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TRANSPORTE PESSOAL: TERRESTRE, ÁGUA, AÉREO
Dinâmica gasosa de tubos de escape ressonantes. transporte pessoal
Diretório / Transporte pessoal: terrestre, aquático, aéreo O uso de tubos de escape ressonantes em modelos de motores de todas as classes pode aumentar drasticamente o desempenho atlético da competição. No entanto, os parâmetros geométricos dos tubos são determinados, via de regra, por tentativa e erro, pois até agora não há um entendimento claro e uma interpretação clara dos processos que ocorrem nesses dispositivos dinâmicos de gás. E nas poucas fontes de informação sobre este assunto, são dadas conclusões conflitantes que têm uma interpretação arbitrária. Para um estudo detalhado dos processos nos tubos de escape sintonizados, foi criada uma instalação especial. É composto por um suporte para partida de motores, um adaptador de tubo de motor com conexões para amostragem de pressão estática e dinâmica, dois sensores piezoelétricos, um osciloscópio C1-99 de dois feixes, uma câmera, um tubo de escape ressonante de um motor R-15 com um "telescópio" e um tubo caseiro com superfícies escurecidas e isolamento térmico adicional. A pressão nos tubos na área de exaustão foi determinada da seguinte forma: o motor foi levado à velocidade ressonante (26000 rpm), os dados dos sensores piezoelétricos conectados às torneiras de pressão foram exibidos em um osciloscópio, cuja frequência de varredura foi sincronizada com a rotação do motor, e o oscilograma foi registrado em filme fotográfico. Após revelar o filme em um revelador de contraste, a imagem foi transferida para papel vegetal na escala da tela do osciloscópio. Os resultados para o tubo do motor R-15 são mostrados na Figura 1 e para um tubo caseiro com escurecimento e isolamento térmico adicional - na Figura 2.
Nos gráficos: P dyn - pressão dinâmica, P st - pressão estática, OVO - abertura da janela de exaustão, BDC - ponto morto inferior, ZVO - fechamento da janela de exaustão. A análise das curvas permite revelar a distribuição de pressão na entrada do tubo ressonante em função da fase de rotação do virabrequim. O aumento da pressão dinâmica a partir da abertura da porta de exaustão com diâmetro do tubo de saída de 5 mm ocorre para o R-15 até aproximadamente 80°. E seu mínimo está dentro de 50 ° - 60 ° do ponto morto inferior na purga máxima. O aumento da pressão na onda refletida (do mínimo) no momento do fechamento da janela de exaustão é de cerca de 20% do valor máximo Р. O atraso na ação da onda refletida dos gases de escape é de 80 a 90 °. A pressão estática é caracterizada por um aumento de 22° a partir do "platô" do gráfico até 62° a partir do momento da abertura da porta de exaustão, com um mínimo localizado a 3° a partir do momento do ponto morto inferior. Obviamente, no caso de usar um tubo de escape semelhante, as flutuações de purga ocorrem a 3° ... 20° após o ponto morto inferior, e de forma alguma a 30° após a abertura da janela de escape, como anteriormente pensado. Os dados do estudo de tubos caseiros diferem dos dados do R-15. Um aumento na pressão dinâmica para 65° a partir do momento em que a porta de exaustão é aberta é acompanhado por um mínimo localizado 66° após o ponto morto inferior. Nesse caso, o aumento da pressão da onda refletida a partir do mínimo é de cerca de 23%. O atraso na ação dos gases de escape é menor, provavelmente devido ao aumento da temperatura no sistema isolado termicamente, e é de cerca de 54°. As flutuações de purga são observadas a 10° após o ponto morto inferior. Comparando os gráficos, pode-se observar que a pressão estática no tubo termoisolante no momento do fechamento da janela de exaustão é menor que no R-15. No entanto, a pressão dinâmica tem um máximo de onda refletida de 54° depois que a porta de escape é fechada, e no R-15 esse máximo é deslocado em até 90"! As diferenças estão relacionadas à diferença nos diâmetros dos tubos de escape: no R-15, como já mencionado, o diâmetro é de 5 mm e no isolado termicamente - 6,5 mm. Além disso, devido à geometria aprimorada do tubo R-15, ele possui um fator de recuperação de pressão estática maior. Descobertas Os dados apresentados em estudos publicados anteriormente não dão uma ideia confiável da dependência da pressão estática e dinâmica dos ângulos de rotação do virabrequim do motor e das características dos tubos ressonantes. A eficiência de um tubo de escape ressonante depende em grande parte dos parâmetros geométricos do próprio tubo, da seção transversal do tubo de escape do motor, das condições de temperatura e do tempo da válvula. O uso de contra-refletores e a seleção do regime de temperatura do tubo de escape ressonante permitirá deslocar a pressão máxima da onda de gás de escape refletida no momento em que a janela de escape se fecha e, assim, aumentar drasticamente sua eficiência. Tubos de escape com isolamento térmico e geometria bem escolhida proporcionarão, com o aumento simultâneo da temperatura do motor, um aumento da pressão dinâmica no momento do fechamento da janela de escape, o que aumentará ainda mais a potência do motor. Para uma compreensão mais completa do significado de grandezas físicas como pressão estática e dinâmica em sistemas de exaustão sintonizados, bem como a influência das condições de temperatura, duas edições recentes da lista de referências podem ser recomendadas. Autores: V.Fonkich, O.Kuznetsov
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