2-Tahtisen Pakoputki

Saiskohan tänne jotain keskustelun tynkää heräteltyä? Tuolla yleispuolella on jotkut ihmetellyt mitkä putken mitat vaikuttavat käyttöalueen laajuuteen yms. Mulla on mitat otettuna kolmesta crossiputkesta. Mitat ovat halkaisijoita 50mm välein.

Kawasaki kx 65 HGS: 30, 30, 30, 33, 36, 39, 43, 49, 59, 70, 81, 92, 93, 84, 71, 46, 21, 19
Kawasaki kx 125 Pro Circuit: 40, 41, 43, 45, 47, 50, 56, 64, 74, 86, 98, 108, 115, 114, 102, 90, 78, 56, 32, 25
KTM 250 SX FMF: 40, 40, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 54, 59, 67, 75, 82, 89, 97, 105, 111, 112, 109, 101, 89, 77, 64, 48, 33, 25

Elikkä siis kyseessä on kolmen eri kokoluokan pyörät, joiden tehokäyrät ovat jokseenkin erilaiset. Jotain osviittaa:
http://www.scalvinipipes.com/ScalviniDyno-KX65.html
http://stwww.dirtrider.com/wp-content/blogs.dir/15/files/16605/8641253.jpg
http://www.motot.net/galleria/kuvat/kayttaja/7/65914/vanhajauusikppyr.jpg

Kun näitä mittoja pyörittelee, niin huomataan, että kx 65:n putkessa diffuuseri osion jyrkimmät kulmat sijoittuvat paljon etäämmälle putkessa kuin muissa. Toisin sanoen torvivakio on suurempi. Kyseisessä pelissä ei ole pakoaukonsäädintä toisin kuin isommissa vehkeissä. Suuremmalla torvivakiolla on kait saatu parempi vääntö ennen huipputehoa, eli levitettyä tehokaistaa alaspäin.
Mielenkiintoista olisi päästä vertaamaan saman kokoluokan pyöriä, ilman säädintä ja säätimen kanssa. Yamaha yz 85:ssa ei ole pa-säädintä kun taas muissa saman kokoisissa on. Pakoputketkin ovat aika erilaiset:
Kiva olisi saada oikeat mitat, mutta kyllähän jo silmämääräisesti huomaa exponentiaalisemman diffin. Ja olisiko tuo yz:n putki lyhyempikin?
Vastakartio näyttää olevan jyrkempi laitteissa joissa pa-säädintä ei ole. Olisiko syynä tähän se, että yritetään kompensoida tehovajetta joka suuremmasta torvivakiosta aiheutuu. Tehokäyrissä jyrkkä vastakartio näkyy tehon nopealla notkahtamisella huipputehon jälkeen; piikki ja puolikas sinnittelee vielä 1500rpm elossa huipputehon jälkeen.

Jotakin erittäin karkeita ja yleistettyjä päätelmiä putken mitoituksesta:
-suurempi torvivakio venyttää tehokaistaa alaspäin
-loivempi vastakartio venyttää tehokaistaa ylöspäin ja tasoittaa koko käyrää
-suurempi torvivakio vaatii lyhyemmän viritetyn pituuden antaakseen huipputehon samoilla kierroksilla
-suurempaa torvivakiota käytettäessä olisi syytä lisätä myös putken maksimi halkaisijaa jos tavoitellaan samaa huipputehoa (jossain suhteessa ja johonkin rajaan saakka)
-pakoputken maksimi halkaisija on myös jollain tavalla sidoksissa bmeppiin ja pakopulssin voimakkuuteen

Pari hajanaista arvaelmaa rossipojan hyvään avaukseen.

rossipoika kirjoitti:kx 65:n putkessa ... torvivakio on suurempi. Kyseisessä pelissä ei ole pakoaukonsäädintä toisin kuin isommissa vehkeissä. Suuremmalla torvivakiolla on kait saatu parempi vääntö ennen huipputehoa, eli levitettyä tehokaistaa alaspäin.

Käsittääkseni juuri näin sen pitäisi teorian mukaan mennä ja tuolla on varmaan ollut pakko kompensoida pa-säätimen puuttumista, jotta moottori ei olisi liian kulmikas tai "peaky", kuten Ameriikan Bell sanoo.

rossipoika kirjoitti:-suurempaa torvivakiota käytettäessä olisi syytä lisätä myös putken maksimi halkaisijaa jos tavoitellaan samaa huipputehoa (jossain suhteessa ja johonkin rajaan saakka)

Luulisin asian olevan juurikin noin ja tässä maltti on paikallaan. Jos tavoiteltu huipputeho on liian kunnianhimoinen ja putkesta tekee liian paksun, on lopputulos todella huono eli moottori täysin voimaton.

Muuta en oikein osaa tähän nyt heittää.

Noniin nyt kun saatiin keskustelu avattua, niin ei sitä ole syytä tyrehdyttää

Niistä poskettoman ylipaksuista putkista tulee aika laajavetosia. Tosin sillä kustannuksella, ettei sielä oo oikeen mitään missään.

-suurempaa torvivakiota käytettäessä olisi syytä lisätä myös putken maksimi halkaisijaa jos tavoitellaan samaa huipputehoa

Tähän voisin lisätä sen, että keskilieriötä tulisi myös pidentää, mikä on kuitenkin suht kyseenalaista toimintaa jos torvivakiota lisättiin nimenomaan väännön levittmäiseksi. Tietääkö joku miksi näin voitas kuitenkin toimia?

rossipoika kirjoitti:

-suurempaa torvivakiota käytettäessä olisi syytä lisätä myös putken maksimi halkaisijaa jos tavoitellaan samaa huipputehoa

Tähän voisin lisätä sen, että keskilieriötä tulisi myös pidentää, mikä on kuitenkin suht kyseenalaista toimintaa jos torvivakiota lisättiin nimenomaan väännön levittmäiseksi. Tietääkö joku miksi näin voitas kuitenkin toimia?

Tarkentava kysymys: Pysyisikö tässä zgenaariossa nyt viritetty pituus samana eli keskilieriötä pidentämällä vastakartio jyrkkenisi?

Jees, mutta vastakartion lyhentäminen/jyrkentäminenhän aiheuttaa myös lisätarvetta lieriön pidentämiselle. Joten jos sillä on jotain väliä, niin tässä zgenaariossa viripituus säädettäs alkukärsä/diffi kombinaatiolla.

rossipoika kirjoitti:Jees, mutta vastakartion lyhentäminen/jyrkentäminenhän aiheuttaa myös lisätarvetta lieriön pidentämiselle.

Miksi? Siis muutoin kuin viritetyn pituuden säädön takia.

Mutta ei, en tiedä vastausta alkuperäiseen kysymykseesi... ihan täydellä vaikkauksella vedän, että keskaria jatkamalla diffin vauhdittama tuoreen seoksen imu huuhteluista männän päälle jatkuu pidempään ennen kuin vastari tyssää sen...

Eihän tota sun vastaustas voi vääräksi sanoo, mutta mulla oli toinenki juttu mielessä. Tota sun mainitsemaa ajattelutapaa vois kutsua "Tiittasmalliksi". Muistaakseni sielä kirjassa lukee keskilieriön toiminnasta tollasia.

Ymmärtääkseni nykyään ajatellaan putken imun jälkeen alkavan melkein samantien ahtaminen, ilman mitään tylsiä välivaiheita. Keskilieriön tarve johtunee pääasiassa siitä, että harvennusaalto ja tiivistysaalto kulkee putkessa eri nopeudella. Äänen nopeus nääs riippuu paineesta.
Jos vastis olis heti diffin jälkeen, niin osa tiivistysaallosta tulis pyttyyn ennen viimosia harvennusaaltoja. Summa-aaltona tulee nollaa ja paljon pulssin energiaa menee hukkaan.
Joten suurempi torvivakio->jyrkempi diffin loppu->alhaisemman paineen omaava harvennusaalto (imuvaiheen lopussa)->liikkuu hitaammin->tarvii enemmän etumatkaa tiivistysaaltoon nähden=pidempi lieriö.
Jyrkemmästä vastasesta lähtee voimakkaampi ja myös nopeampi tiivistysaalto.

Kaikkeen edellämainittuun kun vielä huomioidaan varsinaisen pakopulssin pituus (keskilieriön tietämillä), niin saadaan tarvittava mitta keskilieriölle selvitettyä. Jos näistä jotain laskuja pitäs vääntää ni mä heitän heti kättelyssä kirveen kaivoo. Simut hoitaa.

Ahaa, varmaan mulla on jääny Tiittaselta tuo visio joskus päähän. Oikein mielenkiintoinen teoria tuo esittämäsi, mutta menee tosiaan sen verran monimutkaiseksi, että taskulaskimella ei ehkä oikeisiin mittoihin ole ihan helppo päätyä. Tietysti tätä keskustelua piristäisi, jos joku johtaisi ja näpyttelisi näytille kaavan, joka todistaa yllä mainitsemasi teorian oikeaksi.

Täällähän tapahtuu...

rossipoika kirjoitti:Keskilieriön tarve johtunee pääasiassa siitä, että harvennusaalto ja tiivistysaalto kulkee putkessa eri nopeudella. Äänen nopeus nääs riippuu paineesta.
Jos vastis olis heti diffin jälkeen, niin osa tiivistysaallosta tulis pyttyyn ennen viimosia harvennusaaltoja. Summa-aaltona tulee nollaa ja paljon pulssin energiaa menee hukkaan.
Joten suurempi torvivakio->jyrkempi diffin loppu->alhaisemman paineen omaava harvennusaalto (imuvaiheen lopussa)->liikkuu hitaammin->tarvii enemmän etumatkaa tiivistysaaltoon nähden=pidempi lieriö.
Jyrkemmästä vastasesta lähtee voimakkaampi ja myös nopeampi tiivistysaalto.

Mitään laskematta saatikka todistelematta mieleen tulee seuraavaa:

Onko sun pähkäilyissä oletuksena että pulssi olisi kykenevä muuttamaan väliaineen (l. putkessa olevan kaasun) ominaisuuksia siinä kulkiessaan? Eli harvennusaalto laskisi väliaineen painetta ja tiivistysaalto nostaisi sitä. Mulla kun on taas sellanen kutina että nuo pulssit ei sinällään muuttaisi väliaineen ominaisuuksia, vaan väliaineen ominaisuudet muuttuisi muiden tekijöiden vuoksi. Tällaisina tekijöinä esim. wräppäys, putken poikkipinta-alan muutoksista johtuvat lämpötilaerot, etäisyys kuumentavasta lähteestä (=pytty). Huomioon kannattaa myös ottaa se, että pakoaukon auetessa alkukäyrässä on (tai ainakin olisi suotavaa olla) kuumaa pakokaasua, jossa aalto liikkuu kohtuullisen haipakkaa. Kun huuhtelu on jo hyvällä mallilla on alkukäyrässä koneen toiminnasta riippuen enemmän tai vähemmän viileää palamiskelpoista seosta, jossa palaava tiivistys/harvennusaalto omaa erilaisen nopeuden.

Kuvitellaan tilanne jossa teinijonne Joni ja paatunut tunturisti Nalle päräyttävät vehkeensä käyntiin tasan samaan aikaan 2,0km suoran samassa päässä. Nallen kilpuri ei äänenvaimennusta tunne, melutaso on 115dB(A). Jonin imuri puhisee EURO7-CAT normin mukaisella pakoputkellaan äänenpaineeksi 72dB(A). Suoran toisessa päässä PV-foorumin kellotuspoppoo kuulostelee lähtöviivalta kantautuvaa ärjyntää. Kumman mopon ääni kantautuu ensimmäisenä kellotusporukan korviin? Oletetaan lisäksi että joku kellottajista omaa yli-inhimillisen tarkan kuulon.

Nalle Puch kirjoitti: taskulaskimella ei ehkä oikeisiin mittoihin ole ihan helppo päätyä

Niin tähänhän pitäisi vielä sotkea lämpötilanvaihtelut putken eri osissa, aaltojen heikkeneminen niiden edetessä (ja sitä kautta nopeutuminen/hidastuminen), kerrannaisaallot ja varmasti paljon muuta.

Nalle Puch kirjoitti:Tietysti tätä keskustelua piristäisi, jos joku johtaisi ja näpyttelisi näytille kaavan, joka todistaa yllä mainitsemasi teorian oikeaksi.

Niitä kaavoja löytyy blairin kirjoista. Uudemmassa lehtisessä toi aallon etenemisnopeus käydään lävitte sivuilla 57-58. Tänne en niitä viitsi kirjottaa auki, koska tuskinpa ne kovin monelle sanoo yhtään mitään.
Vähän myöhemmin on otettu esimerkkilaskut paineen ollessa 1,2 ja 0,8 kertaisia normaalipaineeseen verrattuna. Tiivistysaalto kulkee tässä tapauksessa 1,43 kertaisella nopeudella harvennusaaltoon nähden. Jos diffi loppuisi vaikka 700mm kohdalla, niin tiivistysaalto ehtii samaan aikaan pyttyyn vielä 850mm kohdalla alkavasta vastakartiosta. (Huom. se menee keskilieriön kahteen suuntaan.) Tätä onneksi hieman tasottaa putken korkeammat lämpötilat putken alkupäässä, eikä noin lyhyessä putkessa välttämättä tarvita ihan 150mm (tähän pitäs ynnäillä vielä pulssin pituus) pitkää lieriötä.
Mun nähdäkseni tommoset kertoimet on jokseenkin hehtaarilla mitä putkessa oikeestikin voi olla.

Tuna-71 kirjoitti:Mulla kun on taas sellanen kutina että nuo pulssit ei sinällään muuttaisi väliaineen ominaisuuksia,

Mutta nimen omaan ääniaallot/pulssit ovat paikkallisia, liikkuvia paine-eroja. Ja niinhän se menee, että sen väliaineen paine korottuu/laskee kun pulssi siitä ohi viilettää

Kumman mopon ääni kantautuu ensimmäisenä kellotusporukan korviin?

Tässä nyt pitäs erotella paineaallon etenemisnopeus akustisen äänen nopeudesta. Mutta taitaapa Nallen mopon sävel kuulua ensin, tai ainakin jos erotellaan siitä ensimmäinen aalto. Ero on vaan jokseenkin minimaalinen, johtuen siitä, että toi akustisen äänen(kuultavan äänen) paine ero ilmanpaineeseen verrattuna on hyvin pieni. Ehkä jotain promillen osasia enemmän/vähemmän kuin ilmanpaine.

rossipoika kirjoitti:Mutta nimen omaan ääniaallot/pulssit ovat paikkallisia, liikkuvia paine-eroja. Ja niinhän se menee, että sen väliaineen paine korottuu/laskee kun pulssi siitä ohi viilettää
Tässä nyt pitäs erotella paineaallon etenemisnopeus akustisen äänen nopeudesta. Mutta taitaapa Nallen mopon sävel kuulua ensin, tai ainakin jos erotellaan siitä ensimmäinen aalto. Ero on vaan jokseenkin minimaalinen, johtuen siitä, että toi akustisen äänen(kuultavan äänen) paine ero ilmanpaineeseen verrattuna on hyvin pieni. Ehkä jotain promillen osasia enemmän/vähemmän kuin ilmanpaine.

Pohdiskelin nuo Blairin teoretisoinnit lävitse, ja kyllähän ne vakuutti. Meni toi mun vertaus siis metsään. Tuossa kaavojen johtamisessa tuolla partikkelinopeudella on näköjään suurin rooli lopulliseen nopeuden muutokseen. Laskeskelin pikkasen nuita esimerkkejä ja näyttäis siltä että nuo väliaineen muuttuvat ominaisuudet johtaa n. 15-20% osuuteen koko nopeuden muutoksesta. Pitäis varmaan joskus ottaa itseään niskasta kiinni ja tavailla nuita moottoriraamattuja tarkemmin läpi, saisi vähän muitakin näkökulmia kun omia aivoituksia...

Ootko muuten pohtinu tuota aallon profiilin vääritymisen (wave profile distortion) vaikutusta kun verrataan vaikkapa hyperbolista diffiä ja yhdestä kartiosta väättennyä diffiä? Tai kun verrataan lyhyttä ja pitkää putkea, joissa saman pituiset vastakartiot. Selkeyttää putken toiminnan tajuamista melko mukavasti.

Edit. Tuolla aallon väliaineeseen aiheuttamalla paine-erolla meinasin aiemmin sitä että vaikutus ei olisi niin laaja-alainen että sillä olisi jo vaikutusta nopeuteen. Ts. käsitin että aallon luoma paine-ero on "mikrotason" hommia, joilla ei ole merkittävää vaikutusta laskentaan.

Tuna-71 kirjoitti:Ootko muuten pohtinu...

Olen toki
Ykskartiodiffistähän lähtee tommonen monttumainen aalto liikkeelle. Monttu lähtee muuten pääasiassa jostakin 1/3 kartion kohdilta. Viisaatkaan ei taida tarkkaan tietää miksi se näin tekee. Joka tapauksessa matkalla sylinteriin se monttu pakkaantuu aallon takaosaan. Tuloksena on lyhyt ja voimakas imasu.
Moniosasen diffin tarkotushan on lähettää semmonen aalto, jonka montun pohja on tasainen. Tällöin tota vääristymistä/pakkaantumista ei tapahdu, koska aallon kaikki osat kulkevat yhtä kovaa.
Jonkun koulukunnan mukaan tällainen aalto saataisiin aikaiseksi kun pinta-alasuhde kasvaa tasaisesti eli tarkoittaa torvivakiota 1. Täytyy kuitenkin huomioida vielä, että pakopulssin energia vähenee diffissä edetessä. Tällöin tarvitaan voimakkaampaa pinta-alasuhteen muutosta yhtä voimakkaan paluupulssin lähettämiseski. Eli sitä hyperbolista diffiä (torvivakio~1,5).

Tai kun verrataan lyhyttä ja pitkää putkea, joissa saman pituiset vastakartiot.

Pitkästä putkesta tulee aallon kärkeen pakkautunut paluupulssi, jossa on sitten pitkä häntä jolla ei oikeen oo käyttöä. Kuperan vastakartion ideahan perustuu siihen, että pulssi "korjaantuu" matkalla oikean malliseksi. Sillä saadaan esimerkiksi kartion lopusta lähtevät aallon osaset samaan aikaan pytylle kartion etu osasta lähteneiden kanssa. Summa-aalto on maximaalinen.

Tässähän pääsee jo nuorempikin jännän äärelle.

Saakos sitten koveralla vastakartiolla tehokaistaa venytettyä ylöspäin? Jos nyt ei ihan metsään mene, niin paluupulssin saa muodostettua takaosaa kohden voimistuvaksi ja tällöin teho ei laskisi niin jyrkästi huipputehon jälkeen, verraten voimakkaasti aallon etuosaan painottuvaan paluupulssiin.

Tosin, jos kone pyörii muutenkin rasituksiltaan kipupisteessä, ei tälläinen laajeneminen välttämättä ole kaivattua.

Useimmissa tapauksissa nykyään tosin taitavat olla vastakartiot kuperia. Ja jos jotain ratkaisua käytetään/ei käytetä laajasti, sille on usein syynsä.

Noh, kuinka pieleen meni?

Edit: Perhana, päänsärky jatkuu. Saakos toisaalta voimakkaasti kuperalla vastakartiolla saman efektin aikaiseksi? Loppuosasta lähtevät aallot ehtivät jo alkuosan aaltojen edelle ja pakoaukon tienoilla tilanne näyttää taas samalta. Kupera vastakartio viellä liittyy sulavammin lieriöön.

Nyt kyllä tuntuu kokoajan että jos jotakin jäisi huomioimatta, joten minun lienee parasta mennä tästä tutustumaan tarkemmin noihin viisaisiin teoksiin ennenkun turhaan sekoitan päätäni nopeilla johtopäätöksillä.

Saakos sitten koveralla vastakartiolla tehokaistaa venytettyä ylöspäin? Jos nyt ei ihan metsään mene, niin paluupulssin saa muodostettua takaosaa kohden voimistuvaksi ja tällöin teho ei laskisi niin jyrkästi huipputehon jälkeen, verraten voimakkaasti aallon etuosaan painottuvaan paluupulssiin.

Koverasta kartiostahan lähtee nimenomaan etuosaan painottuva pulssi. Joo sillä saa tehokaistaa ylemmäs, mutta näkisin viisaampana lyhentää putkea kuin käyttää koveraa vastasta.

Loppuosasta lähtevät aallot ehtivät jo alkuosan aaltojen edelle

Ei ne edelle pääse. Sillonku pääsevät kohalle, niin siitä eteenpäin ne etummaiset aallot kulkee samaa vauhtia. Ja yleensä kuperasta kartiosta halutaan lähtevän sellainen "tasapohjainen aalto" mistä jo aiemmin mainitsin diffin osalta.