Knalpot 2 Tak (1)

Wah, dah lama juga ya ga ngeblog:D
Ini kali, saya mau share soal riset knalpot 2tak yang sudah berhenti cukup lama aja deh.. *kurang dana x_x
Seperti uda dijelasin di wikipedia ato di banyak site di internet, knalpot mesin 2 tak dibangun untuk memanfaatkan gelombang suara yang tercipta dalam proses pembakaran. Fenomena ini pertama kali ditemukan pada tahun 1950 oleh Walter Kaaden, yang bekerja di MZ, perusahaan Jerman Timur. Kaaden memahami bahwa ada kekuatan dalam gelombang suara yang datang dari sistem pembuangan, menelitinya dengan osciloscope, dan memanfaatkannya.  Walter Kaaden membuka bidang baru dalam teori dan tuning mesin 2tak!

Tidak peduli apa yang Anda lakukan pada mesin anda, suatu design knalpot dapat menyempurnakan mesin anda, atau malah “merusak”nya.. Knalpot dapat digunakan untuk mengubah karakteristik mesin dalam rentang yang sangat besar.
Ada beberapa prinsip yang mendasari semua ini. Inilah mereka:

Gelombang dan refleksinya

Gelombang suara hanyalah pulsa tekanan yang merambat melalui
udara - seperti gelombang kejut yang merambat melalui sebuah kabel sling. mereka
berjalan lebih cepat atau lebih lambat tergantung pada kepadatan dan temperatur
mediumnya. Setiap gelombang merambat melalui udara pada kecepatan
suara. Keduanya adalah hal yang kurang-lebih sama.

Gelombang yang merambat di udara dalam sebuah tabung, akan ter-refleksikan kembali di tempat mereka datang setelah mereka sampai ke ujung. Jika ujung tabung tertutup, akan ada refleksi positif. Seperti bola memantul dari sebuah
dinding, gelombang kembali akan terlihat seperti salah satu yang dibuat
itu. Jika ujung tabung terbuka, akan ada refleksi negatif, dan Anda akan mendapatkan gelombang tekanan yang memiliki kebalikan nilai dari gelombang aslinya. Yang terjadi ialah, saat pipa semakin kecil, gelombang asli akan mencerminkan kembali gelombang + secara parsial; dan setiap pipa semakin besar, akan mencerminkan gelombang (-) secara parsial. Memang aneh… Tapi itulah cara kerjanya, dan itulah salah satu kunci untuk memahami knalpot 2 tak.

 

Knalpot 2tak terdiri dari bagian dasar.
Headpipe, yang memiliki sudut landai sekitar 1,7 derajat atau terkadang diameter konstan.
Diffuser (bagian yang diameternya membesar) yang memiliki sudut sekitar 7 derajat.
Perut knalpot dimana diameternya konstan.
Baffle (konvergen) dengan sudut sekitar 12 derajat.
Stinger dan silencer knalpot, yang ukurannya bervariasi.

Perjalanan Gelombang melalui siklus pembuangan / intake

Exhaust port terbuka pada sekitar 90-79 derajat setelah TMA. Saat itu, gelombang bertekanan tinggi mengalir deras ke headpipe tersebut. Gelombang tersebut merambat pada kecepatan sekitar 1700 feet/second karena tingginya suhu gas buang (EGT) dan tekanan yang besar dalam pipa knalpot. Gelombang bergerak melalui headpipe sampai ke diffuser. Gelombang asli dengan nilai positif (+) itu dipantulkan secara parsial sesuai panjang diffuser dalam bentuk negatif (-). Refleksi gelombang (-) tersebut kembali ke bagian headpipe menuju ke silinder, sedangkan gelombang asli (+) merambat terus ke arah stinger.

Gelombang negatif mencapai exhaust port di waktu yang tepat untuk menarik banyak campuran segar dari crankcase ke atas piston melalui transfer port. Gelombang negatif tersebut dapat menarik begitu banyak campuran segar yang kemudian dapat langsung keluar lagi melalui exhaust port. Ini jelas sia-sia dan merupakan pemborosan.

Sekarang kita kembali ke gelombang asli (+).
Berkurang kekuatannya tetapi masih bergerak terus ke bagian akhir knalpot. Saat mencapai baffle
(konvergen), ia mulai memantulkan refleksi gelombang (+) kembali arah silinder.
Baffle biasanya memiliki sudut lancip *2x lebih lancip daripada diffuser* sehingga menciptakan refleksi gelombang yang kuat, tapi memiliki durasi yang pendek. Refleksi gelombang (+) ini sering dikenal sebagai "stuffing pulse". Inilah alasannya: Saat piston bergerak naik untuk melakukan langkah kompresi, piston akan menutup exhaust port, menjebak kelebihan campuran segar di dalam knalpot. "Stuffing pulse" tiba di saat yang tepat dan secara harafiah menjejalkan kembali campuran segar ke dalam silinder, tepat sebelum exhaust port tertutup.

Dengan sedikit keberuntungan, "stuffing pulse" bertahan sampai exhaust port tertutup: Sekarang kita memiliki campuran segar untuk dikompresi di dalam silinder, lebih banyak daripada yang bisa dipompa oleh piston sendiri.
Knalpot pada mesin 2tak bertindak seperti supercharger dan itu adalah trik yang memungkinkan mesin 2tak menghasilkan output power yang luar biasa.