13202 מאמרים - מנוע לחיפוש מאמרים - פרסום מאמרים חינם

נושא המאמר: מערכת פליטה של מנוע שתי פעימות
מאת: יוסי דרויאן   שמור מאמר למועדפים

אגזוזים ושארית הפליטה
מערכת פליטה של מנוע שתי־פעימות – עקרונות פעולה, מבנה, תכנון, כשלים
אפשריים ועוד.
מאת: יוסי דרויאן
מה מיוחד במערכת הפליטה? מה רע בסתם צינור לפינוי גז הפליטה? אגזוז לחץ ?למה מה הלחץ ? שאלות שכאלה ואחרות הביאו אותי לכתוב אודות צינור המתכת המוזר החובק בחום את המנוע ערובת טרייה לצילינדר דרך פורט המעבר (ולעיתים ניתן להבין שהתזמון מהווה פרמטר חשוב ביותר, , למה מה קיימים גם פורטי דחיסה העוזרים בפעולה זו), ולאחר בעבר התייחסו רק לגל השלילי, כיוון ותאום המנוע הלחץ? מכן לחלל צינור הפליטה, מכיוון שפתח פורט הפליטה נעשה ע"י שימוש בצינור ארוך שקוצץ בהדרגה עד
את לא מכוסה ע"י הבוכנה בשלב זה. לקבלת ביצועים טובים בסל"ד רצוי. כיום המלאכה המנוע. המאמר מציג את אופן הפעולה וחשיבות גל חיובי, גורם לדחיסת התערובת הטרייה שבחלל מורכבת יותר, לצורך הבנתה יש להסביר תחילה את המערכת (בהנחה שאופן פעולת מנוע שתי פעימות צינור הפליטה לתוך הצילינדר (התא). כאשר הבוכנה תפקידם של החלקים השונים במערכת. ידוע), ומתייחס תיאורטית למנוע המייצר את מירב עולה מ נ.מ.ת, נוצר ואקום הפותח את שסתום
אליו כוונה מלכתחילה.
ההספק בסל"ד נתון, אך לאו דווקא מנוע מירוץ. העלים, וע"י הגל החיובי מתחילה דחיסה של תערובת ב. מבנה מערכת הפליטה בכלל חשוב להדגיש שמערכת פליטה מסוימת טרייה, גם מפורט הפליטה כתוספת לתערובת פיה ראשונית: החלק הראשון בצינור, מחובר לפורט מותאמת למנוע מסוים ולא תתפקד באותה צורה שהגיעה דרך פורט המעבר. זהו השיפור הגדול (יעילות הפליטה, זורם בקו ישר או בעל זווית קטנה (עד 5 מיטבית על מנוע אחר, גם אם שונה אך במעט מהמנוע נפחית) המאפשר דחיסה רבה יותר של תערובת מעלות). כתגובה לגל השלילי עוזר בהוצאת גזי בנפח נתון (בהשוואה לשימוש במערכות פליטה הפליטה ובנוסף שואב חלק מהתערובת הטרייה לתוכו מערכת הפליטה היא חלק בלתי נפרד ממנוע ישנות ומנועי ארבע פעימות סטנדרטים השורפים עד לשלב הדחיסה לצילינדר. למעשה קיים מצב בו
שתי פעימות מודרני, מבלי להרחיב בנושא ההיסטורי פחות ביחס לנפחם). לדוגמה מנוע 250 סמ"ק ישרוף תערובת הגדולה המעניין לכשעצמו, רק מ־1950 התחילו לייחס חשיבות כמובן שיש להתייחס ליעילות התרמית המשתנה מ־300 סמ"ק, למעלה מ־20% (דוגמה תיאורטית כאשר קיים שינוי בכמות התערובת, כלומר ליחס מכיוון שמילוי הנפח איננו מושלם). ככלל אצבע, שבין האנרגיה המניעה את הבוכנה לזו המבוזבזת שטח החתך שלו צריך להיות גדול ב־10% (לעיתים כחום (חוק שימור האנרגיה). פה באים לידי ביטוי אף יותר) מפורט הפליטה לטובת שיפור הכוח בסל"ד מתבסס על העובדה שבנוסף לגזי הפליטה, המנוע בעיקר יחס הדחיסה, העיצוב של ממדי וצורות גבוה. אורכו צריך להיות גדול מקוטרו פי 6 עד 8 מחולל גם גלי קול הנעים במהירות של 518 מטר הפורטים, וכמובן הזנת התערובת (מנוע). לקבלת הספק מרבי, לצורכי הרחבת רצועת הכוח לשניה בגובה פני הים, כאשר התדירות נקבעת בהתאם השאיפה היא שצינור הפליטה והמנוע יהיו ברזוננס האורך יגדל פי 11 ויותר. (קיימות שתי גישות לגבי (תהודה), כלומר התאום הטוב ביותר שבין פתיחת הממדים הנ"ל, לטעמי מיותר לדוש בהן כאן).
ל"צינור" הנ"ל.
א. עיקרון הפעולה
לקצב הפתיחה של פורט הפליטה.
גלי קול (בשונה מגלי גז הפליטה) מחולקים לשני פורט הפליטה לדחיסת התערובת בסל"ד רצוי מצינור מתפלג קונוס: החלק הקוני המחובר לפיה סוגים: גל שלילי, עוזר בניקוי/ סחיבה של הגז השרוף הפליטה חזרה לתא השריפה (בדומה למעגל חשמלי הראשונית. תפקידו לשלוט בעוצמת ואורך הגל החוצה (מתא השריפה), בהכנסת תערובת טרייה בו קימת תהודת סליל וקבל בתדר מסוים), שאז השלילי ולמעשה בעל חשיבות בקביעת אופי המנוע. (דלק/אויר) לצילינדר דרך פורט המעבר, ולאחר מכן מתקבלת התפרצות הכוח המוכרת. זהו שיא ההספק נקודת מוצא בתכנון חלק זה היא, שהחלק הרחב לחלל צינור הפליטה. מיד לאחר קבלת הניצוץ מהפלג המתקבל בתחום סל"ד צר יחסית, בדרך כלל בסל"ד ביותר גדול פי 6.25 מהחלק הצר ביותר, והאורך מתחילה הבוכנה לרדת (בשלב זה שסתום העלים גבוה. לטובת הרחבת רצועת הכוח, בעיקר בסל"ד יקבע כך שהזווית הנוצרת תנוע בין 7 ל־10 מעלות. סגור בגלל הלחץ הקיים בחלק התחתון - בית גל הבינוני והנמוך, פותח והושם שסתום הפליטה קיימים מצבים בהם הזווית גדולה יותר, המשמעות הארכובה) וכאשר היא מגיעה ל־90 מעלות בקירוב (בהמשך). בשלב תכנון המנוע מחושב גם תדר הרזוננס משך זמן קצר בעוצמה גדולה יותר של הגל השלילי. מהנ.מ.ע (נקודה מתה עליונה) מתחיל פורט הפליטה של פורט הכניסה, נפח בית גל הארכובה הוא שקובע גחון: ממוקם במרכז הצינור, בדרך כלל ללא שינויי להיפתח, גזי הפליטה מתחילים לצאת בעוצמה דרך את התדר, ובאופן כללי כאשר הנפח גדול, תדר תהודת קוטר, הפרמטר המשמעותי בו הוא האורך הקובע צינור הפליטה ולמעשה גורמים לפולס היוצר את גל פורט הכניסה קטן, ומתואם ביעילות לסיבובי מנוע את תזמוני הגל השלילי והחיובי (כתשובה לשאלת הקול. בשלב זה ממשיך הליך שחרור גזי הפליטה נמוכים. כתוצאה מכך ההספק גדל בסל"ד הנמוך תוך האורך הנצחית). באופן כללי ניתן להזיז את עקומת מהתא שבסיומו (120 מעלות מנ.מ.ע) נפתחים פורטי פגיעה יחסית בנצילות ההספק בסל"ד הגבוה, ולהיפך, ההספק לסל"ד גבוה ע"י קיצורו (הדבר נובע ממסלול המעבר. הפרשי הלחצים מעל ומתחת לבוכנה, נפח קטן, תדר תהודה גבוה והגברת ההספק בסל"ד קצר יותר של הגל חיובי), או להרחיב את העקומה ובמקביל הגל השלילי המגיע לקונוס המתפלג (ראה גבוה. שינוי מיקום/מרחק בית שסתום העלים לדוגמה, (על חשבון ההספק המקסימלי) ע"י חלק ארוך יותר. תרשים בעמ' 69) יוצרים סחיבה/יניקה של שאריות ולמעשה שינוי הנפח הכללי, הוא אחד משיפורי המנוע הגז השרוף מתא השריפה כלפי חוץ, ובנוסף מכניסים הנפוצים. קונוס מתכנס: החלק הקוני השני בצינור, תפקידו
לשלוט בגל החיובי הדוחס את התערובת הטרייה
80 | מוטו — ינואר 2005
הצינור ובמרחק קצר מפורט הפליטה. מניתוח מתמטי
לתוך הצילינדר בתזמון עם פורט פליטה במצב פתוח. ג.תכנון וחישוב הזוויות הדרושות הן 14 עד 20 מעלות, למעשה פי תהליך תכנון המערכת מתחיל בהגדרת הדרישות ניתן ללמוד על היחס שבין הטמ"פ למהירות תנועת 2 מהזווית הקיימת בקונוס המתפלג. השפעתו (אופי המנוע ), ולאחר מכן בהגדרת/ איסוף הפרמטרים הגלים, בשורה התחתונה ניתן להבין שהעלאת העיקרית היא על אופי העקומה לאחר נקודת שיא השונים הדרושים לצורכי החישובים: תזמון כניסה, הטמפרטורה גורמת להגברת מהירות הגלים (בתוך ההספק, יש מתכננים היוצרים מגביל סל"ד בעזרתו. תזמון פורט פליטה, תזמון פורט מעבר, הספק מרבי גז הפליטה). פיה סופית: החלק האחרון בצינור, מתחבר למשתיק בסל"ד הרצוי, ממדי פורט הפליטה, מהירות גלי הקול חריגות טמ"פ ניתן לפתור במקרים מסוימים ע"י
הקול. תפקידו לווסת יציאת גזי הפליטה לאטמוספרה, בצינור (תוך התייחסות לטמ"פ), וכו'. שינויים בקרבורטור דווקא ולא במבנה הצינור, העשרת כאשר ממדיו (אורך וקוטר) הם ששולטים ביחס מבלי להיכנס לאופן חישוב ממדי צינור הפליטה התערובת לדוגמה תוריד את הטמ"פ, כמובן שיש הדרוש. כאשר הוא ארוך והקוטר קטן נוצר לחץ ניתן לציין שנוסחת הבסיס היא האורך המתואם להגיע לאיזון נכון. חוזר, דבר היוצר תווך דחוס יותר המועדף לתנועת (הרצוי), תלוי במשתני זמן פתיחת פורט הפליטה, מושג הנדסי מתבקש הוא: הגלים ומנגד מעלה את הטמפרטורה המוקרנת למנוע מהירות גלי קול ומהירות גל הארכובה. חישוב הזוויות משמעותו הלחץ האפקטיבי הממוצע עבור כל מחזורי
(התייחסות לנושא בהמשך), מצב רגיש ואף מסוכן. ואורך כל חלק בצינור מתבסס כאמור על האורך העבודה, שהוא למעשה הכוח המתפתח על העומס הקוטר הנדרש הוא 0.58 עד 0.62 מקוטר הפיה המתואם, וכאן המקום לציין עובדה חשובה: ממדי שיוצר הדינמומטר. הוא קטן מזה הנוצר ע"י הגז
הראשונית האורך נקבע ע"י הכפלת קוטרו ב-12. הצינור לא נקבעים על פי נפח המנוע (וכמות גז
משתיק הקול מלבד היותו מגביל רמת דציבלים הפליטה) אלא תחום הסל"ד הרצוי . בצילינדר כיוון שקיימים לא מעט בזבוזי חיכוך
Break Mean Effective Pressure - BMEP
מתבקש, משמש גם כחוליה האחרונה המסייעת לפיה ניקח לדוגמא שני אופנועי שטח: מנוע קטן (80 מכאניים ועומסים פרזיטיים בדרך לגלגל, הוא מכיל בתוכו את פרמטרי המומנט וכוח הסוס, ומשמש
הסופית בוויסות גזי הפליטה ולכן לממדיו (קוטר סמ"ק), התחום היעיל שלו מופיע בסל"ד גבוה ולכן הוא בעל צינור פליטה קצר עם זוויות תלולות; כמדד עיקרי לביצועי מנוע מעשיים. כפי שניראה
ואורך) יש משמעות (שומע מומו, הסרת המשתיק לא מוסיפה כוח, להיפך, והרעש לא מוסיף כבוד). לעומתו מנוע גדול (500 סמ"ק) בעל צינור פליטה קיים קשר בינו לטמ"פ הגזים בתא (צילינדר). לאופי לאחר תכנון הצינור מותאם המשתיק (ולא ההפך), ארוך יותר, ומשמעות הדבר כיוון לסל"ד נמוך יותר עיצוב המנוע משקל רב יותר מנפח המנוע עצמו, כך שלא תהיה פגיעה בתכונות שהוגדרו מראש ולכן ובאופן יחסי פחות הספק. ניתן להפיק הספק רב ולכן חלון תוצאות המדידה די מצומצם גם שמדובר המלצות לקניית סט של צינור ומשתיק תואמים הן יותר (כמעט כפול) עם צינור פליטה קצר ומנוע מכוון בהבדלי נפח משמעותיים. בהגדרה כללית: מנוע אפקטיבי הוא בעל לחץ ממוצע גבוה (נדון מיד
לא ממניעים כלכליים.
להספק שיא (השינוי המשמעותי ביותר הוא בתזמוני
בהשלכות), ולחץ השיא (מיד לאחר נ.מ.ע) גדול יותר.
לעיתים ניתן לראות מספר רב יותר של חלקים ומשך פתיחת הפורטים), אך עבור אופנוע שטח בנפח היוצרים את הצינור (עם טבעות ריתוך ביניהם), של 500 סמ"ק יהיה זה כוח בלתי נישלט, ולכן בפועל הדרישות ממנועים כיום נעות מ־55 עד 190 PSI. בד"כ מדובר בפיתוח נקודתי עבור דרישת אופי מנוע רצועת הכוח רחבה ויעילה. הדבר נכון למנועים קטנים וגדולים כאחד, מנוע 50
מסוים. ניתן להתייחס לכך כאל אב-טיפוס שלפני או 500 סמ"ק.
הייצור ההמוני, קבוצות מירוצים בוחנות לא מעט ד. הטמפרטורה על היחס שבין דרישות הלחץ לטמפרטורה ניתן שכאלה עד לקבלת הסט־אפ המתאים ביותר. למעשה בביקור שערכתי בסדנת שיפורים בארה"ב חזיתי ללמוד ע"י ביטוי מתמטי, ומבלי לגלוש לפיתוח עצמו כל אחד מחמשת החלקים העיקריים המוזכרים במנוע ז"ל שהובא בידי מתכנן צינורות פליטה חובב, נמחיש הנושא ע"י דוגמת אופנוע מוטוקרוס 250 מורכב ממספר פיסות קטנות, אחד החלקים בניסיון להצלת מנוע RM125 שלו(התיך בוכנה סמ"ק מודרני בעל דרישות לחץ שבסביבות 10 בר, העיקריים שמורכב לעיתים ממספר פיסות שכאלה וצילינדר). מקרה מצוין להמחשת נושא הטמפרטורה לאחר הצבה והמרה מתקבלת טמ"פ של 868 (קלווין), (2 או 3) הוא הקונוס המתפלג, כאשר יצירת הזוויות שלא נלקח בחשבון בתכנון ותאום צינור פליטה זה. כ־595 מעלות צלסיוס. כלומר כדי להגיע לעמידה בגבולות הטמ"פ יש לתכנן את הלחץ בתא כך, שמצד
כל יצרן/ מתכנן מגדיר טמ"פ עבודה ממוצעת
המשתנות באה במטרה להרחיב את התחום היעיל מתאימה (250־800 מעלות צלסיוס באופנועי שטח) אחד לא יהיה נמוך מדי (פגיעה בביצועים), ומצד
עם מינימום
פגיעה בשיא הספק, זהו פיתוח מתקדם ומסובך לניצולת מקסימלית, כאשר הבדיקה מבוצעת בתוך שני לחץ גבוה יגרום להתפתחות חום אותן המשך
יותר, שמתחיל מתוך מבנה הבסיס. חלק נוסף בעל קשר הדוק למערכת הפליטה הוא שסתום הכוח או שסתום הפליטה. ממוקם באזור פורט הפליטה (ופורטי הפליטה המשניים אם קיימים). מטרתו הכללית היא להרחיב את תחום רצועת הכוח, הכוונה בעיקר לסל"ד הנמוך והבינוני (לא מוסיף להספק המקסימלי), כאשר השליטה והבקרה נעשות בהתאם לסל"ד המנוע ו/או מצב המצערת. קיימים יישומים שונים של חלק זה (ולא רק באופנועי שטח), הקוראים בוודאי יזכרו את ה־YPVS של ימאהה.
במשך השנים פותחו מספר גרסאות שונות ומשונות, ומבלי להיסחף למבנה ואופן פעולה של כל אחת מהיצירות הנ"ל (דורש מאמר נפרד), הפרמטרים בהם שולט השסתום הם: וקטור מהירות פורט הפליטה, עוצמת הגל החוזר (מצינור הפליטה לכיוון הצילינדר), טמפרטורת גזי הפליטה (ראה פרק ד') לפתח פורט הפליטה, שינוי יחס הדחיסה (לגבוה יותר בסל"ד נמוך), והשפעה בשימוש על אורך מערכת הפליטה ע"י הוספת חלל בין הבוכנה לצינור הפליטה ע"י פתיחת/סגירת השסתום, כך שנוצרת תוספת לפיה הראשונית התורמת לתחום הנמוך. לשסתום זה תרומה חשובה, החברות הגדולות לא חוסכות משאבים בפיתוחו (למרות מהפכת מרובעי הפעימות) ובשנים האחרונות הוא נהיה מורכב ואפקטיבי יותר, כך גם היחס כלפיו מצד המכונאים (למרות שלימאהה הישן שלי אין כוח רב בזכותו, והצורך התקופתי בניקוי הג'יפה סביבו לא נחסך ממני לעולם). תכנון ובניית מערכת פליטה נעשית אף היא מורכבת יותר בשנים האחרונות מכיוון שמספר הפרמטרים עליהם צריך לתת את הדעת גדל, ורק חלק מהסימולציות הקיימות (התייחסות בהמשך) מספקות כיסוי מדויק למשתנים הרבים.
מערכת הקירור לא תוכל לפזר ובסופו של דבר המנוע מנוע המכוון להפקת הספק גבוה לא יחובר לצינור סיכום
לפגיעה בביצועים.
יינזק. ''מומנטי" (וההפך), הדבר יגרום במקרה הטוב רק מערכת הפליטה היא מרכיב חשוב בקביעת ביצועי מנוע שתי פעימות. תכנון וייצור מערכת כזו מצריך
ה. דברים שרואים מכאן לא רואים משם ו. הסימולציות ניסיון רב והבנה מעמיקה של המנוע וסביבתו. כלי
ולהיפך תכנון של מערכת פליטה דורש חישובים רבים, הסימולציה השונים הם לעזר בלבד (התבססות על בוני מנועים ומתכנני מערכות פליטה לעיתים מסיימים הדבר יוצר סיבוך ומגדיל את הסיכוי לטעויות, מה גם סימולציה בלבד בלי הידע הדרוש עלול להסתיים את מלאכתם, כאשר התוצאה הסופית לא אופטימלית. שהבסיס המתמטי של חלק מהעוסקים במלאכה (גם בפגיעה במנוע). חברות רבות מספקות מבחר מערכות בחלק מן המקרים ניתן להבחין בכך בזמן הרכיבה, אך המוכשרים ביותר) לא רחב מספיק. הסימולציה עושה פליטה המתאימות בדרך כלל למגוון רחב של מטרות קיימים מצבים שההבחנה תעשה רק באמצעות מכשירי את העבודה קלה ומהירה וחוסכת זמן, עבודה פיזית, וסגנונות רכיבה. ביצוע שינויים וניתוחי מערכת הפליטה בבית עלול לארוך זמן רב (למרות שלמדתי
מדידה (כמו הדינמומטר, שזמן השימוש בו יקר לרוכב חומרים והרבה כסף.
ללא תמיכה), ולכן המצב לא תמיד ברור. השימוש בפועל נעשה ע"י הכנסת נתונים מדודים או הרבה, ושוב תודה לדו"פ הישן שלי) ולהיות עסק בשורות הבאות מוצגות מספר בעיות תכנון אפשריות מפרטיים לשדות מתאימים: נתוני צינור הפליטה (סוג יקר (ראה פרק ד', טמפרטורה), ולכן לא מומלץ
והגורמים להן: א. חוסר בכוח - פיה ראשונית ארוכה החומר, עובי, טמ"פ עבודה ממוצעת וכו'), ונתוני לבעלי עצבים רופפים. מדי; ב. סל"ד ומומנט נמוך – האורך הכולל של הצינור המנוע (נפח, מהלך וקוטר, סל"ד הרצוי לכוח שיא, לסיום לא ניתן שלא להתייחס לעתיד. מערכת גדול מדי; ג. מומנט גבוה בתחום סל"ד צר – הקונוס זוויות פתיחת פורטים וכו'). רמת דיוק הנתונים ו/או הפליטה היא כאמור חלק בלתי נפרד מיחידת הכוח
המתפלג קצר מדי; ד. רצועת כוח שטוחה (לפני קבלת ידיעת הקיזוזים הדרושים חוסכת הרבה יזע ודמעות. שהמחקר ומשאבי הפיתוח הם שקובעים ויקבעו את שיא ההספק) – טעות בממדי הקונוס המתכנס; ה. קיימות גם גרסאות המאפשרות הזנת סוג המודל עתידם. ומה לגבי עתיד הדו"פים? נראה אפור משהו
כוח מתפרץ (פתאומי) – זווית הקונוס המתכנס תלולה והשנתון, כאשר נתוני המנוע של האופנוע הספציפי (2006?). יש לנתק את הראש מהלב ושתי פעימותיו כבר מובנים (בתנאי כמובן שלא בוצעו שינויים חודרניים (מה לעשות, המשאבה הזאת קצת יותר חשובה
מדי.
צריך לזכור שתי עובדות חשובות לפני הטלת באופנוע מרגע עזיבתו את פס הייצור), אך בפועל, בחיים מזו המכאנית), ובלי סנטימנטים מיותרים האשמה בצינור הפליטה כאשר הביצועים גרועים: חוסר הדיוק בנתונים (במיוחד במודלים חדשים שאין לשאוף תמיד לאופנוע המתאים והטוב ביותר. 1. אף קונפיגורציה של הצינור לא תחפה על מנוע בעל עדיין משוב ודרישה לתיקוני תוכנה מהצרכנים), מביא דו"פ או מרובע, אנרגטי מול ליניארי, אני על כל פנים נתוני פתיחה גרועים, כגון הזנת תערובת לא נכונה בד"כ לבדיקות ומדידות עצמאיות. מנסה לנצל כל פעימה מוטורית פנויה.
(עשירה או ענייה וכו'), מיפוי הצתה שגוי, בעיה קיימות מספר לא מבוטל של סימולציות, הטובות בתזמוני מנוע לאחר ביצוע פורטינג כושל ופגיעה בזמן שביניהן עושות את רוב העבודה, אבל תמיד יש צורך הפורט (פורט פליטה, פורט מעבר וכו'), שבאופן כללי בשינוי פיזי של הצינור (תוך בדיקה רציפה של הביצועים צריך לגדול ביחס לסל"ד (שקלול מתמטי בו שטח על הדיינו) הכולל תוספת או קיצוץ נוסף בכיוון עדין. מוטו מודה ליוסי דרויאן על המאמר המאלף ומזמין הפורט מחולק בסמ"ק ומוכפל בזמן בו הפורט פתוח). פה לניסיון ולכשרון תפקיד מרכזי, זוהי אומנות בפני קוראים נוספים לתרום משלהם לטובת השכלת הכלל 2. אופי המנוע מאלץ התאמת הצינור (לרזוננס) ולכן