Viðfangsefni:
- Inntaksgrein
- Loftpúlsar í inntaksgreininni
- Helmholtz resonator
- Inntaksgrein með þyrilslokum
- Inntaksgrein með breytilegri lengd
- DISA loki
- Útblástursgrein
Inntaksgrein:
Inntaksgreinin er fest á milli inntaksrörs loftsíunnar og vélarinnar. Greinarrörin eru fest beint á inntakshluta vélarinnar, rétt við inntakslokana. Í bensínvélum með óbeinni innspýtingu er eldsneytisinnsprautunin einnig fest í innsogsgreininni. Þessi inndælingartæki úðar bensíninu beint á inntaksventilinn.
Inntaksgrein er ekki bara fullt af rörum. Lögun þess og frágangur verður að veita eins litla mótstöðu og mögulegt er fyrir innkomandi lofti. Allir strokkar verða að fá sama magn af lofti. Inntaksrörin ættu því að vera jafn löng fyrir alla strokka. Inntaksgreinin er venjulega úr plasti, því það er ódýrara og minna viðkvæmt fyrir upphitun vegna mikils hita en til dæmis málmur. Loftið í inntaksgreininni verður að vera eins kalt og mögulegt er.
Loftpúlsar í inntaksgreininni:
Þegar inntaksventillinn er opinn sogast loftið inn á miklum hraða. Loftflæðishraðinn í inntaksgreininni er mikill. Þegar inntaksventillinn lokar rekst loftið sem enn hefur ekki verið inn í strokkinn við inntaksventilinn og veldur aukningu á þrýstingi. Þessi aukning á þrýstingi veldur bylgjuhreyfingu í inntaksgreininni sem hreyfist á móti stefnu loftstreymis í inntaksgreininni. Þegar inntaksventillinn opnast á því augnabliki sem þrýstibylgjan kemur aftur er hámarks fylling á hólknum; þrýstibylgjan tryggir að aukaloft komist inn í brunahólfið. Þetta er þó nánast aldrei raunin, því snúningshraði hreyfilsins er breytilegur og því opnast inntaksventillinn nánast aldrei á besta augnablikinu fyrir þrýstibylgjuna. Með lengri inntaksgrein mun það taka styttri tíma fyrir þrýstibylgjuna að fara aftur í inntakslokann en með stuttri inntaksgrein. Af þessum sökum er gagnlegt að geta aðlagað lengd inntaksgreinarinnar að rekstrarskilyrðum hreyfilsins (sjá málsgrein „inntaksgrein með breytilegri lengd“ eða notkun svokallaðs Helmholtz resonator.
Helmholtz resonator:
Helmholtz resonator er ómunarhólf sem tekur á móti þrýstingsbylgjum sem stafa af lokun inntaksventilsins. Ómarinn er ekkert annað en lokað lofthólf sem er tengt við loftinntaksslönguna á milli loftmassamælis og inngjafarloka. Dæmi um Helmholtz resonator er gefið til kynna með rauðri ör á myndinni.
Þrýstibylgjur sem koma inn í resonator endurkastast aftur til inntaksventilsins. Þrýstibylgjur hjálpa til við hreyfingu loftsins inn á við þannig að á endanum næst hærra fyllingarstig. Ómarinn sér einnig til þess að inntakshljóðið sé dempt, sem gerir vélina hljóðlátari. Vélin verður því kraftmeiri og hljóðlátari.
Inntaksgrein með þyrilslokum:
Í dísilvélum eru stundum notuð inntaksgrein með snúningslokum. Þessir lokar tryggja hringingu loftsins sem kemur inn. Á lágum hraða getur lofthraðinn verið svo lítill (því að túrbó hefur ekki enn náð hraða) að loftsveiflan er ófullnægjandi til að tryggja góða blöndun við dísileldsneytið. Inndælingarþrýstingurinn er aðskilinn frá þessu. Ef ventlar virkuðu ekki væri blöndunin við eldsneytið og þar með endanlegur bruni ekki ákjósanlegur. Þetta þýðir að vélin eyðir auknu eldsneyti, framleiðir minna afl og gefur frá sér sót.
Þegar kveikja þarf á þyrilslokunum er lofttæmisbikarinn virkjaður sem gerir stjórnstönginni kleift að hreyfast frá vinstri til hægri. Þegar stjórnstönginni er rennt er hægt að stilla lokana í þá stöðu sem óskað er eftir.
Inntaksgrein með breytilegri lengd:
Við smíði vélar þarf að taka tillit til lengdar inntaksrása inntaksgreinarinnar. Lengd inntaksrásanna ákvarðar þrýstipúlsana sem myndast við opnun og lokun inntaksventils (sjá málsgrein um loftpúlsa). Ef þessar inntaksrásir eru alltaf langar hefur vélin mikið tog á lágum snúningum en togkrafturinn verður sífellt minni við mikinn snúning. Og öfugt, ef þessar eru alltaf of stuttar, mun vélin aðeins hafa nægilegt tog og afl á meiri hraða. Með því að nota breytilegt innsogsgrein er lengdin stillt eftir akstursaðstæðum. Hér eru 2 aðstæður:
- Langt inntaksrör: Með því að færa loftið lengra og gera þvermál rörsins minna fær loftið meiri hraða. Þetta er mjög gagnlegt á miklum hraða með lágu álagi, eða lágum hraða með miklu álagi (meira tog).
- Stutt inntaksrör: Loftið fer nú styttri vegalengd og veitir betri fyllingu strokksins á litlum hraða með lágu álagi og á miklum hraða með miklu álagi (meira afl).
DISA loki:
DISA ventillinn er að finna í innsogsgreinum BMW. DISA stendur fyrir: Differenzierte SaugAnlage. DISA lokinn tryggir að hægt sé að loka fyrir loftflæði á mismunandi hlutum inntaksgreinarinnar við ákveðna snúningshraða vélarinnar. Þetta skiptir inntaksgreininni í tvo hluta. Hér að neðan er útskýring með þremur myndum.
Á lágum eða meðalhraða er DISA loki lokaður. Frá inngjöfarhlutanum streymir loftið beint í strokk 1. Með því að beina inntaksloftinu að inntakslokanum í gegnum einn hluta greinarinnar myndast meiri lofthraði. Þessi meiri lofthraði veldur því að loftið þyrlast og betri blöndun við innsprautað eldsneyti er möguleg.
Þegar inntakslokar strokka 1 lokast myndast þrýstibylgja. Vegna þess að lokinn er lokaður mun þrýstibylgjan þurfa að fara langa leið í gegnum ómun slöngurnar til að flæða að inntakslokum strokks 5. Þrýstibylgjan mun nú ekki hafa nein áhrif á loftflæði sogaðs lofts í gegnum strokk 5.
Við hærri vélarhraða opnast DISA lokinn. Vegna þess að inntakslengdin er nú framlengd næst meira afl á meiri hraða.
Sogað loft streymir í gegnum báða ómunna. Endurkast loftsins eftir lokun inntaksventils strokks 1 veitir knúningu loftsins sem streymir til strokks 5; fyllingarstig strokks 5 er þannig aukið.
Útblástursgrein:
Útblástursgreinin er heldur ekki bara fullt af rörum. Því hraðar sem útblástursloftið getur streymt út, því betra. Þetta er ekki bara spurning um flæðiþol. Enda þarf líka að taka tillit til opnunar og lokunar útblásturslokanna.
Dæmi: fjögurra strokka er með skotröðina 1-2-4-3. Þegar útblástursventill annars strokksins opnast er sá fyrri enn opinn. Vegna þess að útblásturstími strokks 2 er aðeins að hefjast flæðir gasið út með meiri þrýstingi en raunin er með 1.
Ef greinarkerfið er ekki með rétta lögun og þvermál munu útblásturslofttegundir hafa truflanavandamál. Útblásturslofttegundir frá strokki 1 geta unnið gegn útblásturslofttegundum frá strokki 2. Hins vegar, með réttri byggingu, gerist hið gagnstæða og lofttegundirnar frá strokk 1 hjálpa til við að draga út útblástursloftið sem eftir er úr strokki 2. Þetta á sérstaklega við um svokallað Spaghetti margvíslega (á myndinni hér að neðan).
Sumar bensín- og flestar dísilvélar eru með aðra útblástursgas túrbó festur á sundrið. Þetta er komið fyrir í greinarkerfinu eins fljótt og hægt er eftir beygjuna, til að hægja sem minnst á útstreymi lofts.
Helvítis hávaði vélar án útblásturshljóðgjafa stafar af því að útblástursloftið streymir út undir miklum þrýstingi og hraða og veldur því að loftið titrar. A hljóðdeyfi ætti að minnka þennan þrýsting og hraða.
