共振排气管的气体动力学。绘图、说明

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谐振排气管的气体动力学。个人交通

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在所有级别的电机模型上使用共振排气管可以显着提高比赛的运动表现。然而，管道的几何参数通常是通过反复试验来确定的，因为到目前为止，还没有对这些气体动力装置中发生的过程有清晰的理解和清晰的解释。在关于这个主题的少数信息来源中，给出了相互矛盾的结论，并且具有任意的解释。

为了详细研究调谐排气管的过程，创建了一个特殊的装置。它由一个用于启动发动机的支架、一个带有用于静态和动态压力采样的配件的电机管道适配器、两个压电传感器、一个 C1-99 双光束示波器、一个摄像头、一个来自 R-15 发动机的谐振排气管以及一个“望远镜”和一个带有黑色表面和额外隔热层的自制管道。

排气区域管道中的压力确定如下：使电机达到谐振速度（26000 rpm），来自连接到测压口的压电传感器的数据显示在示波器上，其扫描频率是同步的随发动机转速变化，并将波形图记录在照相胶片上。

在对比显影剂中对胶片进行显影后，图像按照示波器屏幕的比例转移到描图纸上。 R-15 发动机管道的结果如图 1 所示，自制管道经发黑和额外隔热后的结果如图 2 所示。

共振排气管的气体动力学
米。 1.共振排气管R-15的压力变化

共振排气管的气体动力学
米。 2. 改变自制隔热排气管的压力

在图表上： P dyn - 动压，P st - 静压，OVO - 排气窗打开，BDC - 下止点，ZVO - 排气窗关闭。

对曲线的分析可以揭示谐振管入口处的压力分布作为曲轴旋转相位的函数。对于 R-5，从出口管直径为 15 mm 的排气口开口处产生的动压增加高达约 80°。其最小值为最大吹扫时距下死点 50° - 60° 范围内。关闭排气窗瞬间反射波中压力的增加（从最小值开始）约为最大值Р的20%。废气反射波的作用延迟为80°至90°。静压的特点是，从排气口打开那一刻起，静压从图表上的“平台”增加了 22°，最高达到 62°，最小值位于从下死点起的 3° 处。显然，在使用类似排气管的情况下，泄压波动发生在下止点之后3°…20°处，而绝非如之前认为的那样发生在排气窗打开后30°处。

自制管道研究数据与 R-15 数据不同。从排气口打开的那一刻起，动态压力增加到 65°，同时在下死点后 66° 处出现最小值。在这种情况下，反射波的压力相对于最小值增加了大约23%。废气作用的延迟较小，这可能是由于隔热系统中温度的升高，约为54°。在下死点后 10° 处注意到净化波动。

比较图表可以看出，关闭排气窗瞬间隔热管内的静压小于R-15。然而，排气口关闭后，动态压力的反射波最大值为 54°，而在 R-15 中，该最大值偏移了 90 英寸之多！这些差异与排气管直径的差异有关：如前所述，R-15 的直径为 5 毫米，而隔热排气管的直径为 6,5 毫米。此外，由于R-15管道几何形状的改进，使其具有更高的静压恢复系数。

发现

先前发表的研究中提供的数据并没有给出静态和动态压力对发动机曲轴旋转角度和谐振管特性的依赖关系的可靠想法。

谐振排气管的效率很大程度上取决于管道本身的几何参数、发动机排气管的横截面、温度条件和气门正时。

使用反反射器和选择谐振排气管的温度范围将可以在排气窗口关闭时改变反射废气波的最大压力，从而大幅提高其效率。

精心挑选的几何形状的隔热排气管将在发动机温度同时升高的情况下，在关闭排气窗时增加动压，从而进一步提高发动机功率。为了更全面地理解调谐排气系统中静态和动态压力等物理量的含义以及温度状态的影响，我们可以推荐参考文献列表中的最后两个版本。

作者：V.Fonkich、O.Kuznetsov

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