Warum/Wie erhöht ein "Powerflow"-Auspuff die Leistung?

Ich habe Flugzeuge (normalerweise Cessna 172) mit einem "Powerflow" -Abgassystem gesehen und dann behauptet, einige Pferdestärken mehr zu bekommen, was zu höheren Reisegeschwindigkeiten führt. Wie funktioniert ein Powerflow-Auspuff und warum erhöht er die Leistung?

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Das hat mit Resonanz zu tun. Denken Sie an eine Pfeifenorgel – jede Pfeife schwingt mit einer bestimmten Frequenz, die wir als Note oder Ton hören. Die Länge der Pfeife bestimmt ihre Ton-/Ton-/Resonanzfrequenz. Das Auspuffsystem Ihres Flugzeugs hat eine bestimmte Resonanzfrequenz.

Der Motor Ihres Flugzeugs hat auch eine bestimmte Note oder einen bestimmten Ton. Das wird maßgeblich von der Motordrehzahl bestimmt. Ein Powerflow-Auspuff passt die Auspuffresonanzfrequenz an die Motordrehzahl bei einer typischen hohen Reisegeschwindigkeitseinstellung an.

Auf der Mikroebene geschieht Folgendes. Nach dem Arbeitstakt eines Zylinders, wenn sich das Auslassventil zum ersten Mal öffnet, strömt Abgas in das Abgassystem. Bald schließt sich das Auslassventil und die Trägheit der Gase, die sich durch das Abgassystem bewegen, bewirkt, dass das Abgas zum Ausgang weiterströmt und hinter ihm (in der Nähe des Auslassventils) einen niedrigeren Druck erzeugt. Wenn die Resonanzfrequenz des Abgassystems mit der Drehzahl übereinstimmt, öffnet sich das Auslassventil an diesem Punkt beim nächsten Zyklus, und der Bereich mit niedrigerem Druck im Abgas unterstützt das Ausspülen des Abgases aus dem Zylinder. Beim anschließenden Ansaugtakt ist der Restdruck im Zylinder geringer und es kann mehr Kraftstoff-Luft-Gemisch „angesaugt“ werden. Mehr Kraftstoff/Luft, mehr Leistung.

Anders ausgedrückt: Der Motor benötigt Kraft, um die Abgase aus dem Zylinder und durch das Abgassystem zu drücken. Das Powerflow-System reduziert die dafür benötigte Leistung.

Das ist faszinierend. Ich fragte mich, warum das Auspuffrohr normalerweise verlängert wurde, wenn Powerflow installiert war. Vielleicht ist es eine weitere Frage wert, aber wie wird die Resonanzfrequenz ermittelt? Und tun sie es dann so, dass es normalerweise bei Reisegeschwindigkeit oder Startgeschwindigkeit ist (da ich diese bei Flugzeugen mit Propellern mit variabler Geschwindigkeit nicht gesehen habe)?
Meine Vermutung ist, dass die Drehzahl bei voller Leistung verwendet wird, um die Resonanzfrequenz des Abgassystems zu bestimmen. Die Marketingabteilung will maximalen Nutzen zeigen!

Powerflow-Abgassysteme basieren auf dem Prinzip, dass ein Motor im Wesentlichen eine große, laute Luftpumpe ist: Luft wird durch den Einlass angesaugt und durch den Auspuff herausgepumpt.
Ein begrenzender Faktor dafür, wie viel PS ein Motor erzeugt, ist, wie schnell Sie ein bestimmtes Luftvolumen durch den Motor bewegen können (aufgrund von Einschränkungen im Ansaug- oder Abgassystem).

Einige Flugzeuge, wie Cessna 172 oder Piper Cherokees mit 140/150/160 PS, haben ein Abgassystem, das aufgrund ungünstiger Geometrie, enger Rohrgrößen oder beidem einschränkt, wie schnell Abgase "herausgepumpt" werden können.

Powerflow-Systeme, wie " getunte Auspuff "-Systeme, die Sie bei Sportwagen finden, bieten ein breites Rohr und eine Geometrie, die dazu anregt, so viel Abgas wie möglich aus dem Zylinder zu ziehen, was bedeutet, dass weniger Energie verschwendet wird, während der Kolben nach oben gedrückt wird Auspuffhub und mehr sauerstoffreiche Luft wird während des anschließenden Ansaughubs in den Zylinder gezogen - beides trägt dazu bei, mehr nutzbare Pferdestärken zu erzeugen.