Lengte inlaatspruitstuk
 

Ik heb thuis het boek Enginge Airflow van Harold Bettes liggen, en daar staan wat formules in betreft inlaatspruitstukken. Hij geeft diverse formules voor de lengte van de inlaatpoort (in inlaatspruitstuk en cilinderkop tezamen) waaronder:

L = 84000 / rpm waarbij L = lengte in inches

Ik vraag me nu af of het in te vullen toerental je maximale toerental moet zijn, of het toerental waarbij die optimaal moet werken.

Bij maximaal toerental (6700 rpm) kom ik uit op een lengte van 32 cm.
Als ik uitreken op 4500 rpm, kom ik op 47 cm.

Nu ben ik eens aan het meten gegaan, en de inlaatpoort in de kop van mijn G40 is zo'n 8 cm, en de lengte bij het spruitstuk zo'n 17 cm. Tezamen dus 25 cm ofwel 10 inch.

10 inch ingevuld in de formule geeft aan dat het spruitstuk bedoeld is voor 8400 toeren, terwijl het maximum toerental bij een G40 6700 rpm is.

Op onderstaande link kan je de lengte invullen, en die geeft dan ook toerentallen aan die ver boven het maximum toerental zitten.

http://bgsoflex.com/intakeln.html

Er staan nog meer formules in het boek, maar bij alle kom ik op getallen uit die (veel) langer zijn dan dat standaard bij G40 het geval is.

Ik ben dus benieuwd of iemand hier wat meer licht op kan werpen, waarom heeft VW het inlaatspruitstuk op deze lengte gemaakt? Dan ben ik ook benieuwd wat het effect is wanneer er een inlaatspruitstuk van zo'n 40 cm op zou komen. Langere inlaat betekend gewoonlijk meer koppel onderin, maar dat ontbreekt er niet aan bij een G40. Zou er in dat geval nog veel meer koppel voorhanden komen, zonder verlies bovenin of mis ik iets?

Diameter is ook van invloed.
Het hele zaakje heeft te maken met pulsfrequentie.
Die word bepaalde door je kleppen toerental. Lengte van de puls heeft te maken met de timing duratie etc van de nokkenas. En die lengte is weer te beïnvloeden met de diameter van de inlaat. Komen wel wat grotere formules bij kijken.
T beste is om het te programmeren in bijvoorbeeld excel.
Dan maak je het wat visueler.

Ik ben bekend met pulsfrequentie, in het boek wordt daar ook over gesproken als de Helmholtz resonator. Maar ik snap het nog niet helemaal. Duidelijk is, dat de lucht nog snelheid heeft wanneer de inlaatklep dicht gaat, en daardoor druk opbouwt achter de klep, en dus een drukgolf terug stuurt door de inlaatpijp. De truuk is dan om deze drukgolf weer bij de klep te hebben als deze opent. Maar ik snap nog niet helemaal hoe die drukgolf dan weer terug komt, verdwijnt deze niet in het plenum?

De formule in het boek hierover valt nog mee, en is het volgende:

Np= 77 x C x wortel ((A1 / L1 x Vd) x CR-1 / CR+1))

Np=tuning point in rpm
C=snelheid van het geluid
A1=gemiddeld oppervlak inlaatpoort in vierkante inches
L1=lengte inlaatpoort in inches
Vd=volume cilinder bij halve slag in cubic inches
CR=statische compressie verhouding

De volgende link verteld hier ook iets over, en heeft ook ongeveer bovenstaande formule

http://www.brighthubengineering.com...iciency/#imgn_0

De link in de eerste post geeft na het invullen van een lengte, toerental bereiken bij de 2e, 3e en 4e harmonic. Is dit de 2e, 3e en 4e keer dat de drukgolf terug komt? Iemand die hier iets over kan zeggen? In bovenstaande formule wordt hier niks van in meegenomen, evenals nokkenas duratie, wat volgens mij belangrijk is voor de grootte van de pulsen. Wat volgens mij ook van belang is, is dat er niet 1 puls, maar van alle 4 de cilinders pulsen in het manifold komen of niet? Denk dat dit wel een lastige berekening is.

De puls keert terug de inlaat in wanneer deze weer in aanraking komt met de normale luchtdruk die heerst buiten het spruitstuk. Omgevings druk = 1bar.

De puls keert terug de runner in en als je het goed timed gaat de inlaatklep precies open als de puls wil passeren en wordt zo ongehinderd de motor ingelaten.
Wat dus als een soort overdruk kan worden gezien (om het even makkelijk te houden)

Zit deze timing niet goed dan komt de puls in alle gevallen weer een dichte klep tegen en weerkaatst weer terug richting de gasklep hierdoor krijg je een puls die naar buiten wil maar de motor wil de lucht weer naar binnen zuigen.
Dit werkt elkaar tegen en het hele ritme is verstoord.

Misschien een stomme opmerking, maar dit heeft toch voornamelijk zin bij atmosferische motoren?

Als het 'veel' invloed heeft bij geblazen motoren vind ik het ook wel interessant om hier eens mee aan de slag te gaan.

De rest van je verhaal is duidelijk, maar dit snap ik nog niet helemaal. Ik denk nu even hardop. Bij een atmosferische motor heb je dus als het goed is 1 bar in het plenum. Wanneer de inlaatklep open gaat, en de zuiger dus naar beneden, heb je in de cilinder dus een onderdruk. De 1 bar van het plenum wil nu naar de onderdruk in de zuiger. Doordat de lucht snelheid krijgt in de inlaatpoort, krijg je een venturi werking, en daalt de druk in de inlaatpoort? De inlaatklep gaat weer dicht, maar door de snelheid van de lucht in de inlaatpoort is deze lager dan 1 bar? Bij ophoping van deze lucht tegen de dichte inlaatklep blijft deze ook onder de 1 bar? Doordat de ophoping onder de 1 bar blijft, kaatst ie weer terug bij het tegenkomen van de 1 bar in het plenum?

Ik heb gisteravond wel iets meer informatie kunnen vinden over puls werking, en deze pulsen gaan met de snelheid van geluid. Afhankelijk van je toerental en je nokkenas, staat je inlaatklep dus een bepaald aantal graden dicht (720 - nokduratie). Deze tijd x snelheid geluid is dus de afstand die de puls aflegt. Deze afstand deel je door 2, omdat ie heen en terug moet door de inlaatpoort. In de praktijk is deze poort dan nog veel te lang, en kan je dus de lengte van de poort door een even aantal delen, zodat de 2e of 3e puls alsnog bij de poort komt. Iemand die hier bevestiging op kan geven, of nog wat meer duidelijkheid kan scheppen?

Lijkt mij dat het niet uitmaakt, het gaat immers om het drukverschil, die zal bij een geblazen motor net zo goed aanwezig zijn als bij atmosferisch, enkel de absolute drukken liggen wat hoger. Als ik er naast zit, hoor ik dat graag. ;)

Interessant topic! Kan handig zijn voor mijn projectje.

Zodra de inlaatklep sluit wordt de luchtdruk weer 1 bar omdat er geen onderdruk meer is. Door de snelheid wat opgebouwd en abrupt word afgebroken krijg je de pulsen.

Lijkt me niet dat je een 2e of 3e puls krijgt? Tenminste ligt aan je inlaatspruitstuk natuurlijk. Beste lengte is dat de buis zolang is dat zodra weer de inlaatklep is geopend de puls weer terug richting de motor gaat.

Het plenum is er juist voor bedoeld om te kunnen "sjoemelen" met de inlaatlengte en diameter. Het zorgt er ook voor dat de lucht vertraagd waardoor hij wat af kan koelen en je kunt er mee zorgen dat alle runners evenveel lucht krijgen. Ook de schakelbare inlaatspruitstukken en variabele kleptiming die je tegenwoordig steeds vaker ziet, zijn ge-ent op dit principe. Je rekent overigens op het gewenste toerental en niet op max.

Aspecten als de temperatuur van de lucht en de gemiddelde doorlaat (dus combinatie van het kanaal in de kop en de runner spelen ook mee, dus de formule in je eerste post is in mijn ogen wat te simpel. Laat de waarden die je hebt gebruikt hier ook eens zien. Misschien heb je ergens een aanname fout gemaakt?

Ik ga het met tekst duidelijk proberen uit te leggen :D .
Praten is doorgaans wat makkelijker.

In je hele inlaat kanaal heerst een lagere druk dan daarbuiten.
De puls botst op de buitenlucht en wordt terug naar binnen gereflecteerd.

Het is niet zo dat de puls die afketst, de eerste puls moet zijn die weer terug naar binnen gaat. Het is inderdaad zo wanneer je die deelt door een even aantal je het traject korter kan maken en dus een opvolgende puls gebruiken kan.

Echter geeft dit als nadeel dat pulsen elkaar op een gegeven moment gaan kruisen in het kanaal. Bij iedere kruising neemt de efficiëntie af.
De truck is dus om de diameter en de lengte dusdanig op elkaar af te stemmen dat de pulsen elkaar niet (zo min mogelijk) kruisen.

Hier komt het verhaal van lange inlaat korte inlaat om de hoek kijken.

Hoe korter de inlaat > hoe minder pulsen je efficiënt kan gebruiken bij lage toeren > de pulsen kruisen elkaar door de geringe lengte > daar de motor toeren te laten maken kun je meer pulsen efficiënt gebruiken > tevens leggen de pulsen een kortere weg af en kruisen zij minder bij hoge toeren > en dus stijgt het vermogen en koppel.

Hoe langer de inlaat > hoe meer pulsen je efficient kunt gebruiken bij lage toeren > de pulsen leggen een langere weg af en kruisen elkaar niet > ga je meer toeren maken gaan zij kruisen doordat de weg te lang is en raak je efficiëntie kwijt.
Het vermogen is iets minder maar het koppel is hoger.

Tevens heb je te maken met het feit dat brandstof tijd nodig heeft om te mengen met de lucht en over te gaan van vloeistof naar gas (atomiseren).
Net heb ik uitgelegd dat korte inlaten meer toeren en dus meer vermogen opleveren.

Maar doordat het traject dermate kort is heeft de brandstof op een geven moment niet genoeg tijd om gas te worden. Hierbij krijg je stand-off injectie waarbij de injectoren voor de inlaat worden geplaatst. Bij vollast super efficient, bij deellast een drama. En dus is alleen stand-off niet geschikt voor iedere toepassing.

Een goede oplossing is om twee rijen injectie toe te passem. Een zoals we gewend zijn na de gaskleppen, deze werkt van stationair tot het moment dat de tijd te kort is om goed te kunnen atomiseren, dan wordt gebruik gemaakt van stand-off om deze grens op te rekken. Met vrij programmeerbare injectie kun je dit soepel in elkaar over laten vloeien.

Als de druk in de hele inlaatpoort 1 bar wordt, waarom kaatst de puls dan terug bij het plenum?



De schrijver geeft ook aan dat het slechts om een goede indicatie gaat. L=84000/rpm, meer wordt er niet gegeven, waar het getal vandaan komt wordt niet uitgelegd.



Langzaamaan wordt het pulsen verhaal mij enigzins duidelijk. Om in te gaan op je lange/korte inlaatverhaal. Wanneer je dus je inlaat zo lang zou maken, dat een puls slechts 1 keer heen en terug gaat, heb je de meeste energie, en dus de grootste boost die je cilinder in gaat. Maar is het dan niet zo dat bij hoge toeren de lange inlaatkanalen juist gaan tegenwerken, en dat je daarom de lengte beter uit kan rekenen bij de 2e of 3e puls?

Even een rekensommetje:
Stel, je rekent het inlaatspruitstuk uit voor 4500 toeren, wat volgens mij wel zo'n beetje klopt bij mijn G40.
4500 rpm = 75rps
opening inlaatklep = 250 graden
720 -250 = 470 graden wat de klep dicht zit
75 rotaties = 75x360=27000 graden per seconde
470/27000=0,017 seconden wat de klep dicht zit

De pulsen gaan ongeveer met de snelheid van het geluid. De snelheid van het geluid is zo'n 340 m/s.

340x0,017= 5,9 meter wat de puls in deze tijd aflegt?? :eek:

Ik heb de inlaat gemeten op zo'n 25 cm
5,9/0,25= 23.6 pulsen?
Mijn meting was niet heel correct, wanneer de inlaat een totale lengte van 24,6 cm zou hebben, kom ik dan op 24 pulsen? Wel een even getal, wat zou betekenen dat de puls terug is bij de inlaatklep.

Betekend dit dan dat wanneer ik het inlaattraject 29,5 cm (590cm/20pulsen) lang zou maken, ik een krachtigere 'boost' heb vanwege het mindere aantal pulsen? Maar dan is het inlaatspruitstuk langer, en zou dat ten koste gaan van de hogere toeren?
Ik heb hier even hardop zitten denken, onderbouwde reactie's/verbeteringen zijn van harte welkom. :thumbup:

De druk in het plenum is minder dan 1 bar maar ook geen vaccuum.
In de runners heerst steeds een vaccuum de pulse beweegt zich voort door het vaccuum (supersnel door de geringen weerstand) en klapt dan in het plenum of in de atmosfeer waar ongeveer 1 bar heerst. De puls vliegt tegen een muur van weerstand aan en kaatst terug.
De puls frequentie wordt bepaald door je toerental. Diverse pulsen gaan verloren en een klein deel kun je benutten door de vorm/breedte/lengte van de inlaat te beinvloeden en zo de pulsen zo uit te timen dat er een puls precies de verbrandingskamer invliegt als de klep open gaat.

Ik heb ook even naar artikelen op het net gezocht om het wat inzichtelijker te maken met grafieken en plaatjes.

Lees deze eens door:
http://nwmobilemechanicdotcom.wordp...h-pulse-tuning/

http://home.tiscali.nl/ronniestoys/...ulse_tuning.pdf

Verder kun je ook eens zoeken naar 2-takt pulse tuning. Daar is het effect nog beter merkbaar. En daar zijn ook in lengte variabele inlaten voor gemaakt om het puls voordeel over een breder toerenbereik te benutten.
(zelfde met expansie uitlaten etc.)

Dit is voor hedendaagse motoren te gecompliceerd dus heeft men variabele nokkenas timing en schakelbare inlaten in het leven geroepen zoals Veedubber al aangaf.

Wil je met een G40 vermogen maken kun je het standaard spruitstuk beter wegknikkeren en een ander maken. Ik heb lang aan zo'n spruitstuk zitten rekenen en ben uiteindelijk met deze versie uitgekomen.
https://www.facebook.com/photo.php?...&type=3&theater

https://www.facebook.com/photo.php?...&type=3&theater

Wat bedoel je precies met de invloed van de vorm en de breedte van de inlaatkanalen? Is dit ook iets wat je mee kan nemen in de berekeningen, of is dit iets wat naar voren komt bij een simulatie programma?

Ik was ook wel benieuwd wat je van mijn berekeningen vond, aangezien ik 5,9 meter wel heel lang vind voor een enkele puls, en indien correct, ik mij afvraag hoeveel er nog over is van die puls wanneer die 24 keer heen en weer gaat in het originele spruitstuk.



Ik heb op de pc een illegale versie staan van G.P. Blair's 'Design and simulation of two stroke design'. Denk dat ik hier wel heel veel antwoorden in kan vinden, maar vind het wel een zware pul, en een hele opgave omdat 2-takt niet mijn ding is. Ook leest het niet zo makkelijk weg als een echt boek.
Eigenlijk wil ik G.P. Blair's 'Design and simulation of four stroke design' aanschaffen, maar de aanschafprijs houdt mij nog een beetje tegen. Ik heb in het verleden al meerdere boeken gekocht, waaronder 'Four stroke performance tuning' en Forced Induction' van Graham Bell, en 'Supercharged' van Corky Bell. Goede boeken, maar vaak net niet de diepgang die ik dan zoek.



Dat spruitstuk ziet er zo wel heel gelikt uit, en lijkt direct al een stuk beter te flowen dan een standaard of een 3F spruitstuk. 2 dingen vallen me wel gelijk op. De hoek van de poort tov de flens, lijkt haaks te zijn, terwijl dit origineel in een hoek staat. Heeft dit een reden? En komt de gasklep nu niet in de knoop met de rembekrachtiger? Een G40 gasklep zal op deze manier sowieso lastig passen, maar een G60 gasklep misschien beter.

Misschien wil je ook nog iets meer achtergrondinformatie geven over dit spruitstuk, bijvoorbeeld hoe je de lengtes en diameters bepaald hebt? Evenals het volume en de vorm van het plenum?

en wat voor een prijskaartje hangt er ongeveer vast aan zo een inlaat ? mag ook via pm , want dit is iets wat de meeste hobbyisten niet zelf kunnen maken , zit zelf namelijk te denken aan een g40 turbo voor in mijn polo maar denk dat ik zoiets te duur ga vinden als ik dan de vermogenswinst vergelijk met de prijs

het ziet er iig wel heel goed uit

vind dit ook zeer interessant en ga hier zeker nog mee lezen

Dit is erg ingewikkeld om uit te leggen. Maar om het simpel te houden kun je het als volgt zien.
Als je 1 liter lucht door een dun rietje blaast/zuigt, zorgt het beperkte volume van het rietje ervoor dat de luchtsnelheid hoog is. Blaas/zuig je door een dikker rietje diezelfde liter lucht, dan ligt de snelheid lager.
Hier kun je mee spelen door met de vorm van de runner de snelheid van de pulse te beïnvloeden. Maar hier zitten grenzen aan want je moet ten alle tijden een lage druk in je runner houden om de pulse te laten botsen op de hogere druk in het plenum/atmosfeer dus een niet al te grote diameter. Maar je moet ook niet te dun gaan omdat een teveel aan weerstand de gewenste aanzuigsnelheid bij bepaald toerental niet mogelijk maakt.



Je moet er wel rekening mee houden dat je hier met een compressor rijdt die al druk levert bij lage toeren. Bij geblazen motoren is dit verhaal verwaarloosbaar en heb je meer aan goede flow en evenredig verdeelde druk per runner.
Wat je wel kunt doen is met een turbomotor de off-boost eigenschappen van de motor verbeteren. Maar ook dit weegt haast niet op bij de inlaat. Wat wel werkt is het uitlaatspruitstuk zo uit timen dat de pulsen elkaar netjes opvolgen en de turbo efficient opspoelen.
Maar om dit echt uit te kunnen rekenen heb je nog veel gecompliceerdere formules nodig. Omdat je met de uitzetting van gas zit en temperatuur.
Daarom wordt equal-length hier vaak als maatstaf aangenomen zodat iedere puls er even lang over doet.
De turbo heeft genoeg potentie mits deze goed gekozen wordt bij de motor eigenschappen, de gebruiksomgeving en versnellingsbak verhoudingen.
Rij je nog steeds veel buiten de powerband dan heb je een verkeerde keuze gemaakt. Er zijn nog foefjes als A.L.S. om de dip van de turbo iets te verleggen.
Maar hoe men alle eigenschappen doorrekend om bij een set-up de juiste turbo te kiezen weet ik ook niet precies.



Tja het ligt er natuurlijk aan hoe groot jouw honger naar kennis is.



De kop moet ook aangepast worden om dit spruitstuk goed te laten werken.
Dit spruitstuk maakt gebruik van een ronde universele gasklep.



Eigenlijk heb ik bijna alles met simulatie programma's uitgerekend.
En ik heb toegespitst op flow om tijd te besparen
De lengte is zo kort mogelijk gehouden om zo min mogelijk oppervlakte weerstand te generen tijdens de vulling.
Runners zijn 36mm omdat veel groter gaan geen zin heeft, de inlaatklep is maar 36mm en de zitting gaat dan de doorstroom beperken.
In de voetplaat van het plenum zijn trechters gefreesd die de lucht richten om wervelingen te minimaliseren.
En de inhoud en vormgeving van het plenum is een afweging tussen volume en druk verdeling onder de runners.
Exacte data weet ik niet uit mijn hoofd. Dat moet ik effe kijken in het tekenprogramma.

Wat ook handig is, is om ontwerpen 3d te printen. Zo kun je ze relatief goedkoop fysiek testen.

Het spruitstuk wat ik heb gemaakt voor Rap-competitions oettinger 16v is ook modulair opgebouwd. Zo kan men de runner lengte aanpassen aan wijzingen in de set-up.

Wauw.. prachtig stukje tekst!

Dat goede flow en evenredig verdeelde druk belangrijk is is duidelijk, maar waarom dit verhaal verwaarloosbaar is bij een geblazen motor niet helemaal.
Is het niet zo, vooral bij een compressor motor, dat de natuurwetten gewoon hetzelfde zijn, maar dat de absolute druk 'gewoon' een bar (bijvoorbeeld) hoger ligt?

Wanneer je met een compressor blok in deellast rijdt, rijdt de motor ook in onderdruk, net zoals atmosferisch. Wanneer de gasklep dan vol open gaat, gaat de absolute druk in het plenum bij de atmosferische motor omhoog, net zoals bij het compressor blok. De absolute waardes geven enkel een ander getal weer. Het drukverschil tussen het plenum en de inlaatrunners zal ook blijven. Ik ben benieuwd naar je reactie waarom het hele pulsverhaal dan verwaarloosbaar is bij een geblazen (compressor) blok.
Als je bedoelt dat dit verhaal verwaarloosbaar is vanwege de winst die het op zal leveren omdat een compressor al direct veel koppel levert, en je de inlaatlengte/diameter dus beter toe kan spitsen op veel flow in de hogere toeren, hoor ik dat ook graag, want dat was ik in eerste instantie al van plan namelijk. :D

Ik bedoel meer te zeggen dat het in de meeste gevallen kostefficienter is om de laaddruk op te schroeven, dan een spruitstuk te ontwikkelen/maken waarbij de pulswerking efficiënt benut wordt.

Mijn compressor is groot genoeg (Lysholm SR 2087), ik probeer juist de laaddruk weer naar beneden te halen, en de laaddruk in de cilinders te krijgen door middel van een goed flowend inlaattraject. Ik verdiep mij in dit onderwerp omdat ik een Laminova intercooler heb liggen, en deze het liefst in het inlaatspruitstuk zou verwerken.

Ik twijfel nog heel sterk tussen een normale intercooler in de bumper en een Laminova intercooler, maar dan wel verwerkt in het inlaatspruitstuk. Een normale intercooler zal het beoogde vermogen prima aankunnen, en qua kosten waarschijnlijk een stuk goedkoper uitvallen, maar het inlaattraject is dan langer. Bijkomend voordeel is dat ik mijn normale 3F inlaat kan gebruiken icm G40 gasklep.

Een Laminova intercooler/inlaat, zal wel wat zwaarder zijn, mede door het watercircuit wat erbij komt, en de water/lucht koelers, maar het is wel iets unieks, het inlaattraject kan heel kort zijn wat de gasreactie ten goede komt, en het is een enorme uitdaging voor mij om dit goed te realiseren. Ook geeft een ander inlaatspruitstuk mij de mogelijkheid om een G60 gasklep te gebruiken.

Ik ben er nog niet helemaal uit welke kant ik op neig, denk dat ik meer voldoening zal halen uit een custom inlaattraject (als die goed werkt uiteraard), maar ik weet dat ik met een normale intercooler en een 3F inlaat het beoogde vermogen ook prima kan halen, en dus de portemonnee behoorlijk kan sparen. :D

Maar om terug te komen op je opmerking, in hoeverre is het puls-theorie verhaal nu verwaarloosbaar? Denk ik op de juiste manier door te zeggen dat een compressor-blok zich op dezelfde manier gedraagt als een atmosferisch blok, en dus deze theorie net zo goed toepasbaar is op een compressor blok?

En zo ja, dan kom ik terug op een eerdere vraag, heeft het dan ook nut om de inlaatpoorten langer te maken, om minder heen en weer gaande pulsen te generen, zonder verlies te hebben in de hogere toeren? Alhoewel dit in de praktijk bijna onuitvoerbaar zal zijn, aangezien het originele spruitstuk al tegen het schutbord zit.

Hoe het precies zit bij overdruk heb ik me nooit grondig in verdiept.
Maar ik zou denken dat er hele andere stromen en weerstand optreden bij overdruk
dan bij vacuüm zeker andere wervelingen.
Puls theorie is in mijn ogen alleen nuttig bij vollast.
Dus dan heb je altijd boost.