Розрахунок і виготовлення резонатора для будь-якого двотактного двигуна
Я вирішив написати статтю, тому що набридли всякі люди на сайті з ідеями типу. а чи можна поставити глушник від Жигулів або ще від якогось четирехтатніка на Їжак, переслідуючи лише мета краси. А то, що в глушники повинен бути резонатор всі думають, а навіщо.
Але ж в глушнику відбувається складне пульсуюче зворотно-поступальний рух хвиль газів, що має певну частоту.
Для оптимально підібраного глушника необхідно, щоб до моменту закриття випускного вікна зворотна хвиля забезпечила повернення частини відсмоктати робочої суміші в циліндр. Інакше кажучи, потрібно досягнення резонансу або узгодження частоти власних коливань хвилі газів з частотою імпульсу цієї хвилі на випуску, т. Е. З числом оборотів двигуна.
Але так як частота власних коливань хвилі залежить ще і від параметрів глушника (перетину, довжини), а також від температури газу в глушнику, необхідний їх ретельний підбір.
Всередині глушника такий найважливіший параметр, як загальна довжина, підбирається зміною довжини випускної труби і циліндричної частини глушника
У наших з вами мотоциклах використовується двигун. розрахований на певні умови експлуатації, тому і можливості моторів, умовно кажучи, - за показниками економічності, довговічності, токсичності відпрацьованих газів. На отримання таких показників і пристосована технологія масового виробництва, а це ті рамки, які часом сковують конструкторів по руках і ногах. Тому користь від індивідуальної доведення буде. Залишається правильно поставити завдання і правильно їх вирішити.
Формули для розрахунку глушників двох-тактніков існують, але вони громіздкі, важко врахувати всі чинники. Хоча б погодні. Чи не помічали, як змінюється робота двигуна при зміні температури повітря або вологості? Або температура вихлопних газів: мало того, що в точці біля випускного вікна вона не постійна і сильно залежить від режиму роботи двигуна. Гази, рухаючись всередині резонатора, спочатку рас ширяються, остигаючи при цьому, а потім, стискаючись в зворотному конусі, знову нагріваються і т. Д. Але ж в основі розрахунку глушника коштує швидкість звуку у вихлопних газах, яка безпосередньо залежить від температури. Що ж це за основа, якщо вона постійно змінюється! Ось і залишаються ці формули на сторінках дисертацій. Навіть на заводах глушники розраховують спрощеним методом, потім доводять систему випуску! на стенді, а потім, після дорожніх випробувань, все одно щось переробляють. '
Глушник не може забезпечити приріст потужності у всьому діапазоні оборотів. Його налаштовують на той режим, при якому прагнуть отримати приріст крутного моменту (а не потужності!). При цьому хвиля вихлопних газів повинна встигнути пройти через весь резонатор. відбитися від зворотного конуса і повернутися до випускного вікна в той момент, коли воно ще відкрито, а продувні вікна вже закрилися. Якщо хвиля прийде раніше, то зажене частину робочої суміші назад в продувні канали. Якщо пізніше, - частина робочої суміші встигне вилетіти в трубу (вихлопну). І в тому, і в іншому випадку крутний момент (а, значить, і потужність) зменшиться. Найважливіший розмір - L (загальна довжина випускної системи від випускного вікна до кінця зворотного конуса) можна розрахувати за формулою:
де: Апродов - фаза продувки (град.) -
аВИП - фаза випуску (град.) - n - обороти двигуна, на яких треба отримати надбавку крутного моменту (об / хв) -
33 360 м / хв - приймається середня швидкість хвилі газів у вихлопній трубі.
Щоб отримати Апродов і аВИП, зніміть головку циліндра і закріпіть на роторі генератора транспортир (його центр повинен строго збігатися з віссю обертання коленвала). На генераторі зробіть початкову мітку і, повертаючи, колінвал по ходу обертання, відзначайте кути, при яких кромка днища поршня виявиться у верхнього краю продувних і випускних вікон.
Не сподівайтеся, що, підставивши в формулу 15 000 об / хв, а потім встановивши, скажімо, на Jawa, виготовлений за отриманим розмірами резонатор. ви змусите мотор розкрутитися до цих оборотів. Всі елементи двигуна цього мотоцикла зроблені таким чином, щоб він видавав максимальний крутний момент на 3500 об / хв. Значить, і в формулу потрібно підставити 3500 об / хв.
Отримавши загальну довжину випускної труби, можна визначити приблизний розмір частин (рис.1).
Довжина повинна скласти 20-28% від загальної дліни- передній (прямий) кін
вус - 32-38% - циліндрична частина - 8-10% і зворотний конус -30-35%. Діаметр - 63-70% від діаметра циліндра, а площа перерізу трубки глушить частини - 65-75% від площі перетину. Діаметр середньої циліндричної частини можна підрахувати, знаючи діаметр і довжину переднього конуса. Зазвичай його кут при вершині роблять близько 12 °.
Скориставшись знаннями зі шкільного курсу тригонометрії, отримаємо формулу:
ДСР = ДКОЛ + 0,21 * (помножити) LП.К.
де: Дср - діаметр середньої циліндричної частини-Дкол - діаметр - LП.К. -довжина переднього конуса.
Так глушак розрахували, тепер би його зробити треба.
Коліно випускної труби може бути виготовлено з прямою тонкостінної (1-1,25 мм) труби або підбором наявного коліна від серійного мотоцикла. Радіус вигину випускної труби підганяється по рамі мотоцикла і залежить від місця розташування глушника.
Щоб зігнути по потрібному радіусу випускну трубу, її слід заварити з одного кінця, наповнити сухим піском і щільно забити з іншого кінця дерев'яною пробкою.
Взяти дві паяльні лампи, розпалити їх. Нагрівання труби виробляти по зовнішньому радіусу, залишаючи внутрішній холоднішим. Згинати трубу слід повільно, щоб не було тріщин і складок, весь час, звіряючи радіус вигину із заздалегідь виготовленим шаблоном. Вигин випускної труби можна виробляти на слюсарних роликах, можна залити каніфоллю, водою і заморозити, і гнути без нагріву.
Готове зігнуте коліно підганяти на мотоциклі за місцем, так щоб воно щільно входило в випускний патрубок і глушник, не заважало повороту переднього колеса і добре вписувалося в раму мотоцикла. Якщо це верхня випускна труба, то вона не повинна заважати роботі гонщика на мотоциклі. Для надійного кріплення випускної труби до неї приварюється кронштейн кріплення, а також вушко для страховки від сповзання її з патрубка циліндра. Фіксується випускна труба до циліндра за допомогою сталевого дроту.
Прямий конус і глушитель виготовляються з листової сталі товщиною 0.7-1 мм.
Бажано, щоб глушник був якомога рівніше і розташовувався в одній площині. Допускаються невеликі повороти окремих частин глушника при підгонці їх по рамі мотоцикла.
Слід приділити також увагу на кріплення глушника до рами мотоцикла. До глушнику прибріхує спеціальні кронштейни з овальними отворами під болти кріплення. Товщина матеріалу кронштейна 2,5 - 3 мм. Бажано робити два таких кронштейна, з тим, щоб надійніше було його кріплення. Кріплення випускної системи має бути не менше ніж у двох точках, краще в трьох. Болти кріплення глушника бажано шплінтовать або ставити на них контргайки. Глушник і випускну трубу слід фарбувати в чорний колір. Бажано використовувати вогнетривкі фарби. Але можна застосовувати і нітрофарби.
Для виготовлення викрійок конусів необхідно зробити маленькі розрахунки і накреслити ескіз розгортки (рис. 2).
Наприклад, потрібно підрахувати довжини розгорнутих кіл входу і виходу в дифузор з тим, щоб відкласти їх на радіусах, проведених через точки перетину дуги і кінців конуса:
* D1 = 3.14 * 40 = 125.6 мм-. * D = 3,14 * 90 = 282,6 мм
d1 = 44 мм-d = 90 мм
За розгортці зігнути потрібний дифузор, зварити, отрихтовать. Розгортка заготовки для циліндричної частини підраховується:
* D = 3,14 90 = 282,6 мм.
Для виготовлення глушника вирізаються заготовки (див. Рис. 2), згинаються конуси і циліндр. Автогенної зварюванням проводиться прихватка, рихтування конуса, остаточна зварювання шва - встик.
Зварювання виробляти пальником малого розміру (N 0, N 1) і тонким дротом товщиною 1,5-2 мм. Після зварювання деталей провести остаточну рихтування та підгонку частин глушника один до одного і за місцем на рамі мотоцикла.
Розмаїття, поміряти, прихопити за місцем і, тільки переконавшись, що все підігнано правильно, остаточно заварити кругові шви.
Можна виготовити і тільки окремо резонатор тоді його можна прилаштувати до патрубку як рідний, але краще зварити, і не мучиться постійним намотуванням айсбеста.
Глушить насадку можна виготовляти вже як хочеться, хоч ставити від копійки хоч від трактора, найбільш же оптимальний варіант оформлений в статті «тільки руки бережи» (рис.3).
P.S. У написання цієї статті використовувався матеріал з журналу марнотрат
про та книги Григор'єва. »