¿Cuál es la presión de escape de una motocicleta?
1. Aplicación de motores monocilíndricos de pequeña cilindrada
Los gases de escape producidos por la combustión de la motocicleta ingresan al tubo de escape y el movimiento del flujo de aire a alta velocidad producirá inercia en el escape. A medida que el flujo de aire se mueve, la presión también aumenta. Puede moverse, pero los dos son diferentes. La reflexión de la onda de presión se producirá en la apertura del tubo de escape, provocando la fase inversa de la onda reflejada. Es decir, la onda de presión positiva reflejada es una onda de presión negativa y la onda de presión negativa reflejada es una onda de presión positiva. . Después de abrir la válvula de escape, el flujo de aire de alta temperatura y alta presión ingresa al conducto de escape y se transmite hacia adelante en forma de ondas de presión positiva. Cuando la onda de presión positiva llega a la salida del tubo de escape, se forma una fuerte onda de presión negativa en la salida y regresa a la válvula de escape. Debido al efecto de bloqueo de la válvula de escape, la onda de presión negativa no se puede convertir en una onda de presión positiva y aún así se refleja en forma de onda de presión negativa. La onda de presión negativa reflejada se refleja nuevamente en la salida del tubo de escape, se convierte en una onda de presión positiva y regresa a la válvula de escape. De esta manera, durante el proceso de reflexión, la onda de presión se debilita gradualmente y la nueva onda de presión positiva dominará la siguiente apertura de la válvula de escape.
De acuerdo con las características de propagación de la onda de presión durante el proceso de escape, es muy importante que el tiempo de retorno de la onda de presión negativa en el escape coincida con el tiempo de apertura de la válvula de escape. Si se abre la siguiente válvula de escape y llega la onda de presión negativa reflejada por el tubo de escape, la eficiencia del escape mejorará enormemente. Por el contrario, si llega una onda de presión positiva, reducirá la eficiencia del escape. Para ajustar el tiempo de retroalimentación de la onda de presión negativa y mejorar el efecto de escape de la motocicleta, el diseñador equipara la velocidad de propagación de la onda de presión con la velocidad del sonido. Al ajustar la longitud del tubo de escape y cambiar la distancia entre la válvula de escape y la abertura del tubo de escape, se puede lograr un buen efecto de retroalimentación y se puede promover el escape.
2. Aplicación de motores multicilíndricos de gran cilindrada
Los métodos de control de escape de los motores multicilíndricos de gran cilindrada son diferentes. En la actualidad, los motores de gran cilindrada generalmente se diseñan con un gran ángulo de superposición de válvulas, y la calidad del intercambio de aire en cada ciclo del cilindro se ve muy afectada por la onda de presión en la válvula de escape. Para ser bellos y simplificar la estructura, lo que favorece la difusión y el silenciamiento de los gases de escape, los tubos de escape de los motores multicilíndricos de gran cilindrada están interconectados (es decir, cuatro en uno o cuatro en dos). . Sin embargo, dado que la longitud del tubo de escape se fija en función de la distancia de la primera onda de presión negativa reflejada hacia la válvula de escape durante el solapamiento de las válvulas cuando el motor está a máxima potencia, en otras velocidades del motor, como velocidades de ralentí y medias, debido al funcionamiento Dependiendo de la frecuencia, la válvula de escape se verá afectada por la primera o segunda onda de presión positiva durante el período de superposición, lo que provocará una aceleración deficiente a velocidades bajas a medias y un ralentí inestable. Las emisiones de los motores multicilíndricos no pueden satisfacerse simplemente controlando la longitud del tubo de escape. Al mismo tiempo, cuando se utiliza un sistema de escape interconectado en una máquina de varios cilindros, debido a la interferencia de las pulsaciones de presión en cada cilindro, el buen efecto de las pulsaciones de escape se debilita, lo que resulta en efectos de escape deficientes. Los principales fabricantes han realizado nuevas mejoras en el control de escape de los motores de gran cilindrada. Entre ellos, la EXUP (válvula de potencia de límite de escape) de Yamaha es la más representativa, que agrega una válvula de mariposa al tubo de escape para controlar el tiempo y el flujo de escape. Produce el efecto de pulsación de escape ideal. Así es como funciona. Cuando se abre la válvula de escape del motor, los gases de escape de alta temperatura y alta presión ingresan al tubo principal del tubo de escape, y la onda de presión positiva generada ingresa a la cavidad de concentración del tubo de escape (la cavidad grande donde se encuentra el tubo principal). se reúne). Cuando la onda de presión ingresa a la cámara de concentración, los gases de escape se difunden, generando una onda de presión inversa de regreso al cilindro, que es la onda de presión negativa principal. En la tubería principal hay ondas de presión tanto positivas como negativas. La longitud de la tubería principal se establece para garantizar que el tiempo de retorno de la onda de presión negativa principal esté en la posición donde la válvula se superpone y se abre cuando la velocidad alcanza el valor de par máximo. En este momento, la onda de presión negativa logra dos funciones: una es que extrae los gases de escape restantes del cilindro y la otra es que su válvula de admisión mejora el flujo de aire de ventilación.
A velocidades bajas y medias del motor, el cigüeñal gira más tiempo, pero la velocidad de la onda de presión de escape no cambia.
Esto hace que la onda de presión negativa llegue antes del período de superposición, y durante el período de superposición de la válvula, la onda de presión positiva secundaria ingresa al cilindro para reponer los gases de escape, diluyendo el efecto de ventilación y provocando que el efecto de la mezcla se deteriore. Incluso en casos severos, los gases de escape se rocían nuevamente al carburador y el carburador vaporiza los gases entrantes, ya sea aire fresco o gases de escape. Los gases de escape vaporizados son empujados hacia el cilindro a través del carburador y el efecto de combustión se vuelve deficiente, lo que resulta en una reducción del par del motor a baja velocidad y altas emisiones de escape. Al mismo tiempo, si se devuelven ondas de presión positiva dañinas a la posición superpuesta de la válvula en ralentí, el motor funcionará de forma inestable.
¿Cómo controlar la propagación de ondas de presión en el tubo de escape manteniendo un gran ángulo de superposición de válvulas? Yamaha ha instalado válvulas de mariposa en el tubo principal y en la cámara colectora de aire del sistema de escape, lo que resuelve muy bien este problema. La posición de la válvula de mariposa está controlada por un microprocesador y accionada por un servomotor. Después de que el microprocesador recibe la señal de velocidad del motor, controla el funcionamiento del servomotor de acuerdo con la velocidad del motor. El servomotor controla la apertura y el cierre de la válvula del acelerador a través de dos cables, controlando así el flujo de gases de escape. En la zona de alta velocidad, la onda de presión negativa efectiva llega durante el período de superposición y el microprocesador envía una señal para hacer que la válvula del acelerador gire en la posición completamente abierta para garantizar que el flujo de la onda de presión no se vea obstaculizado. Pero en los rangos de velocidad inactiva y baja a media, cuando llegan ondas de presión positiva dañinas durante el período de superposición de válvulas, el motor cierra la válvula de mariposa del tubo de escape o reduce la apertura de la válvula de mariposa para eliminar ondas de presión positivas innecesarias. , para evitar el impacto en el escape. Cuando la velocidad aumenta al rango normal, la válvula del acelerador vuelve al estado completamente abierta. El uso de EXUP puede proporcionar la mejor relación de aceleración ajustando la apertura del acelerador de acuerdo con las diferentes velocidades del motor, eliminando así la onda de presión positiva en la válvula de escape cuando las válvulas se superponen, mejorando la estabilidad en ralentí de los motores multicilíndricos y aumentando el par a baja velocidad. rpm.
En la actualidad, la tecnología de control de gases de escape se ha popularizado en los productos de los principales fabricantes de motocicletas. Otros dispositivos similares, como el sistema SET (Suzuki Exhaust Timing) desarrollado por Suzuki y la válvula de escape de Honda, utilizan microprocesadores para determinar el funcionamiento de la válvula de escape, cambiando así la contrapresión del escape para lograr el efecto de escape ideal.