W części drugiej chciałbym zająć się bardziej szczegółami technicznymi dotyczącymi strumienic i konsekwencjami z tego wynikającymi dla ich zastosowania w tuningu i sporcie.

Pytanie podstawowe: po co je stosujemy i czy jest to tylko specyfika polskiego rynku tuningowego? Strumienice dolotowe i wydechowe mają wpływ na wymianę ładunku w cylindrze silnika, czyli na usunięcie z niego rozprężonych spalin i napełnienie go świeżym powietrzem lub ładunkiem mieszanki paliwowej w zależności od rodzaju zasilania. Najważniejszym parametrem tego procesu jest sprawność napełniania wyrażana stosunkiem mas: Me - ładunku pozostałego w cylindrze po zakończeniu wymiany do Mt - teoretycznego ładunku wynikającego z objętości skokowej cylindra Vs i gęstości powietrza atmosferycznego. Średnio wynosi on 70-85%, natomiast przy doładowaniu rezonansowym udaje się przekroczyć 100% i dojść do granicznych 107%, dotyczy to oczywiście silników wolnossących. Stosunek Me/Mt decyduje o mocy silnika, momencie obrotowym oraz obrotach, przy jakich są one osiągane.

W książce prof. Czesława Kordzińskiego "Układy wylotowe szybkobieżnych silników spalinowych" podane są przykłady badań wpływu np. długości i średnicy przewodów kolektora ssącego na sprawność napełniania cylindrów. W jednym przypadku okazało się, że optymalną długością kolektora, przy której zachodzi doładowanie rezonansowe w silniku Jaguara 3.5l, jest 90 cm, chociaż trudno sobie wyobrazić zmieszczenie tak długiego kolektora pod maską sportowego auta. Właśnie między innymi po to stosujemy strumienice, aby modyfikować parametry silnika bez daleko idących zmian konstrukcyjnych. Zamiast tych przykładowo 90 cm możemy spróbować zastosować np. strumienicę dolotu i wspomóc ją wydechową. Mało kto wie, że zmieniając wałek na sportowy powinniśmy zmienić długość i średnicę kolektora dolotowego. Wiadomo również, że jest to trudne, gdyż nie dysponujemy kilkoma kolektorami do prób, albo głowicami o różnych średnicach zaworów, więc ten sam efekt możemy osiągnąć stosując strumienice, aby odpowiednio kształtować charakterystyki silnika stosownie do naszych oczekiwań.

Strumienice, czy to jest specyfika naszego rynku? Otóż nie, gdyż to urządzenie występuje w wielu samochodach i motocyklach. Punto II w filtrze powietrza przed wkładem ma prawie klasyczną strumienicę, w Golfie II GTI 1.8l jest podobnie, przy czym zaskakiwać może fakt, że zwężka przy tej pojemności ma 35mm, gdy sam przy silniku 1.8l nigdy nie zszedłem poniżej 45mm.

Jeżeli chodzi o wydechy w Alfie 155 w ostatnim tłumiku była zwężka i można powiedzieć, że to coś w rodzaju strumienicy dynamizującej przepływ, przy czym podobne zwężki są w tłumikach Supersprinta.

Strumienice w samochodzie ogólnie zwiększają prędkość przepływu czynnika. Moja strumienica dolotowa działa jak pompa powietrza, czyli wtłacza dodatkową porcję powietrza do silnika. Wydechowa strumienica naddźwiękowa inż. Pachonia , produkowana w firmie Michael (klasyk) ma zwężkę w celu przyspieszenia przepływu spalin oraz charakterystyczne cygaro w środku ze skrzydełkami mocującymi, które uspokajają przepływ, aby spaliny mogły osiągnąć dużą prędkość. Można ją montować za katalizatorem lub w miejscu tłumika środkowego. W tym miejscu informacja dla podrabiaczy: decydujące znaczenie ma kształt tego cygara, źle dobrane powoduje turbulencje i strumienica nie pracuje.

Następna grupa to strumienice wirowe, czego przykładem może być dynamizator Jonesa i strumienice szczelinowe inż. Pachonia. Wykorzystują one zjawisko wiru wywołanego śrubowym ułożeniem łusek, które zastępują zwężkę, im szybciej ładunek wiruje, tym szybciej wir się przemieszcza. Tak bardziej obrazowo, strumienice wydechowe to taki odkurzacz dla silnika, a dolotowe to atmosferyczne turbo, dopychające dodatkową porcję powietrza do silnika. Zestrajając obie możemy uzyskać naprawdę dobre efekty. Jest to wygodny sposób na kształtowanie charakterystyk silnika, ponieważ nie ingerujemy bezpośrednio w jego konstrukcję, a wprowadzone zmiany są odwracalne. Strumienice nie przeszkadzają w tuningu elektronicznym i mechanicznym, mogą tylko potęgować ich efekty i są dobrze widziane w czołowych serwisach chiptuningu.

Kilka praktycznych rad na temat stosowania strumienic. Przede wszystkim musimy się zdecydować, co chcemy uzyskać i do czego nam służy auto, czy ścigamy się wieczorem po ulicach Warszawy, używamy go do pracy czy mamy samochód tylko dla przyjemności. Decydując się na strumienicę wydechową pamiętajmy, że może ona nie współpracować z fabrycznym tłumikiem. Koniecznie trzeba więc uwzględnić zmianę tłumika głównego, zwykle końcowego na sportowy.

W przewodach wydechowych i dolotowych silnika zachodzą oprócz zjawisk związanych z przepływem gazu jeszcze zjawiska falowe - pulsacje spowodowane cyklicznym ruchem tłoków silnika. Nakładanie się tych zjawisk bardzo komplikuje opis i możliwości przewidywania, co się dzieje w przewodzie dolotowym czy wydechowym. Są też ich pozytywne skutki np. doładowanie rezonansowe, ale to co pomaga w dolocie, w układzie wydechowym może spowodować duże straty.

Przykładem tego są przypadki uszkodzenia silnika, przez niewłaściwie wykonane i zabudowane strumienice łuskowe, powodujące silny ruch wirowy. Po konsultacjach z profesorem fizyki doszliśmy do wniosku, że jest to skutek nakładania się silnych pulsacji ciśnienia spalin blisko silnika na ich ruch wirowy. Efektem może być nawet cofanie się wiru do silnika, szczególnie w nieustalonych stanach jego pracy. My dążymy do stanów przepływów laminarnych, powodujących najmniejszy opór i głośność. Praktyczna rada: uciekajmy ze strumienicami łuskowymi w miejsce, gdzie przewidziany jest tłumik środkowy. Nawet taka źle dobrana strumienica w miejscu tłumika środkowego może dać pozytywne rezultaty. Umieszczona w miejscu katalizatora lub za nim wywoła turbulencje i np. wypalanie uszczelki pod głowicą. Następną radą jest montowanie układów wydechowych i strumienic za pomocą złączek, zamiast spawania na styk. Daje to możliwość łatwej zmiany np. rodzaju strumienicy czy tłumika w celu ich dokładnego dostosowania do charakterystyki silnika. Tym bardziej, że obecnie na rynku mamy cały asortyment past uszczelniających, złączek i akcesoriów potrzebnych do takiego montażu.

Na zakończenie chcę zaanonsować powstanie nowej strumienicy stożkowej - wydechowej. Już wykonałem pierwsze prototypy, które spisują się bardzo dobrze. Będzie to strumienica uniwersalna i można ją montować dowolnie. Obecnie trwa wymiana doświadczeń między inż. Pachoniem z firmy Michael i MG-Motorsport w celu pełniejszego wykorzystania pierwszych prób drogowych. Już są projekty połączenia strumienicy stożkowej ze szczelinową i jest prototyp strumienicy szczelinowo-naddźwiękowej Michaela. Można więc będzie opracować układ wydechowy ze strumienicą stożkową oraz tłumikiem końcowym z wkładem strumienicy stożkowo-szczelinowej z koncepcji tłumików serii "Dyna". Sprzyja temu fakt , iż inż. Andrzej Godula, pan Jacek Chojnacki oraz inż. Tomasz Pirowski, dysponujący profesjonalnym zapleczem badawczym, służą konstruktorom strumienic całą swoją wiedzą i życzliwością. Z pewnością zaowocuje to powstaniem bardzo skutecznych układów wydechowych, takich że te zachodnie z polerowanymi puszkami z nierdzewki będą mogły robić za lustra w naszych łazienkach!

Źródło: Lech Węglarski "Strumienice mity i rzeczywistość (część II)", GT nr 02 (50), luty 2003, str. 5