Принцип работы резонансного глушителя или саксофона

Не секрет, что на двухтактном двигателе часть смеси на такте впуска-сжатия просто вылетает в выхлопную трубу. Резонатор за счет своей конической формы сдерживает часть выхлопных газов, создавая давление в выхлопной трубе, которое не дает топливной смеси выходить из выпускного канала и увеличивает, таким образом, наполнение камеры сгорания и давление в ней.

Принцип работы глушителя

Как только поршень уходит вниз и открывает выпускной канал, волна выхлопных газов в резонаторе, мчащихся со скоростью звука, запускает последовательность событий, которвые приводят к увеличению мощности и крутящего моента двигателя.

Волна положительного давления
Как только смесь в цилиндре начинает гореть, поршень идет вниз и открывает выпускной канал. Выхлопные газы под давлением с огромной скоростью вылетают в выхлопную трубу, создавая волну положительного давления.

Промежуток времени между открытием каналов выпуска и впуска называется ходом выхлопа (exhaust lead). Ход выхлопа позволяет выйти находящимся под высоким давлением и очень горячим выхлопным газам в резонатор и создать, таким образом, разрежение в камере сгорания, благодаря которому засасывается новая порция горючей смеси. Если этого не случится, выхлопные газы могут быть засосаны обратно в цилиндр и там приведут к неконтролируему возгоранию топливовоздушной смеси.

Волна отрицательного давления
Вылетающие с огромной скоростью выхлопные газы обладают большой инерцией, за счет чего создают в камере сгорания сильное отрицательное давление (примерно -7psi) около открывающегося впускного канала. Новая порция топливовоздушной смеси засасывается этим отрицательным давлением в камеру сгорания. Но, так как выпускной канал какое-то время остается открытым одновременно с впускным, часть свежей горючей смеси неминуемо вылетает в выхлопную трубу.

Волна положительного давления
Вылетевшие в глушитель выхлопные газы быстро расширяются в первом конусе, проходят через резонатор и ударяются в резко сужающийся противоположный конус, который не дает им сразу вылететь наружу. Часть газов возвращается назад, к выхлопному каналу цилиндра, прекращая, таким образом, дальнейшее образование вакуума в камере сгорания.

Наддув через выхлопной порт
И наконец, как только поршень перекрывает впускной канал, давление, которое создали оставшиеся в резонаторе выхлопные газы, заставляет вернуться в камеру сгорания вылетевшую часть свежей топливовоздушной смеси. Таким образом, на момент зажигания в цилиндре находится значительно больше горючей смеси под большим давлением, что приводит к увеличению мощности двигателя.

Пример работы резонансного глушителя

Дизайн резонансного глушителя

Но просто сварить и прикрутить резонатор к двигателю недостаточно для увеличения его мощности. В этом деле играет роль все- и объем трубы, и размер конусов резонатора, и размер глушителя. К счастью, все эти факторы учитываются производителями при разработке выхлопных систем.

1. Плавно сужающиеся конусы резонатора увеличивают крутящий момент и мощность, но не улучшают работу двигателя в целом.
2. Более крутые углы конусов резонатора увеличивают интенсивность, но укорачивают время прохождения волн положительного и отрицательного давления через выпускной канал. Эти выхлопные трубы могут значительно увеличить мощность и крутящий момент двигателя, но только в очень узком диапазоне оборотов. Кроме того, возникает зависимость мощности от условий зксплуатации и погодных условий: повышение температуры или влажности воздуха отрицательно скажется на работе резонатора.
3. Чем быстрей вы ездите на скутере, тем короче должна быть труба, и наоборот.
4. Бензин низкого качества сильно влияет на работу резонансного глушителя, изменяя температуру вылопных газов, и, как следствие, их давление и скорость движения.

---