Прямоточный воздушно-реактивный двигатель

Есть ли штраф за шум ввиду удаления катализатора/сажевого фильтра?

Ряд автомобилистов предпочитает удалять сажевый фильтр или катализатор из выхлопной системы. Напомним, что он защищает окружающую среду от вредных выбросов. Причиной удаления может быть как неисправность и высокая стоимость замены элемента, так и желание увеличить мощность авто и снизить расход топлива.

После удаления ТС будет издавать звенящий звук, как от удара о пустую металлическую банку, особенно – на высоких оборотах двигателя.

Соответственно, звук и усилившийся от выхлопа неприятный токсичный запах (который может проникать даже в салон) рано или поздно привлечет внимание представителей Госавтоинспекции, а на водителя будет наложен штраф по статье 8.23 КоАП

Составная ракета ramjet/ducted ракета

Небольшое изменение на прямоточном воздушно-реактивном двигателе использует сверхзвуковой выхлоп от процесса сгорания ракеты, чтобы сжать и реагировать с поступающим воздухом в главной камере сгорания. Это имеет преимущество предоставления толчка даже на нулевой скорости.

В твердом топливе объединило прямоточный воздушно-реактивный двигатель ракеты (SFIRR) твердое топливо брошено вдоль внешней стены ramcombustor. В этом случае топливная инъекция посредством удаления топлива горячим сжатым воздухом от потребления (й). В кормовой части миксер может использоваться, чтобы повысить эффективность сгорания. SFIRRs предпочтены по LFRJs для некоторых заявлений из-за простоты поставки топлива, но только когда требования удушения минимальны, т.е. когда изменения в высоте или Числе Маха ограничены.

В ducted ракете твердый топливный генератор газа производит горячий богатый топливом газ, который сожжен в ramcombustor со сжатым воздухом, поданным потреблением (ями). Поток газа улучшает смешивание топлива и воздуха и увеличивает полное восстановление давления. В throttleable ducted ракете, также известной как переменный поток ducted ракета, клапан позволяет газовому выхлопу генератора быть задушенным, позволяя контроль толчка. В отличие от LFRJ, твердые движущие прямоточные воздушно-реактивные двигатели не могут вспылить. ducted ракета сидит где-нибудь между простотой SFRJ и неограниченным throttleability LFRJ.

Как измеряют нормы шума глушителя?

Для замера уровня шума должен быть соблюден порядок измерения, прописанный в ГОСТе №52231-2004. Основные приборы, которые используют представители Госавтоинспекции – это тахометр и шумомер со специализированным микрофоном. Согласно стандарту, должны быть зафиксированы и внешние условия (давление, температура и т.д.), а также проведены измерения расстояния и времени, для чего привлекаются соответствующие приборы.

Процедура является технически сложной, описывать ее нет смысла, поскольку она детально изложена в официальном документе.

Ключевыми моментами является то, что замер производится шумомером:

• на расстоянии в 50 см от глушителя;
• под углом в 45 градусов;
• при соответствующих стандарту условиях среды;
• при оборотах двигателя до 3000 оборотов в минуту.

Прямоточные воздушно-реактивные двигатели

Эта разновидность двигателей функционирует таким образом, что не нуждается в подвижных деталях. Воздушные массы нагнетаются в камеру сгорания непринужденным путем, благодаря торможению потоков об обтекатели входных отверстий. В дальнейшем совершается все то же, что и в обыкновенных реактивных двигателях, а именно воздушные потоки смешиваются с топливом и выходят как реактивные струи из сопел. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели применяются в поездах, в воздушных суднах, в «беспилотниках», в ракетах, кроме того они могут устанавливаться на велосипеды или скутеры.

Гиперзвуковой ПВРД

Основная статья: Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель

Экспериментальный гиперзвуковой летательный аппарат X-43 (рисунок художника)

Иллюстрация газодинамических процессов в плоском ГПВРД с соплом SERN Сжатие воздуха происходит в двух скачках уплотнения: внешнем, образованным у носового окончания аппарата, и внутреннем — у передней кромки нижней стенки двигателя. Оба скачка — косые, и скорость потока остаётся сверхзвуковой.

Гиперзвуковым ПВРД (ГПВРД, англоязычный термин — scramjet) называется ПВРД, работающий на скоростях полёта свыше М = 5 (верхний предел точно не устанавливается).

На начало XXI века этот тип двигателя является экспериментальным: не существует ни одного образца, прошедшего лётные испытания, подтвердившие практическую целесообразность его серийного производства.

Торможение потока воздуха во входном устройстве ГПВРД происходит лишь частично, так что на протяжении всего остального тракта движение рабочего тела остаётся сверхзвуковым. При этом бо́льшая часть исходной кинетической энергии потока сохраняется, а температура после сжатия относительно низка, что позволяет сообщить рабочему телу значительное количество тепла. Проточная часть ГПВРД расширяется на всём её протяжении после входного устройства. Горючее вводится в сверхзвуковой поток со стенок проточной части двигателя. За счёт сжигания горючего в сверхзвуковом потоке рабочее тело нагревается, расширяется и ускоряется, так что скорость его истечения превышает скорость полёта.

Двигатель предназначен для полётов в стратосфере. Возможное назначение летательного аппарата с ГПВРД — низшая ступень многоразового носителя космических аппаратов.

Организация горения топлива в сверхзвуковом потоке составляет одну из главных проблем создания ГПВРД.

Существует несколько программ разработок ГПВРД в разных странах, все — в стадии теоретических изысканий или предпроектных экспериментов.

Реактивные, турбореактивные двигатели, их виды и принцип работы

При всей своей мощи и кажущейся невероятной сложности — ракетные и турбореактивные двигатели на самом деле имеют довольно простой принцип работы.

Самым простым является ракетный двигатель. Начнем с него.

Для того, чтобы работать в условиях космоса, ракетные двигатели должны иметь собственный запас кислорода для обеспечения сжигания топлива. Топливо-воздушная смесь впрыскивается в камеру сгорания, где происходит ее постоянное сжигание. Образующийся во время сгорания газ под очень большим давлением высвобождается наружу через сопло, создавая реактивную силу и заставляя ракетный двигатель, а вместе с ним и ракету двигаться в противоположном направлении. Наглдный пример реактивной силы в повседневной жизни это обычный воздушный шарик. Если его надуть и отпустить, не завязывая, то шарик будет двигаться за счет реактивной силы, создаваемой вылетающим из него  воздухом.

Турбореактивный двигатель (ТРД)

Турбореактивный двигатель (ТРД) работает по тому же принципу, что и ракетный, за исключением того, что в нем сжигается атмосферный кислород.

Сходства:Топливо постоянно сжигается внутри камеры сгорания турбины. Освобождающийся через сопло газ создает реактивную силу.

Различия:На выходе из сопла установлены несколко ступеней турбины, закрепленные на общем валу. проходя через лопатки турбин газ приводит их во вращение. Между колесами турбин установлены неподвижные направляющие лопатки, которые придаю определенное направление потоку газа на пути ко следующей ступени (колесу) турбины, что создает более эффективое вращение.

Вместе с турбиной на едином валу в передней части двигателя установлен компрессор, который служит для сжатия и подачи воздуха в камеру сгорания.

Турбовинтовой двигатель (ТВД).

Принцип работы точно такой же как и у ТРД, за исключением того, что на валу перед компрессором установлен редуктор, приводящий во вращение воздушный винт с более низкими оборотами, чем турбина.Получение мощности, необходимой для вращения ротора компрессора и воздушного винта, обеспечивается турбиной с увеличенным числом ступеней, поэтому расширение газа в турбине происходит почти полностью и реактивная тяга, получаемая за счет реакции газовой струи, вытекающей из двигателя, составляет только 10–15% суммарной тяги, в то время как воздушный винт создает основное тяговое усилие (85–90%).

ТВД сочетают в себе преимущества ТРД на больших скоростях полета (способность создавать большую тягу при относительно небольшой массе и габаритах двигателя) и ПД на малых скоростях (низкие расходы топлива) и, обладая высокой топливной эффективностью, широко применяются в силовых установках имеющих большую грузоподъемность и дальность полета самолетов (летающих на скоростях 600–800 км/ч) и вертолетов.

Турбовентиляторный двигатель (ТВлД)

Этот двигатель является неким копромиссом между турбореактивным и турбовинтовым двигателем. У турбовентиляторного двигателя (ТВлД) на валу перед компрессором установлен вентилятор, имеющий большее количество лопаток, чем воздушный винт и обеспечивающий высокий расход воздуха через двигатель на всех скоростях полета, включая низкие скорости при взлете.

Новости СМИ2

kaz-news.ru | ekhut.ru | omsk-media.ru | samara-press.ru | ufa-press.ru

Флейта для прямотока своими руками

Если есть желание и навык, то изготовить флейту своими руками, для того чтобы заглушить прямоток, совсем несложно. Получится дешевле фирменной, но не всегда лучше китайской.

Для работы потребуется стальная (лучше нержавеющая) труба 20 мм и кусок листового металла толщиной 0.8–1.2 мм. Варить желательно дуговой сваркой, соблюдая правила работы с нержавейкой. К трубе приваривается предварительно согнутая из листа стали заглушка с отверстиями под крепление. Прикручивать можно на три болта M8, но для установки за несколько минут, достаточно и одного резьбового соединения.

При изготовлении нужно постараться аккуратно измерить внутренний диаметр глушителя у воздушного среза, чтобы заглушка входила неплотно, но без зазора. Тогда при выезде на трассу можно быстро снять флейту с горячей трубы парой гаечных ключей или пассатижами.

Виды устройств

В стандартную схему выхлопной системы современного автомобиля входят резонатор (идет первый от двигателя) и сам глушитель.

Резонатор обрезает низкочастотные колебания, а глушитель как низкочастотные, так и высокочастотные, что в комплексе приводит к хорошему результату.

Но в указанную выше схему как совместно, так и по отдельности могут входить следующие типы глушителей:

1. Из алюминированной стали;
2. Из нержавеющей стали;
3. Глушители ограничители, поглотители и отражатели;
4. Резонаторного типа;
5. Прямоточные (спортивные) аналоги.

Из алюминированной стали

Устройства из аллюминированной стали характеризуются не только большим сроком службы, от 5 до 10 лет, но и высокой ценой.

Подобрать такой глушитель для своего авто будет затруднительно, так как выпуском таких устройств занимаются только несколько компаний, а самому сделать будет проблематично.

Из нержавеющей стали

Устройства недорогого сегмента, но и срок службы у них всего от 2 до 5 лет. Большой плюс – можно подобрать элемент практически к любому автомобилю.

Ограничители

Используются, как правило, в виде дополнительного устройства, устанавливаемого перед основным.

Принцип работы основан на создании низкого акустического сопротивления.

Конструктивно это выполнено так – в трубе большой диаметр переходит в маленький, затем идет резкое увеличение объема по принципу большой бутылки с узким горлышком. Звук, заходя в большое пространство, уменьшается.

Отражатели

Используются в качестве вторичного глушителя, установленного после основного.

Выхлопные газы попадая в устройство, встречают на своем пути группу акустических зеркал. Отражаясь, от них поочередно газы рассеивают свою энергию, а на выходе получается слабый звук.

Поглотители

Могут использоваться в качестве основного глушителя. Принцип работы основан на поглощении колебаний пористым материалом, как правило, стекловатой, волокна которой колеблясь нагреваются, тем самым преобразуя звук в тепловую энергию. Конструктивно близки к прямоточным аналогам.

Считаются малоэффективными, так как поглощают только высокочастотные колебания, низкочастотные же пропускает.

Резонаторного типа

Как правило, используются первыми в выхлопных системах в качестве дополнительных.

Принцип шумопоглощения основан на наличии камер разного размера, проходя которые звук эффективно приглушается.

Устроено все так: по центру резонатора проходит труба с прорезями, которую вокруг окружают камеры разного объема. Через прорези выхлопные газы проникают в камеры, где теряется их энергия.

После этого звуки попадают в основное устройство, где еще больше уменьшаются.

Прямоточные

Еще их называют спортивными глушителями. Как правило, изготавливаются из нержавеющей стали. Устанавливаются на спортивные и тюнингованные автомобили.

После установки прямоточного глушителя улучшается всасывание в цилиндры топливовоздушной смеси, понижается сопротивление в выхлопной системе создаваемое обычными аналогами.

Прямоточный глушитель конструктивно чем-то похож на резонатор, имеется такая я же труба с отверстиями и пустые полости, отгороженные перегородками. Только вот сами полости заполняются базальтовой ватой (или другим материалом), которая выдерживает большие температуры.

Состоящая из длинных минеральных волокон базальтовая вата хорошо поглощает звуки, но только до того времени, пока ее не выдует из прямоточника и даже специальные заградительные металлические сетки не спасают ситуацию.

Если прямоточный глушитель, при постукивании по нему, начал звучать как пустая металлическая емкость, то его нужно снова заполнять ватой или менять. Да и звук, издаваемый выхлопной системой, будет другим.

Издаваемые звуки и их особенности

После установки прямоточной системы выхлопа сразу меняется исходящий от машины звук, как правило, он низкочастотный «рычащий», «басистый» и «бубнящий».

Это происходит потому, что размещенная в полостях прямотока минеральная вата убирает только высокие частоты, оставляя при этом неизменными низкие басы.

Также очень сильно уменьшается сопротивление выхлопным газам, а это влияет на увеличение мощности двигателя (но только в комплексе с другими мероприятиями).

Но характер звуков во многом зависит от количества отверстий и их диаметра в центральной трубе, а также характеристик материала, заложенного в полости.

Как было замечено, минеральная вата не держит низкие частоты, а ведь двигатель в большинстве случаев издает звуки именно в низком диапазоне.

Поэтому не удивительно, когда автомобиль с прямотоком издает через глушитель звуки работы мотора, и чем с большей частотой последний работает, тем сильнее закладывает уши.

Особенно хорошо это ощущается в салоне автомобиля, когда такие звуки, совпадая по частоте с колебаниями кузова (а они приближены к частоте работы двигателя), приводят к резонансным колебаниям внутри машины и сила звука увеличивается в разы.

Поэтому сделать тихий прямоточный глушитель практически невозможно.

Базовые принципы работы выхлопной системы

Первично с открытием выпускного клапана газообразная среда на огромной скорости начинает стремиться в трубу. За счет высокоскоростного выброса продуктов сгорания образуется внутрицилиндровое низкое давление. Конструктивные особенности механического «мозга» двигателя – распредвала — создают фазу открытия клапанов, что позволяет достичь совмещения моментов впуска/выпуска, при этом низкое давление, образующееся на фоне исхода газов, активизирует топливное заполнение цилиндров силового агрегата. С закрытием выпускного клапана в коллекторе создается зона разряжения, заставляющего работать инерцию газов на лучшее заполнение камеры сгорания смесью. Для упрощения выхлопного процесса на пути волны создается препятствие, возвращающее зону низкого давления от первого цилиндра к головке цилиндров в фазе открытия клапана другого цилиндра. Данный процесс осуществляется посредством равномерных по длине труб, роль препятствия выполняет объединение труб в одну.

Модернизируем систему выхлопа

Как сделать выхлоп тише? Прежде всего, нужно знать, что система удаления отработанных газов конструктивно снабжена глушителем и резонаторами, которые предназначены для снижения скорости удаляемого выхлопа. Он практически полностью теряет свою энергию и рассеивается, когда попадает в камеры глушителя.

Поэтому, чтобы модернизировать систему удаления выхлопных газов, необходимо установить дополнительный резонатор. Это нужно сделать между глушителем и основным резонатором системы. Его можно изготовить как самостоятельно, так и приобрести новый. Затем следует вырезать участок выхлопной трубы и приварить там добавочное устройство.

Резонатор изготавливают следующим образом

. Из листовой стали делают его корпус, из отдельно собранных половинок, которые свариваются заблаговременно. Заменить лист стали можно металлической трубой соответствующего диаметра. Подробней см. статью «Что такое резонатор глушителя».

На участке выхлопной трубы, расположенной за основным резонатором, делаются отверстия. После чего на этом промежутке обваривают две половинки заготовленной «бочки», а в получившемся новом корпусе резонатора нужно уложить базальтовую вату. По окончании работ сварные швы зачищаются, и получившуюся деталь окрашивают краской, устойчивой к перепадам температур.

Что еще нужно знать?

Приходилось ли Вам когда-нибудь сравнивать элементы выхлопных систем отечественных автомобилей и иномарок? Практически все зарубежные автомобили снабжены массивными компонентами систем удаления выхлопных газов. Это связано с тем, что более толстый металл способствует уменьшению вибрации мотора, а также делает работу выхлопной системы практически бесшумной.

Если разобрать глушитель иномарки

, то помимо толстых металлических стенок конструкции, можно увидеть множество камер и лабиринтов, призванных рассеивать выхлоп. В отечественных автомобилях все гораздо проще, в плане конструкций, поэтому они не отличаются высоким уровнем комфорта.

Следует также знать, что любая модернизация системы удаления выхлопных газов двигателя, неуклонно приведет к увеличению веса конструкции труб, резонаторов и глушителя. В этой связи необходимо принять меры для усиления несущих кронштейнов системы, а также замены амортизаторов более мощными. Как сделать выхлоп тише Вы уже знаете, теперь осталось дело за малым: необходимо провести испытания работы мотора на холостом ходу, а также под нагрузкой, и посмотреть, как будет себя вести двигатель.

Как сделать прямоток тише

Это один из многих вопросов, который мучает владельцев авто с прямотоками.

Казалось бы, прямоточный глушитель для того и устанавливается на машину, чтобы реветь и издавать мощные и сочные звуки.

Но не всегда автовладелец бывает готов бесконечно выслушивать нотации соседей и правоохранительных органов.

Ведь излишний шум запрещён в спальных районах, а потому ваша подгазовка в ночное время может стать поводом для вызова полиции.

Таблица: максимальный уровень шума прямоточных глушителей

Чтобы сделать прямоток тише, существует специальная заглушка на выхлопную трубу.

Называется она сайленсером. Использовать сайленсер очень удобно: просто нужно вставить заглушку в выхлоп, и звук практически исчезнет, при этом работа выхлопной системы ничуть не пострадает.

Насадка надевается на выхлопную трубу и снижает уровень шума

Сайленсер можно купить в обычном автомагазине — главное, правильно подобрать размер изделия.

Проще всего изготовить сайленсер своими руками, тем более что в качестве материала нужен будет просто кусок металлической трубы размером до 20 мм:

1. Замерить диаметр выхлопной трубы на автомобиле.
2. Согласно этому размеру подобрать основу для заглушки округлой формы — так, чтобы она могла легко входить в трубу.
3. В центре заглушки нужно высверлить отверстие и вварить в него трубку с диаметром до 20 мм.
4. При этом сварочные работы должны проходить таким образом, чтобы трубка выходила из основы заглушки на 10 или 15 мм.
5. После этого можно просверлить по бокам основы несколько отверстий для болтов (заглушка будет крепиться на трубе болтами).
6. Разумеется, отверстия того же диаметра нужно высверлить и на выхлопной банке, чтобы можно было вставить в неё сайленсер и надёжно его закрепить.

При этом можно сделать сайленсер как внутренним, так и внешним — в зависимости от предпочтений владельца.

В первом случае заглушка будет входить в выхлопную трубу, а во втором — надеваться на неё сверху.

Прямоточные глушители позволяют персонализировать свой автомобиль.

Мощный рёв выхлопов и простая конструкция трубы придаёт машине особое очарование в глазах владельца.

Только прямоток может заметно увеличить динамику мотора. Перед тем как устанавливать на свой автомобиль такой глушитель, необходимо хорошо подумать: а не будет ли рёв выхлопов мешать соседям?

Альтернативные варианты

Если вас интересует, как сделать глушитель тише, не теряя при этом драгоценные лошадиные силы, вы можете воспользоваться схемой, которая достаточно давно используется в китайской мототехнике. Однако стоит помнить, что подобный вариант подходит лишь для производства глушителей маломощных мотоциклов, чья производительность не превышает 40 л. с. В корпус глушителя на две трети его длины вводится труба, последние 10 сантиметров которой покрываются мелкими отверстиями по описанной выше схеме. Установив трубу впуска, занимаемся выпуском, который будет представлять собой трубу немного большего диаметра, введённую с противоположной стороны на две трети. Остаётся также просверлить отверстия в 10 сантиметрах, расположенных ближе всего к мотору мотоцикла — такой глушитель будет представлять собой компромисс между прямотоком и заводским изделием.

Если вы знаете устройство глушителя мотоцикла, то наверняка сможете сделать прямоток из обычной детали. После вскрытия корпуса вы увидите трубки, которые проходят через специальные камеры сначала к концу глушителя, а затем обратно и вновь к выхлопному патрубку. Их, равно как и каталитический нейтрализатор мотоцикла, потребуется удалить, чтобы добиться требуемого эффекта. Внутрь вставляется упомянутая в предыдущих схемах перфорированная трубка, которая обматывается стекловолокном. Конечно, можно купить специальный синтетический материал, применяющийся в набивке оригинальных глушителей, но он будет стоить заведомо дороже.

Если вы уже знаете, как сделать глушитель мотоцикла, полностью соответствующий вашим требованиям, не забудьте о тонкой настройке выхлопа — для этого вам нужно подобрать оптимальный диаметр и положение труб, а также плотность размещения отверстий. Добиться идеального результата без применения специального стенда практически невозможно, поэтому придётся довольствоваться приблизительными параметрами, полученными опытным путём. Кроме того, после установки иного глушителя следует заново настроить мотор мотоцикла. Современным инжекторным моторам потребуется установка новой прошивки, а вот карбюраторные мотоциклы обходятся простой регулировкой топливной системы. Подобная работа по силам далеко не каждому мотоциклисту, поэтому, вполне возможно, что вам придётся отправиться в специализированный сервисный центр.

Так что дает прямоточная система выхлопа

Постараюсь объяснить простыми словами. Давайте вспомним работу двигателя. Одним из важных циклов является отвод отработанных газов. Происходит это через специальное устройство которое называется глушитель, там они проходят через пламегаситель, затем катализатор, через несколько резонаторов (части глушителя) и после все этого выход через выхлопную трубу. Уже чистые и без лишнего шума, иногда практически не слышно, особенно на дорогих иномарках, где элементов глушения стоит больше, чем на бюджетных авто. Это и есть классическая система «глушения» и переработки газов от двигателя. Практически все современные машины ей оборудованы, наверное слышали про стандарты ЕВРО 4, ЕВРО 5, а скоро будет и шестое поколение – повторюсь все в угоду ЭКОЛОГИИ.

Однако вы не задумывались — сколько сил нужно двигателю, чтобы протолкнуть выхлоп по этой системе? Тут и увеличенный расход и потеря мощности, потому как нужно потратить силы на вывод отработанных газов! Это обратная сторона медали. Попробуйте надуть шарик через обычную трубочку – легко, конечно ДА! А затем попробуйте запихать туда бинт, и также надуть шарик – потратите куда больше сил!

Прямоточная система выхлопа — выкидывает из своего строения всевозможные катализаторы и глушащие элементы. НО НЕ ВСЕ! КАК ДУМАЮТ МНОГИЕ! Выхлоп после двигателя встречается с пламегасителем, который не допускает лишних раскаленных газов в систему, также могут быть и «резонаторы» однако с пониженным сопротивлением. Опять же тюнинговые ателье стараются сделать этот глушитель прямой, без загибов и отводов, чтобы поток отработанных газов шел прямо, с минимальными сопротивлениями (то есть это своего рода «пустая трубочка» и шарик).

Пламегаситель и резонаторы — в этой системе примитивные, без сложных перегородок и разделов, главная задача погасить избыток горячего газа и понизить звуки от выхлопа, но не в коем случае, не задержать поток. Таким образом, достигается улучшенный отвод газов, а соответственно двигатель не тратит силы на их отвод, если сравнить с обычным двигателем то мощности у него реально больше. Этим то и пользуются тюнеры и всевозможные гонщики.