moira » Чт июн 06, 2013 1:50 pm
Фонкич В.М.
Рябухин С.В.
СЮТ Черкассы, Украина
Исследования резонансных труб.
При проведении патентного поиска в Патентном Офисе США по
резонансным трубам был найден патент [1],в котором применялись
дополнительные резонаторы на выхлопную трубу для уменьшения
шума производимого при выхлопе мотора.
Исследования проводились на гальванически изготовленной трубе
типа сверхзвуковое сопло.
Полная длина трубы –0.275м,основная частота
f = 330 / 0.275=1200гц
Измерения показали что реально частота резонанса 1450гц,что отвечает длине трубы 0.235м,что очевидно связано с фокусировкой
звуковой волны из-за конфигурации трубы.
Известна формула для резонанса Гельмгольца
f = c/2п х [K/V] ^ ½
где f – частота резонатора, Гц
c- скорость звука, м\с
V- обьем резонатора ,м^3
К- коэффициент
К = S/L , где
S- сечение горла резонатора ,м^2
L- длина горла резонатора, м
Из формулы можно определить V или f.
В патента предполагается устанавливать резонатор на 1\2 длины трубы и на 1\2 + 1\4 длины трубы.
-2-
Для измерений использовался ЗГ и осциллограф.
Для усиления звука с пьезоэлектрического микрофона использовался предварительный усилитель.
Выход с УНЧ поступал на вход У осциллографа.
В качестве дополнительного резонатора использовался шприц –10см3 со срезанным выходом и вставленной трубкой внутренним диаметром 6мм.
На вход резонансной трубы подавался сигнал с ЗГ а на выходе сигнал снимался пьезоэлектрическим микрофоном.
На экране осциллографа была видна амплитуда сигнала на измеряемой частоте .
Измерения показали что сигнал на выходе трубы уменьшался
700гц - 3.5 раза
1450гц - 3.9 раза
2800гц - сигнал не уменьшался
Обьем резонатора - 6см^3.
При уменьшении обьема резонатора до 5см^3 на 2800гц –уменьшение сигнала до 4 раз.
Расчет по формуле Гельмгольца определил частоту дополнительного резонатора при обьеме –6см3
1. f = 1612гц – резонатор 6см^3
2. f= 1766гц – резонатор 5см^3
Если предположить что основная частота трубы 1200гц,то
для максимального уменьшения шума необходимо иметь частоту
Резонатора в пределах 1.3 – 1.5 f основной частоты трубы.
Попытка увеличить амплитуду сигнала дополнительным резонатором не увенчалась успехом но была проведена попытка изменить частоту трубы и амплитуду сигнала при изменении длины трубы.\2\
Исследования проводились на трубе Rossi-Fi
Удлинялся выхлопной патрубок трубы.
-3-
Труба без удлинения выхлопного патрубка.
Fгц А амплитуда сигнала осциллографа относит.
1450 1
1800 0.92
2250 1.4
2850 1.3
3350 1.4
4000 1
Длина выхлопного патрубка 12% от общей длины трубы.
Fгц А прив.
1400 1
1600 0.6
1950 1
2200 1.5
2800 2.5
3350 2
Длина выхлопного патрубка 19%
Fгц А прив.
1400 1
2000 2.4
2100 2.4
2500 1.9
3100 1.7
Длина выхлопного патрубка 26%
Fгц А прив.
1400 1
2000 2
2350 2
2850 2
3550 0.86
4000 0.69
-4-
Выводы
1. Установкой дополнительного резонатора Гельмгольца на 1\2 и 1\2 +1\4 длины трубы можно уменьшить шум от выхлопа мотора в 3.5-4раза\по амплитуде\
2.Удлинением выхлопного патрубка трубы можно изменить гармоники трубы и увеличить амплитуду.
3.Удлинение выхлопного патрубка 12%,19%,26% при проверке на стенде увеличивают обороты на 1000- 1500об\мин в диапазоне 19000- 22000 об.мин.
3.По результатам исследований будут проведены испытания на моторе с резонансной трубой и шумомером.
ЛИТЕРАТУРА
1.патент США № 2.297.046 кл.181-48
2.Бекман В.В. Гоночные мотоциклы. М.1961г.
10.02.2013г.