DucatiKiller

Warum sehen Zweitakt-Auspuffrohre so seltsam aus?


Motor Motorrad Auspuff Zweitakt Auto

Zweitakt-Benzinmotor-Auspuffrohre sind seltsam geformt. Sie breiten sich zu einem großen Durchmesser aus und schrumpfen dann zu einem sehr kleinen Durchmesser, wo die Abgase in die Umgebung austreten.

- Warum sind sie so seltsam geformt?

- Wofür ist die große Erweiterung im Auspuff?

- Warum reduziert sich der Durchmesser am Ende so drastisch?

Bildbeschreibung hier eingeben

Mikaveli
Das ist ein Expansionskammerauspuff (erfunden von Limbach). Es lohnt sich, darauf hinzuweisen, dass nicht alle Zweitaktmotor-Auspuffe eine Expansionskammer haben - manche lassen sie weg.

Antworten


sweber

Es gibt diese nette Animation eines 2-Takt-Motors mit einer Expansionskammer

Bildbeschreibung hier eingeben Quelle

Es funktioniert so:

Während sich der Kolben nach der Zündung nach unten bewegt, legt der Kolben die Abgasöffnung frei und das verbrannte Gas strömt wie eine (Hochdruck-) Stoßwelle in das Abgasrohr.

Aufgrund der Trägheit erzeugt dieses Gas eine leichte Vakuumwelle, die hilft, mehr verbranntes Gas, aber auch frisches Gas abzusaugen, sobald die Einlassöffnung freigelegt wird.

Der erste Kegel hilft, das Vakuum zu erhöhen: Wenn das Gas mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch das Rohr strömt, durchläuft es ein bestimmtes Volumen pro Zeit. Wenn der Querschnitt vergrößert wird und die Geschwindigkeit gleich bleibt, bewegt sich die Welle durch ein größeres Volumen. Das schafft mehr ... äh ... Vakuumvolumen hinter der Welle. Es ist ein bisschen schwer zu erklären.

OK, jetzt haben wir frisches Gas im Zylinder, aber auch im Krümmer. Die Schockwelle trifft nun auf den rechten Kegel und wird reflektiert. Dh Sie haben jetzt eine Schockwelle, die auf den Zylinder zuläuft. Er trifft genau dann auf das Frischgas, wenn die Ansaugöffnung vom Kolben bedeckt ist und drückt dieses Gas in den Zylinder. Wenn der Kolben auch die Auslassöffnung bedeckt, steht das Frischgas bereits unter Druck.

Auf diese Weise bildet der Auspuff eine Art Kompressor, der den volumetrischen Wirkungsgrad / Leistung des Motors erhöht.

Die Form des Abgases ist in Bezug auf das Timing sehr kritisch: Die Länge des Rohres zwischen Abgasöffnung und erstem Kegel definiert, wann die verstärkte Vakuumwelle den Zylinder erreicht - sie sollte da sein, wenn die Ansaugöffnungen freiliegen und frisches Gas angesaugt werden kann aus ihnen heraus. Und der Abstand zum zweiten Kegel definiert, wann die reflektierte Schockwelle den Zylinder erreicht. Nochmal: Dies sollte passieren, wenn der Einlass bereits abgedeckt ist, und der Auspuff noch nicht.

Dies bedeutet, dass die Auspuffleitung für eine bestimmte Drehzahl ausgelegt ist, bei der die maximale Leistungsverstärkung erreicht wird.

Die Winkel der Kegel erlauben jedoch, den Drehzahlbereich, in dem der Motor seine Kraft entwickelt, auf Kosten der maximalen Leistung zu verbreitern.

Hier sind zum Beispiel die Leistungs- / Drehmomentkurven für drei Abgassysteme auf demselben Scooter:

Bildbeschreibung hier eingeben

Erstens ist es bemerkenswert, dass der Motor beginnt, etwas mehr als 5000 U / min zu entwickeln, weil dort der Auspuff zu arbeiten beginnt.

  • Die blaue Kurve ist ein recht schmaler Peak mit einem Maximum bei 7700 U / min. Es verliert ziemlich schnell an Leistung für höhere / niedrigere RPMs.
  • Die rote Kurve wird zu höheren Drehzahlen verschoben, wo sie mehr Leistung entwickeln sollte - aber stattdessen ist sie für einen größeren Drehzahlbereich ausgelegt. Also, die max. Die Leistung ist ähnlich wie bei der blauen Kurve, aber der Drehzahlbereich ist etwa doppelt so groß.

Schließlich hängt das Design auch von den Bedürfnissen des Fahrzeugs ab. Ein Motorquerrad hat üblicherweise ein Getriebe mit mehreren festen Gängen und läuft somit über einen weiten Drehzahlbereich. Im Gegensatz dazu haben Roller in der Regel eine Variomatik, die es dem Motor ermöglicht, mit einer bestimmten konstanten Drehzahl zu laufen.

Zaid
Große Antwort +1

Hennes
Ja. +1 mit einem Wunsch +5 (ich denke, dass die Vergabe von Bounties dem am nächsten kommt, aber meine Representation auf dieser Seite ist immer noch ziemlich begrenzt).

zipzit
Ist das horizontale Skala Umdrehungen pro Minute (RPM)? Es ist als U / Minute bezeichnet Diese Zahlen scheinen sehr hoch. Sind diese Abgaskurven für Rennmaschinen? Ich kann mir nicht vorstellen, dass ein Scooter-Motor bei 9000 U / min sehr lange halten würde.

sweber
@zipzit: Ja. Zum Vergleich: Mein 50ccm Scooter hat 3,1kW bei 6000RPM (legale Straßenversion). Diese Auspuffe haben ungefähr 8kW bei 7700-8300 U / min, vielleicht auf einem 70ccm Motor. Scooter Attack ist ein Laden für Straßen- und Rennroller, daher ist es durchaus möglich, dass es sich um Rennmaschinen handelt.

Hennes
U / Minute ist wahrscheinlich "Umdrehungen pro Minute" (Umdrehungen pro Minute).

Hennes

Kurz:

Die Abgasrohre sind so geformt, dass sie Gase über einen Drehzahlbereich aus der Brennkammer saugen.

Etwas länger:

Stellen Sie sich einen 2-Takt-Motor ohne Abgas vor * 1 . Wenn sich das Auslassventil öffnet, verlassen verbrannte Gase den Zylinder. Lassen Sie das Ventil lange genug geöffnet und der Zylinder steht unter Umgebungsluftdruck.

Jetzt den Motor mit einer festen Geschwindigkeit laufen lassen und ein gerades Rohr als Auspuff hinzufügen. Wenn sich das Auslassventil öffnet, strömt eine Welle komprimierter Gase in das Rohr, läuft zum Ende des Rohrs und dehnt sich in die umgebende Atmosphäre aus. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Rückwärtswelle (Niederdruckwelle) in das Rohr eintreten und zurück zum Zylinder laufen. Zeit dies richtig und Sie können einige der verbleibenden verbrannten Gase aus dem Zylinder saugen.

Jetzt funktioniert ein gerades Rohr nur für einen kleinen Bereich von RPMs. Aber wenn Sie das Rohr in eine V-Form ändern, wird es langsamer arbeiten.

Jetzt die großen Fragen:

  1. Ist das der einzige Grund? (Keine Ahnung, das ist einer der Gründe, ein Auspuffrohr zu formen).
  2. Wie wirkt sich das auf die Schalldämpfung aus? (Was ich vermute, ist der zweite Teil des Auspuffs, den Sie gezeigt haben).

Leider muss ich diese beiden zurücklassen, damit andere antworten können.


Gerades Auspuffrohr


Zusätzliche Informationen von - Perkins, der detailliertere Kenntnisse hat. Setzen Sie in die Antwort ein, weil ich verstehe, dass Kommentare schließlich von Antworten verschwinden werden.

Es ist ein bisschen komplizierter. Zweitaktmotoren haben ein neues Kraftstoff-Luft-Gemisch, das zur selben Zeit in den Zylinder gelangt, wenn das Abgas austritt. Eine ausreichende Menge an Abgas aus dem Zylinder zu saugen ist trivial. Die seltsam geformten Auspuffrohre wie die abgebildete sind tatsächlich für einen bestimmten Drehzahlbereich abgestimmt, und sie saugen zuerst eine größere Menge an Kraftstoffluft durch den Motor, und dann prallt die Druckwelle von dem zweiten engen Teil ab und drückt den zusätzlichen Kraftstoff - Zurück in den Zylinder bei höherem Druck, wodurch der Kraftstoffverbrauch reduziert und die Leistung erhöht wird.


* 1 : Ignoriere das Risiko, dass Schmutz in den Motor gelangt.

Perkins
Du hast fast recht. Es ist ein bisschen komplizierter. Zweitaktmotoren haben ein neues Kraftstoff-Luft-Gemisch, das zur selben Zeit in den Zylinder gelangt, wenn das Abgas austritt. Eine ausreichende Menge an Abgas aus dem Zylinder zu saugen ist trivial. Die seltsam geformten Auspuffrohre wie die abgebildete sind tatsächlich für einen bestimmten Drehzahlbereich abgestimmt, und sie saugen zuerst eine größere Menge an Kraftstoffluft durch den Motor, und dann prallt die Druckwelle von dem zweiten engen Teil ab und drückt den zusätzlichen Kraftstoff - Zurück in den Zylinder bei höherem Druck, wodurch der Kraftstoffverbrauch reduziert und die Leistung erhöht wird.

sweber
Diese Niederdruckwelle kommt nicht vom Ende des Auspuffs - sie folgt automatisch der Hochdruckwelle und die Form des Auspuffs hilft, den niedrigen Druck einzustellen.
For advertisement and collaboration please email answer.adv@gmail.com