Системы резонансного наддува двигателя внутреннего сгорания условно можно разделить на два вида: линейные и объемные. В линейных системах определяющими характеристиками являются длина канала от элемента газораспределения (клапана или поршня) до места внезапного изменения его диаметра (обычно какой-нибудь камеры) и скорость звука, определяющая время за которое волна разряжения (сжатия) успеет пробежать туда и обратно. Наглядно понять принцип работы это вида резонатора поможет ситуация, когда теннисист бьет мячом о стенку, где время между ударами зависит главным образом от расстояния до нее (в нашем случае скорость звука постоянна).

Объемные резонатор (резонатор Геймгольца), о котором и пойдет речь дальше, представляют из себя емкость (объем), соединенную с впускным коллектором дополнительным каналом.

схема rez

По аналогии с предыдущим примером работу системы можно проиллюстрировать грузом, подвешенным на пружине, где роль пружины играет горючая смесь, находящаяся в емкости, а роль груза смесь, находящаяся в канале.

Расчет собственной частоты колебаний резонатора можно вести по формуле, аналогичной формуле для пружинного маятника:

Формула расчета частоты

где:
С=340- скорость звука, м/с
V - объем камеры
K - проводимость канала :

Формула расчета коэфф. K

где в свою очередь:
d - диаметр канала в шланге, м. (метры!!!)
l - длина канала, м.

Зависимость резонансной частоты от объема камеры резонатора для трех вариантов длин канала показана на графике (используется канал - дюритовый шланг внутренним диаметром 12 мм.):

зависимость резонансной частоты от объема камеры резонатора

Пунктиром показан вариант расчет которого приведен далее.

Проводимость канала

Расчет собственной частоты колебаний резонатора

Результат расчета получается в Герцах. Для получения более привычных оборотов в минуту его нужно умножить на 60 :    -     41,66 • 60 сек. = 2500 об/мин

 

Оценить эффективность рассчитанной конструкции можно вычислив параметр N:

Коэффициент N

где:
F - площадь поперечного сечения впускного коллектора.

Значение коэффициента N для рассчитанного выше случая.

Для сравнения заметим, что это значение для варианта описанного в начале журнальной статьи равно только 0,008 и никаких вещественных результатов, кроме понижения частоты холостого хода в этом случаи не наблюдалось.

 

После геометрического расчета резонатора, который определяет частоту маятника, необходимо указать общие принципы построения канала - от этого зависит, какие потери энергии будут в потоке при его движении взад - вперед.

Основная рекомендация - канал должен быть максимально "зализан"
т.е. не иметь поворотов малого радиуса и на большие углы; иметь гладкую поверхность (внутреннюю); не иметь резких увеличений и уменьшений его диаметра; штуцера должны сопрягаться с полостями камеры и впускнрго коллектора скруглениями достаточного радиуса - 1/2 от диаметра канала.

В качестве примера вышеупомянутой рекомендации приводится 3-d модель штуцера-проставки для двигателя ВАЗ. Модель представлена в формате VRML (175 kb) и IGES (86kb), упакованного в ZIP архив.
Для просмотра 3-d модели в формате VRML рекомендую CosmoPlayer2.1, который разработан фирмой Silicon Graphics. Его размер около 3,2 Мb. Он встраивается как в MSIE, так и в Netscape. Скачать можно с ftpsearch.city.ru

Назад