Subyek:
- Intake Manifold
- Pulsa udara di intake manifold
- Resonator Helmholtz
- Intake manifold dengan penutup pusaran
- Manifold masuk dengan panjang variabel
- katup DISA
- Manifold buang
Inlaatspruittuk:
Intake manifold dipasang di antara pipa intake filter udara dan mesin. Pipa manifold dipasang langsung pada bagian intake mesin, tepat pada katup intake. Pada mesin bensin injeksi tidak langsung, injektor bahan bakar juga dipasang di intake manifold. Injektor ini menyemprotkan bensin langsung ke katup masuk.
Intake manifold bukan sekedar sekumpulan pipa. Bentuk dan penyelesaiannya harus memberikan hambatan sesedikit mungkin terhadap udara yang masuk. Semua silinder harus menerima jumlah udara yang sama. Oleh karena itu, pipa saluran masuk harus memiliki panjang yang sama untuk semua silinder. Intake manifold biasanya terbuat dari plastik, karena lebih murah dan tidak mudah panas akibat suhu tinggi dibandingkan, misalnya logam. Udara di intake manifold harus tetap sedingin mungkin.
Pulsa udara di intake manifold:
Saat katup masuk terbuka, udara dihisap dengan kecepatan tinggi. Laju aliran udara di intake manifold tinggi. Ketika katup masuk tertutup, udara yang belum masuk ke dalam silinder bertabrakan dengan katup masuk dan menyebabkan peningkatan tekanan. Peningkatan tekanan ini menyebabkan adanya pergerakan gelombang pada intake manifold yang bergerak berlawanan dengan arah aliran udara pada intake manifold. Ketika katup masuk terbuka pada saat gelombang tekanan kembali, terjadi pengisian silinder maksimum; gelombang tekanan memastikan bahwa udara ekstra memasuki ruang bakar. Namun hal ini hampir tidak pernah terjadi, karena kecepatan mesin bervariasi sehingga katup masuk hampir tidak pernah terbuka pada momen optimal untuk gelombang tekanan. Dengan intake manifold yang lebih panjang, waktu yang dibutuhkan gelombang tekanan untuk kembali ke katup intake akan lebih sedikit dibandingkan dengan intake manifold yang pendek. Oleh karena itu, ada baiknya jika panjang intake manifold dapat disesuaikan dengan kondisi pengoperasian mesin (lihat paragraf “intake manifold dengan panjang variabel” atau penggunaan yang disebut resonator Helmholtz.
Resonator Helmholtz:
Resonator Helmholtz adalah ruang resonansi yang menerima gelombang tekanan yang disebabkan oleh tertutupnya katup saluran masuk. Resonator tidak lebih dari ruang udara tertutup yang dihubungkan ke selang pemasukan udara antara pengukur massa udara dan katup throttle. Contoh resonator Helmholtz ditunjukkan dengan panah merah pada gambar.
Gelombang tekanan yang masuk ke resonator dipantulkan kembali ke katup masuk. Gelombang tekanan membantu pergerakan udara ke dalam, sehingga pada akhirnya tercapai tingkat pengisian yang lebih tinggi. Resonator juga memastikan kebisingan masuk teredam sehingga membuat mesin lebih senyap. Oleh karena itu, mesin menjadi lebih bertenaga dan senyap.
Intake manifold dengan penutup pusaran:
Pada mesin diesel, intake manifold dengan katup putar terkadang digunakan. Katup-katup ini memastikan berputarnya udara yang masuk. Pada kecepatan rendah, kecepatan udara bisa sangat rendah (karena turbo belum mencapai kecepatan) sehingga pusaran udara tidak cukup untuk menjamin pencampuran yang baik dengan bahan bakar diesel. Tekanan injeksi terpisah dari ini. Jika katup tidak berfungsi, pencampuran dengan bahan bakar dan pembakaran akhir tidak akan optimal. Artinya, mesin mengonsumsi bahan bakar lebih banyak, menghasilkan lebih sedikit tenaga, dan mengeluarkan jelaga.
Ketika katup putar perlu dihidupkan, cangkir vakum diaktifkan, sehingga batang kendali dapat bergerak dari kiri ke kanan. Saat batang kendali digeser, katup dapat diatur ke posisi yang diinginkan.
Manifold asupan panjang variabel:
Saat membangun mesin, panjang saluran masuk intake manifold harus diperhitungkan. Panjang saluran inlet menentukan pulsa tekanan yang timbul pada saat membuka dan menutup katup inlet (lihat paragraf tentang pulsa udara). Jika saluran masuk ini selalu panjang, mesin mempunyai torsi yang tinggi pada kecepatan rendah, namun tenaga tariknya semakin berkurang pada kecepatan tinggi. Dan sebaliknya, jika selalu terlalu pendek, mesin hanya akan memiliki torsi dan tenaga yang cukup pada kecepatan yang lebih tinggi. Dengan menggunakan intake manifold variabel, panjangnya disesuaikan dengan kondisi berkendara. Berikut adalah 2 situasi tersebut:
- Tabung masuk yang panjang: Dengan menggerakkan udara lebih jauh dan memperkecil diameter tabung, kecepatan udara menjadi lebih tinggi. Hal ini sangat menguntungkan pada kecepatan tinggi dengan beban rendah, atau kecepatan rendah dengan beban tinggi (torsi lebih besar).
- Pipa masuk pendek: Udara sekarang bergerak dengan jarak yang lebih pendek dan memberikan pengisian silinder yang lebih baik pada kecepatan rendah dengan beban rendah dan pada kecepatan tinggi dengan beban tinggi (tenaga lebih besar).
katup DISA:
Katup DISA ditemukan di intake manifold BMW. DISA adalah singkatan dari Differenzierte SaugAnlage. Katup DISA memastikan aliran udara dapat diblokir di berbagai bagian intake manifold pada putaran mesin tertentu. Ini membagi intake manifold menjadi dua bagian. Di bawah ini penjelasan disertai tiga gambar.
Pada kecepatan rendah atau sedang katup DISA tertutup. Dari throttle body, udara mengalir langsung ke silinder 1. Dengan mengarahkan udara masuk ke katup masuk melalui salah satu bagian manifold, tercipta kecepatan udara yang lebih tinggi. Kecepatan udara yang lebih tinggi ini menyebabkan udara berputar dan pencampuran yang lebih baik dengan bahan bakar yang disuntikkan dapat terjadi.
Ketika katup masuk silinder 1 ditutup, gelombang tekanan tercipta. Karena katup tertutup, gelombang tekanan harus berjalan jauh melalui tabung resonansi untuk mengalir ke katup masuk silinder 5. Gelombang tekanan sekarang tidak akan berpengaruh pada aliran udara dari udara yang dihisap melalui silinder 5.
Pada kecepatan mesin yang lebih tinggi, katup DISA terbuka. Karena panjang saluran masuk kini diperpanjang, tenaga yang lebih tinggi dicapai pada kecepatan yang lebih tinggi.
Udara yang dihisap mengalir melalui kedua ruang resonansi. Pemantulan udara setelah penutupan katup masuk silinder 1 memberikan penggerak udara yang mengalir ke silinder 5; tingkat pengisian silinder 5 meningkat.
Manifold buang:
Exhaust manifold juga bukan sekadar kumpulan pipa. Semakin cepat gas buang mengalir keluar, semakin baik. Ini bukan hanya soal hambatan aliran. Toh, buka tutup katup buang juga harus diperhatikan.
Contoh: sebuah silinder empat memiliki urutan pembakaran 1-2-4-3. Ketika katup buang silinder kedua terbuka, katup buang silinder pertama masih terbuka. Karena periode pembuangan silinder 2 baru saja dimulai, gas mengalir keluar dengan tekanan yang lebih besar dibandingkan dengan silinder 1.
Jika manifold tidak memiliki bentuk dan diameter yang benar, gas buang akan mengalami masalah gangguan. Gas buang dari silinder 1 mampu melawan gas buang dari silinder 2. Namun, dengan konstruksi yang tepat, yang terjadi justru sebaliknya dan gas dari silinder 1 membantu mengekstrak sisa gas buang dari silinder 2. Hal ini terutama terjadi pada apa yang disebut manifold Spaghetti (pada gambar di bawah).
Beberapa mesin bensin dan sebagian besar mesin diesel memiliki satu sama lain turbo gas buang dipasang pada manifold. Ini dipasang di manifold sesegera mungkin setelah tikungan, untuk memperlambat aliran udara keluar sesedikit mungkin.
Kebisingan luar biasa dari mesin tanpa knalpot disebabkan oleh gas buang yang mengalir keluar dengan tekanan dan kecepatan tinggi, menyebabkan udara bergetar. A knalpot harus mengurangi tekanan dan kecepatan ini.
