Emner:
- Inntaksmanifold
- Luftpulser i inntaksmanifolden
- Helmholtz resonator
- Inntaksmanifold med virvelklaffer
- Variabel lengde inntaksmanifold
- DISA ventil
- Eksosmanifold
Innlandet Pruitstuk:
Innsugningsmanifolden er montert mellom luftfilterets inntaksrør og motoren. Manifoldrørene er montert direkte på inntaksdelen av motoren, rett ved inntaksventilene. I bensinmotorer med indirekte innsprøytning er drivstoffinjektoren også montert i inntaksmanifolden. Denne injektoren sprayer bensinen direkte på innløpsventilen.
En inntaksmanifold er ikke bare en haug med rør. Formen og finishen må gi minst mulig motstand mot den innkommende luften. Alle sylindre skal få like mye luft. Innløpsrørene bør derfor være like lange for alle sylindre. Inntaksmanifolden er vanligvis laget av plast, fordi denne er billigere og mindre utsatt for oppvarming på grunn av høye temperaturer enn for eksempel metall. Luften i inntaksmanifolden må forbli så kjølig som mulig.
Luftpulser i inntaksmanifolden:
Når innløpsventilen er åpen, suges luften inn med høy hastighet. Luftstrømmen i inntaksmanifolden er høy. Når innløpsventilen stenger, kolliderer luften som ennå ikke er sluppet inn i sylinderen med innløpsventilen og forårsaker en trykkøkning. Denne trykkøkningen forårsaker en bølgebevegelse i inntaksmanifolden, som beveger seg mot luftstrømretningen i inntaksmanifolden. Når inntaksventilen åpner i det øyeblikket trykkbølgen kommer tilbake, er det maksimal sylinderfylling; trykkbølgen sørger for at ekstra luft kommer inn i brennkammeret. Dette er imidlertid nesten aldri tilfelle, fordi motorhastigheten varierer og derfor åpner inntaksventilen nesten aldri i det optimale øyeblikket for trykkbølgen. Med en lengre innsugningsmanifold vil det ta kortere tid før trykkbølgen går tilbake til inntaksventilen enn med en kort innsugsmanifold. Av denne grunn er det nyttig å kunne tilpasse lengden på inntaksmanifolden til driftsforholdene til motoren (se avsnittet "innsugsmanifold med variabel lengde" eller bruk av en såkalt Helmholtz-resonator.
Helmholtz resonator:
En Helmholtz-resonator er et resonanskammer som mottar trykkbølger forårsaket av lukking av innløpsventilen. Resonatoren er ikke annet enn et lukket luftkammer koblet til luftinntaksslangen mellom luftmassemåleren og strupeventilen. Et eksempel på en Helmholtz-resonator er indikert med en rød pil i figuren.
Trykkbølgene som kommer inn i resonatoren reflekteres tilbake til innløpsventilen. Trykkbølgene hjelper luftens bevegelse innover, slik at et høyere fyllingsnivå til slutt oppnås. Resonatoren sørger også for at inntaksstøyen dempes, noe som gjør motoren mer stillegående. Motoren blir derfor kraftigere og mer stillegående.
Inntaksmanifold med virvelklaffer:
I dieselmotorer brukes noen ganger inntaksmanifolder med virvelventiler. Disse ventilene sørger for virvling av den innkommende luften. Ved lave hastigheter kan lufthastigheten være så lav (fordi turboen ikke har nådd hastighet ennå) at luftvirvelen ikke er tilstrekkelig til å sikre god blanding med diesel. Injeksjonstrykket er atskilt fra dette. Hvis ventilene ikke fungerte, ville ikke blandingen med drivstoffet, og dermed også den endelige forbrenningen, vært optimal. Det betyr at motoren bruker ekstra drivstoff, produserer mindre kraft og avgir sot.
Når virvelventilene må slås på, aktiveres vakuumkoppen, slik at kontrollstangen kan bevege seg fra venstre til høyre. Når styrestangen skyves, kan ventilene stilles inn i ønsket posisjon.
Variabel lengde inntaksmanifold:
Ved konstruksjon av en motor må lengden på inntakskanalene til inntaksmanifolden tas i betraktning. Lengden på innløpskanalene bestemmer trykkpulsene som oppstår ved åpning og lukking av innløpsventilen (se avsnittet om luftpulser). Hvis disse inntakskanalene alltid er lange, har motoren et høyt dreiemoment ved lave turtall, men trekkkraften blir mindre og mindre ved høye hastigheter. Og omvendt, hvis disse alltid er for korte, vil motoren kun ha tilstrekkelig dreiemoment og kraft ved høyere turtall. Ved å bruke en variabel innsugningsmanifold justeres lengden ut fra kjøreforholdene. Her er de 2 situasjonene:
- Langt inntaksrør: Ved å flytte luften en lengre avstand og gjøre diameteren på røret mindre, får luften høyere hastighet. Dette er svært fordelaktig ved høy hastighet med lav belastning, eller lav hastighet med høy belastning (mer dreiemoment).
- Kort inntaksrør: Luften går nå en kortere strekning og gir bedre sylinderfylling ved lav hastighet med lav belastning og høy hastighet med høy belastning (mer kraft).
DISA ventil:
DISA-ventilen finnes i BMWs inntaksmanifolder. DISA står for: Differenzierte SaugAnlage. DISA-ventilen sørger for at luftstrømmen kan blokkeres i ulike deler av inntaksmanifolden ved bestemte motorhastigheter. Dette deler inntaksmanifolden i to deler. Nedenfor er en forklaring med tre bilder.
Ved lav eller middels hastighet er DISA-ventilen stengt. Fra spjeldhuset strømmer luften direkte til sylinder 1. Ved å lede inntaksluften til inntaksventilen gjennom en seksjon av manifolden, skapes en høyere lufthastighet. Denne høyere lufthastigheten får luften til å virvle og bedre blanding med det injiserte drivstoffet er mulig.
Når innløpsventilene til sylinder 1 lukkes, dannes det en trykkbølge. Fordi ventilen er stengt, vil trykkbølgen måtte gå en lang vei gjennom resonansrørene for å strømme til innløpsventilene til sylinder 5. Trykkbølgen vil nå ikke ha noen innvirkning på luftstrømmen til den sugde luften gjennom sylinder 5.
Ved høyere motorturtall åpner DISA-ventilen. Fordi inntakslengden nå er utvidet, oppnås høyere effekt ved høyere hastigheter.
Den sugede luften strømmer gjennom begge resonanskamrene. Tilbakeslaget av luften etter lukking av inntaksventilen til sylinder 1 gir fremdrift av luften som strømmer til sylinder 5; fyllingsnivået til sylinder 5 økes dermed.
Eksosmanifold:
Eksosmanifolden er heller ikke bare en haug med rør. Jo raskere avgassene kan strømme ut, jo bedre. Det er ikke bare et spørsmål om strømningsmotstand. Tross alt må åpning og lukking av eksosventilene også tas i betraktning.
Eksempel: en firesylindret har en skyteordre 1-2-4-3. Når eksosventilen til den andre sylinderen åpner, er den til den første fortsatt åpen. Fordi eksosperioden til sylinder 2 bare begynner, strømmer gassen ut med et større trykk enn tilfellet er med 1.
Hvis manifolden ikke har riktig form og diameter, vil avgassene få forstyrrelsesproblemer. Avgassene fra sylinder 1 kan motvirke gassene fra sylinder 2. Men med riktig konstruksjon skjer det motsatte, og gassene fra sylinder 1 hjelper til med å trekke ut de gjenværende eksosgassene fra sylinder 2. Dette er spesielt tilfellet med en såkalt Spaghetti-manifold (på bildet under).
Noen bensin- og de fleste dieselmotorer har en annen eksosgassturbo montert på manifolden. Denne monteres i manifolden så raskt som mulig etter bøyningen, for å bremse den utstrømmende luften minst mulig.
Den infernalske støyen til en motor uten eksospotte skyldes at eksosgassene strømmer ut under stort trykk og hastighet, og får luften til å vibrere. EN skjerf bør redusere dette trykket og hastigheten.
