Mục lục:
Luồng không khí sạch trong ống nạp có động năng. Việc đóng mở xu-páp nạp liên tục tạo ra một sóng nén dội ngược. Không khí sạch tuôn trở lại với tốc độ âm thanh và va chạm với không khí đứng yên ở đoạn cuối của cổ góp gió. Tại đây sóng nén một lần nữa bị phản hồi trở lại hướng xu-páp nạp. Nếu luồng sóng nén phản hồi đến xu-páp nạp vừa khi xu-páp mở, độ nạp xy-lanh sẽ được cải thiện. Hiệu ứng này tạo ra tăng áp động. Tần số của dao động sinh ra tùy thuộc vào chiều dài ống nạp, tiết diện ống nạp và tốc độ quay động cơ.
Tùy theo cấu tạo của ống nạp và sự tăng áp tương ứng, ta phân biệt:
- Tăng áp với ống nạp dao động
- Tăng áp cộng hưởng
Hai hệ thống này có thể được phối hợp với nhau.
Tăng áp với ống nạp dao động
Mỗi xy-lanh có một ống nạp với cùng chiều dài. Dao động của khí được kích hoạt do công đoạn hút của xy-lanh (Ở thì hút). Việc lựa chọn chiều dài ống nạp thích hợp có thể tác động đến dao động sao cho sóng nén tuôn qua xu-páp nạp đang mở để cải thiện độ nạp.
Trong vùng tốc độ quay thấp, những ống nạp dài với tiết diện nhỏ có lợi, trong khi ở vùng tốc độ quay cao, những ống nạp ngắn với tiết diện lớn có lợi hơn:
Hệ thống ống nạp dao động
Những hệ thống ống nạp sau có thể được sử dụng:
- Ống nạp chuyển mạch
- Ống nạp vô cấp
Ống nạp chuyển mạch: Tại đây, những ống dài và ngắn được phối hợp cùng nhau. Trong vùng tốc độ quay thấp, không khí chảy qua ống dao động dài. Đường hút ngắn được đóng bởi nắp hay đĩa xoay.
Ở tốc độ quay cao, những nắp này được mở bằng điện khí nén hoặc điện; do đó tất cả những xy-lanh đều hút không khí qua những ống ngắn.
Nhìn vào biểu đò dưới có thể thấy, ở tốc độ quay đến 4.100 v/ph của động cơ với ống nạp chuyển mạch, động cơ đạt được mô-men xoắn cao hơn và đều hơn kết hợp với công suất cao hơn.
Cổ hút điều khiển vô cấp: Một hệ thống ống chạy xoắn vòng, dùng để thay đổi độ mở của thể tích ống nạp, được quay tùy thuộc vào tốc độ quay động cơ và qua đó thay đổi chiều dài hiệu dụng của ống nạp tương ứng với tốc độ quay động cơ. Việc xoay cổ hút được thực hiện với một mô-tơ bước (Step Motor).
Tăng áp với ống nạp cộng hưởng
Tần số mở xu-páp tác động đến tần số của cột khí dao động:
| Vòng tua | Tần số mở xu-páp | Tần số của cột khí |
|---|---|---|
| Cao | Cao | Cao |
| Thấp | Thấp | Thấp |
Cộng hưởng phát sinh khi tần số mở xu-páp của cơ cấu phối khí trùng với tần số của cột khí dao động.
Sự cộng hưởng là một dao động riêng tăng mạnh của một hệ thống dao động.
Dao động riêng của một hệ thống tùy thuộc vào độ lớn của khối lượng dao động. Khối lượng lớn tạo nên dao động dài với tần số thấp, khối lượng nhỏ tạo nên dao động ngắn với tần số cao.
Nếu cột khí dao động trong ống hút được bổ sung thêm khối lượng do mở nắp cộng hưởng, khối lượng dao động sẽ lớn hơn và tần số rung sẽ giảm. Ở tốc độ quay thấp, điều này tạo nên một sự tăng áp và do đó tạo nên độ nạp tốt hơn do dao động cộng hưởng.
Hệ thống ống nạp cộng hưởng và dao động: Để hiệu ứng tăng áp của mỗi hệ thống riêng rẽ được tận dụng tối đa, hệ thống tăng áp cộng hưởng và hệ thống ống nạp dao động được phối hợp. Việc cải thiện độ nạp xảy ra, thí dụ trong giải vòng tua thấp đến trung bình, sẽ do tăng áp cộng hưởng. Còn trong giải vòng tua cao sẽ do tăng áp ống nạp dao động. Để thực hiện điều này, trong hệ thống ống nạp, tùy theo tốc độ quay, một nắp được đóng hay mở bằng điện hoặc điện khí nén.
Thí dụ: Tăng áp cộng hưởng trong phạm vi vòng tua thấp đến trung bình, nắp chuyển mạch đóng. Ví dụ khi xy-lanh thứ hai hút, buồng cộng hưởng của nhóm xy-lanh 4, 5, 6 tác động như buồng cộng hưởng phụ trợ. Qua đó tần số của khối lượng dao động sẽ giảm và tần số mở xu-páp được thích ứng.
