Viertakt Schalldämpfer

UweHD

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Hallo,
gibt es eine Formel um einen eigenbau Viertaktdämpfer zu berechnen?
Aus Leistungsgesichtspunkten spielt beim 4T (ähnlich wie beim 2T) primär der Krümmer eine Rolle, und das auch nur bei hohen Überschneidungswinkeln der Nocken und damit verbundenen Spülverlusten. Bei den relativ zahm gesteuerten Modellviertaktern gilt das nur untergeordnet.

Der Dämpfer selber sollte im Prinzip nur einen geringen Staudruck aufweisen und genügend Volument für eine adäquate Dämpfung. Am einfachsten und leistungsmässig unkritischsten sind Absorbtionsdämpfer mit entsprechendem Durchlassquerschnitt (Beispiel: Motorradauspuff). Reflexionsschalldämpfer mit mehreren Kammern dämpfen effektiver (Beispiel: Alltags-PKW), müssen aber für eine leistungsschonende Bauweise genauer auf den Motor ausgelegt werden. Diese Auslegung ist komplex, abhängig vom konkreten Einsatzfall und nicht in wenige Sätzen zu erklären.
 

UweHD

User
Gute Ansätze dazu findest Du im Buch von Peter Demuth.
Ich nutze, abseits des Modellsports, für die Auslegung der Ansaug- und Abgaswege das Buch "Grundlagen für das Tuning von frei ansaugenden 4-Takt-Motoren" von Karl-Heinz Müller (ISBN 3-00-008244-1). Da sind viele leicht verständliche Beispiele enthalten, die sich allerdings nicht auf Modellmotoren beziehen. So ein Buch von und für Modellmotoren ist da sicher zielführender :)
 

Bernd Langner

Moderator
Teammitglied
Hallo

Ich habe beide Bücher von Demuth sowohl das für Viertakter wie auch das letze für Modellmotoren.
In den Büchern sind Berechnungsformel die aber eher zur Absorbitionsfrequenzberechnung dienen
als Kammervolumen oder Gesamtauslegung.

Gruß Bernd
 

Jarek

User gesperrt
Solange die Auspuffanlage nicht das letzte Quäntchen Leistung aus dem Motor rausholen soll, muss man sich nicht gleich in weitreichende Berechnungen stürzen. In beiden Büchern von Demuth sind ein Paar Grundregeln zusammen gefasst, welche den Bau einer ganz passabel funktionierenden Anlage erlauben. Falls ich mich richtig entsinne, werden die Auspuffanlagen im Buch "Modellmotoern..." etwas umfangreicher behandelt.

Ich möchte hier selbstverständlich keine Werbung machen, aber auch in sonstigen Belangen finde ich diese Bücher interessant.
 

bulksi

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Erfahrungen? :)

Erfahrungen? :)

Hallo Dämpferexperten,

ich habe folgende Überlegung die ich gerne mit euch teilen will bzw. eure Einschätzung benötige. Ich würde gerne einen Methanol-Viertakter (OS FS < 20ccm, Einzylinder) möglichst leise betreiben und habe mich mit dem Thema mit einschlägiger Literatur schon befasst.

Vorweg: Ich habe nicht vor einen Dämpfer selbst zu bauen. Zudem habe habe ich nicht vor wissenschaftlich Strömungsphysik oder Frequenzspektralanalysen zu betreiben. Es soll mit einfachen Mitteln dumpf und sehr leise werden.

Die üblichen Einflussfaktoren sind mir bekannt (geringe Drehzahl, möglichst großes Volumen, wenig Abgasgegendruck, Querschnitte einhalten, vereinfachte Frequenzberechnungen etc.). Ich weiß auch, dass der Schalldämpfer neben Ansauggeräusch, Entkopplung etc. nur ein Einflussfaktor ist. Zumal der Motor sowieso erstmal auf einen Prüfstand kommt.

Mich interessiert insbesondere die folgende Frage: Wenn ich zwei der Standard-Dämpfer habe, ist eine Reihen- oder Parallelanordnung wirksamer zur Schalldämpfung? Ich habe also doppeltes Volumen, muss die Dämpfer nur intelligent anordnen. Reihenschaltung klingt erstmal nach höherem Gegendruck, aber kaskadierter Dämpfung wie im Automobilbau. Parallelschaltung (mit Y-Stück) nach geringerem Gegendruck, aber eben keiner Nachschalldämpfung. Oder wäre doch gar ein einziger großer Dämpfer doppeltem Volumens wirksamer?

Was für ein Verhalten ist zu erwarten? Hat schonmal jemand so etwas gebaut bzw. Erfahrungen damit?

Bin gespannt...

Gruß Simon
 

bulksi

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Versuch mach kluch

Versuch mach kluch

Hallo nochmal,

ich habe mich dem Thema mal pragmatisch und experimentell angenähert.

Ausgangslage:

- Saito FA 125 Methanol + optionale Morris / RCEXL Funkenzündung
- Sprit 83% Methanol, 12% Öl, 5% Nitro (Fleischmann)
- Serienschalldämpfer + 2 weitere Schallis
- APC 15x6 Luftschraube
- Montiert auf Teststand mit Temperatursensor

Ziel war es mit einfachen Mitteln herauszufinden, wie der Motor auf eine einfache Nachschalldämpfung (in Reihe) reagiert. Dabei wollte ich unbedingt die Kopftemperatur messen, um zu sehen ob der Motor überhitzt. Dazu habe ich provisorisch ein einfaches "Berührungsthermometer"am Kopf auf Auslassseite montiert und konnte so grundlegend etwas messen. Die Werte bitte nicht absolut bewerten, ich wollte lediglich sehen ob es eine relative Änderung bei den Setups gibt. Eine schlechte Referenz ist nunmal besser als garkeine.

Im Fundus habe ich zwei Schalldämpfer gefunden, beide relativ groß und schwer und beim reinpusten ergibt sich ein gefühlt hoher Abgasgegendruck, zumindest höher als beim Serienschalli. Beide sind intern mit mehreren Prallplatten und Kammern aufgebaut. Der kleine (100g) sieht etwas mehr nach 4T Dämpfer aus (ist auch ne Kugel drin, die den Abgasgegendruck und damit den Druck des Drucktanks je nach Lage verändert). Der große (150g) könnte für einen 26er Zweitakter oder so gedacht worden sein.

Nun die Messwerte. Die Temperatur ist die maximale Temperatur nach dem Abstellen. Während des Laufes ist durch den Wind der Luftschraube keine verlässliche Messung möglich.

Glühzündung, ohne Schalldämpfer
- 9400 U/min, höllisch laut und unangenehm

Glühzündung, mit Serienschalldämpfer
- 9500 U/min, 76°C, viel angenehmer. Relativ leise und sonor. Bester Kompromiss.

Funkenzündung, mit Serienschalldämpfer
- 8800 U/min, 75°C, Sound identisch, Leistung unzureichend

Glühzündung, mit Serienschalldämpfer + kleinerer Zusatzdämpfer
- 8800 U/min, 76°C, deutlich leiser, im unteren Drehzahlbereich wirklich flüsterleise. Da hört man wirklich hauptsächlich das Ventilklackern und die Luftschraube. Obenrum auch deutlich leiser als der Serienschalli aber dann nicht mehr flüsterleise wie im Teillastbetrieb.

Glühzündung, mit Serienschalldämpfer + großer Zusatzdämpfer
- 8800 U/min, 81°C, wie mit kleinem Zusatzdämpfer, vielleicht minimal leiser.

Die Gasannahme ist etwas "zugeschnürter" mit den Zusatzdämpfern. Mit dem Seriendämpfer dreht er einfach freier hoch. Zudem liegt die ideale Einstellung bei Vollgas ca. 3 Rasten fetter mit den Zusatzdämpfern. Leistungsmäßig natürlich eine Einbuße, aber vom Lärmpegel her absolut überzeugend. Praktikabel für ein Modell natürlich eher weniger. Leider kann ich den Sound nur subjektiv beschreiben, müsste mir mal unser Lärmpegelmessgerät aus dem Verein ausleihen.

Absolut enttäuscht bin ich von der RCEXL Zündung aus dem Morris Motor Umrüstkit. Da fehlen mal locker 700 Umdrehungen. Statischer Zündzeitpunkt ist korrekt eingestellt. Hatte mir eine mindestens ebenbürtige Leistung zum Glühzünder erhofft, da ich ja ein Kennfeld hinterlegt habe, dass den ZZP bei Vollgas nach früh verschiebt. Beim Glühzünder ist das nur durch die Kombination aus Nitroanteil, Verdichtung und Glühkerze möglich und nicht dynamisch über das Drehzahlband anpassbar. Der Test mit der Funkenzündung ging übrigens genau 2 Minuten gut, dann ist der Magnet aus dem Mitnehmer geflogen und für immer in der Wildnis verschwunden.

Nun die Fragen:
- Wie kann ich die Schalldämpfung idealerweise noch erhöhen? Was erwartet Ihr bei einem Schalli ohne Prallplatten etc.? Gleiche Lautstärke ohne Leistungsverlust, weil weniger Abgasgegendruck?
- Was haltet Ihr von einer parallelen (doppelflutigen) Anlage? Bitte nicht vom Aufwand her betrachten :D

Videos reiche ich noch nach. Vom Sound her bin ich erstmal sehr zufrieden. Aber wie sähe wohl eine noch bessere (=leisere) Lösung aus?

Bin auf eure Meinungen gespannt.

Gruß
Simon
 

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bulksi

User
Dämpferbau-Fragen

Dämpferbau-Fragen

Hallo zusammen,

bin gerade etwas am Dämpfer bauen, daher nochmal eine Frage an die Methanolerfraktion.

Szenario: Ich hänge an einen Methanoler mit >12% Öl im Sprit einen Mehrkammer-Reflektionsdämpfer, dessen innerer Aufbau nicht zulässt, dass das Öl im Abgas einfach straight aus dem Dämpfer geblasen wird (z.B. 3 Kammern, durch Prallplatten getrennt und durch Verbindungsrohre verbunden). Was passiert?

A.) Das Öl kondensiert und der Dämpfer läuft teilweise voll und das Öl wird nur durch das durchströmende Abgas (teilweise) "mechanisch" nach draußen befördert?

B.) Der Dämpfer wird durch die Verbrennungswärme warm genug, dass nichts kondensiert und sich auch nichts ablagert oder eventuelle Ölablagerungen sogar wieder verdunsten?

Wie sieht das mit dem Siedepunkt des Öls gegen die Schalldämpfertemperatur aus? Habt ihr da Erfahrungen aus der alten Verbrennerzeit :D?

Beim Benziner wird das bei den geringen Ölanteilen und den hohen Abgastemperaturen nicht so relevant sein, ist ja auch millionenfach bewährt.

Habe hier schon mehrmals von Lösungen gelesen, dass man Ablaufbohrungen setzt (waren aber alles Absorptionsdämpfer und haben sich daher vollgesaugt).

Gruß
Simon
 

Sichel

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Hallo Allerseits,

ich stelle hier kurz Infos zu meinen Selbstbau 4T-Dämpfern ein.
Der Dämpfer im Bild wurde für einen 15er ENYA angefertigt,
Jahrelang betrieben und später mit einem 15er OS FS90 eingesetzt.
Der Aussendurchmesser der Kammer beträgt 33mm, die Länge 82,5mm.
von Einlass bis Auslass geht durchgängig ein Rohr mit 12,6mm Aussendurchm.
,innen 10mm.
Auf der Einlassseite hat mir da ein Kollege das zum Krümmer passende
UNF Feingewinde geschnitten, am Auslass ist ein Rohrstück D=10mm
innen 9mm eingelötet. Das 33mm Aussenrohr stammt von einem
alten Sonnenschirmrohr, Wandstärke ca. 0,4mm.
Das Innenrohr ist mit einem eingelöteten Stopfen in 2 Hälften geteilt,
in der Einlasshälfte sind 9 Bohrungen, deren Gesamtfläche dem 10mm
Innendurchmesser des Rohres entsprechen, die Auslasshälfte
wird entsprechend dem 1,5fachen der Fläche mit Bohrungen versehen,
damit kein Stau entsteht. Ablaufbohrungen ist eine 1,5mm vorhanden,
da kommt aber nie was raus, also weglassen, die M4 Gewindeeinsätze
in der Kammer sind Drucktankanschlüsse.

Die Abgase strömen also über die 9 Bohrungen in die Kammer und verlassen
diese wieder über 14 Bohrungen. Anhand der Anlauffarben ist ersichtlich,
was für Abgastemperaturen da herrschen, das verdampft alles Restöl.

In jüngerer Zeit habe ich Schalldämpfer mit V2A Wellrohr gefertigt,
diese sind viel leichter und das Rohr lässt sich einfach berarbeiten und hartlöten.
Hier kommt ein späterer Beitrag von mir.

Gruss,
Helmut
 

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bulksi

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Geil!

Geil!

Hallo Helmut,

das sieht ja richtig gut aus. Was wiegt das Teil denn? Könntest du einmal den Sound beschreiben? Ergeben sich Leistungseinbußen gegenüber dem Seriendämpfer bzw. ganz ohne? Deine Lösung mit Wellschläuchen wäre interessant, gerne berichten.

Ich habe aus dem, was ich gerade so besorgen konnte auch mal auf die schnelle einen gebaut. Zutaten:

- Weißblechdosen mit Tomatenmark (eine große, eine kleine, aus dem Edeka)
- Rest Wellblechschläuche (innen 10, außen 14mm)
- Messingreste (Platten)

Dosen entleeren, jeweils 4 große Löcher auf je eine Stirnseite bohren, versetzt zusammenlöten. Dann hat man eine Art Prallplatte und die Abgase gehen nicht direkt in die nächste Kammer über. Das Abgas passiert erst die große, dann die kleine Kammer. Wellschläuche mit Messingaufdopplung auf Einlass und Auslaßseite, Gewindestück dran und fertig. Auch wenn das nicht dem Ideal entspricht (parallele Flächen, gelochte Platten usw.) dämpft das akustisch sehr gut, dennoch fehlen am Ende ein paar hundert Umdrehungen.

Die Weißblechdosen sind nicht 100% dicht, egal wie oft man unter Wasser prüft und dann nachlötet, die Falze der Dosen lassen immer minimalst etwas durch, wenn man mit Druckluft prüft. Ist aber für den Einsatzzweck ziemlich egal.

Wiegt übrigens fertig keine 70g.

Bin noch auf der Suche nach weiterem Material zum probieren..

Gruß
Simon

PS: Sorry, egal wie ich das Bild drehe komme es immer falsch rum raus...
 

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Sichel

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Hallo Simon,
der Dämpfer im Bild wiegt ca. 90gr mit dem Krümmer. Der Ton ist im Vergleich
zum Serien"Schalldämpfer" dumpf/sonor, das helle Knattern ist total weg.
Leistungsmässig wage ich keine Aussage mehr, weil ich den vor über 25Jahren
gelötet habe. Wenn aber signifikant Leistung gefehlt hätte, hätte ich damals so lange
rumprobiert bis zum optimalen Ergebnis. Auf den Motoren waren übrigens
graue 15x8 Graupnerpropeller.

Der V2A Wellrohrdämpfer im Bild an meiner TC-Piper J3 hat aussen 40mm bei 110 mm Länge.
Es ragen am Eingang zwei 50mm lange 8mm Edelstahlrohre 20mm in die Kammer,
am Ausgang sitzen zwei 140mm lange 8mm Rohre die ebenfalls 20mm in die Kammer ragen.
Es ist in der Kammer keine Prallplatte o.ä. vorhanden. Die Dämpfung kommt von den
Ein- und Auslassrohren im Versatz und verm. zum grossen Teil durch das gewellte
Rohr der Kammer, irgendwas passiert da akkustisch.
Der Klang des 26er OS Boxers ist fast schon zu leise, Drehzahl ist minimal unter
dem reinen Krümmerbetrieb. Gewicht komplett ohne Krümmer < 80gr.
Die Verbindung der originalen 8mm Krümmer zur Kammer ist jeweils ein 70mm
langes 10mm Wellrohr, welches leicht saugend auf den 8mm Krümmern und den
beiden Eingangsrohren sitzt. Keine Ablaufbohrung!
Diese fliegende Verbindung ist sogar dicht, und schützt das Wellrohr vor dem Reissen
was u.U. innerhalb 10Minuten passieren kann.

Deine Lösung mit den 2 Dosen ist in etwa so wie das Gerhard Reinsch
in der Anleitung zum ZG vorschlägt, nur nimmt er leere Campinggas Kartuschen,
funktioniert bestens, habe ich früher auch mal gemacht.

Ach ja, die Bestigung ist nur eine radiale Lasche in der Mitte der Kammer,
links von den 2 gelben Drähten in einem Bild.
Im 3. und im vorletzten Bild sieht man sie noch ganz
wenig zw. den Endrohren vorstehen.

Gruss,
Helmut

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bulksi

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Hallo Helmut,

super interessant, danke dafür.

Wie kommt man an so ein grob gewelltes Rohr dran? Habe ich noch nirgends gesehen. Was ist das für eine Materialstärke? Die Seiten dann einfach mit Edelstahl- oder Messingblechen verschlossen?

Was du schreibst deckt sich mit meiner Erfahrung. Je welliger die Krümmer und der Dämpfer, desto besser. Man könnte den Einlass noch etwas radial gestalten, um dem Abgas einen gewissen Drall zu geben. Ziel ist eine möglichst hohe Reflektionsrate von Einlass bis Auslass, ohne den statischen Gegendruck (durch Prallplatten) zu groß werden zu lassen. Was bei mir noch was gebracht hat war das Experimentieren mit dem Endrohr. Ich hatte erst nur einen Silikonschlauch provisorisch eingesteckt und dann die eingesteckte Länge variiert und konnte damit den Sound beeinflussen. Ohne Endrohr ist die Dämpfungswirkung deutlich geringer und der Sound blecherner.

Ich hatte zum Probieren dann hinter den Selbstbau-Dämpfer nochmal den professionellen 4T-Dämpfer (s.o.) in Reihe dahintergehängt. Das ganze war von wenig Erfolg gekrönt, wirklich leiser wurde es nicht, nur der Gegendruck stieg an. Ein einzelner vernünftiger Dämpfer bringt da deutlich mehr.

Gruß
Simon
 

Sichel

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Hallo Simon, die Firma PotzBlitz in Lossatal liefert auch kleine Mengen,
also 1m minimum.
Ich kann Dir passende Stücke 40mm und/oder 50mm Wellrohr abgeben!

Gruss,
Helmut
 

bulksi

User
Es geht weiter

Es geht weiter

Hallo zusammen,

ich habe mal weiterexperimentiert. Helmut war so nett und hat mir Material überlassen, sodass es Weihnachten auf jeden Fall nicht langweilig wird. Danke nochmal dafür!

Versuchsobjekt dieses Mal war ein Saito FA90T (flat V, kein Boxer), vorher ohne Schalldämpfer betrieben. Ich habe mir aus 40mm V2A Wellschlauch (ca. 105mm lang) dann ähnlich wie Helmut 2 Einlässe (bis fast vor die gegenüberliegende Wand) und 2 Auslässe (eben bis fast an die gegenüberliegende Wand) gebaut. Das Volumen ist ca. 9 mal so groß wie der Hubraum des Motors. Der Gegendruck beim Reinpusten ist durch fehlende Prallplatten minimal. Nun habe ich es nicht lassen können das Ding mal provisorisch laufen zu lassen. Ergebnis: Extrem tiefer, dumpfer Sound, Dämpfungswirkung subjektiv vorhanden, aber nicht übermäßig. Das helle "brabbeln" ist komplett weg, Vollgasdrehzahl und Laufverhalten identisch wie zuvor.

Wie könnte man jetzt noch die Schalldämpfung erhöhen? Ich fürchte (noch) mehr Volumen wird da wenig bringen. Die Tomatenmarkbüchse (siehe oben) ist subjektiv am OS FS 91 leiser, aber das muss ich nochmal nachmessen.

Habe auch Videos davon gemacht, bei Interesse teile ich die auch gerne.

Gruß
Simon
 

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Sichel

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Hallo Simon, zunächst mal Lob, das Ding sieht gut aus!

Wie ich schon geschrieben habe, ist der 26er OS in meiner Piper mit dieser Art Dämpfer
fast schon zuuuu leise,natürlich ist das ein subjektives Empfinden, ich bin aber
kein Krawallheini oder Heizer.

Frage, welchen Prop hast Du auf dem Saito, ich hatte ja den gleichen Motor in der Klemm
und früher in der Goldberg Cub mit einem Aeronaut 15x 6 Cam Carbon betrieben.
Mit moderater Drehzahl < 7k und zwar ohne Dämpfer.
Viertakter setze ich allgemein mit grösstmöglichen Durchmesser der
Props ein (immer grösser als in der Herstellerempfehlung).

Die Geräusch-Reduzierung über die Drehzahl könnte evtl. Dein Ansatz sein!

Viele Grüsse,
Helmut
 

bulksi

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Danke Danke Helmut.

Da ist eine APC 13x8 drauf, die er mit ca 8800rpm dreht. Das passt zu dem Kunstflieger ganz gut. Für Scale würde ich natürlich entsprechend grösser gehen. Unter 7000rpm Vollgasdrehzahl halte ich bei 15ccm für gewagt, da würde ich dann mal auf die Temperaturen oder mal in die Drehmoment-/Leistungskurve schauen...

Ggfs. Wage ich nochmal einen Versuch, einen mehrkammerdämpfer aus dem Wellrohr zu bauen, rein aus Neugier was das an Dämpfung und Sound bringt.

Gruß Simon
 
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