Sací systém u čtyřdobého motoru automobilu má jeden hlavní cíl, dostat do válce co nejvíce směsi vzduchu a paliva. Jedním ze způsobů, jak pomoci sání, je vyladění délek potrubí.
Když je sací ventil na motoru otevřený, vzduch je nasáván do motoru, takže vzduch v sacím potrubí se rychle pohybuje směrem k válci. Když se sací ventil náhle zavře, vzduch se s bouchnutím zastaví a nahromadí se na sebe a vytvoří oblast vysokého tlaku. Tato vysokotlaká vlna si razí cestu po sacím potrubí směrem od válce. Když se tlaková vlna dostane na konec sacího kanálu, kde se kanál připojuje k sacímu potrubí, odrazí se zpět dolů po sacím kanálu.
Pokud má sací kanál správnou délku, tato tlaková vlna dorazí zpět k sacímu ventilu, jakmile se otevře pro další cyklus. Tento zvýšený tlak pomáhá nacpat do válce více směsi vzduchu a paliva – účinně funguje jako turbodmychadlo.
Problém s touto technikou je, že poskytuje výhodu pouze v poměrně úzkém rozsahu rychlostí. Tlaková vlna se šíří rychlostí zvuku (která závisí na hustotě vzduchu) dolů sacím kanálem. Rychlost se bude trochu lišit v závislosti na teplotě vzduchu a rychlosti, kterou se pohybuje, ale dobrý odhad rychlosti zvuku by byl 1 300 stop za sekundu (fps). Zkusme si udělat představu, jak dlouhý by musel být přívodní kanál, aby využil tohoto efektu.
Řekněme, že motor běží na 5000 ot./min. Sací ventil se otevře jednou za dvě otáčky (720 stupňů), ale řekněme, že zůstane otevřený na 250 stupňů. To znamená, že mezi uzavřením sacího ventilu a jeho opětovným otevřením je 470 stupňů. Při 5 000 otáčkách za minutu bude motoru trvat 0,012 sekundy, než se otočí o jednu otáčku, a 470 stupňů je asi 1,31 otáčky, takže mezi uzavřením ventilu a jeho opětovným otevřením uplyne 0,0156 sekundy. Při 1300 fps vynásobených 0,0156 sekundy by tlaková vlna urazila asi 20 stop. Ale protože musí jít nahoru po sacím kanálu a pak se vrátit, sací kanál by musel mít pouze polovinu této délky nebo asi 10 stop.
Po provedení tohoto výpočtu jsou zřejmé dvě věci:
S prvním problémem se toho příliš dělat nedá. Vyladěné sání má hlavní výhodu ve velmi úzkém rozsahu otáček. Existuje však způsob, jak zkrátit sací vedení a přesto získat určitou výhodu z tlakové vlny. Pokud zkrátíme délku sacího kanálu o faktor čtyři, takže bude 2,5 stopy, tlaková vlna se bude pohybovat nahoru a dolů potrubím čtyřikrát, než se sací ventil znovu otevře. Ale stejně dorazí k ventilu ve správný čas.
V sacích systémech je spousta složitostí a triků. Například je výhodné, aby nasávaný vzduch proudil do válců co nejrychleji. Tím se zvýší turbulence a lépe se promíchá palivo se vzduchem. Jedním ze způsobů, jak zvýšit rychlost vzduchu, je použití sacího kanálu s menším průměrem. Vzhledem k tomu, že každý cyklus vstupuje do válce zhruba stejný objem vzduchu, pokud tento vzduch napumpujete potrubím s menším průměrem, bude to muset jít rychleji.
Nevýhodou použití sacích kanálů s menším průměrem je to, že při vysokých otáčkách motoru, kdy potrubím prochází velké množství vzduchu, může omezení z menšího průměru bránit proudění vzduchu. Takže pro velké proudění vzduchu při vyšších rychlostech je lepší mít trubky o velkém průměru. Někteří výrobci automobilů se pokoušejí získat to nejlepší z obou světů používáním dvojitých sacích běžců pro každý válec – jedno s malým průměrem a druhé s velkým průměrem. Používají škrticí klapku k uzavření oběžného kola s velkým průměrem při nižších otáčkách motoru, kde může úzký kanál pomoci výkonu. Poté se ventil otevře při vyšších otáčkách motoru, aby se snížilo omezení sání a zvýšil se výstupní výkon na horním konci.
Zde je několik zajímavých odkazů:
