11.3 Runners och plenum
De så kallade runners eller inloppskanalerna löper ifrån plenumet till topplocket där sedan topplockets kanaler leder in luften in i cylindrarna. Om vi jämför kolvens tvärsnittsarea mot inloppskanalens så kommer vi att finna att kolvens area är mycket större detta kommer leda till höga hastigheter på inloppsluften. Kanalernas längd och area kommer att påverka dess inverkan på motorn. Grova kanaler har stor ytarea vilket gör att luften har en större area att skapa friktion mot. Friktionen är det som skapar mottryck. Men samtidigt som arean att bilda friktion mot ökar minskar luftens hastighet så att det bildas mindre friktion. Ytarean ökar också om vi gör kanalerna längre men då kommer inte luftens hastighet att minska, det gör att långa kanaler ger mera mottryck. Om vi istället minskar arean genom att minska diametern på rören kommer ytarean minska men lufthastigheten kommer också att öka vilket leder till ökat mottryck, gör vi dessutom kanalerna längre kommer ytarean att öka ytterligare vilket leder till ännu högre mottryck. För en given längd kommer
49 (64)
fyllnadsgraden bli lika hög oberoende på diameter, men röret med minst diameter kommer att ge sin bästa fyllnadsgrad på lägre varv. Längre rör bygger också upp fyllnadsgraden snabbare då varvtalet ökar. Kortare rör ger sämre verkningsgrad än ett längre men den ger sin bästa fyllnadsgrad vid ett högre varvtal. Allt dessa bidrar att längre rör passar väldigt bra på turbomotorer eftersom en turbo är bra på att ge extra effekt under högre varvtal men inte under de lägre. Undantaget är då en väldigt liten turbo används eller då man byggt motorn för hög effekt på högt varvtal. Inloppskanalerna slutar i plenumet med en tratt, den ska vara ca tre gånger kanalens invändiga diameter. Tratten kan antingen vara inskjuten i plenumet eller sluta i kant med där plenumet börjar, den senare är att föredra om lustgas ska användas.
Plenumet ska fördela luften lika mellan cylindrarna, detta ska ske med minsta möjliga restriktion för luften. Sedan ska ju inte plenumet vara för stort då det kommer ta lång tid att trycksätta.
När insugningsventilerna är öppna går luften genom inloppskanalerna med mycket hög hastighet, när sedan ventilerna stänger så finns det fortfarande luft i inloppskanalerna som färdas med mycket hög hastighet. När luften avstannar hastigt bakom ventilen övergår rörelseenergin till en tryckökning vilket gör att man även kan förse cylindern med luft även efter nedre dödläge. Man utnyttjar tröghet för att fylla cylindrarna men om inte tryckökningen kommer att bli tillräcklig (trycket i cylindern överskrider det i inloppskanalen), vilket kan ske på låga varvtal kommer istället en del av luften i cylindern att ta sig tillbaka ut i insuget och därmed sänka fyllnadsgraden.
Ökningarna och minskningarna i tryck som beskrevs ovan kommer att få luften i plenumet att oscillera. Luften i plenumet kommer att oscillera med en viss frekvens och om man lägger dessa rätt kan man uppnå en tryckökning i slutet av insugningsfasen som bidrar till en ökning av fyllnadsgraden vid ett visst varvtal. Att konstruera ett insug på detta sätt kallas att avstämma det enligt Helmholtz resonator. Resonans frekvensen får man fram genom:
LVAcnπ2=
Där n är resonans frekvensen (Hz). c är ljudets hastighet i gasen (m/s), dvs. i luft under rådande omständigheter, men tänk på att luftens hastighet varierar beroende på temperatur (men däremot ej genom tryck), hur man får fram ljudets hastighet finns beskrivet i kapitlet om grenrör. A är tvärsnittsarean (m) genom den avstämda pipan, dvs. den som förser plenumet med luft, och L är dess längd (m), dvs. längden fram till kompressorn. V är resonansvolymen, dvs. volymen av plenum och inloppskanaler.
Den tryckökning som kommer att uppstå ska verka då kolven har varit nere i nedre dödläge och sedan vänt och börjat gå emot gasen, dvs. börjat på kompressionstakten, om man lägger in det på så sätt kommer resonansen att hjälpa den fyllning som sker på grund av tröghet, men om den är fel inplacerad så kan den istället motverka fyllning, därför brukar det resultera i en hel del tester innan man får ett bra insug. Dessutom bör man se till att kompressorn inte kan nå pumpgränsen (surge).
kopierade lite ur en bok jag har..
bilmekaniker
är i garaget alla dagar i veckan och kommer på mycket nyttigt där...
är mest intresserad av motorer mest kunskap där