Risuonatore di scarico

[Coz]

Da un po' di tempo si vedono nei collettori aftermarket dei monocilindrici, dei "bombolotti" in metallo detti risuonatori.

http://it.wikipedia.org/wiki/Risuonatore



Di fattura leggermente diversa, ma con effetti simili e probabilmente funzionanti con il medesimo principio (ma non ne sono sicurissimo ), sono i Power Bomb





Il principio di funzionamento è lo stesso dei polmoni di recupero usati in aspirazione, ovvero la risonanza di Helmholtz, solitamente sono utilizzati per aumentare il tiro ai medio-bassi senza penalizzare gli alti, pare riducano anche leggermente il rumore di scarico (circa 1 db).

http://it.wikipedia.org/wiki/Risonanza_di_Helmholtz#Applicazioni


Il fenomeno era già applicato su alcune moto già anni addietro, il mio Gilera 125 2t del '90 presentava una valvola di risonanza posta subito dopo la valvola allo scarico APTS (Advanced Power Tuning System).
La valvola, fatta a cilindretto scanalato e non a ghigliottina, ai bassi riduceva la luce di scarico aprendo il condotto del risuonatore, mente agli alti apriva completamente il condotto di scarico escludendo il risuonatore stesso.

Notevole era anche l'impatto "sonoro", ai bassi un 125 aveva un suono cupo e pieno da farlo sembrare un 250! 

[Coz]

Per quanto riguarda il Power Bomb sono andato a riguardarmi le spiegazioni e la conformazione, la spiegazione che ne danno è che i gas espandendosi si raffredano ed escono ad una velocità superiore, in tal caso varierebbe anche la velocità di propagazione delle onde sonore all'interno dello scarico.

"Power Bomb di FMF è uno scarico per 4 tempi che ha un caratteristico rigonfiamento collocato precisamente subito dopo la curva di uscita dalla testata. Questo rigonfiamento, chiamato "Bomb", è tecnicamente posizionato in questo punto chiave del sistema per accrescere la prestazione, sebbene esso fosse stato originariamente disegnato per ridurre il livello di rumorosità, aumentando il flusso di circa un 10%. Come una sorta di pre-silenziatore, il "Power Bomb" attualmente abbassa il livello di uscita del rumore perchè crea una superfice più grande, che riesce ad assorbire meglio i toni medi del rumore di scarico. La superfice perforata dell'anima interna lascia fluire le onde sonore nel materiale assorbente (lana d'acciaio impaccata) e quindi permette al gas di espandersi, raffreddarsi, per poi uscire ad una velocità più alta. Grazie all'espansione ed alla compressione sullo scarico attraverso il sistema, il flusso è stato incrementato di quasi un 10%. Questo significa più potenza attraverso tutto l'arco di utilizzo."

Infatti collettori di questo genere sono esclusivamente dei "rigonfiamenti" del collettore.



http://www.fmfracing.com/Products/MX/44

Mentre questo presenta una camera con fori che, almeno in origine, era riempita con lana d'acciaio con funzioni di pre-silenziatore, l'incremento di prestazioni si è scoperto in un secondo momento.



http://www.fmfracing.com/Products/MX/264

In questa foto forse hanno tolto il materiale fonoassorbente per mostrarne l'interno  .



La spiegazione tecnica però mi lascia un po' perplesso, se qualcuno ne sa qualcosa di più è ben accetto! 

[alex]

Bel lavoro Coz, io almeno ste cose non le conoscevo! 

[Coz]

Però non ne sono mica tanto sicuro su come funzionano  !

Il bombolotto ha 2 fori, il risuonatore di Helmholtz solo uno... è una variante dello stesso principio? In rete c'è anche chi dice che i gas ai bassi hanno poca pressione e fanno il giro più lungo (aumente la resa ai bassi) mente agli alti fanno quello più corto (aumento resa agli alti). Spiegazione da bar?

Mentre nel power bomb dicono sia una questione di "raffreddamento", i gas espandendosi si raffreddano quindi calano di pressione (cioè diminuzione di volume) e quindi ripassando per una strozzatura aumentano di velocità riducendo la contropressione... possibile?
Allora perchè non fanno delle alette di raffreddamento sopra quel rigonfiamento? non dovrebbe rendere di più? 

Purtroppo in rete non si trova nulla di più di quel che ho scritto, e le fonti sono quel che sono... venditori e ciacole da bar!
L'unica cosa è che pare funzionino!   

Di fisica non ne so granchè, non ho mai studiato tranne quando mi rimandavano a settembre! 

Io provo a stimolare l'intervento di persone più competenti !     ...anche se altrove venivo solamente subissato da rompi****oni, la speranza è l'ultima a morire! 

[alex]

In sostanza hai già detto tutto tu: per Helmholtz è relativamente semplice: l'aria è comprimibile, per cui una pressione della stessa determinerà un piccolo vuoto nel contenitore dove è alloggiata. Una volta che la compressione termina, l'aria tornerà a occupare lo spazio precedente creando, al contempo, una depressione che porterà con sè un maggior volume di aria. Quindi tutto sta a diensionare le pareti e i corpi dell'impianto di scarico in modo che:
- il lflsso possa veocizzarsi così come desideriamo
- tale lavoro abbatta quanto desideriamo la rumorosità delle onde sonore generate nell'impianto stesso.

Un sacco di strumenti musicali utilizzano il principio di Helmholtz per finalità prettamente acustiche. Ma che la cosa venisse applicata agli scarichi è stata una bella rivelazione  
Tanto per sapere....

[Coz]

Per il bombolotto ok, il principio di base è quello, ma il fatto dei due fori ne complica un po' la dinamica.  

Ciò che mi lascia un po' perplesso è il power bomb...

Un gas scaldato aumenta di volume perchè il calore fornisce energia "vibratoria" alle paricelle che urtandosi maggiormente occupano un volume superiore (il principio su cui si basano le mongolfiere).
Ma se un gas rovente immesso in un tubo, quando incontra un'aumento di volume si raffredda? Forse riducendosi gli urti tra le particelle si riduce anche l'energia che si trasmettono a vicenda velocizzandone il raffreddamento... Quindi re-incontrando una strozzatura (la fine del "polmone") per effetto venturi, diminuisce ulteriormente la pressione aumentando la velocità di estrazione dei gas?!  
Però ci sono da considerare anche gli effetti ondulatori dovuti agli scoppi (non è un flusso di gas costante), la velocità di propagazione delle onde di pressione (sonore) varia con la temperatura del gas, per cui raffreddando i gas è anche come variare la lunghezza complessiva dello scarico.
E poi c'è sempre anche Helmolthz di mezzo!    sm443  Mica è semplicissimo capire che succede lì dentro! 

Allora perchè non fanno delle alette di raffreddamento sopra quel rigonfiamento? non dovrebbe rendere di più?  

Ripensandoci forse non servirebbe a nulla, il flusso è talmente rapido che lo scambio termico con le pareti sarebbe probabilmente ininfluente. sm443