Vztahy a programy pro výpočet rezonančního výfuku
Autor: Ladislav Ševčík („Pajka“)
aktualizováno: 22.6.2017
Výpočet rezonančního výfuku pro dvoutakt je už přeci jen jakási „vyšší dívčí“. Jeden krok je výpočet základních teoretických rozměrů, druhý krok pokročilé výpočty s pomocí náročného software a třetí věcí je výroba několika variant výfuku a jejich testování na motoru připojeném k měřícímu zařízení (motorové brzdě). Nic jednoduchého. Pro laické úpravy jsou dostupné vztahy a programy pro výpočet rezonátoru. Pokusím se nějaké výpočty trochu přiblížit…
Program na webu:
https://www.underdogsracing.com/fospipe/
Překlad vstupních dat programu
Vstupní data a výpočet
Vrtání a zdvih jsou dané konstrukcí motoru.Cílové otáčky je vhodné zvolit někde mezi maximálním kroutícím momentem a maximálním výkonem. V případě sériového pionýra mezi 5500 ot. a 6500 ot.
Cílový výkon. Jaký výkon může motor (odhadem) ve zvolených otáčkách mít (nižší než maximální).
Rychlost vlny výfukových plynů má nastavenou výchozí hodnotu 550 m/s, pokud se ale funkce výfuku bude projevovat při příliš nízkých nebo vysokých otáčkách, měla by se hodnota upravit. Příliš vysoké otáčky znamenají, že je výfukové potrubí chladnější, než očekáváte (zvyšte hodnotu rychlosti vlny). Pokud se efekt rezonance projeví při příliš nízkých otáčkách, je vaše potrubí teplejší a hodnotu rychlosti vlny to bude chtít zmenšit.
Trvání výfuku. Je potřeba přepočítat délku otevření výfukového kanálu na stupně. Parametr můžete spočítat dvěma způsoby:
- Použitím nějakého CAD programu, kde si nakreslíte pozici pístu (a hlavně ojnice), kdy je výfukový kanál právě zavřen. Pak si vytvoříte úsečku mezi pomyslnou osou rotací klikové hřídele a osou spodního čepu ojnice. Mezi úsečkou a rovinou (kdy by ojnice byla v nejnižším bodě vůči válci) můžete změřit úhel. Délka otevření výfuku je ale dvojnásobkem změřeného úhlu (píst jde do dolní úvrati a pak se vrací).
- Výpočtem podle vztahu níže, který doplňuji i názorným výpočtem:
| Základní rozměry (hodnoty): | ||
|---|---|---|
| Zdvih | Z= | 44,0 mm |
| Délka ojnice | L= | 100,0 mm |
| Vzdálenost od horní hrany válce po horní hranu výfukového kanálu | E= | 29,5 mm |
| Vypočítané hodnoty: | ||
| Polovina zdvihu (Z/2) | R= | 22,0 mm |
| Rozdíl zdvihu a výšky válce, tj.=> hrana válce – hrana pístu při horní úvrati (HÚ) | C= | 0 mm |
| Součet T = R+L+C-E=22+100+0-29,5 | T= | 92,5 |
Vztah pro výpočet délky trvání výfuku (časování)
Příklad výpočtu délky trvání výfuku
Tento program počítá výfukové koleno s proměnlivým průměrem
Nepředpokládám ale, že byste takové koleno vyráběli. Výhoda programu je rychlý výsledek a snadné porovnávání různých variant. Pro ruční výpočet rozměrů s trubkou místo proměnlivého kolena vkládám následující vztahy:
Vztahy pro výpočet výfuku i s hladkým kolenem
Další dokumenty a programy
Vztahy jsou opsané ze zahraničních publikací a doplněny jsou (orientačním!) překladem. Za správnost všech vzorců a výpočtů neručím.
vztahy-pro-vypocet-rezonancniho-vyfuku.pdf – dokument v Angličtině + orientační překlad
ExhaustCalculator2.zip – program pro výpočet rezonančního výfuku (údajně s chybami)
https://www.mh-aerotools.de/airfoils/javapipe_en.htm – výpočty údajně vhodné spíš pro malé RC motory
