
Работа резонансного глушителя
Двухтактные двигатели - исключительно интересные механизмы. Они имеют очень простую конструкцию. Рабочий ход в них происходит каждый оборот коленчатого вала (в отличие от четырехтактных двигателей), и при всем этом они имеют относительно малые размеры и вес. Однако, если внимательно изучить устройство и принцип действия двухтактных двигателей, становится заметен их главный недостаток - относительно низкий КПД. Для устранения этого недостатка и предназначены резонансные глушители.
В пятидесятых годах прошлого века инженеры-двигателисты обнаружили, что определенным образом построенная выхлопная система позволяет увеличить мощность двухтактного двигателя. Такие выхлопные системы в данный момент носят название резонансных. Наличие настроенного резонансного глушителя позволяет более качественно удалить отработанные газы из цилиндра и улучшить наполнение цилиндра свежей топливо-воздушной смесью. Это означает, что двигатель будет отдавать больший крутящий момент и большую полезную мощность.
Правильно настроенный резонансный глушитель способен увеличить мощность двигателя вдвое. Более того, при этом он также увеличивает экономичность двигателя!
Однако насколько оправдана замена обычного глушителя на резонансный на вашей модели? Мы провели несколько инструментальных тестов для того, чтобы найти ответ на этот вопрос.
Дозарядка смеси во время впускаКогда опускающийся поршень открывает выхлопное окно цилиндра, истекание сжатых отработанных газов формирует волну, перемещающуюся вдоль глушителя со скоростью звука и начинающую последовательность процессов, приводящих в итоге к увеличению мощности двигателя.
Инерция истекающих газов и возвращающаяся волна пониженного давления создают сильное разрежение около все еще открытого выхлопного отверстия в тот момент, когда открывается окно перепускного канала. Благодаря этому разрежению остатки отработанных газов гораздо быстрее удаляются из цилиндра, а им на смену через перепускной канал из картера поступает свежая смесь, которая заполняет цилиндр и начинает истекать через выхлопное отверстие в глушитель.
В это время волна повышенного давления проходит по глушителю и, отразившись от конического сужения в дальнем его конце, возвращается к выхлопному отверстию. Истекающая из цилиндра свежая смесь под воздействием повышенного давления меняет направление движения и начинает поступать обратно в цилиндр. Это крайне важный момент. Поршень уже прошел нижнюю мертвую точку и движется вверх. Отверстие перепускного канала только что закрылось, но выхлопное отверстие еще открыто (поскольку находится выше). И излишки смеси благодаря волне повышенного давления вталкиваются обратно в цилиндр. За счет этого в камере сгорания после закрытия выхлопного отверстия оказывается гораздо больше смеси, чем могло бы быть при отсутствии резонансного глушителя.
В дополнение к этому резонансный глушитель повышает степень сжатия двигателя, поскольку сжатие (за счет возврата в цилиндр смеси из глушителя) начинается раньше, чем закрывается выхлопное отверстие. Благодаря этому увеличиваются мощность и коэффициент полезного действия двигателя.
Выбор и настройка резонансного глушителяОчевидно, просто прикрутить новый глушитель к двигателю недостаточно, чтобы получить большую прибавку к мощности. На работу глушителя оказывает влияние масса факторов - объем глушителя и двигателя, длина и диаметр соединительного патрубка, геометрия резонатора и много других. К счастью, почти о всех них заботятся производители на этапе проектирования глушителя.
Настройка на моделиПосле того как вы выбрали резонансный глушитель, вам необходимо настроить длину выпускного тракта для достижения резонанса. Настройку лучше выполнять на модели с работающим двигателем. При этом подразумевается, что двигатель уже прошел обкатку.
Начнем с установки глушителя и соединения его с выхлопным патрубком с помощью качественной термостойкой силиконовой трубки и пары нейлоновых стяжек. Предположим, что общая длина выхлопного патрубка и глушителя больше, чем необходимо, и нам нужно провести настройку.
Достижение максимальной мощностиЕсли вы настраиваете глушитель на резонанс на высоких оборотах (для достижения максимальной мощности), модель должна проходить финишную черту на максимальном газу. Скорость легче измерить, если между линиями старта и финиша будет 30-50 м. Далее рассмотрим подробно процедуру настройки резонансного глушителя на модели автомобиля.
Достижение максимального моментаНастройка двигателя для достижения максимального крутящего момента при разгоне не представляет особых сложностей. Рассмотрим, как это делается. Вам потребуется найти ровную заасфальтированную площадку. Подготовив машину к старту, отметьте мелом прямой участок длиной примерно 15 м. Вам понадобится спортивный секундомер для измерения времени от момента старта до момента пересечения финишной черты.
Перед тестовыми заездами как следует прогрейте двигатель. Он не должен "захлебываться" или "плеваться" излишками топлива во время замеров. Замеры следует выполнять с помощником, который будет стоять с секундомером у финишной черты и замерять время, пока вы пилотируете модель. Запишите результаты по меньшей мере трех заездов подряд и рассчитайте среднее арифметическое.
Теперь укоротите патрубок на 2-3 мм и повторите замеры. Для того чтобы укоротить патрубок, прежде всего вам необходимо снять глушитель с двигателя и отделить от него патрубок, сняв силиконовую соединительную трубку. В зависимости от конфигурации патрубка способы его укорачивания могут быть различными. Но в принципе, в большинстве случаев для этой операции не понадобятся специальный инструмент и приспособления. Потребуется обычная ножовка по металлу. Но учтите, что при отпиливании части патрубка, как правило, образуются заусенцы. Их необходимо обязательно удалить с торца острым ножом или надфилем. Если эту операцию пропустить или проделать неаккуратно, оторвавшуюся стружку может засосать в цилиндр -"смерть" двигателя гарантирована!
После сборки модели проведите повторные замеры. Если теперь модель разгоняется чуть резвее - вы на правильном пути! Снова укоротите патрубок на 2-3 мм. Удалите заусенцы, соберите модель и проведите тестовые заезды. Повторяйте эти операции до тех пор, пока очередное укорачивание патрубка не принесет улучшения времени, оно может даже немного ухудшиться. Не беспокойтесь! Просто выдвиньте глушитель на 3 мм дальше из соединительной силиконовой трубки и закрепите его стяжкой. Ваш глушитель настроен!
По материалам книги
"Ultimate Nitro Engine Guide
For Radio-Control Vehicles"