Ad
  Выхлопные системы ДВС | главная | школа | карта | поиск |  

Параллельно развитию глушащих выхлопных систем, развивались и системы, условно называемые "глушителями", но предназначенные не столько для снижения уровня шума работающего двигателя, сколько для изменения его мощностных характеристик (мощности двигателя, или его крутящего момента). При этом задача глушения шума отошла на второй план, подобные устройства не снижают, и не могут значительно снизить выхлопной шум двигателя, а зачастую и усиливают его.

Работа таких устройств основывается на резонансных процессах внутри самих "глушителей", обладающих, как любое полое тело свойствами резонатора Геймгольца. За счет внутренних резонансов выхлопной системы решается сразу две параллельные задачи: улучшается очистка цилиндра от остатков сгоревшей в предыдущем такте горючей смеси, и увеличивается наполнение цилиндра свежей порцией горючей смеси для следующего такта сжатия.

Улучшение очистки цилиндра обусловлено тем, что газовый столб в выпускном коллекторе, набравший какую-то скорость в процессе выпуска газов в предыдущем такте, за счет инерции, подобно поршню в насосе, продолжает отсасывать из цилиндра остатки газов даже после того, как давление в цилиндре сравнялось с давлением в выпускном коллекторе. При этом возникает еще один, косвенный эффект: за счет этой дополнительной незначительной откачки давление в цилиндре понижается, что благоприятно сказывается на очередном такте продувки - в цилиндр попадает несколько больше свежей горючей смеси, чем могло бы попасть, если бы давление в цилиндре было равно атмосферному.

Кроме того, обратная волна давления выхлопных газов, отраженная от конфузора (задний конус выхлопной системы) или бленды (газодинамическая диафрагма), установленной в полости глушителя, возвращаясь обратно к выхлопному окну цилиндра в момент его закрытия, дополнительно "утрамбовывает" свежую горючую смесь в цилиндре, еще больше увеличивая его наполнение.

Здесь нужно очень четко понимать, что речь идет не о возвратно-поступательном движении газов в выхлопной системе, а о волновом колебательном процессе внутри самого газа. Газ движется только в одном направлении - от выхлопного окна цилиндра в сторону выпускного отверстия на выходе выхлопной система, сначала - резкими толчками, частота которых равна оборотам КВ, затем постепенно амплитуда этих толчков уменьшается, в пределе переходя в равномерное ламинарное движение. А "туда-сюда" гуляют волны давления, природа которых очень напоминает акустические волны в воздухе. И скорость движения этих колебаний давления близка к скорости звука в газе, с учетом его свойств - прежде всего плотности и температуры. Разумеется, эта скорость несколько отличается от известной величины скорости звука в воздухе, в нормальных условиях равной примерно 330 м/сек.

Строго говоря, процессы, протекающие в выхлопных системах ДСВ не вполне корректно называть чисто акустическими. Скорее, они подчиняются законам, применяемым для описания ударных волн, пусть и слабых. А это уже не стандартная газо- и термодинамика, четко укладывающаяся в рамки изотермических и адиабатических процессов, описываемых законами и уравнениями Бойля, Мариотта, Клапейрона, и иже с ними.

На эту мысль меня натолкнули несколько случаев, очевидцем которых я сам был. Суть их в следующем: резонансные дудки скоростных и гоночных моторов (авиа, судо, и авто), работающие на запредельных режимах, при которых двигатели порой раскручиваются до 40.000-45.000 об/мин, а то и выше, начинают "плыть" - они буквально на глазах меняют форму, "скукоживаются", будто сделаны не из алюминия, а из пластилина, и даже банально прогорают! И происходит это именно на резонансном пике "дудки". Но ведь известно, что температура выхлопных газов на выходе из выхлопного окна не превышает 600-650° C, в то время, как температура плавления чистого алюминия несколько выше - порядка 660° С, а у его сплавов и того больше. При этом (главное!), чаще плавится и деформируется не выхлопная трубка-мегафон, примыкающая непосредственно к выхлопному окну, где, казалось бы, самая высокая температура, и наихудшие температурные условия, а область обратного конуса-конфузора, до которой выхлопной газ доходит уже с гораздо меньшей температурой, которая уменьшается вследствии его расширения внутри выхлопной системы (вспомните основные законы газодинамики), да к тому же, эта часть глушителя обычно обдувается набегающим потоком воздуха, т.е. дополнительно охлаждается.

Долгое время мне не удавалось понять и объяснить этот феномен. Все встало на свои места после того, как мне в руки случайно попала книжка, в которой описывались процессы ударных волн. Есть такой специальный раздел газодинамики, курс которого читают только на спецкафедрах некоторых ВУЗов, готовящих специалистов-взрывотехников. Нечто подобное происходит (и изучается) в авиации, где полвека назад, на заре сверхзвуковых полетов, так же столкнулись с некоторыми необъяснимыми в то время фактами разрушения конструкции планера самолета в момент сверхзвукового перехода.

Все права на статьи принадлежат И.В. Карпунину (aka Glider).


Необычные модели - Газонокосилка (4946)

Огромная модель Airbus A380 (4947)

2х-метровая модель Extra 300S из потолочной плитки (6008)

Школа дядьки Глайдера (4576)

Модельная электроника своими руками - электронный регулятор скорости (5059)






Рекомендуемое разрешение - 800х600 и выше
Copyright © SkyFlex Interactive 1997-2018
E-Mail: webmaster