Sistem de evacuare a motoarelor cu ardere internă
Am scris deja despre amortizoare de zgomot de rezonanță - „Dudko“ și „mafflerah / muflerah“ (modelatori folosit câțiva termeni care sunt derivate din „toba de eșapament“ engleză - toba de eșapament, mut, etc). Citiți despre acest lucru în articolul meu "Și în loc de inimă - un motor de foc".
În continuare vom vorbi despre motoarele în doi timpi, dar toate argumentele sunt valabile pentru motoarele în patru timpi și pentru motoarele cu cubaturi "non-model".
Permiteți-mi să vă reamintesc că nu fiecare motor al motorului eșapament, chiar construit pe o schemă de rezonanță, poate da o creștere a puterii sau cuplului motorului, precum și reducerea nivelului de zgomot. În general, acestea sunt două cerințe contradictorii, iar sarcina proiectantul sistemului de evacuare, de obicei, vine în jos pentru a găsi un compromis între motor cu ardere internă nivelul de zgomot, iar puterea sa în această sau acea operațiune.
Acest lucru se datorează mai multor factori. Luați în considerare un motor "ideal", în care pierderea de energie internă la frecare al alunecării nodurilor este zero. De asemenea, nu vom ține cont de pierderile lagărelor de rulare și de pierderile inevitabile în timpul proceselor interne dinamice (aspirație și purjare). Ca rezultat, toată energia eliberată în timpul arderii amestecului de combustibil va fi cheltuită pe:
1) munca utilă a elicei model (elice, roată, etc. Nu vom lua în considerare eficiența acestor noduri, acesta este un subiect separat).
2) pierderile care apar în timpul unei alte faze ciclice a procesului de funcționare a motorului - evacuare.
Emisiile de evacuare merită luate în considerare în detaliu. Subliniați că nu este o măsură „accident vascular cerebral“ (am fost de acord că motorul „în interior“ ideală) și pierderile pentru „împingerea“ a produselor de ardere a amestecului de combustibil de la motor în atmosferă. Acestea sunt determinate, în principiu, de rezistența dinamică a tractului de evacuare - toate acestea se conectează la carterul motorului. De la intrarea la ieșirea din "toba de eșapament". Sper că nu este necesar să se convingă pe nimeni că mai mică rezistența canalului pe care „se îndepărtează“ de fum de motor, cu atât mai puțin nevoia de a petrece un efort în acest sens, iar procesul de „eliberare de gaze“ va fi mai rapid.
Este evident că interne de evacuare a motorului cu ardere este faza principală în procesul de zgomot (uita de zgomotele apărute în timpul aspirării și în timpul arderii combustibilului în cilindru, precum și pe zgomotul mecanic din funcționarea mecanismului - ideal ICE zgomotul mecanic pur și simplu nu poate fi). Este logic să presupunem că, în această aproximare, eficiența globală a motorului cu combustie internă va fi determinată de raportul dintre lucrul util și pierderea din gazele de eșapament. În consecință, o scădere a pierderilor de evacuare va crește eficiența motorului.
Unde se duce energia pierdută în evacuare? În mod natural, acesta este transformat în vibrații acustice ale mediului (atmosferă), adică în zgomot (desigur, există și o încălzire a spațiului din jur, dar nu vom vorbi despre asta pentru moment). Originea acestui zgomot este fragmentul ferestrei de evacuare a motorului, unde are loc o expansiune bruscă a gazelor de eșapament, care declanșează undele acustice. Fizica acestui proces este foarte simplu: la momentul deschiderii portului de evacuare într-un volum mic al cilindrului este o mare parte a reziduurilor gazoase comprimate ale produselor de ardere care ies în mediul rapid și dramatic se extinde în timp și există un impact dinamic gaz, provocând amortizare ulterioare vibrațiile acustice în aer (amintiți-vă bumbacul care apare când deschideți o sticlă de șampanie). Pentru a reduce acest bumbac, este suficient să se mărească timpul de expirare al gazelor comprimate din cilindru (sticla), limitând secțiunea ferestrei de evacuare (deschizând treptat fișa). Dar o astfel de metodă de reducere a zgomotului nu este acceptabilă pentru un motor real, care, după cum știm, puterea depinde în mod direct de viteză, deci - de viteza tuturor proceselor care au loc.
Este posibil să se reducă zgomotul de evacuare într-un alt mod: să nu se limiteze zona secțiunii orificiului de evacuare și timpul gazelor de evacuare, ci să se limiteze viteza de expansiune deja în atmosferă. Și sa găsit o astfel de metodă.
Începând cu anii 30 ai secolului trecut, motocicletele și mașinile sportive au început să echipeze cu un fel de țevi de evacuare conice cu un unghi de deschidere mic. Aceste amortizoare se numesc "megafone". Ei ușor nivelul de zgomot interior de evacuare al motorului cu ardere redusa, iar in unele cazuri, permit, de asemenea, crește ușor puterea motorului datorită îmbunătățirii cilindru reziduurile din gazele de eșapament de curățare datorită inerției coloanei de gaz, se deplasează în interiorul tubului de evacuare conic.
Calculele și experimentele practice au arătat că unghiul optim de deschidere al megafonului este aproape de 12-15 grade. Practic, dacă faci un megafon cu un unghi de deschidere de o lungime foarte mare, se va stinge în mod eficient zgomotul motorului, aproape fără a reduce puterea, dar, în practică, astfel de construcții nu sunt realizabile din cauza defectelor de proiectare evidente și limitări.
O altă modalitate de a reduce zgomotul ICE este de a minimiza pulsațiile gazelor de eșapament la ieșirea sistemului de evacuare. În acest scop, sistemul de evacuare nu este făcută direct în atmosferă și în receptor intermediar este suficient (în mod ideal - cel puțin 20 de ori mai mare decât volumul de accident vascular cerebral), urmată de eliberarea de gaze printr-o zonă de deschidere relativ mică, care poate fi de câteva ori mai mică decât aria de evacuare fereastră. Astfel de sisteme elimină natura pulsatoare a mișcării amestecului de gaz la ieșirea motorului, transformându-l într-o ieșire aproape egală cu translația amortizorului de zgomot.
Permiteți-mi să vă reamintesc că vorbirea în acest moment se referă la sistemele de tăiere care nu măresc rezistența gaz-dinamică la gazele de eșapament. Așa că nu se va ocupa de tot felul de trucuri, cum ar fi rețelele de metal din interiorul camerei Silencing, pereți și țevi perforate, care, desigur, poate reduce zgomotul motorului, dar în detrimentul puterii sale.
Următorul pas în dezvoltarea amortizoarelor a fost un sistem alcătuit din diferite combinații ale metodelor de suprimare a zgomotului de mai sus. Voi spune imediat, că majoritatea sunt departe de a fi ideale, pentru că într-o oarecare măsură, crește rezistența gaz-dinamică a traseului de evacuare, ceea ce conduce, fără îndoială, la o scădere a puterii motorului transmis către unitatea de propulsie.
Trimiteți-le prietenilor: