Правда о настроенном резонаторе
Учавствовал я как то раз в научно практической конференции, тема - расчет оптимальных размеров выпускного резонатора для двухтактных бензиновых двигателей внутреннего сгорания... Начну со списка принятых сокращений
ДВС - двигатель внутреннего сгорания
ОГ – отработавшие газы
ГС – горючая смесь
ГС – горючая смесь
НМТ – нижняя мертвая точка
ВМТ – верхняя мертвая точка
КПД – коэффициент полезного действия
СЭМД – средне эффективное машинное давление
ЭДВО – эффективный диаметр выпускного окна
Kh – пиковый коэффициент
Известно, что выпускная система двухтактного двигателя влияет на мощность двигателя, на расход горючего и на шумовые характеристики. Соответственно, для оптимального согласования этих параметров используются оптимально настроенные выпускные системы. Их суть состоит в том, чтобы обеспечить максимальную мощность двигателя при минимальном расходе топлива и низком уровне шума.
Понятие оптимально настроенной выпускной системы для производителей двухтактных двигателей и потребителей является разным. Это объясняется, прежде всего, требованиями к двигателю. Так, для выпускной системы обычного серийного двигателя руководство предприятия вынужденно искать компромисс между следующими параметрами: уровень шума, себестоимость, влияние системы на мощность двигателя. Основополагающим параметром является именно себестоимость.
Предприятие изготовитель при разработке выпускной системы делает упор на легкость в изготовлении и высокий коэффициент понижения шума, а повышению мощности уделяется не так много внимания, как хотелось бы. Поэтому подбор оптимальной выпускной системы является актуальным, при этом заметно может быть увеличена мощность двигателя, повышена его экономичность без серьезных вмешательств в конструкцию двигателя.
Целью данной работы стало создание программы для расчета оптимальных размеров выпускного резонатора двухтактного бензинового двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Выпускная система двухтактного двигателя является одной из его важнейших составляющих.
Клапанного механизма, который не позволяет выхлопным газам беспорядочно выходить в окружающую среду. В случае отсутствия выпускной системы, мы получили бы проблему: двигаясь по инерции, выхлопные газы создают сильное разрежение не только над поршнем, но и около выпускного окна; в результате чего, горючая смесь, находясь под давлением из картера заполнит не только пространство над поршнем, но и выпускной патрубок. Такая ситуация недопустима, так как это усиливает загрязнение окружающей среды, понижает экономичность двигателя, его мощность и КПД.
Мощность двигателя зависит в большей степени от того, сколько энергии будет выделяться при горении смеси над поршнем а это, в свою очередь, зависит от количества смеси . Из этого следует, что для повышения мощности все выхлопные газы должны выйти, так как они мешают горению и препятствуют проникновению смеси из картера в камеру сгорания, а смесь воздуха и бензина должна полностью остаться над поршнем, т.е. ее количество должно быть максимально возможным . Другими словами, коэффициент наполнения цилиндра должен быть настолько большим, насколько это возможно.
Для решения этой проблемы используется выпускной резонатор (рис.2, рис.3). Это устройство, в котором происходят сложные пульсирующие возвратно-поступательные движения волн газов, имеющих определенную частоту.
Для оптимального резонатора необходимо, чтобы к моменту закрытия выпускного окна обратная волна обеспечила возврат части рабочей смеси, вылетевшей вслед за выхлопными газами, в цилиндр. Иначе говоря, требуется достижение резонанса или согласования частоты собственных колебаний волны газов с частотой импульса этой волны на выпуске, т. е. с числом оборотов двигателя. Но так как частота собственных колебаний волны зависит еще и от параметров резонатора (сечения, длины), а также от температуры газа в нем, необходим их тщательный подбор.
Общий вид экспоненциального резонатора представлен на рис.2.
Основное свойство экспоненциальных переходов - это минимальное отражение назад. То есть, звуковая волна
ДВС - двигатель внутреннего сгорания
ОГ – отработавшие газы
ГС – горючая смесь
ГС – горючая смесь
НМТ – нижняя мертвая точка
ВМТ – верхняя мертвая точка
КПД – коэффициент полезного действия
СЭМД – средне эффективное машинное давление
ЭДВО – эффективный диаметр выпускного окна
Kh – пиковый коэффициент
Известно, что выпускная система двухтактного двигателя влияет на мощность двигателя, на расход горючего и на шумовые характеристики. Соответственно, для оптимального согласования этих параметров используются оптимально настроенные выпускные системы. Их суть состоит в том, чтобы обеспечить максимальную мощность двигателя при минимальном расходе топлива и низком уровне шума.
Понятие оптимально настроенной выпускной системы для производителей двухтактных двигателей и потребителей является разным. Это объясняется, прежде всего, требованиями к двигателю. Так, для выпускной системы обычного серийного двигателя руководство предприятия вынужденно искать компромисс между следующими параметрами: уровень шума, себестоимость, влияние системы на мощность двигателя. Основополагающим параметром является именно себестоимость.
Предприятие изготовитель при разработке выпускной системы делает упор на легкость в изготовлении и высокий коэффициент понижения шума, а повышению мощности уделяется не так много внимания, как хотелось бы. Поэтому подбор оптимальной выпускной системы является актуальным, при этом заметно может быть увеличена мощность двигателя, повышена его экономичность без серьезных вмешательств в конструкцию двигателя.
Целью данной работы стало создание программы для расчета оптимальных размеров выпускного резонатора двухтактного бензинового двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Выпускная система двухтактного двигателя является одной из его важнейших составляющих.
Клапанного механизма, который не позволяет выхлопным газам беспорядочно выходить в окружающую среду. В случае отсутствия выпускной системы, мы получили бы проблему: двигаясь по инерции, выхлопные газы создают сильное разрежение не только над поршнем, но и около выпускного окна; в результате чего, горючая смесь, находясь под давлением из картера заполнит не только пространство над поршнем, но и выпускной патрубок. Такая ситуация недопустима, так как это усиливает загрязнение окружающей среды, понижает экономичность двигателя, его мощность и КПД.
Мощность двигателя зависит в большей степени от того, сколько энергии будет выделяться при горении смеси над поршнем а это, в свою очередь, зависит от количества смеси . Из этого следует, что для повышения мощности все выхлопные газы должны выйти, так как они мешают горению и препятствуют проникновению смеси из картера в камеру сгорания, а смесь воздуха и бензина должна полностью остаться над поршнем, т.е. ее количество должно быть максимально возможным . Другими словами, коэффициент наполнения цилиндра должен быть настолько большим, насколько это возможно.
Для решения этой проблемы используется выпускной резонатор (рис.2, рис.3). Это устройство, в котором происходят сложные пульсирующие возвратно-поступательные движения волн газов, имеющих определенную частоту.
Для оптимального резонатора необходимо, чтобы к моменту закрытия выпускного окна обратная волна обеспечила возврат части рабочей смеси, вылетевшей вслед за выхлопными газами, в цилиндр. Иначе говоря, требуется достижение резонанса или согласования частоты собственных колебаний волны газов с частотой импульса этой волны на выпуске, т. е. с числом оборотов двигателя. Но так как частота собственных колебаний волны зависит еще и от параметров резонатора (сечения, длины), а также от температуры газа в нем, необходим их тщательный подбор.
Общий вид экспоненциального резонатора представлен на рис.2.
Основное свойство экспоненциальных переходов - это минимальное отражение назад. То есть, звуковая волна