Inlaatsystemen kunnen meer dan alleen lucht aanleveren—ze kunnen drukgolven timen om het koppel te verhogen en gebruikmaken van zijtakvolumes om geluidsoverlast te verminderen. De lengte van de runners maakt gebruik van kwart-golf reflecties, zodat een positieve drukgolf vlak voor het sluiten van de inlaatklep aankomt, wat de cilindervulling verbetert. Resonatoren richten zich op smalle frequentiebanden die verband houden met motorordes, waardoor het cabinegeluid wordt afgevlakt zonder extra tegendruk toe te voegen. Met een paar formules en praktische vuistregels kun je lengtes en volumes kiezen die het koppel precies daar brengen waar je het wilt en NVH-problemen aanpakken, terwijl je de doorstroomverliezen laag houdt en de verpakking haalbaar blijft.
Het fundamentele probleem is dat natuurlijk aangedreven en lichtelijk opgebooste motoren hun vul efficiëntie verliezen naarmate de snelheid toeneemt, en inlaatschommelingen kunnen een hoorbare dreun veroorzaken bij een constante cruise. Het kernidee maakt op twee manieren gebruik van akoestiek: ten eerste keert een afgestemde runnerlengte een compressiegolf terug naar de klep net voordat deze sluit om nog wat extra lucht naar binnen te duwen; ten tweede is een zijtakresonator afgestemd op de dominante dreunfrequentie om fluctuaties in de inlaatdruk te dempen. Runnerafstemming hangt af van de golftijd. Wanneer de klep opent, reist een verdunningsgolf omhoog door de runner en weerkaatst als een compressiegolf van het plenum.
Als die positieve golf aankomt vlakbij IVC (typisch 40–80° ABDC), verhoogt dit de instantane druk bij de klep en verbetert het de volumetrische efficiëntie. Een praktische vuistregel is: L_eff ≈ a × θ_target / (12 × RPM × m) waarbij a de geluidssnelheid in het runnergas is (m/s), θ_target de krukhoek van IVO tot de gewenste aankomst (graden, meestal 90–120), RPM de motortoerental bij het gewenste koppelpiek is, en m de oneven harmonische is (1, 3, 5...). Gebruik a ≈ sqrt(γRT); bij 60–80°C inlaatlucht is a ≈ 360–380 m/s. L_eff omvat poort-, runner- en eindcorrecties.
Mechanisme en voorbeeld: open-eind reflecties bij het plenum keren de fase om, waardoor de initiële verdunning verandert in een terugkerende compressie. De reistijd is t = 2L_eff/a; je stemt t af op de gewenste krukhoekvenster binnen de 4-taktcyclus (2 omwentelingen = 720° = 120/RPM s). Voorbeeld: 2.0 L I4, doelkoppelpiek bij 4000 rpm, θ_target = 100°, a = 365 m/s, m = 3 (derde harmonische voor verpakking). L_eff ≈ 365×100/(12×4000×3) ≈ 0.28 m.
Het toevoegen van poortlengte en bellmouth eindcorrectie (≈0.6–0.8×runner radius) levert vaak een fysieke runner van 300–380 mm op. Verwacht ongeveer 3–8% BMEP-winst, gecentreerd rond de afgestemde snelheid, waarbij taper en plenumafmetingen de bandbreedte vormen. Beperkingen en afwegingen: kortere runners duwen de koppelpiek naar hogere RPM; langere runners geven de voorkeur aan het middenbereik. De amplitude hangt af van de golfkracht (verhouding runner/plenumoppervlak en timing van de klepbeweging) en vermindert bij throttling en verhitten van de lading.
Het plenumvolume V_pl ten opzichte van de totale verplaatsing is meestal 1.5–2.5× om de koppeling tussen de cilinders te dempen en de respons te verbreden. De CSA van de runner moet de piek Mach ≲0.6 houden; hoge snelheid verhoogt de golventensiteit maar brengt het risico van drukverlies met zich mee. Bij turbo motoren dempen de post-compressor volumes en intercoolers de pulsen, zodat runnerafstemming nog steeds helpt bij lage–middel RPM maar met kleinere winsten. Variabele lengtesystemen schakelen tussen, zeg, ≈350 mm en ≈200 mm om het plateau te verbreden.
Dronereductie maakt gebruik van resonatoren. Twee veelvoorkomende typen: - Helmholtz (zijtakholte): f_H = (a/(2π)) × sqrt(A/(V × L_eff)), waarbij A het nekoppervlak is, V het holtevolume, L_eff de effectieve nek lengte is (voeg eindcorrecties van ≈1.7r toe aan elk ongeflansd einde). Deze zijn compact en smalbandig. Voorbeeld: doel 120 Hz inlaatdreun op een 4-cil (de dreun komt vaak overeen met de algemene inlaatgebeurtenisfrequentie (N_cyl/2)×RPM/60: bij 2000 rpm, 2×33.3 ≈ 67 Hz; hogere orden en ductmodi kunnen rond 120–150 Hz uitkomen).
Kies nek d = 25 mm (A ≈ 4.9×10^-4 m^2) en L_eff = 0.08 m; los V = A/[((2πf_H)/a)^2 × L_eff] ≈ 1.4×10^-3 m^3 ≈ 1.4 L op. - Kwartgolf tak: f_QW ≈ a/(4L_qw) voor de 1e mode; zeer effectief maar langer. Voor 120 Hz bij a = 360 m/s, L_qw ≈ 0.75 m; oprollen of het gebruik van hogere oneven modi (L ≈ L_qw/3, /5) kan helpen bij de verpakking ten koste van de bandbreedte. Praktische NVH-notities: plaats resonatoren dicht bij de bron (plenum of stroomafwaartse duct) en in lage-snelheidsgebieden om verlies van stroming te minimaliseren.
Richt je op de dominante motorklank(en): voor een 4-cil 4-takt, tellen de inlaatgebeurtenissen op tot de 2e orde; inline-6 tot 3e orde; V8 tot 4e. Temperatuur verschuift f met ~0.5% per 3°C omdat a ∝ sqrt(T); voeg 5–10% marge toe of gebruik meerdere kleinere resonatoren die in frequentie verspringen. Perforatie in de nek voegt weerstand toe, verbreedt de notch maar vermindert de diepte. Zorg voor waterafvoer en houd rekening met de plaatsing van de MAF-sensor om meetbias te voorkomen.
Gevolgen: Een juiste runnerlengte zorgt voor een merkbare toename van het koppel in het middenbereik zonder brandstofwijzigingen, wat de BSFC met 1–3% verbetert bij een gebruikelijke cruise/lading door een lager gasklepgebruik en hogere versnellingen mogelijk te maken. Resonatoren verminderen de dreun met 5–15 dB met verwaarloosbare beperking wanneer A_neck klein is ten opzichte van het ductoppervlak. De betrouwbaarheid is hoog—geen bewegende onderdelen—maar verpakking en warmte drijven kosten en variatie. Emissies zijn neutraal; een soepelere inlaatdruk kan stationair draaien en tijdelijke brandstofinjectie stabiliseren.
In de praktijk verbetert de rijbaarheid naarmate de koppelcurve aanvult en wordt de cabine-dreun tussen 1500–2500 rpm onderdrukt zonder gebruik te maken van agressieve actieve geluidsbeheersing.
