Ssania

 

© prawa autorskie - Grzegorz Grabowski 

Układy ssące, podobnie jak układy wydechowe, mają decydujący wpływ na kształtowanie charakterystyki napełnienia silnika i wspomaganie wymiany ładunku. Wymiary układów ssących i wydechowych są ze sobą ściśle powiązane, ponieważ obydwa układy obsługują ten sam ładunek. W układach ssących również występują zjawiska dynamiczne i falowe, aczkolwiek o mniejszej intensywności niż w układach wydechowych. Różnice w obliczeniach pomiędzy układami wydechowymi i ssącymi wynikają z innej średniej prędkości fali, która w przypadku układów ssących wynosi ok. 340 m/sek oraz z innych obrotów silnika będących punktem wyjścia do obliczeń.

O ile dla układów wydechowych długość rur obliczamy dla obrotów początku ich działania falowego, o tyle dla układów ssących dla obrotów końca ich działania falowego. Ponadto inaczej obliczamy układy ssące dla silników z krótkimi czasami współotwarcia zaworów, a inaczej z długimi ( ale o tym niebawem ).

W niewysilonych silnikach z krótkimi czasami rozrządu fala podciśnienia w rurze ssącej zostaje zainicjowana przez poruszający się w suwie ssania tłok w momencie zamknięcia zaworu wydechowego. Fala ta z prędkością ok. 340 m/sek przemieszcza się do końca rury ssącej, czyli do puszki zbiorczej kolektora ssącego. Na końcu rury ( na skutek różnicy ciśnienia ) zmienia znak i już jako fala nadciśnienia wraca do zaworu ssącego.

 

Ważne wymiary układu ssącego to:

 

średnica wewnętrzna rur
 
Dla uzyskania maksymalnej mocy pole przekroju pojedynczej rury ssącej jednego cylindra, powinno być równe polu powierzchni szczeliny zaworowej zaworu wydechowego lub zaworów wydechowych ( jeżeli są dwa ), przy ich maksymalnym otwarciu.

D=2*(i*((H-(R-r))^2+(R-r)^2)^0,5*(R+r))^0,5   ( mm )

 

gdzie

D =  średnica wewnętrzna rury w mm 
R =  promień zewnętrznej przylgni zaworowej w gnieździe wydechowym w mm
r =  promień wewnętrznej przylgni zaworowej zaworu wydechowego w mm
H =  maksymalny wznios zaworu w mm
i  = ilość zaworów wydechowych w cylindrze

 

długość rur

Dla określonych czasów wałka rozrządu, o obrotach silnikach, przy których wystąpi działanie falowe układu ssącego, decyduje długość rur ssących.

Przyjmijmy dla przykładu, że czasy rozrządu w naszym silniku, to 5/40 40/5. Wałek taki ma długość 5+40+180=225 stopni. Do obliczeń potrzebny nam jest kąt pomiędzy zamknięciem zaworu wydechowego, a zamknięciem zaworu ssącego - mierzony na wale korbowym. W przypadku, gdy krzywka ssąca i krzywka wydechowa będą identyczne, będzie to po prostu kąt między osiami krzywek i w naszym przypadku będzie wynosił 40-5+180=215 stopni.

Załóżmy teoretycznie, że naszym zamiarem jest, aby rury ssące zakończyły działanie falowe przy 6000 obr/min. Sześć tysiący obrotów na minutę, to 6000/60=100 obrotów na sekundę, a ponieważ jeden obrót ma 360 stopni, to jednocześnie 100*360=36000 stopni/sek. Jeżeli w ciągu jednej sekundy nasz wał wykorbiony pokonuje kąt 36000 stopni, to na pokonanie kąta 215 stopni, potrzebuje 215/36000=0,00597 sek.

Fala w układach ssących porusza się ze średnią prędkością 340 m/sek, zatem w czasie 0,00597 sek. przebędzie drogę 340*0,00597=2,0298 m, czyli  202,98 cm. Ponieważ jest to droga od gniazda ssącego do końca rury i z powrotem, długość rury musi wynosić połowę tej wartości, czyli 202,98/2=101,49 cm.
Obliczyliśmy właśnie długość potrzebnej nam rury ssącej dla wałka 225 stopni z kątem między osiami 215 stopni dla końca działania falowego ssania przy 6000 obr/min i dla tzw. pierwszego odbicia, tzn. leci raz do końca, raz się odbija zmieniając znak i raz wraca. Co prawda impuls podciśnienia z pierwszego odbicia jest największy, jednak wykonanie kolektora ssącego z rurami o długości 101,49 cm byłoby trochę skomplikowane, jeżeli nie niemożliwe. Dlatego też powszechnie i praktycznie układ oblicza się dla drugiego odbicia, a wtedy potrzebna nam rura musi mieć połowę obliczonej pierwej długości, czyli 101,49/2=50,75 cm. Po odliczeniu długości kanału ssącego w głowicy, ( zakładając, że ma on akurat długość 10,75 cm ), potrzebna nam rura przykręcana do głowicy, będzie musiała mieć długość 40 cm.

Długość rury ssącej ( mierzonej od zaworu ssącego ) dla drugiego odbicia fali, obliczamy ze wzoru:

L=K/n*1416,67     ( cm )

gdzie

L = długość pojedynczej rury ssącej w cm ( mierzona od gniazda zaworu )
K = kąt między osiami krzywek ( mierzony na wale korbowym )
n = obroty końca działania falowego ssania
 

 

pojemność całego układu

Pojemność układu ssącego ma równie ważne znaczenie dla napełnienia cylindrów, co pojemność układu wydechowego. Podobnie, duża pojemność wzmacnia niskie częstotliwości, a mała pojemność wysokie. Dla jednocylindrowego silnika, pojemność całego układu ssącego powinna być równa pojemności rury o wyliczonej średnicy i wyliczonej długości dla pierwszego odbicia fali. Oczywiście, jeżeli silnik jest wielocylindrowy, to pojemność całkowita układu ssącego powinna być równa sumie pojemności rur ssących o wyliczonej średnicy i długościach rur wyliczonych dla pierwszego odbicia fali. Jednak najczęściej rury kolektora wyliczamy dla drugiego lub trzeciego odbicia fali i wtedy brakującą pojemność zawieramy w puszcze pojemnościowej lub i ssącej rurze zbiorczej.

Układy ssące silników wyczynowych z reguły ograniczają się do samych rur ssących, z których każda zaopatrzona jest w przepustnicę. Tak więc na pojemność całkowitą układu ssącego silnika wyczynowego składa się pojemność rur ssących ( od zaworów ssących do wlotu ).

Na pojemność całkowitą układu ssącego do dupowozu składa się pojemność kolektora ssącego wraz z pojemnością kanałów ssących w głowicy.

Wzór na pojemność całego układu wydechowego, od gniazd wydechowych do końca układu:

cdn.

© prawa autorskie - Grzegorz Grabowski

 
Wydechy