Het inlaatsysteem van een viertakt automotor heeft één hoofddoel:zoveel mogelijk lucht-brandstofmengsel in de cilinder krijgen. Een manier om de inlaat te helpen is door de lengtes van de leidingen af te stemmen.
Wanneer de inlaatklep op de motor open is, wordt lucht in de motor gezogen, zodat de lucht in de inlaatgeleider snel naar de cilinder beweegt. Wanneer de inlaatklep plotseling sluit, komt deze lucht tot stilstand en stapelt zich op zichzelf op en vormt een gebied met hoge druk. Deze hogedrukgolf baant zich een weg omhoog langs de inlaatgeleider weg van de cilinder. Wanneer het het einde van de inlaatgeleider bereikt, waar de geleider verbinding maakt met het inlaatspruitstuk, kaatst de drukgolf terug langs de inlaatgeleider.
Als de inlaatgeleider precies de juiste lengte heeft, komt die drukgolf terug bij de inlaatklep net zoals deze opent voor de volgende cyclus. Deze extra druk zorgt ervoor dat er meer lucht-brandstofmengsel in de cilinder wordt gepropt, wat in feite werkt als een turbocompressor.
Het probleem met deze techniek is dat het alleen een voordeel biedt in een vrij smal snelheidsbereik. De drukgolf reist met de snelheid van het geluid (die afhangt van de dichtheid van de lucht) langs de inlaatgeleider. De snelheid zal een beetje variëren, afhankelijk van de temperatuur van de lucht en de snelheid waarmee het beweegt, maar een goede schatting voor de geluidssnelheid zou 1.300 voet per seconde (fps) zijn. Laten we proberen een idee te krijgen hoe lang de intake runner zou moeten zijn om van dit effect te profiteren.
Laten we zeggen dat de motor op 5.000 tpm draait. De inlaatklep gaat eens per twee omwentelingen (720 graden) open, maar laten we zeggen dat ze 250 graden open blijven. Dat betekent dat er 470 graden zit tussen wanneer de inlaatklep sluit en wanneer deze weer opent. Bij 5.000 tpm heeft de motor 0,012 seconden nodig om één omwenteling te draaien, en 470 graden is ongeveer 1,31 omwentelingen, dus het duurt 0,0156 seconden tussen het sluiten van de klep en het weer openen. Bij 1.300 fps vermenigvuldigd met 0,0156 seconden, zou de drukgolf ongeveer 20 voet afleggen. Maar aangezien de inlaatgeleider omhoog moet en dan terug moet komen, hoeft de inlaatgeleider maar de helft van deze lengte of ongeveer 3 meter te zijn.
Na deze berekening worden twee dingen duidelijk:
Aan het eerste probleem valt niet veel te doen. Een afgestemde inlaat heeft zijn belangrijkste voordeel in een zeer smal snelheidsbereik. Maar er is een manier om de inlaatlopers in te korten en toch enig voordeel te halen uit de drukgolf. Als we de lengte van de inlaatgeleider met een factor vier verkorten, tot 2,5 voet, gaat de drukgolf vier keer op en neer door de pijp voordat de inlaatklep weer opengaat. Maar het komt nog steeds op het juiste moment bij de klep.
Er zijn veel fijne kneepjes en trucs voor innamesystemen. Het is bijvoorbeeld gunstig om de inlaatlucht zo snel mogelijk in de cilinders te laten stromen. Hierdoor neemt de turbulentie toe en wordt de brandstof beter met de lucht gemengd. Een manier om de luchtsnelheid te verhogen, is door een inlaatgeleider met een kleinere diameter te gebruiken. Aangezien elke cyclus ongeveer hetzelfde luchtvolume de cilinder binnenkomt, zal het sneller moeten gaan als je die lucht door een pijp met een kleinere diameter pompt.
Het nadeel van het gebruik van inlaatgeleiders met een kleinere diameter is dat bij hoge motortoerentallen wanneer er veel lucht door de leidingen gaat, de beperking van de kleinere diameter de luchtstroom kan belemmeren. Dus voor de grote luchtstromen bij hogere snelheden is het beter om pijpen met een grote diameter te hebben. Sommige autofabrikanten proberen het beste van twee werelden te krijgen door dubbele inlaatgeleiders voor elke cilinder te gebruiken - een met een kleine diameter en een met een grote diameter. Ze gebruiken een vlinderklep om de geleider met grote diameter af te sluiten bij lagere motortoerentallen, waar de smalle geleider kan bijdragen aan de prestaties. Vervolgens gaat de klep open bij hogere motortoerentallen om de inlaatbeperking te verminderen, waardoor het topvermogen toeneemt.
Hier zijn enkele interessante links:
