международный клуб любителей минимотоциклов
Mini Moto Ride - с нами веселей :)
Расчёт и изготовление гоночной выпускной системы


Надеюсь, все понимают зачем 2-х тактому мотору нужен резонатор? Нет? Тогда немного наглядной теории.

Представим что смесь уже сжата, свеча её подожгла, и взрыв толкнул поршень обратно - вниз. Если не учитывать облако низкотемпературной плазмы, образованное сгораемой смесью, то взрыв это распространяющаяся волна давления.
Если резонатор снять, то эта волна будет безвозвратно уходить через выпускное окно в атмосферу, не мешая работе двигателя. Но, и не помогая. При этом цилиндр будет продуваться рабочей смесью, что негативно скажется на расходе.
Теперь, поставим резонатор. Волна давления выйдет через окно в "колено", пройдёт расширяющийся конус, потом цилиндрическую часть, и частично отразится от обратного конуса. Пройдя обратный путь, она должна прийти к выпускному окну в тот момент, когда поршень идёт вверх и "задуть" обратно в цилиндр часть рабочей смеси, которая вышла сюда при фазе продувки. Таким образом, улучшается коэффициент наполнения, и как следствие отдача движка. Но ведь есть ещё и волна низкого давления. Она проходит свой путь аналогично, но ёё смещение по фазе таково, что она приходит цилиндру во время выпуска отработанных газов, высасывая их и лучше очищая камеру сгорания для следующей порции свежей смеси.

Вся загвоздка в том, что такой процесс будет осуществляться только на определённой резонансной частоте - отсюда и слово "резонатор". Гоночные выпускные системы рассчитывают на те обороты движка, которые чаще всего используются в гонке, а иногда и на отдельно взятом треке. Но, последняя практика затратна, поэтому принято готовить минибайк под конкретный трек методом изменения передаточного соотношения путном установки других звёзд.
Ладно, вернёмся к нашим "баранам". Как то, для интереса, я просчитал резонаторы нескольких китайских и чешских минибайков. Если у "чехов" выпускная система более-менее отвечает требованиям, то китайские резонаторы это бесполезные куски листового металла. Кататься на таком минике можно, но если речь пошла о гонках, то замена выпуска просто обязательна!

Формулы для расчета резонаторов двухтактников существуют, но они громоздки, трудно учесть все факторы. Хотя бы погодные. Не замечали, как меняется работа двигателя при изменении температуры воздуха или влажности? Или температура выхлопных газов: мало того, что в точке возле выпускного окна она не постоянна и сильно зависит от режима работы двигателя. Газы, двигаясь внутри резонатора, вначале расширяются, остывая при этом, а затем, сжимаясь в обратном конусе, вновь нагреваются и т. д. А ведь в основе расчета глушителя стоит скорость звука в выхлопных газах, которая напрямую зависит от температуры. Что же это за основа, если она постоянно меняется! Вот и остаются эти формулы на страницах диссертаций. Даже на заводах глушители рассчитывают упрощенным методом, потом доводят систему выпуска! на стенде, а затем, после дорожных испытаний, все равно что-то переделывают. '
Ещё раз напомню, что резонатор не может обеспечить прирост мощности во всем диапазоне оборотов. Его настраивают на тот режим, при котором стремятся получить прирост крутящего момента (а не мощности!). При этом волна выхлопных газов должна успеть пройти через весь резонатор, отразиться от обратного конуса и вернуться к выпускному окну в тот момент, когда оно еще открыто, а продувочные окна уже закрылись. Если волна придет раньше, то загонит часть рабочей смеси обратно в продувочные каналы. Если позже, - часть рабочей смеси успеет вылететь в трубу (выхлопную). И в том, и в другом случае крутящий момент (а, значит, и мощность) уменьшится. Самый важный размер - L (общая длина выпускной системы от выпускного окна до конца обратного конуса) можно рассчитать по формуле:

L=[(аПРОД+аВЫП)/720*1/n*33600]/2

где: аПРОД - фаза продувки (град.);
аВЫП - фаза выпуска (град.); n - обороты двигателя, на которых надо получить прибавку крутящего момента (об/мин);
33 360 м/мин - принимаемая средняя скорость волны газов в выхлопной трубе.
Чтобы получить аПРОД и аВЫП, снимите головку цилиндра и закрепите на роторе генератора транспортир (его центр должен строго совпадать с осью вращения коленвала). На генераторе сделайте начальную метку и, поворачивая, коленвал по ходу вращения, отмечайте углы, при которых кромка днища поршня окажется у верхнего края продувочных и выпускных окон.
Не надейтесь, что, подставив в формулу 15 000 об/мин, а затем установив, скажем, на китайский миник, изготовленный по получившимся размерам резонатор, вы заставите мотор раскрутиться до этих оборотов. Все элементы двигателя этого мотоцикла сделаны таким образом, чтобы он выдавал максимальный крутящий момент на 7500 об/мин. Значит, и в формулу нужно подставить 7500 об/мин.

Расчёт и изготовление гоночной выпускной системы


Длина должна составить 20-28% от общей длины; передний (прямой) конус - 32-38%; цилиндрическая часть - 8-10% и обратный конус -30-35%. Диаметр - 63-70% от диаметра цилиндра, а площадь сечения трубки глушащей части - 65-75% от площади сечения . Диаметр средней цилиндрической части можно подсчитать, зная диаметр и длину переднего конуса. Обычно его угол при вершине делают около 12°.
Воспользовавшись знаниями из школьного курса тригонометрии, получим формулу:
ДСР =ДКОЛ + 0,21 *(умножить) LП.К.
где: Дср - диаметр средней цилиндрической части; Дкол - диаметр ; LП.К. -длина переднего конуса.

Так выпуск рассчитали, теперь бы его сделать надо.
Колено выпускной трубы может быть изготовлено из прямой тонкостенной (1-1,25 мм) трубы либо подбором имеющегося колена от серийного мотоцикла. Радиус выгиба выпускной трубы подгоняется по раме мотоцикла и зависит от места расположения глушителя.
Чтобы изогнуть по нужному радиусу выпускную трубу, ее следует заварить с одного конца, наполнить сухим песком и плотно забить с другого конца деревянной пробкой.
Взять две паяльные лампы, разжечь их. Нагрев трубы производить по наружному радиусу, оставляя внутренний более холодным. Изгибать трубу следует медленно, чтобы не было трещин и складок, все время, сверяя радиус изгиба с заранее изготовленным шаблоном. Изгиб выпускной трубы можно производить на слесарных роликах, можно залить канифолью, водой и заморозить, и гнуть без нагрева.
Всё остальное изготовляются из листовой стали толщиной 0.7-1 мм.
Желательно, чтобы выпускная система была как можно ровнее и располагалась в одной плоскости. Допускаются небольшие повороты отдельных частей глушителя при подгонке их по раме мотоцикла.

Для изготовления выкроек конусов необходимо сделать маленькие расчеты и начертить эскиз развертки

Расчёт и изготовление гоночной выпускной системы


Например, нужно подсчитать длины развернутых окружностей входа и выхода в диффузор с тем, чтобы отложить их на радиусах, проведенных через точки пересечения дуги и концов конуса:
? * d1 = 3.14 *40 = 125.6 мм; ? * d = 3,14 * 90 = 282,6 мм
d1 = 44 мм; d = 90 мм
По развертке согнуть нужный диффузор, сварить, отрихтовать. Развертка заготовки для цилиндрической части подсчитывается:
? * d =3,14 90 = 282,6 мм.
Для изготовления глушителя вырезаются заготовки, сгибаются конусы и цилиндр. Сваркой производится прихватка, рихтовка конуса, окончательная сварка шва - встык.
Разметить, померить, прихватить по месту и, только убедившись, что все подогнано правильно, окончательно заварить круговые швы.

Глущащую насадку можно устанавливать, а можно и нет - тут уж кому как больше нравиться. Поскольку такой минибайк - гоночная техника, то нормы по шумности выхлопа к нему не относятся.

А если вы считаете это слишком трудоёмким процессом (что сложно отрицать), а персонализацию под конкретный мотор необязательной, то можно купить готовую гоночную выпускную систему. Например, такую:

Расчёт и изготовление гоночной выпускной системы

Дата: 7-12-2009, 22:15   |   Опубликовал: Lankarra   |   Просмотров: 25856   |   Комментарии (1)

Сообщите нам новость

#1 написал: Lankarra   |   8 Декабря 2009 16:22   |   Зарегистрирован: 23.11.2009   |   ICQ: --  

Группа: Камрады сайта
Публикаций: 180
Комментариев: 146
Да, кстати, для распространённого китайского воздушника значения фаз впуска и выпуска - 132, 110. Таким образом общая длина выхлопной системы (без глушителя) составляет 752 мм.


--------------------
Lankarra.com


Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.