Jak działają kolektory dolotowe o zmiennej długości?

Słyszałem, że wielu producentów pojazdów wykorzystuje to do poprawy mocy i momentu obrotowego.

Robią to, zmieniając długość rozmaitości, mam nadzieję na lepsze wyjaśnienie schematyczne.

Długość prowadnic wlotowych ma pewien wpływ na działanie silnika. Na przykład dłuższe prowadnice dolotowe są stosowane w celu poprawy dolnego momentu obrotowego (moment obrotowy przy niskich obrotach), podczas gdy krótsze prowadnice dolotowe poprawią moc górnego końca (moc przy wysokich obrotach). Długości będą się różnić w zależności od silnika, a także jakie będą cele każdego pojazdu napędzanego silnikiem.

Musisz także wziąć pod uwagę średnicę każdego biegacza. Wszystko koreluje z masą i prędkością przepływu powietrza. W zakresie RPM prędkość przepływu powietrza w biegaczach wzrasta, ale w pewnym momencie zwiększa się i nie może przyspieszyć, co będzie ograniczać. Wraz ze wzrostem prędkości przepływu powietrza wzrasta również bezwładność. Na dole suwu wlotowego bezwładność przepływu powietrza pomoże wepchnąć nieco więcej powietrza do cylindra, co zwiększy moc. Ale jeśli biegacz nie jest optymalny, to nie może się zdarzyć.

Na przykład długi biegacz o mniejszej średnicy pomoże dolnemu momentowi obrotowemu, ponieważ wcześniej osiągnie limit prędkości, ale zaszkodzi górnej mocy, ponieważ jest zbyt restrykcyjny. Krótki biegacz o dużej średnicy pomoże górnej mocy, ponieważ później osiągnie maksymalną prędkość, ale nie pomoże niskiego momentu obrotowego, ponieważ nie może uzyskać wystarczającej prędkości do wytworzenia bezwładności.

Teraz, gdy wiesz, jakie są różnice między długościami prowadnic, możesz wyobrazić sobie, dlaczego posiadanie rozdzielacza o zmiennej długości byłoby dobrym pomysłem. Dostajesz to, co najlepsze z obu światów. W przypadku normalnego rozgałęzienia musisz wybrać dokładnie rozgałęzienie do swoich celów. Jeśli planujesz dużo wyścigów drag, prawdopodobnie najlepszym rozwiązaniem byłaby różnorodność z biegaczami wspierającymi najwyższą moc, tak jakbyś robił autocross tam, gdzie zwykle znajdujesz się w dolnym zakresie RPM , możesz wybrać kolektor, aby jak najlepiej poprawić niski moment obrotowy. Wszystko się różni i nie ma właściwej lub złej odpowiedzi dla wszystkich aplikacji. Ale będzie kompromis.

Jednak dla zwykłego codziennego kierowcy nie chcesz iść na kompromis, ponieważ potrzebujesz niskiego momentu obrotowego do okrążenia światła stopu, aby zatrzymać światło, ale potrzebujesz również tej mocy na górze, aby wjechać na autostradę lub przejechać kogoś.

Kolektory o zmiennej długości wykorzystują zawór do przełączania się między dwoma prowadnicami w zależności od sytuacji. Gdy obciążenie silnika jest wysokie (niskie obroty), kolektor przełączy się na dłuższy, mniejszy biegacz, aby uzyskać niższy moment obrotowy. Gdy obciążenie silnika jest niskie (wysokie obroty), kolektor przełączy się na krótszy, większy biegacz, aby pomóc z mocą na górze. Najlepsze z obu światów.

Oświadczenie : Jest to uproszczone wyjaśnienie kolektorów dolotowych i prowadnic. Między zbiornikami wyrównawczymi istnieje cały świat nauki, większa dynamika przepływu powietrza, taka jak turbulencje, zawirowania itp. I oczywiście w przypadku silników z wymuszoną indukcją (turbodoładowanie, superładowarki) te zasady się zmieniają.

Edycja: Oto zdjęcie

Możesz zobaczyć, jak opisano w jednym z komentarzy, jest wałek sterujący zestawem motyli. Wał będzie się obracał, co spowoduje zmianę pozycji motylków, skutecznie zmieniając właściwości prowadnicy. Wał jest modulowany próżniowo na tym zdjęciu, jak widać (uruchom połączenie i pracuj w lewo). Jest przymocowany modulator w kształcie dzwonu z dołączoną linią próżniową. Współcześni mogą korzystać z bardziej elektronicznych metod.

Wloty o zmiennej długości zwiększają ciśnienie powietrza wchodzącego do kolektora dolotowego dzięki zjawisku fizycznemu zwanemu rezonansem Helmholtza .

Jest to również znane jako dynamiczne doładowanie, ponieważ pozwala uniknąć użycia urządzenia mechanicznego (sprężarki / dmuchawy) w celu zwiększenia ciśnienia powietrza dolotowego.

Jak Helmholtz zwiększa ciśnienie powietrza?

Bez nadmiernego technicznego, każda geometria wlotu powietrza ma pewną częstotliwość Helmholtza, podobnie jak to, jak dmuchanie przez szyjkę otwartej butelki wytwarza określoną nutę lub ton.

Przy tej częstotliwości cząsteczki powietrza wibrują bardziej, powodując wyższe ciśnienie.

Dlaczego więc pomaga efektywna geometria wlotu?

Obroty silnika będą decydować o częstotliwości otwierania i zamykania zaworów dolotowych. Zawory te generują impulsy, które przekładają się na sygnaturę częstotliwości.

Pomysł zmiany efektywnej geometrii polega na zsynchronizowaniu częstotliwości Helmholtza wlotu powietrza z częstotliwością wymaganą przez silnik w zakresie prędkości obrotowych .

Powoduje to, że powietrze wlotowe wchodzi do cylindrów pod wyższym ciśnieniem. Nie trzeba dodawać że:

▲ Air Pressure → ▲ Bang → ▲ Torque → ▲ Power

Jak więc producenci zmieniają geometrię wlotu?

Istnieje wiele sposobów, z których każdy ma swoje zalety i wady:

• Wydłużenie / skrócenie prowadnic wlotowych

  Zwycięska Le Mans 787 Mazda 787B jest tego wczesnym przykładem; połączony film z YouTube pokazuje, jak biegacze wsuwają się w górę i w dół jak puzon.

  ▲ RPM → ▼ Length required
  

• Regulacja między dwoma prowadnicami ssącymi o różnych długościach

  Tak opisuje odpowiedź DustinDavis . Wyobraź sobie powietrze przepływające przez dwa kanały wlotowe, jeden długi i jeden krótki.

  Na końcu prowadnicy zawór motylkowy określa kolejno ilość powietrza zasysanego z każdego prowadnika. Zmiana położenia zaworu zmienia efektywną długość wlotu

• Oscylacyjne układy poboru

  Te konfiguracje wykorzystują otwieranie i zamykanie zaworów wlotowych do kontrolowania efektywnej geometrii wlotu.

Dlaczego więc ta konfiguracja nie jest bardziej powszechna?

Często koszty przewyższają korzyści. O ile możemy sobie tego życzyć, moc to nie wszystko.

Ponadto ta konfiguracja zapewnia jedynie niewielki wzrost mocy / momentu obrotowego. Przy takim podejściu typowe zyski wynoszą 3-5%.