Двотактні вихлопні труби бензинового двигуна мають дивну форму. Вони розширюються в широкий діаметр, а потім стискаються до дуже малого діаметра, де відпрацьовані гази потрапляють у навколишнє середовище.

- Чому вони формуються таким дивним чином?

- Для чого велике розширення у вихлопній трубі?

- Чому в кінці діаметр так різко зменшується?

Є ця приємна анімація двотактного двигуна з розширювальною камерою

Джерело

Це працює так:

Під час руху вниз після запалювання поршень відкриває вихлопний отвір, а згорілий газ протікає у вихлопну трубу, як ударна хвиля (високого тиску).

Завдяки інерції цей газ створить за нею невелику вакуумну хвилю, що допомагає висмоктувати більше спаленого газу, але і свіжого газу, як тільки впускний отвір буде відкрито.

Перший конус допомагає збільшити вакуум: Коли газ рухається по трубі з певною швидкістю, він проходить через певний обсяг за раз. Якщо переріз збільшується і швидкість залишається однаковою, хвиля проходить через більший об’єм. Це створює більше ... гм ... об'єм вакууму за хвилею. Це трохи важко пояснити.

Гаразд, зараз у балоні є свіжий газ, але також у колекторі. Тепер ударна хвиля потрапляє в правий конус і відбивається. Тобто у вас зараз ударна хвиля біжить до циліндра. Він потрапляє на свіжий газ прямо в той момент, коли впускний отвір закритий поршнем, і натискає цей газ у циліндр. Коли поршень закриває випускний отвір, свіжий газ вже знаходиться під деяким тиском.

Таким чином, витяжка утворює якийсь компресор, збільшуючи об'ємний ККД / потужність двигуна.

Форма вихлопу є дуже критичною щодо термінів: Довжина труби між отвором вихлопу та першим конусом визначає, коли посилена вакуумна хвиля досягає циліндра - вона повинна бути там, коли відкриті впускні отвори і свіжий газ можна всмоктувати. з них. А відстань до другого конуса визначається, коли відбита ударна хвиля досягає циліндра. Знову ж таки: це повинно статися, коли споживання вже покрито, а вихлоп ще не є.

Це означає, що вихлопна труба розроблена для конкретних оборотів, де ви отримуєте максимальний приріст потужності.

Однак кути конусів дозволяють розширити діапазон обертів, коли мотор розвиває свою потужність, ціною максимальної потужності.

Наприклад, ось криві потужності / крутного моменту для трьох вихлопних систем на одному скутері:

По-перше, помітно, що мотор починає розвивати деяку потужність прямо вище 5000 об / хв, оскільки там вихлоп починає працювати.

• Синя крива - досить вузький пік, максимум при 7700 об / хв. він втрачає потужність досить швидко для більш високих / менших обертів.
• Червона крива зміщується на більш високу частоту обертів, де вона повинна розвивати більше потужності, але натомість вона розроблена для більш широкого діапазону обертів. Отже, макс. Потужність аналогічна синій кривій, але діапазон обертів обертів приблизно вдвічі ширший.

Нарешті, дизайн також залежить від потреб транспортного засобу. Мото-крос-велосипед, як правило, має трансмісію з декількома фіксованими передачами і так працює в широкому діапазоні обертів. Навпаки, скутери зазвичай мають варіоматику, яка дозволяє двигуну працювати на певному, постійному оберті.

Коротко:

Вихлопні труби формують для висмоктування газів з камери згоряння в діапазоні обертів.

Дещо довше:

Уявіть двотактний двигун без вихлопу ^{* 1} . Коли випускний клапан відкриється, згорілі гази залишають циліндр. Залиште клапан відкритим досить довгий час, і циліндр буде знаходитись під тиском навколишнього повітря.

Тепер запустіть двигун з фіксованою швидкістю і додайте пряму трубу як вихлоп. Коли випускний клапан відкриється, хвиля стиснених газів буде надходити в трубу, просуватися до кінця труби і розширюватися в навколишню атмосферу. У цей час зворотна (низький тиск) хвиля ввійде в трубу і повернеться назад до циліндра. Визначте це правильно, і ви можете висмоктати частину спалених газів з балона.

Тепер пряма труба працює лише для одного невеликого діапазону обертів. Але якщо ви зміните трубу на V-подібну форму, вона буде працювати поступово.

Тепер великі питання:

1. Це єдина причина? (Не маю уявлення, це одна з причин формувати вихлопну трубу).
2. Як це взаємодіє зі звучанням звучання? (Я підозрюю, що це друга частина вихлопу, яку ви показали).

На жаль, мені доведеться залишити ці двоє, щоб інші відповіли.

Додаткова інформація від - Перкінса, який має більш детальні знання. Введіть у відповідь, оскільки я розумію, що коментарі з часом зникнуть з відповідей.

Це трохи складніше. Двотактні двигуни мають нову паливно-повітряну суміш, що надходить у циліндр одночасно з вихлопом. Висмоктування достатньої кількості вихлопу з циліндра є тривіальним. Вихлопні вихлопні труби, подібні до зображених на малюнку, насправді налаштовані на конкретний діапазон оборотів, і вони спочатку всмоктують більшу кількість паливно-повітряного двигуна через двигун, а потім хвиля тиску відскакує від другої вузької частини і відштовхує додаткове паливо -Вийміть повітря в циліндр при більш високому тиску, зменшуючи відходи палива і збільшуючи продуктивність.

^{* 1} : Ігноруйте ризик потрапляння бруду в двигун.