Явление резонанса Гельмгольца, очень часто используется во многих сферах, и на впуске в ДВС и на выпуске, и в акустике, и в музыкальных инструментах, например гитара.
Многое сказано, рассказано и объяснено. Не знаю стоит ли акцентировать внимание на принципе работы, так как можно ввести в поиск и получить много интересного.
Читая записи, о том как люди устанавливают резонаторы Гельмгольца в выхлопные системы, я пришел к выводу, что в большинстве случаях это происходит так…
"Я где то прочитал, что сюда подходит такая то труба, и бачонок такого то объема. Взял кусок трубы, балон огнетушителя. сварил. Получил супер звук"
Известно, что удовлетворение от проделанной работы, во многих случаях, не позволяет, сказать "Я сделал авно"…
В поисках тишины, выхлоп был переделан несколько раз, и хоть удовлетворение от проделанной работы в изготовлении выхлопа из нержи, было сравнимо с диким восторгом, я все таки скажу, что получил не совсем то что хотелось бы.
Выхлоп Раз
Выхлоп Два
Что не так? звук подходящий, очень даже… НО, громкость! Когда вы несетесь 150+ с ускорением и 7000-9000 RPM, громкость звука это последнее, что Вас заботит, но на прогреве, в ранний час, с заявлениями соседей, что "когда ты заводишься у меня стеклопакет дрожит", немного выбивает из колеи…
Да и езда в тошнопотоке от 2000-3000 RPM, сильно раздражает нервы.
И так… Дабы не бросаться на амбразуру, с баллоном от огнетушителя… Я предлагаю произвести вместе со мной некоторые теоретические изыскания.
В 2ух словах, можно сказать, что резонатор Гельмгольца это прибор совершающий собственные колебания, основной характеристикой является собственная частота. Рассчитывается она по банальной формуле
где
fн — частота, Гц
v — скорость звука в среде
S — сечение горла, м²
L — длина горла, м
V0 — объем резонатора, м³
Прибор реагирует только на колебания собственной частоты, в результате резонанса происходит сильное поглощение звука… Отсекание частоты.
Первое, что я сделал (лукавлю, первое что я сделал, это посчитал частоты резонанса), это загрузил анализатор спектра, и пошел завел тачку. На прогреве имея обороты около 1500 RPM
получил такую картинку
Это было именно то что я и ожидал… А теперь мат часть.
Допустим мы имеем 4ех цилиндровый, рядный двигатель, работающий по 4ех тактному циклу Отто.
Откуда мы знаем (если не знаем, то идем читать теорию о ДВС), что полный цикл в 4 такта, происходит за 2 оборота коленчатого вала. А воспламенение происходит, только в одном из тактов. Значит вспышка в одном цилиндре с высвобождением энергии (и звука) будет только раз в 2 оборота. Отсюда…
Частота оборотов в минуту(RPM) / 60 = частота оборотов в секунду
Частота оборотов в секунду / 2 = количество вспышек в секунду (так как только раз в 2 оборота) = RPM / 120
RPM/120 * 4 (4 цилиндра) = получаем частоту звука.
Выберем частоту оборотов ХХ.
Для чистоты эксперимента, более точные цифры
1079 / 120 * 4 = 35.9666666666666666666666666666…
Грубо говоря 36 Гц ииииииии
Очевидно, что шум несет не одна основная частота, но так же и несколько ее гармоник, которые входят в резонанс с чем то еще и усиливаются… (видно вторую гармонику примерно на 72 Герцах, на других оборотах есть и 3 и 4ая — не менее шумные чем первые)
И так… отсекая эту частоту мы уберем и гармоники… сильно подавив громкость звука.
Однако громкость на 1000 RPM — не самое важное для меня. Так как достаточно тихо.
Основные приколы начинаются после 2000…
Поэтому решено отсекать частоту на которой я чаще всего езжу… 2500… это около 83 Гц, чем больше объем резонатора тем шире полоса, уберем ее, повлияем и на близлежайщие.
Основная засада заключается в компромиссе, между объемом тела, длинной и сечением горла. Ведь резонанс возникает в теле, но поглощение звука происходит в горле, поэтому чем оно длиннее тем сильнее поглощение.
Понятно, что нельзя увеличивать геометрические параметры системы до бесконечности. Плюс нужно учитывать, внутренние диаметры материала, из которого будет создаваться резонатор.
Очевидно, что в моем случае, это не будет красный, найденный на первой помойке огнетушитель…
Конечно же это будет полированная нержавеющая труба
Поэтому на скорую руку был создан файл подбора, с автоматическим расчетом, при изменении параметров
В принципе, все данные по выше указанной формуле доступны, и все козыри в ваших руках.
Но не стоит забывать, что скорость звука в трубе, будет зависеть от температуры воздуха, поэтому не нужно слепо принимать скорость звука за 331 м/с ;)
Если понравилось… то ждем новостей с фронта… "Резонатор Гельмгольца. На практике."
P.S. Чтобы одно и тоже не отвечать сюда буду добавлять
Спасибо можете не говорить. привык уже )
скорость от температуры
n — показатель адиабаты (n = 1.4 примерно)
R — универсальная газовая постоянная (R = 8.31)
Meg — молярная масса выхлопных газов (Meg = 0.028 примерно)
файл с расчетом drive.google.com/open?id=…yTG52RFJoV1FNOXVIc243NklB
макросы написаны.
пересчет происходит когда меняются значения длины или диаметра трубы
то есть задаешь, температуру, частоту, объем, а потом меняешь что нить в ячейке C9 или C10, можно просто войти в редактирование значения ячейки и ввод нажать. оно все пересчитает.
да… неудобно. да… коряво. но еще раз повторяю ) это не коммерческий продукт, он делался по рыхлому за пару минут. для конкретной задачи… моей )
Comments 112
Лучше Uno Ingard-а никто про резонаторы не писал.
Респект тебе если все это работает)
Хороший текст!
Показатель адиабаты для выхлопа 1,37, там доля углекислого газа 30% примерно.
Никоког эфекта (со скоростью звука, -в колекторе НЕТ! (ПРОФЕСУРА дистртации на ЛОХАХ ДЕЛАЕТ! (езжу на законах кражи поршней(ДВС 402 6л. на/100км(90л.с.
Не особо понял, помогите расчитать)))
Здравствуй ! А есть фото установленной банки ?
у меня переделанная банка на основе корпуса от бмв х6. там и резонатор встроенный
www.drive2.ru/l/457362753368098795/
А может ли резонатор Гельмгольца усилить определенные частоты ДВС? Возможно, вы слышали про такое явление как газодинамический наддув? По законам газодинамики расчитывается геометрия выхлопной системы, для создания такого наддува с тем чтобы улучшить отдачу двс.
выхлопная система рассчитывается не для газодинамического наддува, а для газодинамического вакуума, для очищенния камер сгорания от отработанных газов
В первую очередь, на это влияет геометрия выпускного коллектора, чтобы импульс из каждого цилиндра усиливал следующий, там же и просчет подпора, а потом уже остальных компонентов выпускной системы, которые влияют на производительность уже гораздо меньше, и чем дальше от мотора тем меньше влияние элемента (мы конечно откидываем такой элемент как "пробка" :)
Кстати резонаторы гельмгольца используются на впуске (отростки и отростки с камерами на впускных патрубках, думаю замечали не раз), для уменьшения паразитных помех и шума
Брось свои познания в мусорку! (Нае@али тебя ПРОФЕСОРА, -но бабла хапнули! (Законы вакумной динамики настолько просты, что за 150лет АВТОМОТО только ГИВИ, -ИХ ОСИЛИЛ!
Дочитал до середины и вскипел мозг
:) обращайтесь )
Я как гуманитарий, а не проще просто поставить резонаторы и борлу и будет кайф звук 😀
Ну, так скажу. Вариантов всегда гораздо больше чем просто два.
Например на свою машину, я самостоятельно изготовил прямоточный глушитель из одной банки, со встроенной камерой резонатора Гельмгольца на ненавистные частоты) теперь и тихо и производительность не пострадала
Привет. Есть отчёт по изготовлению и расчёта такой банки с резонатором? Или где можно почитать.
Автор ты просто красавец
Тебе надо памятник при жизни поставить👍
Стоит уже )
Привет! А как правильно измерить температуру для расчетов? На холостом ходу на выходе? Или на ходу? Либо по диагностике смотреть? Но там обычно только из выпускного коллектора есть данные, т.е. будет очень горячо
А когда больше всего шум досаждает) в тот режим и нужна температура
У меня Скай 3.5 v6 . С 1000 до 2500 просто катастрофический резонанс в салоне. практически уровень шума до 95 децибел доходит. очень шумно. помоги чем сможешь с расчетами. Пожалуйста
У тебя шум почти по всей шкале. Просто по всей
Может быть банку заменить на нормальную для начала?
Заказал. Будет через месяц. но пока едить то надо🤷🏻♂️ помоги с расчетом.)
Так ты сначала поставь банку, а потом замер делай снова) иначе показания изменятся
Тоже верно. Я вчера по быстрому стряпал без расчетов резонатор на литра 2. Попал в 2т оборотов. Хоть теперь такого пика сильного нету
Lifehack
У тебя шум почти по всей шкале. Просто по всей
Может быть банку заменить на нормальную для начала?
Пик на 2т оборотах
Можешь пояснить?
Слушай, не понял значение формулы .
Какой
Честно говоря, вообще не особо понял тем с формулами. Сможешь помочь мне с диаметром трубы? Ты бы мне очень помог.
raschitat-online.ru/rezonator-gelmgolca/,
всем привет.с экселем не дружу. самому считать лень. нашолв интернете формулу, может кто-нибудь её хотя бы приблизительно проверить.совпадает или большие различия, и стоит ли по ней делать резонатор.
Да, похоже на правду.
Молодец.Сюда бы видео в сравнении и штучек 10 на практике и Нобелевская премия твоя!
Немного допилил экселевский файлик: добавил стандартные размеры труб из нержавейки с возможностью выбора из списка, переделал порядок заполнения параметров и расчета показателей. Т.к. диаметр резонатора и горла задаются у нас геометрическими размерами имеющихся труб, то и расчет имеет смысл проводить только длины горла в зависимости от длины резонатора.
yadi.sk/d/fAWYEXnYmLcv4w
Стандартный порядок работы с файлом следующий: меняем параметры в незакрашенных ячейках: выбираем температуру выхлопа, резонирующую частоту, размеры труб для тела и горла резонатора, длину тела — длина горла рассчитается автоматически. Если для изготовления резонатора использовать не цилиндрическую форму, то, в принципе, объем тела в метрах кубических можно посчитать самостоятельно и подставить в соответствующую ячейку.
Почему-то длина тела ни на что не влияет
Макросы нужно включить в параметрах Экселя.
включены)
я так понял обьем самого резонатора влияет только на ширину полосы глушения
Проверил у себя: при изменении длины тела пересчитывается длина горла, т.к. это единственный параметр, который может измениться при заранее заданных диаметре и толщине стенки трубы.
Посмотри еще раз: Параметры Excel --> Центр управления безопасностью — > Параметры макросов --> Включить все макросы (это для 2007-го, как для более свежих — не знаю).
Именно "Все макросы", когда просто разрешал по запросу — не работало.
возможно дело в макбуке, ща на винде попробую)
Есть пара вопросов по таблице. Проконсультируй пожалуйста.
1. Шестая строка. Объём. Объём чего? Если мотора то почему столько цифр после запятой? Неужели нужна такая точность?
2. Строки с 7 по 10 диаметр и длинна. Где сам обьём, а где горлышко?
1. 6ая строка объем тела резонатора
7 и 8 геометрические параметры тела резонатора в случае цилиндрической формы, из них высчитывается объем = 6ая строка. или из 6ой строки высчитываются комбинации параметров — смотря с какой сторон подойти к вопросу
2. 9 и 10 = геометрические параметры горла — которое является цилиндрическим телом в данном случае, ну и. как учила нас школа — объем цилиндрического горла равен, произведению площади сечения на длину, а площадь сечения в свою очередь очень просто получить из диаметра сечения = пи*д^2 разделить на 4
В данном файле геометрические параметры горла ни на что не влияют.
Привет)) Получается, чем длиннее горло и больше объем резонатора, тем шире диапазон частот, которые мы гасим, правильно я понимаю?
Наполовину правильно. Больше объем — шире спектр частот, на которых будет эффект, длиннее горло — более результативное гашение. Теория и практика использования резонатора Гельмгольца на выпуске: tuningtech.ru/motor/tyuni…rezonator-helmgoltza.html
И влияет ли это на тягу и динамику мотора?
Обычно резонатор Гельмгольца на впуске на это влияет (если только резонатор не рассчитан на гашение шума впуска, естественно). На выпуске будет влиять на крутящий момент (с учетом того, что фазы широкие с перекрытием и возможна продувка цилиндров) если резонатор сможет уменьшить эффект резонанса выхлопных газов, повышающих их давление и не затронет резонанс выхлопных газов, понижающих их давление.
Считать не охота, в двух словах, если сделать более объемный резонатор машина тише станет или обьем влияет на выхлоп на определенных оборотах?
Более объемный резонатор глушит эффективнее. Но на самом деле вопрос компоновки тут не самый последний.
Огромное спасибо! Обязательно воспользуюсь для своего проекта)) А-то поставил прямоток, на холостых тишина, а при разгоне жесть вообще, примерно около 3500об, а потом наоборот тише.
Вот еще по той же теме: www.drive2.ru/c/2130603/ и www.drive2.ru/c/3156149/
я правильно понял берем прикидываем (измеряем) частоту нужных оборотов, считаем скорость измерив температуру газов в нужном месте тракта, преобразовываем формулу и подставив значение длины горла и объема резонатора, выбаных конструктивно, получаем сечение горла под конкретную частоту, я правильно понял?
Если быть точным.
Выбираем необходимую частоту оборотов, на которых субъективно присутствует резонанс, или считаете что нужно уменьшить громкость на этой частоте.
Затем измеряем температуру газов (на выбранной частоте оборотов) в предполагаемом месте вварки резонатора.
Далее выбираем объем резонатора, длину и сечение горла.
Файл расчета дан для примера. Он немного упрощает подбор параметров.
Обычно сечение выбирается исходя из того какая есть труба для горла, они более или менее стандартные. Потом уже прикидывается объем и длина горла.
Вообщем то методика выбора параметров разная… Суть одна — параметры взаимосвязаны указанной формулой
ворд у меня кривой макросы не работают)) (хрен с ними) суть ясна спасибо
Эт Эксель.
В безопасности нужно разрешить макросы без подписи. И тада пойдет
ага работает
Большое спасибо, наткнулся случайно прочитал с огромным удовольствием, все просто, но по существу отлично для практического применения, ничего лишнего. С Уважением.
Там в коментах еще формулы есть, для зависимости скорости звука от температуры например. Дописывать в запись лень. А когда пишешь, думаешь что это и так всем понятная аксиома )
egorich2316
Большое спасибо, наткнулся случайно прочитал с огромным удовольствием, все просто, но по существу отлично для практического применения, ничего лишнего. С Уважением.
ссылка на файл в конце записи
Вроде и всё понятно, но я гуманитарий, вообщем за статью большое спасибо.
Было б отлично если б была ссылка на экселевский файл с расчётами куда можно было бы подставить свои данные (Опять же для гуманитариев вроде меня)
файл есть да. нашел его. не знаю куда залиить
Можно на яндекс диск, если почта их есть
была где то но лень искать )
JOKER-Snyt
Можно на яндекс диск, если почта их есть
drive.google.com/open?id=…yTG52RFJoV1FNOXVIc243NklB
"там макросы написаны.
пересчет происходит когда меняются значения длины или диаметра трубы
то есть задаешь, температуру, частоту, объем, а потом меняешь что нить в ячейке C9 или C10, можно просто войти в редактирование значения ячейки и ввод нажать. оно все пересчитает.
да… неудобно. да… коряво. но еще раз повторяю ) это не коммерческий продукт, он делался по рыхлому за пару минут. для конкретной задачи… моей )"
Благодарю, попробую разобраться)
да нечего там разбираться
Скажи, что за программа на фотках?
SigScopePro
И за эти тоже
Записи Выхлоп Раз и Выхлоп Два скрыты, не прочесть )
Открыть почитать ? они в бортжурнале машины ) а там записей 150 наверное скрыто.
Ну мне было интересно, как оно из нержи и почем )
А Там не написано почем. Так как бесплатно )
Yorrick
Ну мне было интересно, как оно из нержи и почем )
Открыл вообщем эти две. Но какие то они куцые ) На самом деле о выхлопе записей 5 было. С фото процесса варки, подгонки швов, и тд. Искать с телефона сейчас лень
Премного благодарен!
Yorrick
Ну мне было интересно, как оно из нержи и почем )
Ищо пару откопал. Рыскай вообщем по журналу тачки про выхлоп
Привет. Все ясно, только как скорость звука в среде расчитывал при определенной температуре. Она ж =331м/с.
По этой формуле c(t)=331√(1+t/273) ?
Как то слишком грубо )
Корень квадратный из (показатель адиабаты, постоянная Больцмана, абсолютная температура в кельвинах деленное на молярную массу)
Не ну теперь все стало на свои места)
Спасибо.
сарказм? :)) да, не проснулся еще… вместо постоянной больцмана, универсальная газовая постоянная
хотя выхлоп это дикая смесь, но адиабату я брал стандартную для 2ух атомных газов, 1.4
универсальная газовая 8.31 температура т+273
молярная массу ог 0.028, она немного меньше чем воздуха, но точную цифру я не знаю как определить, поэтмоу вот
sqrt( (1.4*8.31*(200+273)) / 0.028)
все это упрощенный расчет, так как определить температуру выхлопа в точке вварки, можно лишь примерно.
поэтому, лишь примерно )) хотя это конечно лучше чем на шару )
а зачем тебе столь скурпулезный подход? возьми как все делают, старый огнетушитель да и все)
Не не никакого сарказма…Я просто загуглил и понял что это еще точнее, но и это уж сильно круто…Не в космос же лететь) Огнетушитель-круто.Надо только где то его найти, да и промерять влезет ли он мне. Я сегодня пол дня гуглил, читал, на листке считал вручную. Тут вот на драйве еще у andrik293 поспрашал, он любезно скинул как он считал. В общем что то среднее да и выходит. Спасибо и за твой ответ.
я бы те кинул свой файл, тока винду переставлял, поэтому все слил в архив на внешний винт
он дома, а я сейчас на даче.
да и по сути расчет там не трудный. у меня когда родные находят какую нить бумажку всю изрисованую формулами, спрашивают, че опять холодильник в космос запускал?
а тут одна формула в записи все описано.
Читал с просонья, поэтому возник небольшой когнитивный диссонанс, когда, вроде бы с начала речь шла о том, что имеем 4 цилиндровый мотор, а потом получилось, что за два оборота колена 1 воспламенение.
Впрочем, какой есть)))
Откуда мы знаем (если не знаем, то идем читать теорию о ДВС), что полный цикл в 4 такта, происходит за 2 оборота коленчатого вала.
полный цикл в 4 такта, происходит за 2 оборота коленчатого вала. 1 цилиндр, 2 цилиндра, 4 цилиндра, 6 цилиндров, 8 цилиндров )… от количество цилиндров ничего не меняется ) полный цикл будет за 2 оборота.
А воспламенение происходит, только в одном из тактов. Значит вспышка в одном цилиндре с высвобождением энергии (и звука) будет только раз в 2 оборота. Отсюда…
здесь указано про один цилиндр )
Чет я совсем запутался, в моем понимании цикл 4 тактного мотора это 4 такта (привет капитан, мы все скучали) за 2 оборота 4 цилиндрового мотора имеем по 4 такта в каждом цилиндре из четырёх, тоесть в каждом цилиндре у нас имеется полный цикл, пусть и не везде он начинается со впуска, 4 цилиндра Х 1 цикл = 4 цикла %)
Ээээх… проблема то в чем? :)) продолжаю твою мысль:
4 цилиндра Х 1 цикл = 4 цикла %)
1 цикл за 2 оборота => в оборот 0.5 цикла
но так как цикла 4, то за 1 оборот будет 4 * 0,5 = 2 цикла :)
Откуда формула все еще справедлива:
за 1 оборот будет только 2 вспышки, за 2 оборота = 4 вспышки.
(RPM / 2) * 4 = RPM * 2
Для наглядности набросал таблицу. Воспламенение происходит в конце такта сжатия, отмечено X на "стыке" такта сжатия и рабочего хода.
слоожнааааа))
"Откуда мы знаем (если не знаем, то идем читать теорию о ДВС), что полный цикл в 4 такта, происходит за 2 оборота коленчатого вала"
думаю стоит добавить уточнение: в одном цилиндре
блин, ну ты совсем моих читателей за дурачков держишь? :)
отлично!
… и все ради спокойствия соседей по утрам) надеюсь они читают твой бортовик
Не совсем )
уж больно на уши давит когда на дальняк едешь… а там как раз в зоне 2500-3000 держишься все время.
Нужен резонатор переменного объема, чтоб за температурой и частотой подстраивался!;)
ага. я думал об этом :) но трудно реализуемо, так как температура и агрессивная среда, рано или поздно закиснет все.
Самое круто из этой серии это впуск переменной длины/толщины) Вот там можно нереальный приход ощутить, но чет на тачках такое не пилят(
Пилят и еще как :) V6 VAG группы (ACK и прочие его производные 12v и 30v), BMW V8 M62, N62 — первое что в голову пришло, впускные коллекторы с регулируемой длинной ранеров.
Я было сначала подумал что ты говоришь о примитивном подходе переключения двух раннеров, а потом погуглил — и действительно Continuous variable length intake manifold) Громоздкие они только выходят) ну и velocity-stack не получается реализовать в них(
Порше так делает на своих моделях из 70-80, выдвижные дудки от карбов/дросселей
matanmaster
Самое круто из этой серии это впуск переменной длины/толщины) Вот там можно нереальный приход ощутить, но чет на тачках такое не пилят(
на тойоте тоже была, не помню название, там куча несвязанных букав в виде абревиатуры:)
Именно Continuous?:) Странно что пихают это в конские моторы которым и так всего хватает. Она бы идеально подошла к очередному K20A/2ZZ-GE/SR20VE
на каком то старом моторе это было, до 2000ых
5e-fHe
Никогда и подумать не мог что так всё интересно. Жду продолжения.
Все гораздо интереснее )
Как всегда, отличный пост с кучей матчасти. Большое спасибо!
велкам )
Интересный софт для яблока, как называется эта программа?
SigScopePro
Цена, мягко говоря — не самая символическая. Интересное приложение, а на сколько данные, полученные через микрофон яблока соответствуют действительности?
Не знаю насчет, громкости в децибелах (тут меня в принципе не интересует абсолютная цифра, достаточно относительных, для понимания эффекта от проделанной работы), а вот насчет частоты… ты читал или только картинки смотрел? :)
Читал бегло, прочитав еще раз увидел ответ на свой вопрос, спасибо :)
не за чта )
Окорок шииииикааааарен! (говорить с интонацией того хомяка из мульта "Вольт").
не… я только учусь
мы все учимся всю жизнь…