oavsett om vi pratar om en gata bil, en racerbil eller till och med ett släpfordon, en av de enklaste att installera och mest kostnadseffektiva prestandadelarna vi kan lägga till är ett kallluftsintag. De har blivit så allestädes närvarande eftersom de fungerar tillräckligt bra att vi inte ens frågar varför eller hur.
Vi ville veta mer, så vi frågade mycket hur och varför frågor, och vad vi lärde oss var ögonöppnande., Vi pratade med ingenjörer från K&n och Corsa Performance, två branschledare inom luftintaget, och vi lärde oss mycket. Läs vidare och du kommer också.
kall luftintag har funnits länge. Tänk muskelbilar med huva skopor. Mycket har förändrats sedan dess, specifikt utsläppsbestämmelser och mer exakta bränsleleveranssystem, men de bästa intagssystemen är baserade på samma principer, och matematiken och vetenskapen bakom dem är lika fascinerande som det är instruktions.,
temperatur
hela poängen med ett kallt luftintag är att få kallare luft, vilket är tätare och håller mer syre för en given volym. Ju kallare, desto bättre. Men det finns ingen formel eller tumregel som kommer att berätta för oss hur mycket av en kraftökning som kan förväntas med en given temperaturminskning. Det finns många variabler.,
”det finns inte en standardskala som vi använder som visar att om du har en minskning av temperaturen med X-belopp, får du Y-belopp i hästkrafter”, säger Jonathan Fiello, vice vd för produktutveckling och teknik för K& n-teknik i Riverside, Calif., ”Du kommer att se betydande vinster ner lågt och då kommer du att se betydande förluster upp högt när det gäller temperatur, men motorns förskjutning har stor inverkan på det, och även bränslet som brinner, typen av induktion, oavsett om det är tvångsinduktion eller naturligt aspirerad.”
Effektvinster kartläggs av en dynamisk kurva, vilket är sant om nästan allt i motor-och inloppsritmetik. Det är inte en linjär skala. Matematiken är lite inblandad, men det hjälper till att förklara mycket av den konstiga vetenskapen bakom system som vi ibland tar för givet.,
enligt Daniel Marty, engineering manager för TMG prestanda produkter, moderbolag för Corsa prestanda och Volant prestanda i Berea, Ohio, att börja beräkna en potentiell effektförstärkning, du tar den ursprungliga temperaturen och dividera med den kallare temperaturen, sedan ta kvadratroten av det.
Du måste dock göra det i Rankine-skalan, inte Fahrenheit, så du lägger till 460 grader till Fahrenheit-temperaturerna för att få Rankine. Säg till exempel, du pratar om skillnaden mellan 100-graders luft och 70-graders luft, när du gjorde all matte får du en 2.,8 procent ökning av makt för att 30-graders skillnad. Lätt, eller hur? Inte precis.
”inte varje 30-graders temperaturförändring ger 2,8 procent, eftersom det är förhållandet mellan de absoluta temperaturerna. Så, om du skulle glida upp skalan och säga skillnaden mellan 250 och 220 grader (Fahrenheit), kommer det att bli en mindre förbättring, för att du delar samma skillnad med ett större antal”, sa Marty. ”Och sedan fyrkantig böka det, så ju kallare du får det, desto mer att temperaturen frågor. Så det är inte baserat på temperaturskillnad., Det är baserat på temperaturförhållandet och kvadratroten av det förhållandet. Och det är inte särskilt intuitivt. Det enklaste är naturligtvis att tänka kallare är bättre.”
om du överväger en racerbils miljö på ett spår, är temperaturerna sannolikt inte vad du skulle överväga” kallt ” och de kanske inte är så långt ifrån varandra, vilket minskar förväntade prestationsvinster som beskrivs i exemplen ovan.
säg att underhuvens temperatur hos en racerbil med hastighet är 180 grader., Luft från utsidan är betydligt svalare, men vi tävlar på sommaren, när omgivningstemperaturer är fortfarande ganska varmt. Säg att det är 90 grader. Så, de omgivande temperaturerna är fortfarande tillräckligt varmt för att den inkommande luften inte är kall alls. Åttio grader är bättre än 180 grader, men efter att du har gjort matten är kraftökningen ungefär 4 procent, bästa scenariot. Inte mycket, men du tar det.
men det finns ett annat kritiskt element för kall luftintag för att göra kraft, och det kommer i form av ökat och förbättrat luftflöde.,
luftflöde
ett kallluftsintag som begränsar luftflödet jämfört med ett lagersystem kommer att upphäva alla fördelar med minskade luftintagstemperaturer. För att ett system ska vara effektivt måste ett system säkerställa att volymen av kall luft som kommer in är lika med eller bättre än volymen av luft du fick med lagersystemet. Fiello och Marty påpekar att det blir mer utmanande när OEM-system förbättras. Faktum är att många OEM-system redan är kalla luftintagssystem.,
nyckeln till att få kraft från luftflödet är att minimera störningar och hinder för att uppnå laminärt luftflöde, det vill säga alla luftströmmar som strömmar i en till stor del parallell väg, enligt Marty, och för att öka volymen av luft som går in i motorn, vilket kommer att kräva mer bränsle för att göra ytterligare kraft. Laminärt luftflöde är det mest effektiva i den subsoniska världen.
det finns en gräns för vad ett lager motor styrsystem kommer att rymma, särskilt när du talar om nyare bilar., Fiello sa att som bränsleekonomi och utsläppsstandarder stramar har fabriksbränslebeklädnader minskat. Kit som producerar betydligt större luftflöde kräver ofta en ny melodi, något du skulle få från företag som HPTuners, HyperTech, Cobb, etc.
matematiken för luftflöde är mycket enklare och kraften blir större, sa Marty., ”Om det till exempel finns en begränsning i ditt intag som orsakar, låt oss säga även en 5-procentig ökning av tryckfallet genom det intagssystemet, och du kan få det ner till 1-procents tryckfall, det tryckfallet, du pratar inte om en kvadratrotfunktion nu. Du pratar om ett förhållande. Så får du mer kraft proportionellt från en relativt liten förändring av begränsningen, än du får från en relativt liten temperaturförändring.,”
om du kör din gata bil i HPDE, de flesta av de kalla luftintag du hittar har konstruerats för dig, topp till botten. De har testats för att ta in kallare luft, minska begränsningen och uppfylla utsläppsnormerna. Om du designar ett system på egen hand för racing, ger vetenskapen bakom luftintagssystem några regler att leva efter.
Racing
Fiello sa att det enklaste sättet att hämta lite mer kraft är för oss ett friare flytande luftfilter, något K&N har specialiserat sig på i årtionden., Off-road racing lastbilar och grusvägar bilar behöver betydande luftfiltrering media, men en road racing bil som-förmodligen — stannar på rätt spår behöver inte så mycket. Så istället för att ha fyra lager oljad bomullsgas, kanske du bara behöver två lager bomull, utan olja på den, vilket skulle resultera i friare luftflöde.
När du dirigerar ditt inloppsrör, använd större slangar än lager, minimera böjar-tänk ökad radie-och få den att hämta sin luft från så frisk och obehindrad plats som möjligt., De luftkanaler som tar platsen för vänster strålkastare på BMW E36 och E46 är bra exempel. Fender wells kan ha kallare luft än under huven, men det finns många fallgropar där. Bromsar avger värme och damm, och det finns en hel del turbulens i en fender brunn.
”så, Nummer ett, stör inte filtreringen”, sa Fiello. ”Och nummer två, gör det så enkelt och så minst restriktivt som möjligt.”
kom också ihåg att hålla antalet leder till ett minimum. Varje gång du har en gemensam i inloppsrör, har du en potentiell störning punkt i det heliga laminära luftflödet.,
” vi tenderar att kompensera för det på eftermarknaden genom att ägna mer uppmärksamhet åt att se till var vi har en gemensam, att det är en minimal störning. Så, om det är en silikonslang över en kanal, i riktigt bra system ser du att silikonslangen har ett urtag för att kanalen ska passa in, säger Marty. ”Men det är inte något du kommer att se i en billig kinesisk sak, förresten.”
gör ett luftintagssystem tillräckligt bra, och du kan behöva en melodi eftersom det ligger utanför bränsleparametrarna för vad en stock tune kommer att flöda., Det beror på att OEM-ingenjörer har mycket mer restriktioner på dem. Utsläpp och bränsleekonomi är stora, säkert, men det är också saker som förpackning och inloppsbuller, som vissa kunder inte vill höra.
”fördelen med ett kallt luftintagssystem är den kalla luften, men det är också minskningen av begränsningen”, sa Marty. ”Minskningen av begränsningen är dock mestadels viktig när din fot är på golvet, för det är då systemets vidöppna och det vill ha mest luft och det mesta av tryckfallet genom insugningssystemet är genom de delar som vi tänker på.,”