskeklapp on avatud, imetakse õhku sisse suurel kiirusel. Õhuvoolu kiirus sisselaskekollektoris on suur. Kui sisselaskeklapp sulgub, põrkab veel silindrisse sisenemata õhk kokku sisselaskeklapiga ja põhjustab rõhu tõusu. See rõhu tõus põhjustab sisselaskekollektoris lainelise liikumise, mis liigub vastu õhuvoolu suunda sisselaskekollektoris. Kui sisselaskeklapp avaneb rõhulaine naasmise hetkel, on silindri täituvus maksimaalne; rõhulaine tagab lisaõhu sisenemise põlemiskambrisse. See pole aga peaaegu kunagi nii, sest mootori pöörlemiskiirus on erinev ja seetõttu ei avane sisselaskeklapp peaaegu kunagi rõhulaine jaoks optimaalsel hetkel. Pikema sisselaskekollektori korral kulub rõhulaine sisselaskeklapile naasmiseks vähem aega kui lühikese sisselaskekollektori korral. Sel põhjusel on kasulik osata sisselaskekollektori pikkust kohandada vastavalt mootori töötingimustele (vt lõiku "muutuva pikkusega sisselaskekollektor" või nn Helmholtzi resonaatori kasutamine).
Helmholtzi resonaator:
Helmholtzi resonaator on resonantskamber, mis võtab vastu sisselaskeklapi sulgemisest põhjustatud rõhulaineid. Resonaator pole midagi muud kui suletud õhukamber, mis on ühendatud õhu sisselaskevoolikuga õhumassimõõturi ja drosselklapi vahel. Helmholtzi resonaatori näidet tähistab joonisel punane nool.
Resonaatorisse sisenevad rõhulained peegelduvad tagasi sisselaskeklapile. Rõhulained aitavad kaasa õhu liikumisele sissepoole, nii et lõpuks saavutatakse kõrgem täitetase. Resonaator tagab ka sisselaske müra summutamise, muutes mootori vaiksemaks. Seetõttu muutub mootor võimsamaks ja vaiksemaks.
Sisselaskekollektor koos pöörlevate klappidega:
Diiselmootorites kasutatakse mõnikord pöördventiilidega sisselaskekollektoreid. Need klapid tagavad sissetuleva õhu pöörlemise. Madalatel kiirustel võib õhukiirus olla nii väike (sest turbo pole veel kiirust saavutanud), et õhukeerisest ei piisa diislikütusega hea segunemise tagamiseks. Sissepritserõhk on sellest eraldi. Kui klapid ei töötaks, ei oleks kütusega segamine ja seega ka lõpppõlemine optimaalne. See tähendab, et mootor kulutab lisakütust, toodab vähem võimsust ja eraldab tahma.
Kui keerisventiilid on vaja sisse lülitada, aktiveeritakse vaakumnupp, mis võimaldab juhtvardal liikuda vasakult paremale. Juhtvarda libistades saab klappe seada soovitud asendisse.
Muutuva pikkusega sisselaskekollektor:
Mootori ehitamisel tuleb arvestada sisselaskekollektori sisselaskekanalite pikkusega. Sisselaskekanalite pikkus määrab rõhuimpulsid, mis tekivad sisselaskeklapi avamisel ja sulgemisel (vt õhuimpulsside lõiku). Kui need sisselaskekanalid on alati pikad, on mootoril madalatel pööretel suur pöördemoment, kuid suurtel pööretel jääb tõmbejõud järjest väiksemaks. Ja vastupidi, kui need on alati liiga lühikesed, on mootoril piisav pöördemoment ja võimsus ainult suurematel pööretel. Muutuva sisselaskekollektori abil reguleeritakse pikkust sõidutingimustest lähtuvalt. Siin on 2 olukorda:
- Pikk sisselasketoru: liigutades õhku pikema vahemaa ja muutes toru läbimõõdu väiksemaks, saab õhk suurema kiiruse. See on väga kasulik suurel kiirusel väikese koormuse korral või madalal kiirusel suure koormuse korral (suurem pöördemoment).
- Lühike sisselasketoru: õhk liigub nüüd lühema vahemaa ja tagab parema silindrite täitmise madalal kiirusel väikese koormuse korral ja suurel kiirusel suure koormuse korral (rohkem võimsust).
DISA klapp:
DISA klapp on BMW sisselaskekollektorites. DISA tähistab: Differenzierte SaugAnlage. DISA klapp tagab õhuvoolu blokeerimise sisselaskekollektori erinevates osades mootori teatud pöörete juures. See jagab sisselaskekollektori kaheks osaks. Allpool on selgitus kolme pildiga.
Madalatel või keskmistel pööretel on DISA klapp suletud. Drosselklapi korpusest liigub õhk otse silindrisse 1. Juhtides sisselaskeõhku läbi kollektori ühe sektsiooni sisselaskeklapile, tekib suurem õhukiirus. See suurem õhukiirus paneb õhu keerisema ja on võimalik paremini seguneda süstitava kütusega.
Kui silindri 1 sisselaskeklapid sulguvad, tekib rõhulaine. Kuna klapp on suletud, peab rõhulaine läbima pika tee läbi resonantstorude, et voolata silindri 5 sisselaskeklappideni. Rõhulaine ei mõjuta nüüd läbi silindri 5 imetava õhu õhuvoolu.
Suurematel mootoripööretel avaneb DISA klapp. Kuna sisselaske pikkus on nüüd pikendatud, saavutatakse suurem võimsus suurematel kiirustel.
Imetav õhk voolab läbi mõlema resonantskambri. Õhu tagasilöök pärast silindri 1 sisselaskeklapi sulgemist tagab silindrisse 5 voolava õhu tõukejõu; seega suureneb silindri 5 täitetase.
Väljalaskekollektor:
Väljalaskekollektor pole ka ainult torude hunnik. Mida kiiremini saavad heitgaasid välja voolata, seda parem. See ei ole ainult voolutakistuse küsimus. Arvestada tuleb ju ka väljalaskeklappide avanemisega ja sulgemisega.
Näide: neljasilindrilisel on süütamisjärjekord 1-2-4-3. Kui teise silindri väljalaskeklapp avaneb, on esimese silindri väljalaskeklapp endiselt avatud. Kuna 2. silindri väljalaskeperiood on alles algamas, voolab gaas välja suurema rõhuga kui 1. silindri puhul.
Kui kollektoril pole õiget kuju ja läbimõõtu, tekivad heitgaasidega häired. Silindri 1 heitgaasid võivad neutraliseerida silindri 2 heitgaasid. Õige ehituse korral juhtub aga vastupidine ja silindrist 1 tulevad gaasid aitavad ülejäänud heitgaasid silindrist 2 eraldada. Seda eriti nn Spaghetti kollektori puhul (alloleval pildil).
Mõnel bensiini- ja enamikul diiselmootoritel on teine heitgaaside turbo paigaldatud kollektorile. See paigaldatakse kollektorisse võimalikult kiiresti pärast kurvi, et võimalikult vähe aeglustada väljavoolu.
Heitgaasi summutiteta mootori põrgumüra põhjustab suure rõhu ja kiirusega välja voolavad heitgaasid, mis põhjustavad õhu vibratsiooni. A summuti peaks seda survet ja kiirust vähendama.
