Tárgyak:
- Szívócső
- Légimpulzusok a szívócsonkban
- Helmholtz rezonátor
- Szívócső örvénylő csappantyúkkal
- Változtatható hosszúságú szívócső
- DISA szelep
- Kipufogócső
Pruitstuk belterülete:
A szívócsonk a légszűrő szívócső és a motor közé van szerelve. Az elosztócsövek közvetlenül a motor szívórészére vannak felszerelve, közvetlenül a szívószelepeknél. A közvetett befecskendezéses benzinmotoroknál az üzemanyag-befecskendező szelep szintén a szívócsonkba van szerelve. Ez az injektor közvetlenül a bemeneti szelepre permetezi a benzint.
A szívócső nem csak egy csomó cső. Formájának és felületének a lehető legkisebb ellenállást kell biztosítania a beáramló levegővel szemben. Minden hengernek azonos mennyiségű levegőt kell kapnia. A beömlőcsöveknek ezért minden hengernél azonos hosszúságúnak kell lenniük. A szívócső általában műanyagból készül, mert ez olcsóbb és kevésbé érzékeny a magas hőmérséklet miatti felmelegedésre, mint például a fém. A szívócsőben lévő levegőnek a lehető leghűvösebbnek kell lennie.
Légimpulzusok a szívócsőben:
Amikor a bemeneti szelep nyitva van, a levegő nagy sebességgel szívódik be. A levegő áramlási sebessége a szívócsőben nagy. Amikor a bemeneti szelep bezárul, a hengerbe még be nem engedett levegő ütközik a szívószeleppel, és nyomásnövekedést okoz. Ez a nyomásnövekedés hullámmozgást okoz a szívócsonkban, ami a légáramlás irányával ellentétes irányban mozog a szívócsőben. Amikor a szívószelep kinyílik abban a pillanatban, amikor a nyomáshullám visszatér, akkor maximális a hengertöltés; a nyomáshullám biztosítja, hogy extra levegő kerüljön az égéstérbe. Ez azonban szinte soha nem így van, mert a motor fordulatszáma változik, és ezért a szívószelep szinte soha nem nyílik ki a nyomáshullám számára optimális pillanatban. Hosszabb szívócső esetén kevesebb idő kell ahhoz, hogy a nyomáshullám visszatérjen a szívószelephez, mint egy rövid szívócső esetén. Emiatt célszerű a szívócső hosszát a motor működési körülményeihez igazítani (lásd a „Szívócső változó hosszúságú” bekezdést vagy az ún. Helmholtz-rezonátor használatát).
Helmholtz rezonátor:
A Helmholtz-rezonátor egy rezonanciakamra, amely fogadja a bemeneti szelep zárása által okozott nyomáshullámokat. A rezonátor nem más, mint egy zárt légkamra, amely a légtömeg-mérő és a fojtószelep közötti légbeszívó tömlőhöz kapcsolódik. Az ábrán egy Helmholtz-rezonátor példáját piros nyíl jelzi.
A rezonátorba belépő nyomáshullámok visszaverődnek a bemeneti szelepre. A nyomáshullámok segítik a levegő befelé mozgását, így végső soron magasabb töltési szint érhető el. A rezonátor gondoskodik a szívó zaj csillapításáról is, így a motor halkabb lesz. A motor ezért erősebb és csendesebb lesz.
Szívócső örvénylő csappantyúkkal:
A dízelmotorokban néha örvényszelepes szívócsöveket használnak. Ezek a szelepek biztosítják a beáramló levegő örvénylését. Alacsony sebességnél a levegő sebessége olyan alacsony lehet (mivel a turbó még nem érte el a sebességet), hogy a levegő örvénye nem elegendő a gázolajjal való jó keveredés biztosításához. A befecskendezési nyomás ettől elkülönül. Ha a szelepek nem működnének, a tüzelőanyaggal való keverés, így a végső égés sem lenne optimális. Ez azt jelenti, hogy a motor többlet üzemanyagot fogyaszt, kevesebb teljesítményt termel és kormot bocsát ki.
Amikor az örvényszelepeket be kell kapcsolni, a vákuumcsésze aktiválódik, lehetővé téve a vezérlőrúd balról jobbra mozgását. A vezérlőrúd elcsúsztatásakor a szelepek a kívánt helyzetbe állíthatók.
Változtatható hosszúságú szívócső:
A motor építésénél figyelembe kell venni a szívócső szívócsatornáinak hosszát. A bemeneti csatornák hossza határozza meg a nyomásimpulzusokat, amelyek a bemeneti szelep nyitásakor és zárásakor keletkeznek (lásd a levegőimpulzusokról szóló bekezdést). Ha ezek a szívócsatornák mindig hosszúak, akkor a motor forgatónyomatéka alacsony fordulatszámon nagy, de a húzóerő nagy fordulatszámon egyre kisebb. És fordítva, ha ezek mindig túl rövidek, a motor csak nagyobb fordulatszámon lesz elegendő nyomatékkal és teljesítménnyel. A változtatható szívócső használatával a hossz a vezetési körülményekhez igazodik. Íme a 2 helyzet:
- Hosszú szívócső: A levegő nagyobb távolságra mozgatásával és a cső átmérőjének kicsinyítésével a levegő nagyobb sebességet kap. Ez nagyon előnyös nagy fordulatszámon kis terhelés mellett, vagy alacsony fordulatszámon nagy terhelés mellett (nagyobb nyomaték).
- Rövid szívócső: A levegő mostantól rövidebb utat tesz meg, és jobb hengertöltést biztosít alacsony sebességnél alacsony terhelésnél és nagy sebességnél nagy terhelésnél (több teljesítmény).
DISA szelep:
A DISA szelep a BMW szívócsonkjaiban található. A DISA jelentése: Differenzierte SaugAnlage. A DISA szelep biztosítja, hogy bizonyos motorfordulatszámok mellett a szívócső különböző részein blokkolható legyen a levegő áramlása. Ez a szívócsonkot két részre osztja. Az alábbiakban egy magyarázat található három képpel.
Alacsony vagy közepes fordulatszámon a DISA szelep zárva van. A fojtószelepházból a levegő közvetlenül az 1. hengerbe áramlik. Ha a beszívott levegőt a szívószelephez irányítjuk az elosztócső egyik szakaszán keresztül, nagyobb légsebesség jön létre. Ez a nagyobb levegősebesség a levegő örvénylését okozza, és jobb keveredés lehetséges a befecskendezett üzemanyaggal.
Amikor az 1. henger bemeneti szelepei zárnak, nyomáshullám keletkezik. Mivel a szelep zárva van, a nyomáshullámnak hosszú utat kell megtennie a rezonanciacsöveken, hogy az 5-ös henger bemeneti szelepeihez áramoljon. A nyomáshullám most már nem befolyásolja a beszívott levegő légáramlását az 5. hengeren keresztül.
Magasabb motorfordulatszámnál a DISA szelep kinyílik. Mivel a szívó hossz most meghosszabbodik, nagyobb teljesítmény érhető el nagyobb sebességnél.
A beszívott levegő mindkét rezonanciakamrán keresztül áramlik. Az 1. henger szívószelepének zárása után a levegő visszapattanása biztosítja az 5. hengerbe áramló levegő meghajtását; így az 5. henger töltési szintje megnövekszik.
Kipufogócső:
A kipufogócső szintén nem csak egy csomó cső. Minél gyorsabban tudnak kifolyni a kipufogógázok, annál jobb. Ez nem csak az áramlási ellenállás kérdése. Hiszen a kipufogószelepek nyitását és zárását is figyelembe kell venni.
Példa: egy négyhengeres tüzelési sorrendje 1-2-4-3. Amikor a második henger kipufogószelepe nyílik, az elsőé még mindig nyitva van. Mivel a 2. henger kipufogó periódusa még csak most kezdődik, a gáz nagyobb nyomással áramlik ki, mint az 1. henger esetében.
Ha az elosztócső alakja és átmérője nem megfelelő, akkor a kipufogógázok zavaró problémákat okoznak. Az 1-es henger kipufogógázai ellensúlyozhatják a 2-es henger kipufogógázait. Megfelelő felépítés esetén azonban ennek az ellenkezője történik, és az 1. hengerből származó gázok segítik a maradék kipufogógázok kinyerését a 2. hengerből. Különösen így van ez az úgynevezett spagetti elosztó esetében (az alábbi képen).
Egyes benzin- és a legtöbb dízelmotorban van egy másik kipufogógáz turbó az elosztóra szerelve. Ezt a kanyar után a lehető legrövidebb időn belül az elosztóba szereljük, hogy a lehető legkevésbé lassítsuk a kiáramló levegőt.
A kipufogódob nélküli motor pokolzaját a kipufogógázok nagy nyomással és sebességgel kiáramló levegő okozzák, amitől a levegő vibrál. A hangtompító csökkentenie kell ezt a nyomást és sebességet.
