Вспышка горючей смеси в течение периода между главным центром и закрытием впуска - ограничивающий фактор в установлении ценностей области времени для всех двигателей с двумя ходами кроме приспособленных с автоматическими впускными клапанами (то есть клапаны тростника). Но проблема намного менее серьезна и более легко управляется, когда двигатель имеет впуск ротационного диска valving. Из-за значительного механического осложнения, посещая этот метод заполнения картера, ротация-
клапаны не использовались очень в выпускаемых серийно двигателях, и неудобная ширина, которую они добавляют теперь, кажется недопустимой, поскольку весьма хорошие результаты могут быть получены или с индукцией порта поршня или с тростником. Это, как это может, ротационный клапан все еще является лучшим в терминах явных машинных рабочих характеристик, устраивал ли максимальную мощность или для ультра широкого автоматического диапазона. Ротационный клапан свободен от действительно серьезной проблемы вспышки горючей смеси, сокрушающей управляемую поршнем оценку, и это предлагает намного меньше сопротивления, чтобы течь чем тростники. Люди, которые в настоящее время столь увлечены с концепцией клапана тростника, должны полагать, что в мире картинга, где есть намного больше опыта и с тростниками и с ротационными клапанами чем мотоциклисты, накопились, два типа двигателей были отделены в различные классы. Почему? Поскольку, в то время как двигатели клапана тростника недороги, они не могут соответствовать рабочим характеристикам тех с ротационными клапанами. Так, даже при том, что клапан ротационного диска - в настоящий момент не в моде, давление соревнования может в конечном счете возвратить это к переднему несмотря на его препятствие в стоимости и кузове.
Преимущественно, потому что это настолько свободно от проблем вспышки горючей смеси, надлежащая область времени ротационного впускного клапана намного выше чем для управляемого поршнем порта. Это не означает, что можно без разбора бить далеко в диске клапана, не входя в неисправность, особенно на заключительной портом стороне визитки диска. Вводный пункт клапана имеет влияние на выходную мощность, но вообще это является относительно незначащим по сравнению с закрытием порта. Любопытно, лучший выбор времени закрытия порта для очень широкого разнообразия двигателей клапана диска - о 65 степенях после главного центра, но перед решением применять тот выбор времени Вас должен полагать, что любая заметная задержка закрытия порта, после того, как поршень начался вниз с главного центра, вызовет некоторых низко - вспышка горючей смеси скорости. В более высоких эффектах инерции частот вращения двигателя во впуске трактат преодолеет небольшую вспышку горючей смеси, вызванную отсроченным закрытием впуска, но будет потеря медленной мощности. Все принятые во внимание вещи, лучший подход здесь состоит в том, чтобы увеличить задержку закрытия клапана очень маленьких стадий, не больше чем 2 степени одновременно, пока желательный результат не получен. Помните, что уменьшение заключительного впуском пункта перемещает автоматический пик двигателя выше, уменьшая мощность в более низком конце диапазона. Помните, также, что изменения в длине или диаметре полного трактата впуска, типа произошел бы в замене карбюратором некоторого различного размера, изменит пункт, в котором заключительная портом задержка достигает ее оптимума.
Удачно, что двигатели ротационного клапана являются относительно нечувствительными на грани открытия впуска, потому что нет никакого ясного образца в существующих примерах, чтобы предоставить наше руководство усилий. Если есть правило, это - что пункт открытия для ротационных клапанов лучше всего установлен прямо в пункте закрытия передачи, если Вы хотите очень широкий диапазон мощности. С другой стороны, максимальная мощность получена, открывая впускной канал несколько ранее: от 130-до 145-степеней перед главным центром, что означает что впуск и
порты передачи имеют наложившиеся открытые периоды. Это предполагает, что двигатель будет оснащен надлежащим расширительным бачком. Секция распылителя в таких отсеках способна к возвращению волны отрицательного давления к цилиндру, имеющему ниже-атмосферного ценность кое-чего как минус - 7.0 psi, и поскольку этот частичный вакуум сообщен к картеру через порты передачи, давление в самом картере понизится значительно ниже атмосферного, В более-низких-чем-пик частотах вращения двигателя, особенно, есть тенденция для этого ниже-атмосферного, давление в картере двигателя, чтобы уравнять себя, тянущий часть зарядки отступает через порты передачи, который аккуратно отменяет равную и важную часть работы, сделанной системой выпуска. Есть немного, который может быть сделан, чтобы противостоять этому в двигателе порта поршня, вне работы с системой выпуска, распределяемой, чтобы дать долговременный убирающий мусор импульс, который поддержит отрицательное давление в цилиндре до окончания закрытия передачи. Но когда рассматриваемый двигатель имеет ротационный клапан, возможно открыть сторону впуска так же, как назад-плавный проход передачи собирается происходить, и уравновешивать давления со смеси, подходившей к концу через карбюратор вместо того, чтобы грабить от цилиндра. Поскольку Вы могли бы предположить, эта опрятная уловка не работает должным образом, если открытый впуском период не отсрочен, пока давление в картере не было снесено к атмосферному или ниже - что означает, что открытый впуском выбор времени очень близко связан к пульсирующей системе выпуска и полным особенностям потока портов передачи. Работа нескольких часов с осциллографом и преобразователями давления поняла бы Вас правильно на цели, потому что Вы будете тогда знать с высокой степенью уверенности точный пункт, в котором давление в картере двигателя действительно фактически падало к атмосферному, но немного людей имеют то очень дорогое оборудование и больше всего должны будут достигнуть того же самого результата через трудолюбивый процесс сокращения-и-попытки. Тот же самый вид сокращения-и-попытки фактически, как необходим, чтобы определить местонахождение оптимального пункта для закрытия впуска.
Все главные влияния на требования области времени были покрыты. Есть другие, которые могли быть главными, но по практическим причинам не. Степень сжатия случая кривошипа - тот. И впуск и требования области времени передачи действительно изменяются по обратной пропорции со степенями сжатия картера, просто потому что, поскольку давления в картере двигателя уменьшены, так - перепады давления, которые заставляют газы перемещаться. Вы сэкономлены, имея необходимость волноваться чересчур об этом факторе, потому что фактически все современные двигатели имеют первичный (картер) степени сжатия очень около 1.5: 1 - это оказывавшийся быть лучшим для почти каждого заявления, и механически легко (это - то, что Вы получаете с маховиками и картером нормальных пропорций). Преувеличенные углы входа в цилиндр могли также создать порты с областями окна, обманчиво большими чем проходы непосредственно, но снова это условие - в то время как всегда представляют в некоторой степени - является редко достаточно серьезным, чтобы гарантировать беспокойство в то время как рабочие вычисления области времени. Наконец, необычно бедные методы броска и/или ужасно деформированные впадины порта могли предоставить портам такое низкое
коэффициенты потока относительно расстройства вычисления, но каждый почти никогда не видит outstandingly брак от любого из главных изготовителей. Вся их работа броска весьма хороша, и не будет очень улучшена даже самым кропотливым вырезанием и полировкой с Вашей стороны - который может быть обескураживающим, но действительно имеет тенденцию сохранять законность ценностей области времени, которые я представил здесь.
Назад перед неприятностью начала 1940-ых, множество двигателей мотоцикла с двумя ходами было построено с внешними нагнетателями воздуха очистки - очень в моде сегодняшних двигателей грузового автомобиля GMC - несмотря на получающийся штраф оптом и стоимость производства. Тогда думалось, что никакой двигатель, полагающийся на обычное нагнетание картера для воздушной очисткой поставки не мог надеяться конкурировать с лучшими четырехтактными двигателями в терминах определенной выходной мощности, и была каждая причина для того пессимизма: С одной стороны, никто в его правильном мнении не проектировал бы нагнетатель воздуха типа поршня с таким большим количеством объема камеры сгорания, как неизбежно существует в картере двигателя. И при этом это можно было бы не счесть желательным, чтобы подвергнуть убирающий мусор воздух предварительному нагреву прежде, чем это поставляют цилиндру, который является точно, что случается в убранном мусор картером двигателе с двумя ходами. Наконец, используя картер двигателя с двумя ходами, поскольку убирающий мусор насос осуждает подшипники шатуна диете слишком большого количества сырой топливной и слишком небольшого количества нефти. Только факт, что обращение к отдельному, внешнему убирающему мусор насосу примерно удваивает стоимость единственного - или парного цилиндрического двигателя, делая это более дорогой чем четырехтактный двигатель эквивалентной выходной мощности, держал нас в работе над убранным мусор картером двумя ходами. И за эти годы, из потребности, мы учились делать функцию картера как насос с эффективностью, которая удивила бы инженеров пятьдесят лет назад.
Большая часть усовершенствования способностей воздушной поставки нагнетания картера может быть прослежена назад половина столетия к постоянному двигателю с двумя ходами (имел обыкновение вести электрический генератор), что ни не использовал внешний убирающий мусор насос, ни полагался на его картер, чтобы сделать работу. Вместо этого работа перемещения воздуха через цилиндр была выполнена эффектами звуковых волн и инерции во впуске двигателя и выхлопных трубах. Прежний был связан непосредственно с убирающими мусор портами цилиндра; последний был обычным, если длинно, прямая труба. Этот двигатель должен был быть motored до его операционной скорости и взрыва сжатого воздуха, предписанного в его всасывающий трубопровод начать это зажигание. Но тогда комбинация волны и деятельности инерции в ее впуске и выхлопных трубах вступила бы во владение, убирать мусор и перезаряжать цилиндр, и двигатель будет глухой стук глухого стука весело вперед на той скорости, пока это не исчерпало топливо или сломалось. Будучи крайне зависящим от резонансных частот приложенного слесарного дела, это конечно бежало бы только на одной скорости - но это - достоинство, а не неудобство, в двигателе имел обыкновение поворачивать генератор. И в то время как описанный двигатель не был ни очень мощен для его размера, ни особенно эффективный, это было простой и безаварийный … и указал путь для гипермощных двигателей гоночного автомобиля другого, более позднего времени.
Очевидно, двигатели, способные к управлению только на одной скорости, и который должен провернуться до той скорости прежде, чем они начнут, имеют ограниченную полноценность в контексте motorcycling (хотя несколько дорожных двигателей гоночного автомобиля, приближающихся к тому условию приходят на ум). Даже в этом случае, немногие из текущего урожая высокоэффективных двигателей выполнили бы
во всех хорошо без помощи от резонансных труб. Двигатели ротационного клапана функционируют очень приятно без большой помощи от резонанса трактата впуска, но тех, которые используют управляемые поршнем впускные каналы - которым обязательно распространили их открытый впуском период симметрично прежде и после того, как поршневой центр вершины пределов - имеет тенденцию извергать много смеси, вовлеченной картер поршнем возрастания, если этот противоток не находится в некоторой предотвращенной манере. Объединенная инерция и деятельность волны, которая может достигнуть ценностей давления сверх 1.5 атмосфер, достаточно, чтобы уравновесить любые давления, созданные спускающимся поршнем - даже если закрытие порта отсрочено до столько, сколько с 100 степенями после главного центра, как имеет место в высоко-развитых дорожных двигателях гоночного автомобиля. Конечно, эти эффекты являются чрезвычайно преходящими, и предотвратят противоток, только если их прибытие должным образом рассчитано.
ЭФФЕКТЫРЕЗОНАНСА
Выбор времени прибытия волны в сторону выхлопа двигателя с двумя ходами - относительно простая задача, поскольку система выпуска резонирует, частота - почти исключительно функция ее длины. Намного более сложная ситуация существует на стороне впуска двигателя, для там Вы не имеете прямо “резонанс” трубы органа, но резонирующую флягу, состоящую из картера и впускаете трактат. Как это случается, есть довольно простая формула для того, чтобы определить резонансную частоту фляг, которая
Где Против - звуковая скорость (обычно приблизительно 1100 футов/секунды)
A - профильная область входного отверстия
L - длина трубы входного отверстия
Vc - фляга (картер) объем
От формулы, Вы будете видеть, что резонанс во фляге, или в системе впуска двигателя, (который включает картер), частота непосредственно пропорционален квадратному корню всасывающего трубопровода профильная область; обратно пропорционально пропорциональный квадратному корню объема картера; и также обратно пропорционально пропорциональный квадратному корню длины всасывающего трубопровода. Исследователь Фаджайо Нагао, Университета Киото, который сделал большую часть основного исследования в этой области, установил ту длину трактата впуска для максимальной воздушной поставки, должно быть это, который обеспечивает 75 колебаний давления “совпадающий с периодом открытия порта входного отверстия”. Это - так скажите, если цикл всасывания двигателя в степенях - 120 степеней, и его пик вращающего момента - в 6000 оборотов в минуту, то его цикл всасывания вовремя будет 0.003 секундами и частотой системы впуска, совпадающей с 75 процентами из этого, или 125 циклов в секунду.
К сожалению, эта прямая картина начинает очень усложняться, поскольку каждый пробует применить любое предшествование к примеру бетона. Мы можем, например, только
преположите звуковую скорость, поскольку это зависит от температуры, и можно только преположить температуру потока газов, одновременно охлаждаемых испаряющимся бензином и нагретый, окружая металл. Но это не самая большая трудность, перед которой каждый стоит в вычислении надлежащей длины: фляга, рассматриваемая здесь имеет объем, который изменяется непрерывно с движениями поршня, и трактат впуска находится в большинстве двигателей, далеких от того, чтобы быть простой трубой (не, только область, но и форма изменится от звонка впуска карбюратора до окна порта). Кроме того, инерция стремительной колонки газов в трактате впуска должна также иметь эффект. Короче говоря, вычисление длины трактата впуска - очень сложная проблема, и в то время как обучаемый инженер с тяжелым фоном в более высокой математике мог вероятно сделать работу, данную достаточное время, это действительно - задача для компьютера - и даже тогда будет необходимо использовать сокращенные формулы, чтобы избежать накапливать слишком много дорогих компьютерных часов на проблеме.
Во всей вероятности, те, кто прочитает эту книгу, не будут иметь ни компьютера, ни запасных часов для теоретического определения длины трактата впуска. Таким образом, становится необходимо достигнуть этой длины экспериментально, которая к счастью является намного более коротким (и более точный) средства выполнения той же самой вещи. Первый шаг в том руководстве должен изолировать влияние длины трактата впуска на двигателе, что означает удалять любой эффект, который система выпуска может иметь на полученных результатах. Чтобы сделать это, Вы должны будете приспособить вашему двигателю с трубой стержня, слишком короткой, чтобы быть эффективным в пределах спроектированного операционного диапазона двигателя, все же достаточно долго, чтобы предотвратить "назад-дышащий" из воздуха в через впускной канал, чтобы опрокинуть силу смеси и таким образом маскировать влияние длины впуска. Для цилиндров маленького смещения, полная длина выхлопа 31/2-inches (измеренный от окна порта до конца стержня выхлопа) должна быть удовлетворительной. Двигатели среднего смещения должны иметь 4-дюймовый выхлоп стержня, и те с 350-400cc цилиндрическим смещением длина 4 1/2-inches. Весьма очевидно, явный уровень шумов, произведенный выхлопами стержня сделает некоторую форму из приглушения потребности во многих областях, и где такой имеет место, что Вы можете добавить приглушение, не опрокидывая эксперимент, вводя крупный отсек, в который опустел стержень выхлопа. Этот отсек должен быть, такого размера, как может быть приспособлен на мотоцикле, не лишая возможности ехать, и приложенный глушитель должен иметь достаточный внутренний диаметр, чтобы препятствовать любому противодавлению развиваться в системе. Аппаратные средства, которые составляют это система выпуска без эффекта, не должны быть красивыми, ни прикрытыми на мотоцикле аккуратно достаточно, чтобы разрешить что-то большее чем прямолинейную поездку, но должно быть легко установить, потому что Вы должны будете повторно настроить длину впуска с каждым изменением в диаметре карбюратора и/или моменте открытия., конечно, будет изменение в частоте системы с каждым изменением в объеме картера также, но такие изменения будут слишком маленькими, чтобы волноваться о в большинстве случаев.
Для экспериментов длины впуска, Вы будете нуждаться не только в системе выпуска стержня, но и тахометре на вашем мотоцикле и или длинная, прямая дорога (или след) или холм. Они длятся, требуются, потому что Вы должны загрузить двигатель достаточно тяжело, чтобы позволить Вам хорошее, читающее "сидение штанов" частоты вращения двигателя, где труба имеет ее эффект на мощность. И тот эффект будет безошибочен, поскольку двигатель будет тянуть очень сильно, когда это прибывает “в трубу”. Вы также найдете, что длина всасывающего трубопровода может переместить стержень автоматический пик оборудованного выхлопом двигателя через очень широкий диапазон скоростей. Мои друзья в McCulloch, которые познакомили меня с выхлопом стержня, тестирующим технику, говорят о тестах, которые они выполнили с двигателем, имеющим цикл всасывания 120 степеней, и с трубами в пределах от 5-к 9 1/2-inches в длине, они были в состоянии переместить автоматический пик куда-нибудь от 3000 оборотов в минуту до 8000 оборотов в минуту. 9 1/2-inch длина дали существенно ту же самую мощность в 3000 оборотов в минуту и 4000 оборотов в минуту; в 5000 оборотов в минуту, 8 1/2-inch были лучшими; в 6000 оборотов в минуту и 7000 оборотов в минуту та же самая мощность могла иметься или с 9 1/2-или с 6 1/2-inch длина; и то же самое было верно в 8000 оборотов в минуту, но с длинами 5 1/2 и 8 дюймов. От этих тестов, это было определено, что лучшая длина компромисса для всего диапазона 3000-8000 оборотов в минуту была 8 дюймов; 5 1/2inch длин были немного лучше для диапазона 6000-8000 оборотов в минуту. Должно пониматься, что эти длины только обращаются к этому определенному примеру, и изменились бы с любыми изменениями в выборе времени впуска, объеме картера и диаметре трактата впуска. Им дают здесь только, чтобы иллюстрировать это: A) возможно сделать данный впуск, рассчитывающий работу по широкому диапазону скоростей, изменяя длину трактата впуска; и B), что та же самая длина может произвести больше чем один пик, или наоборот что больше чем одна длина может быть эффективной в любом данном автоматическом пике.