Klapy zawirowujące/klapy Tumble

Kolektory dolotowe Pierburg, stosowane w nowoczesnych silnikach benzynowych i wysokoprężnych, posiadają często w kanałach ssących klapy zawirowujące albo klapy Tumble.

Klapy zawirowujące wytwarzają wir wzdłuż osi cylindra. Są one stosowane w pojazdach wyposażonych w silniki wysokoprężne, aby poprawić skład mieszanki paliwowopowietrznej przy małych prędkościach obrotowych. W tym celu powietrze jest doprowadzane do każdego cylindra przez dwa oddzielne kanały w kolektorze dolotowym. Jeden z tych kanałów może zostać zamknięty przez klapę zawirowującą. Na skutek tego następuje zawirowanie świeżego powietrza. Lepsze jego wymieszanie powoduje zmniejszenie zużycia paliwa i zredukowanie emisji substancji szkodliwych. Przy wyższych prędkościach i momentach obrotowych klapa zawirowująca zostaje otwarta, aby zapewnić lepszy stopień napełnienia. Klapy zawirowujące pozostają otwarte również przy uruchamianiu silnika i przy hamowaniu silnikiem.

Klapy zawirowujące są również nazywane „klapami swirl” albo „odłączaniem kanału dolotowego”.

W silniku Twinport fi rmy Opel klapa zawirowująca jest stosowana przy pracy z częściowym obciążeniem do zmniejszania strat spowodowanych dławieniem.

Klapy Tumble wytwarzają wir prostopadły do osi tłoka. Powstaje on w ten sposób, że kanał wlotowy powietrza jest podzielony na dwa oddzielne kanały, z których jeden może być zamknięty klapą Tumble (patrz rysunek), albo że klapa jest wprowadzana z boku w strumień powietrza (patrz zdjęcie).

Klapy Tumble stosuje się w pojazdach z silnikiem benzynowym z wtryskiem bezpośrednim (np. w silnikach FSI), aby osiągnąć doładowanie uwarstwione. Przy doładowaniu uwarstwionym mieszanka paliwowo-powietrzna, tzw. „porcja mieszanki”, zostaje skoncentrowana bezpośrednio wokół świecy zapłonowej i poddana zapłonowi, przez odpowiednio wytworzony przepływ powietrza i specjalny kształt tłoka. Dzięki temu w brzegowych obszarach komory spalania znajduje się czyste powietrze. Przy spalaniu działa ono izolująco i zmniejsza straty ciepła. Dalsze zmniejszenie zużycia paliwa osiąga się przez likwidację dławienia silnika.

Przy wyższych prędkościach i momentach obrotowych klapa Tumble zostaje otwarta, aby zapewnić lepszy stopień napełnienia. W tzw. doładowaniu homogenicznym silnik pracuje jak konwencjonalny silnik wtryskowy, jednak z większą sprawnością z uwagi na wyższy stopień sprężania. Pozwala to na obniżenie zużycia paliwa w zakresie niskich prędkości obrotowych, bez zmniejszenia mocy albo momentu obrotowego przy wyższych prędkościach obrotowych.

Klapy Tumble są również określane mianem „ruchomych klap doładowujących”.