Schaltsaugrohr
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Ein Schaltsaugrohr oder Variable Intake System ist eine Vorrichtung auf der Saugseite eines Benzinmotors, um den Füllgrad entzündbarer Gase in der Brennkammer bei unterschiedlichen Drehzahlen zu optimieren.
Es gilt die Regel: Ein längeres Ansaugrohr ergibt fülligeres Drehmoment im unteren Drehzahlbereich. Ein kürzeres Ansaugrohr ergibt höhere Leistung im oberen Drehzahlbereich. Die Lösung für beide Drehzahlbereiche lautet Variable Intake System (VIS) oder Schaltsaugrohr. Dabei handelt es sich um eine Vorrichtung auf der Ansaugseite des Motors, welche zu einer Selbstaufladung des Brennraums durch Schwingungen der Luftsäule und der Abgassäule in Längen-abgestimmten Leitungen führt. Es entstehen Überdruck und Unterdruckwellen, in Kombination aus kurzen und langen Saugwegen durch Umschaltklappen. Der Umschaltpunkt bei steigender Drehzahl beträgt oft ca. 5400 U/min (hängt von Motorhersteller ab), wobei eine Schaltverzögerung (Hysterese) bewirkt, dass das Saugrohr bei konstanter Fahrt um 5400 U/min nicht ständig umschaltet und der Motor infolgedessen ruckelt. Der Umschaltpunkt auf geschlossene Umschaltklappe ist bei sinkender Drehzahl demnach etwas niedriger. Weiterer Vorteil des VIS: Durch den höheren Liefergrad (Verhältnis von tatsächlicher zu theoretisch möglicher Füllung des Zylinders) sind die Sauerstoffanteile bei leicht verdichteter Luft auch dichter gepackt und damit die Verbrennung besser. Die Verbrennungsreaktion läuft schneller ab, dadurch entsteht mehr Kraft in kürzerer Zeit auf den Kolben und somit mehr Drehmoment an der Kurbelwelle.
Wichtig bei der Gestaltung von Saugrohren ist der Resonanzeffekt, der auch durch die Gestaltung des Abgaskrümmers verstärkt werden kann: Alle Krümmerrohre werden in beiden Drehzahlbereichen für jeden Zylinder gleich lang ausgelegt.
- Bei Drehzahlen unter 5400 U/min sind die Klappen (1) geschlossen, wodurch sich ein langer Luftweg für die Ansaugung ergibt. Das Elektroventil (5) ist dann stromlos und verbindet die Unterdruckdose (4) mit der Außenluft.
- Über 5400 U/min erhält das Elektroventil (5) Strom und verbindet den Unterdruckspeicher (2) mit der Unterdruckdose (4), die über einen Steller die Klappen öffnet. Dadurch wird der Weg der angesaugten Luft kürzer.
- Im Speicher (2) wird durch die Ansaugung ständig ein Unterdruck erzeugt und durch das Rückschlagventil (3) gehalten.
[Bearbeiten] Resonanzeffekt
Der Resonanzeffekt ist ein Begriff aus der Schwingungstechnik, Gasdynamik und der Automobiltechnik. Zwischen Steuerzeiten, Ansaugtakten und Gasschwingungen entsteht ein Rhythmus (Resonanzeffekt), welcher zu einer besseren Zylinderfüllung mit Frischgas O2 führt (bis zu +15% in Verbindung mit Zündfolgeabgaskrümmer). Die Rohrlängen werden bei der Konstruktion so gewählt, um den Effekt zu maximieren, darum ist es nicht sinnvoll bei Modellen mit Schaltsaugrohren den originalen Luftfilterkasten gegen einen offenen Luftfilter zu tauschen, da der Luftkanal kürzer wird. Die Schwingungen der Frischgassäule verändern sich dadurch, so dass der Luftmassenmesser in bestimmten Betriebsbereichen Fehlmessungen macht. Um das zu minimieren, sitzt der Luftmassenmesser nahe am Ansaugkrümmer, um auf möglichst kurzem Weg vor der Verbrennung zu messen (kleinere Abweichung).
