Ansaugkrümmer.
Bei Benzin-Einspritzmotoren mit Vergaser oder Drosselklappe bezeichnet der Ansaugkrümmer das Ansaugrohr, das vom Vergaser bzw. der Drosselklappe bis vor den Einlasskanal des Zylinderkopfes verläuft. Seine Funktion besteht darin, das Luft-Kraftstoff-Gemisch mittels Vergaser bzw. Drosselklappe an die einzelnen Einlasskanäle der Zylinder zu verteilen.
Bei Saugrohreinspritzmotoren oder Dieselmotoren verteilt das Ansaugrohr die Ansaugluft einfach zu den Zylindern. Das Ansaugrohr muss Luft, Kraftstoffgemisch oder Frischluft möglichst gleichmäßig auf die einzelnen Zylinder verteilen, weshalb die Länge der Ansaugkanäle im Ansaugrohr möglichst gleich sein sollte. Um den Strömungswiderstand zu verringern und die Ansaugleistung zu verbessern, sollte die Innenwand des Ansaugrohrs glatt sein.
Bevor wir über den Ansaugkrümmer sprechen, betrachten wir zunächst, wie die Luft in den Motor gelangt. In der Motorenbeschreibung haben wir die Funktion des Kolbens im Zylinder erläutert. Während des Ansaugtakts bewegt sich der Kolben nach unten und erzeugt so einen Unterdruck im Zylinder (der Druck sinkt also). Dadurch entsteht ein Druckunterschied zur Außenluft, sodass Luft in den Zylinder strömen kann. Jeder kennt das: Man bekommt eine Injektion und sieht, wie die Krankenschwester das Medikament in den Spritzenbehälter zieht. Stellt man sich den Spritzenbehälter als Motor vor, wird beim Herausziehen des Kolbens im Spritzenbehälter die Flüssigkeit in den Behälter gesaugt. So saugt der Motor Luft in den Zylinder.
Aufgrund der niedrigen Temperatur am Ansaugende sind Verbundwerkstoffe zu einem beliebten Material für Ansaugkrümmer geworden. Sie sind leicht und innen glatt, wodurch der Widerstand effektiv reduziert und die Ansaugeffizienz erhöht werden kann.
Grund für den Namen
Der Ansaugkrümmer befindet sich zwischen Drosselklappe und Einlassventil. Er wird als „Krümmer“ bezeichnet, da sich der Luftstrom nach der Drosselklappe und dem Drosselklappensystem hier entsprechend der Anzahl der Zylinder aufteilt. Ein Vierzylindermotor hat beispielsweise vier Kanäle, ein Fünfzylindermotor fünf. Die Luft wird dann jeweils in die Zylinder geleitet. Bei Saugmotoren, die den Ansaugkrümmer hinter der Drosselklappe anlegen, kann bei geöffneter Drosselklappe nicht genügend Luft angesaugt werden, was zu einem hohen Unterdruck im Ansaugkrümmer führt. Bei Motoren mit Einspritzung hingegen sinkt der Unterdruck im Ansaugkrümmer. Daher ist bei Einspritzmotoren ein Manometer am Ansaugkrümmer angebracht, das dem Motorsteuergerät (ECU) die Motorlast anzeigt und die korrekte Kraftstoffmenge einspritzt.
Verschiedene Verwendungszwecke
Der Saugrohrunterdruck dient nicht nur der Drucksignalisierung zur Bestimmung der Motorlast, sondern hat viele weitere Funktionen! Auch die Bremse nutzt den Motorunterdruck zur Unterstützung. So ist das Bremspedal beim Motorstart deutlich leichter zu betätigen. Bestimmte Drehzahlregelungssysteme verwenden ebenfalls den Saugrohrunterdruck. Undichte oder unsachgemäß veränderte Unterdruckleitungen können zu Störungen der Motorsteuerung und Beeinträchtigungen der Bremsfunktion führen. Daher wird dringend davon abgeraten, unsachgemäße Veränderungen an den Unterdruckleitungen vorzunehmen, um die Fahrsicherheit zu gewährleisten.
Cleveres Design
Die Konstruktion des Ansaugkrümmers erfordert umfangreiches Fachwissen. Um in jedem Zylinder des Motors optimale Verbrennungsbedingungen zu gewährleisten, sollten Länge und Krümmung des Ansaugkrümmers möglichst identisch sein. Da der Motor im Viertaktbetrieb arbeitet, wird jeder Zylinder pulsierend mit Kraftstoff versorgt. Grundsätzlich gilt: Ein längerer Ansaugkrümmer eignet sich für niedrige Drehzahlen, ein kürzerer für hohe. Daher verwenden manche Modelle Ansaugkrümmer mit variabler oder stufenloser Längenverstellung, um eine bessere Motorleistung über den gesamten Drehzahlbereich zu erzielen.
Überlegenheit
Der Hauptvorteil eines Ansaugkrümmers aus Kunststoff liegt in seinen geringeren Kosten und seinem niedrigeren Gewicht. Da die Wärmeleitfähigkeit von Polyamid (PA) geringer ist als die von Aluminium, sind die Kraftstoffdüse und die Ansauglufttemperatur niedriger. Dies verbessert nicht nur das Warmstartverhalten und steigert Leistung und Drehmoment des Motors, sondern reduziert auch Wärmeverluste im Ansaugrohr beim Kaltstart, beschleunigt den Anstieg der Abgastemperatur und ist dank der glatten Wand des Kunststoff-Ansaugkrümmers weniger strömungswiderstandsbedingt, was die Motorleistung zusätzlich steigert.
Hinsichtlich der Kosten sind die Materialkosten des Ansaugkrümmers aus Kunststoff im Grunde die gleichen wie die des Ansaugkrümmers aus Aluminium, und der Ansaugkrümmer aus Kunststoff wird in einem Stück geformt, mit einer hohen Ausschussquote; Die Ausbeute beim Guss von Aluminium-Ansaugkrümmerrohlingen ist gering, die Bearbeitungskosten sind relativ hoch, sodass die Produktionskosten des Ansaugkrümmers aus Kunststoff 20-35% niedriger sind als die des Ansaugkrümmers aus Aluminium.
Materialbedarf
1) Hohe Temperaturbeständigkeit: Der Ansaugkrümmer aus Kunststoff ist direkt mit dem Zylinderkopf des Motors verbunden, dessen Temperatur 130–150 °C erreichen kann. Daher muss das Material des Ansaugkrümmers einer hohen Temperatur von 180 °C standhalten.
2) Hohe Festigkeit: Der Kunststoffverteiler wird am Motor montiert, um der Vibrationsbelastung des Automobilmotors, der Trägheitskraft von Drosselklappe und Sensoren, der Pulsationsbelastung des Ansaugdrucks usw. standzuhalten, und um sicherzustellen, dass der Motor bei abnormaler Temperung nicht durch hohen Druckpulsationsdruck explodiert.
3) Maßstabilität: Die Anforderungen an die Maßtoleranzen der Verbindung zwischen Ansaugkrümmer und Motor sind sehr streng, und auch die Montage der Sensoren und Aktoren am Krümmer muss sehr genau erfolgen.
4) Chemische Stabilität: Der Ansaugkrümmer aus Kunststoff steht im Betrieb in direktem Kontakt mit Benzin und Frostschutzmittel. Benzin ist ein starkes Lösungsmittel, und das im Kühlmittel enthaltene Glykol beeinträchtigt ebenfalls die Eigenschaften des Kunststoffs. Daher ist die chemische Stabilität des Ansaugkrümmermaterials aus Kunststoff von sehr hoher Bedeutung und muss strengstens geprüft werden.
5) Thermische Alterungsstabilität; Der Automotor arbeitet unter sehr rauen Umgebungstemperaturen, die Betriebstemperatur schwankt zwischen 30 und 130 °C, und das Kunststoffmaterial muss in der Lage sein, die Langzeitstabilität des Krümmers zu gewährleisten.
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