Een demper/uitlaat/resonantiepijp.

C

christopher

Dag luitjes,

Ik heb voor mijn profielwerkstuk eens zitten denken aan een paar onderwerpen.
Nou heb ik net de theorie van de geluidsgolven achter de rug.
Ik heb eens lopen zoeken naar informatie over dempers.
Mijn doel voor het profielwerkstuk, is om een zo stil mogelijke demper te bouwen aan de hand van frequentie metingen aan mijn heli.

Ik heb het volgende aan linkjes al gevonden:

http://home.planet.nl/~viss0021/geluid/Geluid/melchior.htm
http://home.wxs.nl/~bollo000/dempers.html
http://www.heuff.nl/Services/Tech-docs/faq_geluid/faq_geluid.htm

bij dit werkstuk gaat het er niet om dat de motor efficienter gaat lopen. Als het maar niet minder vermogen wordt. Waar moet ik in deit verband rekening mee houden, bij het ontwerpen van een uitlaat?

Nou ga ik er even vanuit dat jullie weten hoe een geluidsgolf eruitziet. (voor de leek: het is te vergelijken met een golf op het water, als je er een steentje op gooit). Nou kom ik allemaal leuke verhalen tegen over een tweede kamer, die 60% van de voorgaande ruimte is, waardoor in de ene ruimte de lucht uitzet en in de andere kamer, tegelijkertijd "krimpt".
Als je een golf "~" zit als een berg en een dal, heb ik geleerd, dat als je zorgt dat je twee van deze golven over elkaar heen schuift dat je dan een staande golf krijgt, die elkaar volledig doodslaat. Dit zou betekenen dat het geluid dus nagenoeg stil moet zijn.

Nou is helemaal stil, praktisch gezien onmogelijk.
Maar zijn er hier mensen die mij de techniek van de demper kan uitleggen. als het gaat om golven die elkaar dood slaan.

Nog een laatste vraag: Sorry maar ik ben een leek op het gebied van benoemingen van onderdelen.
Wat is het verschil tussen een resonantiepijp en een demper?

Ik sta open voor alle reacties,

Christopher.

P.S. Sorry voor mijn eventueel wat warrige utleg, maar ik merk nou hoe moeilijk het is om een natuurkundig principe uit te leggen.
Petje af voor al die mensen die dat wel kunnen :worship:
 
Christopher zei:
Wat is het verschil tussen een resonantiepijp en een demper?
Klik om te vergroten...

Resonantiepijp zorgt ervoor dat het toerental aanzienlijk oploopt (mits goed afgesteld natuurlijk). Doet in principe hetzelfde als een terugloop uitlaat op een scooter; Meer tegendruk geven.

Een demper zorgt ervoor dat het geluid zo efficiënt mogelijk gedempt word met zo min mogelijk vermogenverlies.
 
Resonantiepijpen werken door middel van dukgolven die ontstaan door de uitlaatgassen van de motor. Waneer er een ontsteking gebeurd in de motor gaat de zuiger naar beneden waarbij de uitlaatgassen vrijkomen in de resonantiepijp. Daardoor wordt een schok/drukgolf gevormd die zich verplaatst in de resontantiepijp naar de achterzijde toe. Bij resonantiepijpen is op het einde van de pijp een convergerende cone aangebracht waarbij deze schokgolf teruggekaatst wordt richting motoruitlaat. Door het afregelen (verlengen of verkorten van de pijplengte- afnemen en toenemen van de afstand die de schokgolf moet afleggen) kunnen we die terugkaatsende schokgolf gebruiken om een deel van het vers mengsel wat langer in de cilinder te houden tot de uitlaatpoort wordt afgesloten door de zuiger en de volgende onsteking zich voordoet. Door het feit dat een deel van het vers mengsel terug in de cilinder wordt gedrongen (door de schokgolf) onstaat extra brandstof dus extra vermogen. In normale omstandigheden en met een gewone uitlaat zou een deel van het vers mengsel samen met de uitlaatgassen 'uitspoelen" (verminderde efficiëntie). Wanneer de timing van de uitlaat samenvalt met de teruggekaatste schokgolf dan is de pijp in resonantie en aldus perfect afgesteld.

Dit voorbeeld is voor de tweetakt motor en voor 4takt motoren is het resultaat niet zo spectaculair aangzien de uitlaat geregeld wordt door de uitlaatklep die reeds op het juiste moment open of dicht gaat indien goed afgeregeld.
 
Stevo, kun je dan ook uitleggen hoe je die beste lengte kunt vinden en waar moet je op letten als je dus gaat zoeken dmv de uitlaat een stuk verlengen of verkorten (van het verbindingsstuk bedoel ik). Kun je het verschil goed horen dan??
Jeroen
 
Hoi Cristopher,

Ik ben degene die http://home.wxs.nl/~bollo000/dempers.html geschreven heeft.
Dat een golf, tegengesteld aan een ander, voor volledige stilte kan zorgen is tot nog toe pure theorie. Immers als het zo simpel was hadden wij allang een stille wereld. Denk maar aan dat in alle gebruiksaanwijzingen van versterkende apparatuur altijd duidelijke vermelding is van om beslist niet de luidsprekers uit fase aan te sluiten. Dan zouden bepaalde frekwentiegebieden 'doodslaan'. Dus het één neutraliseert het ander. Tot zover klopt de theorie.

De praktijk op motorisch gebied, of elk arbeidsproducerend apparaat, laat echter wat anders zien. Als geproduceerd geluid van een motor 100% geneutraliseerd wordt is dus ook het vermogen geneutraliseerd. (Niet 100% waar, maar met de huidige techniek niet haalbaar)

Wat de werking van een resonantiepijp c/q -demper betreft het volgende:
Een normaal uitlaatsysteem heeft, als het goed is, iets tegendruk op de cilinderuitlaat. Dat houdt in, bij 2T motoren, dat als de cilinderuitlaat openstaat bij de uitlaatslag er een lichte tegendruk is, met als gevolg dat niet alle verbrande gassen de cilinder uitkunnen. Logisch gevolg is dat er ook geen volledige verse cilindervulling kan zijn, dus de motor loopt niet optimaal.
De resonantiepijp c/q -demper echter heeft, doordat de lengte tussen cilinderuitlaat en resonantieschot afstelbaar is, het voordeel dat de tegendruk de open cilinder niet kan bereiken, daar bij juiste afstelling de drukgolf tegen de zuiger terugkaatst vlak voordat deze opengaat. Het gevolg is dat de cilinder bijna 100% kan leegstromen, en zich dus ook bijna 100% kan vullen. Dus het toerental en vermogen lopen sterk op! Nadeel is dat dit in een vrij klein toerentalgebied inzetbaar is, tenzij het resonantieschot constant in de meest gunstige stand (lengte) t.o.v. het toerental verplaatst wordt.

Ik hoop dat je hier iets mee kan doen.
 
Nog even een aanvulling,

De afstelling van de resopijp heeft twee effectieve standen, de één is zoals ik hem beschreef, en de ander zoals Stevo beschrijft. Ze staan bekend als de lange en de korte afstelling.
 
Hoi Allemaal,

Ik wist niet dat het hier zo snel kon gaan met de beantwoording. Heel erg fijn.

Wat ik mij afvraag is dus of het niet te berkenen is aan de hand van metingen, hoe de afstelling moet zijn van een reso pijp.

Heel erg bedankt voor de informatie tot dusver. Zeer kort, krachtig en duidelijk. Het principe is overgekomen.

Is er meer bekend over de werking van de demper?
Het gaat nu vooral over de resopijp, wat mij persoonlijk ook wel interesseert.

Dank,

Christopher.
 
Er is wel een formule voor om te berekenen wat de lengte van de pijp moet zijn. Tenminste die heb ik ergens ooit eens gezien. Ik heb die daarna ook niet meer terug gevonden. Volgens mij heeft dit ooit eens in het blad Bouwen en Vliegen van de KNVvL gestaan.
 
christopher zei:
...Als je een golf "~" zit als een berg en een dal, heb ik geleerd, dat als je zorgt dat je twee van deze golven over elkaar heen schuift dat je dan een staande golf krijgt, die elkaar volledig doodslaat. Dit zou betekenen dat het geluid dus nagenoeg stil moet zijn.
Klik om te vergroten...
Een staande golf kent 'buiken', waar de amplitude (uitslag) maximaal is, en 'knopen', waar de amplitude nul is. Twee geluidsbronnen kunnen elkaar uitdoven (en versterken), maar niet over een groot oppervlak. Op bepaalde plaatsen zal versterking optreden, op andere plaatsing verzwakking. Dit is dan ook nog een keer frequentie (=golflengte) afhankelijk. Dit verschijnsel heet interferentie. Pak maar eens een stuk vitrage leg het over zichzelf en keer maar eens naar de patronen die dan ontstaan.
 
Hallo Christopher,

Je kunt ook eens contact opnemen met onderstaande mensen, een grootheid in de uitlatenwereld. Hij maakt uitlaten die gebruikt worden door o.a. Aprilia racing.

Samba Uitlaten
Berenkoog 76
1822 BZ ALKMAAR
072-5646714
 
Hoi allemaal,

Vriendelijk dank voor de uitleg.

@ron, dankje dat je dit wilde uitleggen. Ik wist dit al vanuit de natuurkunde lessen. Ik vond het te ver gaan om dit uit te leggen. Maar toch bedankt, wellicht is dit verduidelijkend voor de andere lezers.
Dat frequentie afhankelijke is misschien op te lossen door een verschuiving van een vlak, in combinatie met gas verandering.

@daanje,
Dankje voor het adres, ik zal eens contact met hem opnemen. Heb je toevallig ook een e-mail of hotmail?

@Theo, ik heb mijn natuurkunde boeken nog eens doorgekeken. Is het niet, labda=de voortplantingssnelheid/de frequentie, waarbij dan de freqentie=1/trillingstijd.
Hierbij is labda de lengte van de uitlaat.... denk ik.

Wie kan mij hierin bevestigen?

Wordt er bij een demper gebruik gemaakt van een soort van inteferentie patroon? Zoja, hoe moet ik mij dan zo'n demper fysiek voorstellen? Twee kamers die op een uitlaat uitkomen, die precies een halve labda verschil hebben?

Iedereen alvast bedankt voor de nuttige informatie,

Christopher.
 
Dag mensen,

Het heeft even geduurd. Ik had het nogal druk. Ik heb het een en ander opgezocht. Ik heb een hirobo 36 motor in mijn helikopter(shuttle challenger) zitten. Ik heb op het internet gezien, dat deze motor een toerental bereik heeft, van tussen de 2200 en de 21500 toeren. (Uiteraard kloppen deze waardes in de praktijk niet helemaal.)

Aangezien de motor een tweetakt is is de frequentie gewoon het toerental gedeelt door zestig. Dan kom ik dus op een frequentie bereik van tussen de 36.67Hz en de 358.33Hz. Als ik dan de voortplantingssnelheid (343m/s)van geluid in lucht deel door de frequentie heb ik de golf lengte. Deze liggen dus tussen de 9.353 Meter en de 0.96 Meter.
Als ik een goede demper wil maken moet de pijp van inlaat tot en met uitlaat een totaal lente hebben die tussen de 9.53M ligt en 0.96M. :? Nou zijn de oorspronkelijke fabrieks pijpjes ook op dit soort dergelijke waarde gebaseerd.

Mijn vraag is dus:
Hoe kan het dat ik op een onmogelijk grote lengte voor een uitlaat pijp uitkom?
Ik had al iets gelezen over een soort boventoon. Dit snapte ik niet. Als het daar iid aan ligt, welke boventoon moet ik dan pakken?
Het makkelijkste ontwerp voor zo'n dergelijke demper lijkt mij, gewoon een pijp die opsplitst in twee afzonderlijke pijpen. Als ik dan zorg dat de twee pijpen weer bij elkaar komen zodat over de totaal lengte de pijpen precies een halve labda verschillen, dan moet zoiets toch werken?
Ik zit nog te denken over een systeem om misschien met behulp van een servo iets te fabrieken om de lengte continu aan te passen...... Dat is ingewikkelder dan ik dacht :nosmile:

Alvast bedankt,

Christopher.
 
@ Christopher


Wel knap en clever dat je dat wil vervaardigen maar ik neem aan dat dit enkel kadert in één of ander natuurkundeproject want eerlijk gezegd denk ik niet dat praktisch gezien het "sop de kolen waard zal zijn".

Greetzzz

Stevo
 
@Stevo,

Je hebt helemaal gelijk. In de praktijk is dit onmogelijk, of iig zeer gecompliceerd.

Is er toch iemand die al een antwoord weet op mijn voorgaand gestelde vragen?

Christopher.
 
christopher zei:
Mijn vraag is dus:
Hoe kan het dat ik op een onmogelijk grote lengte voor een uitlaat pijp uitkom?
Klik om te vergroten...
Stel dat je een rekenkundige pijplengte hebt van één meter, en je wil een pijp van 20cm, dan deel je de pijplengte door de gewenste pijpgrootte. In dit geval gaat de totale golf dus 5 keer heen en weer en legt dan dus die totale meter af in de korte pijp voordat hij deze verlaat. Zorg wel dat je altijd door een oneven getal deelt zodat het begin van de golf weer bij de uitlaatkant zit en niet weer bij de cilinder.
Er bestaan voor veel cilinderinhouden meerdere pijplengtes, en de langste blijkt het meest effectief.
 
@christopher

Uit een boekje (over muziekinstrumenten ) :

Boventonen: Tonen die met iedere toon meeklinken, zonder dat men zich er doorgaans van bewust is. Boventonen staan in een vaste volgorde en bepalen de klankkleur van een instrument
Verschillende toonhoogtes hebben verschillende frequenties.
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
Dus :

De toonhoogte is dus rechtstreeks bepaald door het toerental van de motor. Aangezien iedere toon vergezeld wordt van een boventoon is het niet mogelijk één wel bepaalde boventoon te nemen. Je zou kunnen stellen dat die welbepaalde boventoon die jij moet nemen afhankelijk is van het toerental van de motor ( en bij een verbrandingsmotor variabel).

Greetzzz

Stevo
 
Christopher,

Uitlaten worden ontworpen voor een bepaald deel van het toerental, je ziet vaak bij uitlaten voor motorfietsen dat een uitlaat een negatieve werking heeft in het laag en midden toeren gebied en winst boekt in het hoog toeren gebied, daarnaast zijn er uitlaten die precies anders om werken.

Resumerend: je moet nu gaan bepalen wat je wil bereiken en bij welk toerental, hiermee dien je de lengte van je pijp te berekenen.

Daan
 
Dag Luitjes,

Ik wil jullie alle vriendelijk danken voor de hulp. Ik snap er nou meer van. Als ik dit werkelijk ga uitvoeren als profielwerkstuk, zal ik jullie er meer van laten weten. Dan zal ik de voorderingen, zeker posten.
Aangezien dit best ingewikkeld is, en dat de docenten willen dat je ook praktisch bezig bent en niet alleen rekenkundig, zal het erg lastig worden.

Ik laat jullie weten hoe het er mee staat.

Vriendelijke groet,

Christopher.
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top