ท่อไอเสียเครื่องยนต์เบนซินสองจังหวะมีรูปร่างแปลก พวกมันขยายเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางกว้างแล้วหดตัวลงสู่เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กมากซึ่งก๊าซไอเสียจะปรากฏสู่สิ่งแวดล้อม

- ทำไมพวกเขาถึงมีรูปร่างแปลก ๆ ?

- การขยายขนาดใหญ่ในท่อไอเสียมีไว้เพื่ออะไร?

- ทำไมเส้นผ่านศูนย์กลางจึงลดลงอย่างมากในตอนท้าย

มีอนิเมชั่นที่ดีของเครื่องยนต์ 2 จังหวะพร้อมกับ ห้องขยาย

แหล่ง

มันทำงานได้เช่นนี้:

ในขณะที่เคลื่อนตัวลงหลังจากจุดระเบิดลูกสูบจะเปิดช่องไอเสียและก๊าซที่เผาไหม้จะถูกส่งเข้าไปในท่อร่วมไอเสียเช่นเดียวกับคลื่นช็อก (แรงดันสูง)

เนื่องจากความเฉื่อยก๊าซนี้จะสร้างคลื่นสูญญากาศเล็กน้อยซึ่งจะช่วยดูดก๊าซที่เผาไหม้ออกมามากขึ้น แต่ยังเป็นก๊าซสดทันทีที่เปิดไอดี

กรวยแรกช่วยเพิ่มสูญญากาศ: เมื่อก๊าซเคลื่อนที่ผ่านท่อด้วยความเร็วที่แน่นอนมันจะเคลื่อนที่ผ่านปริมาตรที่แน่นอนต่อเวลา หากภาพตัดขวางเพิ่มขึ้นและความเร็วยังคงเท่าเดิมคลื่นเดินทางผ่านปริมาตรที่มากขึ้น สิ่งนี้สร้างปริมาตรสูญญากาศเพิ่มขึ้น ... uhm ... ด้านหลังคลื่น มันค่อนข้างยากที่จะอธิบาย

ตกลงตอนนี้เรามีก๊าซสดในกระบอกสูบ แต่ก็อยู่ในท่อร่วม คลื่นกระแทกตอนนี้กระทบกับกรวยด้านขวาและสะท้อนออกมา คือตอนนี้คุณมีคลื่นกระแทกที่วิ่งเข้าหากระบอกสูบ มันกระทบก๊าซสดทันทีในขณะที่ท่อไอดีถูกปกคลุมด้วยลูกสูบแล้วอัดแก๊สนี้เข้าไปในกระบอกสูบ เมื่อลูกสูบครอบคลุมช่องเปิดไอเสียเช่นกันก๊าซสดก็อยู่ภายใต้แรงกดดันบ้างแล้ว

ด้วยวิธีนี้ไอเสียก่อตัวเป็นคอมเพรสเซอร์บางชนิดเพิ่มประสิทธิภาพเชิงปริมาตร / พลังของมอเตอร์

รูปร่างของไอเสียมีความสำคัญอย่างยิ่งกับเวลา: ความยาวของท่อระหว่างการเปิดไอเสียและกรวยแรกกำหนดเมื่อคลื่นสุญญากาศที่ขยายเพิ่มขึ้นถึงกระบอกสูบ - ควรจะมีเมื่อเปิดช่องไอดีและสามารถดูดก๊าซสดได้ จากพวกเขา และระยะทางถึงกรวยที่สองกำหนดเมื่อคลื่นกระแทกสะท้อนถึงกระบอกสูบ อีกครั้ง: สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อท่อไอดีได้รับการคลุมไว้แล้วและยังไม่หมด

ซึ่งหมายความว่าท่อร่วมไอเสียได้รับการออกแบบสำหรับ RPM เฉพาะซึ่งคุณจะได้รับพลังงานสูงสุด

อย่างไรก็ตามมุมของกรวยอนุญาตให้ขยายช่วง RPM ซึ่งมอเตอร์จะพัฒนาพลังงานได้ด้วยต้นทุนพลังงานสูงสุด

ตัวอย่างเช่นต่อไปนี้เป็นเส้นโค้งกำลัง / แรงบิดสำหรับระบบไอเสียสามระบบบนสกูตเตอร์เดียวกัน:

ข้อแรกเป็นที่น่าสังเกตว่ามอเตอร์เริ่มพัฒนาพลังงานบางส่วนที่อยู่เหนือ 5000RPM เพราะมีไอเสียเริ่มทำงาน

• เส้นโค้งสีน้ำเงินเป็นจุดสูงสุดที่ค่อนข้างแคบโดยมีค่าสูงสุดที่ 7700 รอบต่อนาที มันสูญเสียพลังงานค่อนข้างเร็วสำหรับ RPM ที่สูงขึ้น / ต่ำลง
• เส้นโค้งสีแดงถูกเลื่อนไปที่ RPM ที่สูงขึ้นซึ่งควรพัฒนาพลังงานมากขึ้น - แต่มันถูกออกแบบมาสำหรับช่วง RPM ที่กว้างขึ้น ดังนั้นค่าสูงสุด พลังงานคล้ายกับของเส้นโค้งสีน้ำเงิน แต่ช่วง RPM กว้างประมาณสองเท่า

ในที่สุดการออกแบบก็ขึ้นอยู่กับความต้องการของยานพาหนะด้วย มอเตอร์ครอสไบค์มักจะมีระบบส่งกำลังที่มีเกียร์คงที่หลายตัวและทำงานในช่วง RPM ที่กว้าง ในทางกลับกันสกูตเตอร์มักจะมีความหลากหลายซึ่งช่วยให้มอเตอร์สามารถวิ่งด้วยความเร็วรอบต่อนาทีที่แน่นอน

สั้น ๆ :

ท่อระบายอากาศถูกสร้างขึ้นเพื่อดูดก๊าซออกจากห้องเผาไหม้ในช่วง RPM

ค่อนข้างนานกว่านี้:

ลองนึกภาพเครื่องยนต์ 2 จังหวะโดยไม่ต้องไอเสีย^* 1 เมื่อวาล์วไอเสียเปิดขึ้นก๊าซที่ถูกเผาจะออกจากกระบอกสูบ เปิดวาล์วทิ้งไว้เป็นเวลานานพอสมควรและกระบอกสูบจะอยู่ที่ความดันอากาศโดยรอบ

ตอนนี้ใช้เครื่องยนต์ด้วยความเร็วคงที่และเพิ่มท่อตรงเป็นไอเสีย เมื่อวาล์วไอเสียเปิดคลื่นของก๊าซอัดจะไหลเข้าสู่ท่อคืบไปจนสุดท่อและขยายสู่บรรยากาศโดยรอบ ในเวลานี้คลื่นย้อนกลับ (ความดันต่ำ) จะเข้าสู่ท่อและเคลื่อนที่กลับไปที่กระบอกสูบ เวลาที่ถูกต้องและคุณสามารถดูดก๊าซที่เหลือบางส่วนออกมาจากกระบอกสูบ

ตอนนี้ท่อแบบตรงใช้ได้กับ RPM เพียงช่วงเดียวเท่านั้น แต่ถ้าคุณเปลี่ยนท่อเป็นรูปตัว V มันจะทำงานได้ช้ากว่า

ตอนนี้คำถามใหญ่:

1. นี่เป็นเหตุผลเดียวหรือไม่ (ไม่มีความคิดมันเป็นหนึ่งในเหตุผลในการสร้างท่อไอเสีย
2. สิ่งนี้ทำปฏิกิริยากับการลดเสียงรบกวนอย่างไร (ซึ่งฉันสงสัยว่าเป็นส่วนที่สองของไอเสียที่คุณได้แสดง)

น่าเศร้าที่ฉันจะต้องทิ้งทั้งสองไว้ให้คนอื่นตอบ

ข้อมูลเพิ่มเติมจาก - Perkins ผู้มีความรู้อย่างละเอียด ใส่ลงในคำตอบเนื่องจากฉันเข้าใจว่าความคิดเห็นจะหายไปจากคำตอบในที่สุด

มันซับซ้อนกว่าเล็กน้อย เครื่องยนต์สองจังหวะมีส่วนผสมของอากาศเชื้อเพลิงใหม่เข้ามาในกระบอกสูบในเวลาเดียวกันกับที่ไอเสียหมดไป การดูดปริมาณไอเสียที่เพียงพอออกจากกระบอกสูบเป็นเรื่องเล็กน้อย ท่อระบายอากาศที่มีรูปทรงแปลกประหลาดเหมือนภาพที่ได้รับการปรับสำหรับช่วง RPM ที่เฉพาะเจาะจงและพวกเขาดูดอากาศเชื้อเพลิงจำนวนมากผ่านเครื่องยนต์ก่อนจากนั้นคลื่นความดันกระเด็นไปที่ส่วนที่สองแคบและผลักน้ำมันเชื้อเพลิงเพิ่มเติม - กลับเข้าไปในกระบอกสูบที่ความดันสูงขึ้นลดการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงและเพิ่มประสิทธิภาพ

^{* 1} : ละเว้นความเสี่ยงของสิ่งสกปรกที่เข้ามาในเครื่องยนต์