Temos:
- Įsiurbimo kolektorius
- Oro impulsai įsiurbimo kolektoriuje
- Helmholtzo rezonatorius
- Įsiurbimo kolektorius su sūkuriais
- Kintamo ilgio įsiurbimo kolektorius
- DISA vožtuvas
- Išmetimo kolektorius
Įsiurbimo kolektorius:
Įsiurbimo kolektorius sumontuotas tarp oro filtro įsiurbimo vamzdžio ir variklio. Kolektoriaus vamzdžiai montuojami tiesiai ant variklio įsiurbimo dalies, prie pat įsiurbimo vožtuvų. Netiesioginio įpurškimo benzininiuose varikliuose degalų purkštukas taip pat sumontuotas įsiurbimo kolektoriuje. Šis purkštukas purškia benziną tiesiai ant įleidimo vožtuvo.
Įsiurbimo kolektorius nėra tik vamzdžių krūva. Jo forma ir apdaila turi užtikrinti kuo mažesnį atsparumą įeinančiam orui. Visi balionai turi gauti vienodą oro kiekį. Todėl visų cilindrų įleidimo vamzdžiai turi būti vienodo ilgio. Įsiurbimo kolektorius dažniausiai yra pagamintas iš plastiko, nes jis yra pigesnis ir mažiau jautrus įkaitimui dėl aukštos temperatūros nei, pavyzdžiui, metalas. Oras įsiurbimo kolektoriuje turi išlikti kuo vėsesnis.
Oro impulsai įsiurbimo kolektoriuje:
Kai įleidimo vožtuvas atidarytas, oras įsiurbiamas dideliu greičiu. Oro srautas įsiurbimo kolektoriuje yra didelis. Kai įleidimo vožtuvas užsidaro, į cilindrą dar nepaleistas oras susiduria su įleidimo vožtuvu ir padidina slėgį. Šis slėgio padidėjimas sukelia bangos judėjimą įsiurbimo kolektoriuje, kuris juda prieš oro srauto kryptį įsiurbimo kolektoriuje. Kai atsidaro įsiurbimo vožtuvas tuo metu, kai grįžta slėgio banga, yra didžiausias cilindro pripildymas; slėgio banga užtikrina papildomo oro patekimą į degimo kamerą. Tačiau taip beveik niekada nebūna, nes variklio sūkiai kinta ir todėl įsiurbimo vožtuvas beveik niekada neatsidaro optimaliu slėgio bangai momentu. Naudojant ilgesnį įsiurbimo kolektorių, prireiks mažiau laiko, kol slėgio banga sugrįš į įsiurbimo vožtuvą, nei esant trumpam įsiurbimo kolektoriui. Dėl šios priežasties naudinga įsiurbimo kolektoriaus ilgį pritaikyti prie variklio darbo sąlygų (žr. pastraipą „Kintamo ilgio įsiurbimo kolektorius“ arba vadinamojo Helmholtz rezonatoriaus naudojimą).
Helmholtzo rezonatorius:
Helmholtz rezonatorius yra rezonansinė kamera, kuri priima slėgio bangas, kurias sukelia uždarymo įleidimo vožtuvas. Rezonatorius yra ne kas kita, kaip uždara oro kamera, sujungta su oro įsiurbimo žarna tarp oro masės matuoklio ir droselio vožtuvo. Helmholtz rezonatoriaus pavyzdys paveikslėlyje parodytas raudona rodykle.
Slėgio bangos, patenkančios į rezonatorių, atsispindi atgal į įleidimo vožtuvą. Slėgio bangos padeda orui judėti į vidų, todėl galiausiai pasiekiamas didesnis užpildymo lygis. Rezonatorius taip pat užtikrina, kad įsiurbimo triukšmas būtų slopinamas, todėl variklis veikia tyliau. Dėl to variklis tampa galingesnis ir tylesnis.
Įsiurbimo kolektorius su sūkuriais:
Dyzeliniuose varikliuose kartais naudojami įsiurbimo kolektoriai su sūkuriniais vožtuvais. Šie vožtuvai užtikrina įeinančio oro sukimąsi. Važiuojant mažu greičiu, oro greitis gali būti toks mažas (nes turbo dar nepasiekė greičio), kad oro sūkurio neužtenka gerai susimaišyti su dyzelinu. Įpurškimo slėgis skiriasi nuo to. Jei vožtuvai neveiktų, maišymas su kuru, taigi ir galutinis degimas, nebūtų optimalus. Tai reiškia, kad variklis sunaudoja papildomai degalų, gamina mažiau galios ir išmeta suodžius.
Kai reikia įjungti sūkurinius vožtuvus, suaktyvinamas vakuuminis puodelis, leidžiantis valdymo strypui judėti iš kairės į dešinę. Stumdami valdymo strypą, vožtuvus galima nustatyti į norimą padėtį.
Kintamo ilgio įsiurbimo kolektorius:
Konstruojant variklį reikia atsižvelgti į įsiurbimo kolektoriaus įsiurbimo kanalų ilgį. Įleidimo kanalų ilgis lemia slėgio impulsus, atsirandančius atidarant ir uždarant įleidimo vožtuvą (žr. pastraipą apie oro impulsus). Jei šie įsiurbimo kanalai visada ilgi, variklis turi didelį sukimo momentą esant mažam greičiui, tačiau esant dideliam greičiui, traukos galia vis mažėja. Ir atvirkščiai, jei jie visada yra per trumpi, variklis turės pakankamai sukimo momento ir galios tik esant didesniam greičiui. Naudojant kintamą įsiurbimo kolektorių, ilgis reguliuojamas atsižvelgiant į važiavimo sąlygas. Štai 2 situacijos:
- Ilgas įsiurbimo vamzdis: perkeliant orą į didesnį atstumą ir sumažinant vamzdžio skersmenį, oras įgauna didesnį greitį. Tai labai naudinga važiuojant dideliu greičiu su maža apkrova arba mažu greičiu esant didelei apkrovai (didesnis sukimo momentas).
- Trumpas įsiurbimo vamzdis: dabar oras nukeliauja trumpesnį atstumą ir užtikrina geresnį cilindro pripildymą mažu greičiu esant mažai apkrovai ir dideliu greičiu esant didelei apkrovai (didesnė galia).
DISA vožtuvas:
DISA vožtuvas yra BMW įsiurbimo kolektoriuose. DISA reiškia: Differenzierte SaugAnlage. DISA vožtuvas užtikrina, kad esant tam tikriems variklio sūkiams oro srautas gali būti blokuojamas skirtingose įsiurbimo kolektoriaus dalyse. Tai padalija įsiurbimo kolektorių į dvi dalis. Žemiau pateikiamas paaiškinimas su trimis vaizdais.
Esant mažam arba vidutiniam greičiui, DISA vožtuvas uždaromas. Iš droselio korpuso oras teka tiesiai į cilindrą 1. Per vieną kolektoriaus sekciją nukreipiant įsiurbimo orą į įsiurbimo vožtuvą, sukuriamas didesnis oro greitis. Dėl šio didesnio oro greičio oras sukasi ir galima geriau susimaišyti su įpurškiamais degalais.
Kai užsidaro 1 cilindro įleidimo vožtuvai, susidaro slėgio banga. Kadangi vožtuvas uždarytas, slėgio banga turės nukeliauti ilgą kelią per rezonansinius vamzdelius, kad nutekėtų į 5 cilindro įleidimo vožtuvus. Dabar slėgio banga neturės įtakos įsiurbto oro srautui per 5 cilindrą.
Esant didesniam variklio sūkių dažniui, atsidaro DISA vožtuvas. Kadangi dabar pailgintas įsiurbimo ilgis, didesnė galia pasiekiama esant didesniam greičiui.
Siurbiamas oras teka per abi rezonansines kameras. Oro atšokimas uždarius 1 cilindro įsiurbimo vožtuvą skatina oro srautą į 5 cilindrą; taip padidinamas 5 cilindro pripildymo lygis.
Išmetimo kolektorius:
Išmetimo kolektorius taip pat nėra tik vamzdžių krūva. Kuo greičiau gali ištekėti išmetamosios dujos, tuo geriau. Tai ne tik srauto pasipriešinimo klausimas. Juk reikia atsižvelgti ir į išmetimo vožtuvų atsidarymą ir uždarymą.
Pavyzdys: keturių cilindrų degimo tvarka yra 1-2-4-3. Kai atsidaro antrojo cilindro išmetimo vožtuvas, pirmojo cilindro vožtuvas vis dar atidarytas. Kadangi 2 cilindro išmetimo laikotarpis tik prasideda, dujos išteka didesniu slėgiu nei 1.
Jei kolektorius neturi tinkamos formos ir skersmens, išmetamosios dujos turės trukdžių problemų. Išmetamosios dujos iš 1 cilindro gali neutralizuoti dujas iš 2 cilindro. Tačiau tinkamai sukonstruojant įvyksta priešingai ir dujos iš 1 cilindro padeda ištraukti likusias išmetamąsias dujas iš 2 cilindro. Tai ypač pasakytina apie vadinamąjį spagečių kolektorių (paveikslėlyje žemiau).
Kai kurie benzininiai ir dauguma dyzelinių variklių turi kitą išmetamųjų dujų turbo montuojamas ant kolektoriaus. Jis montuojamas kolektoriuje kuo greičiau po lenkimo, kad kuo mažiau sulėtintų ištekantį orą.
Pragarišką variklio be išmetimo duslintuvų triukšmą sukelia išmetamosios dujos, ištekančios dideliu slėgiu ir dideliu greičiu, todėl oras vibruoja. A duslintuvas turėtų sumažinti šį slėgį ir greitį.
