В идеальном случае клапан должен закрываться в тот момент, когда давление газа внутри цилиндра становится больше, чем давление во впускном коллекторе. Часть движущегося газа ударяется о клапан. Газ отражается от клапана, при этом его скорость снижается до нуля, вызывая резкое повышение давления. Эта волна высокого давления отражается обратно во впускной коллектор.

       Волна давления движется по трубопроводам, отражаясь от твердых преград (таких, как клапаны). Если же на пути волны встретится резкое расширение трубопровода (такое, как раструб воздухозаборника карбюратора), то давление газа резко снижается, аналогично тому, как выходит воздух из лопнувшего воздушного шарика. При этом возникает волна низкого давления, которая отражается обратно в трубопровод. Эта волна также отражается от твердых преград, двигаясь, как волна низкого давления, однако, в открытых концах трубопровода эта волна отражается, как волна высокого давления.

       Во впускном коллекторе волна давления колеблется между закрытым и открытым концами коллектора и попеременно становится волной высокого и низкого давления, отражаясь от открытого конца коллектора (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Осциллограмма колебаний давления во впускном коллекторе четырехтактного двигателя. Нижняя кривая представляет собой колебания напряжения в системе зажигания для определения верхней и нижней мертвой точек. На верхней кривой первый большой пик слева показывает повышение давления, вызванное закрытием клапана. Два последующих пика представляют отраженную волну давления. Низкое давление связано с открытием клапана и поступлением воздуха в цилиндр двигателя, а следующий высокий пик вновь связан с закрытием клапана, при котором поток воздуха резко останавливается.

       Эти колебания движутся со скоростью звука и могут иметь достаточно много отражений до полного затухания.

       Положительными сторонами волн давления является то, что они разгоняют поток газа, и позволяют открыть впускной клапан несколько раньше. Следующая волна давления позволит закрыть впускной клапан немного позже и, таким образом, такт впуска может длиться дольше, чем обычные 180 поворота коленчатого вала (см. рис. 3.4).

       Основная сложность заключается в том, что волны движутся с постоянной скоростью (равной скорости звука в газе), поэтому промежуток времени между отражениями волн от клапана приблизительно одинаков. С другой стороны, промежуток времени между открытием и закрытием клапана зависит от частоты врашения двигателя.

       Если частота отражений волны и частота открытия клапана совпадают между собой, возникает эффект, называемый резонансом. В силу конструктивных особенностей этот эффект наступает только при одной частоте вращения двигателя. На практике этот эффект проявляется в диапазоне нескольких сотен оборотов двигателя в минуту. Кроме чистого резонанса могут наступать гармонические резонансы, при которых на один цикл работы клапана приходятся два или три отражения волны высокого давления. С каждым отражением волна давления ослабевает, однако, эффект резонанса все же увеличивает коэффициент наполнения цилиндра.

       Однако при других скоростях врашения двигателя частота работы клапана и частота отражений волны не кратны друг другу. В этих режимах работы при открытии клапана давление внутри цилиндра больше, чем давление во впускном коллекторе, поэтому отработавшие газы могут вырываться во впускной коллектор через впускной клапан. Во время следующего цикла эти газы попадут в цилиндр, однако, поскольку в них нет ни кислорода, ни топлива, эти газы не совершат полезной работы.

Рис. 3.5. Резонансные всплески на кривой крутящего момента. Эта кривая получена в процессе разработки двигателя CBR400, во время которой были устранены несоответствия между геометрией впускного и выпускного трактов, а также оптимизировались фазы газораспределения Частота вращения двигателя, об/мин Крутящий момент.

       Аналогичным образом, если в момент закрытия клапана давление во впускном коллекторе упадет, это приведет к утечке некоторого количества рабочей смеси обратно во впускной коллектор. Это также приведет к снижению крутящего момента двигателя.

       На кривых крутящего момента двигателей можно увидеть эти колебания. При резонансных частотах вращения двигателя крутящий момент возрастает (пики на кривой крутящего момента). Если частота вращения двигателя не резонансная, крутящий момент снижается (впадины на кривой крутящего момента). Одним из доказательств того, что пики крутящего момента вызваны именно резонансом, является то. что эти пики повторяются через равные интервалы частот вращения двигателя, например, пики будут при 3000, 6000 и 9000 об/мин, а впадины - при 4500 и 7500 об/мин (рис. 3.5). Мотоциклы.

       Конечно, эффект колебаний волны высокого давления в потоке газа накладывается и на процесс всасываниятоппива. Каждый раз при прохождении волны низкого давления мимо трубки подачи топлива расход топлива возрастает, обогащая рабочую смесь. При каждом колебании волны происходит подсасывание топлива, в результате чего поступающая в цилиндр рабочая смесь оказывается чрезмерно обогащенной.

       Этот эффект имеет несколько следствий. В частности, двигатель может показать удовлетворительные результаты при проверке на стенде, а эффект воздушного потока при дорожном тесте может привести к чрезмерному обеднению рабочей смеси. Или во второй цилиндр может поступать более богатая смесь, чем в первый, что приведет к неравномерной работе двигателя.

Различные виды карбюраторов на мотоциклы и скутеры вы можете купить у нас.