Тюнинг выхлопной системы

Тюнинг выхлопной системы

Перед тем как, поменять весь выхлоп на прямоток, необходимо задуматься… Все же замена всей системы — это немало денег, будет ли это выгодным вложением? Существует реальный способ проверки эффективности системы — это измерение обратного давления. Обратное давление можно измерить практически любым достаточно точным манометром, подсоединенным сквозь стенку вашей выхлопной трубы. При большой нагрузке на двигатель вы увидите как быстро это давление растет. Обратное давление выхлопных газов, возникающее за выпускным коллектором — мешает увеличению мощности и поэтому дожно быть минимизировано, насколько это возможно. Уменьшение обратного давление для улучшения выброса газов из камеры сгорания, позволяет загнать в эту камеру больше свежего воздуха и топлива. А как известно, чем больше топлива и свежего воздуха поступит в цилиндры, — тем больше мощности вы получите.
Другое достоинство выхлопных систем с низким сопротивлением — это сокращение потерь на выдохе, другими словами нужно меньше усилий от поршней по выталкиванию сгоревших газов.
Дорожный потенциал высокопоточных систем выхлопа не может быть недооценен, — он дает заметно лучший отклик на нажатие педали акселератора, увеличивает момент и мощность на больших оборотах. Расход топлива тоже как правило "улучшается" — но это больше зависит от "Вашего" стиля езды.
На увеличение мощности двигателя после замены выхлопной системы влияют:
1. Конструкция штатной и новой системы. В заводской комплектации могут присутствовать один или несколько катализаторов, удаление которых положительно сказывается на мощности мотора, но в жертву CO.
2. Правильный (грамотный) расчет новой выхлопной системы и ее реализация, иначе не исключено, что мощность даже снизится.
Настройка выпускной системы согласовывает движение отработанных газов в выпускной трубе и движение горючей смеси во впускном тракте для улучшения очистки цилиндров и наполнения их свежей смесью. Давление газов в выпускной трубе резко изменяется в течение всего периода выпуска. Сразу после открытия выпускного клапана продукты сгорания устремляются в выпускную трубу со сверхзвуковой скоростью, что образует в цилиндре разряжение. В выпускной трубе образуются периоды пониженного давления. Увеличение длины трубы увеличивает период разряжения, что способствует лучшему отводу продуктов горения.
В выпуске присутствуют два основных процесса. Первый — прохождение газа по трубам. Второй — распространение звука в газовой среде. Оба процесса оказывают влияние на коэффициент наполнения цилиндров. Сопротивление потоку газов снижает качество продувки и мощность. Чем короче труба, чем больше ее диаметр, тем меньше сопротивление потоку. Присутствие в системе выпуска резонатора (отражателя, находящегося на определенном расстоянии от выпускного клапана) улучшает продувку цилиндров, что поднимает крутящий момент двигателя. Это явление используется для изменения кривой крутящего момента. Мощность — произведение момента на обороты. Если нужно повысить мощность в зоне высоких оборотов, резонатор настраивается на спадающий после максимума участок оборотов, расширяя «зону действия» крутящего момента. Если нужно увеличить крутящий момент в зоне низких оборотов, резонатор настраивается на растущий до максимума участок. Для снижения шума используется конечный глушитель. Он располагается как можно дальше от выпускных клапанов для снижения его влияния на резонансные свойства. Задача — гашение звука выхлопа при минимальном сопротивлении потоку газов. Ощутимая прибавка мощности получается при правильном подборе и корректной установке всех частей выхлопной системы. Итак: цельный выпускной коллектор с равными длинами труб, резонатор(предварительный глушитель), конечный глушитель. Также добавляет мощность расчитанное увеличение диаметра выпускных труб. Изменение конфигурации выпускной системы требуют корректировки системы питания (изменение настроек программы управления двигателем или карбюратора).
Большая часть потерь на выпуске приходится на выпускной коллектор. В спорте и тюнинге штатный коллектор заменяют на так называемый «паук», который отличается формой и порядком соединения приемных труб с выпускными окнами. «Пауки» бывают «короткие» и «длинные» (два У). Если взять 4-цилиндровый двигатель, то схема труб «длинного» строится по формуле 4-2-1, а «короткого» 4-1. К «длинному» пауку положена соединительная муфта 2-1, у «короткого» более сложная геометрия.
Паук 4-1

Коллектор 4-1 дает добавочную мощность только в очень узком диапазоне оборотов, за 6000 об/мин, и его обычно применяют для высокофорсированных двигателей с широко фазными распредвалами, то есть на спортивных автомобилях.
Паук 4-2-1

Коллекторы 4-2-1 подходят для любительского тюнинга, так как обеспечивают некий прирост мощности и крутящего момента в довольно широком диапазоне оборотов. В прямоточной системе применяют также промежуточные прямые трубы увеличенного диаметра, резонаторы пониженного сопротивления. Вместо жестких соединений часто ставят «гофры» (сильфоны) или шаровые соединения. Последние не создают паразитных частот резонанса, зато недолговечны.
Движение отработавших газов в выпускной трубе представляет собой колебательный процесс, который может быть согласован экспериментально с колебательным процессом движения горючей смеси во всасывающем тракте с таким расчетом, чтобы улучшить очистку цилиндра от отработавших газов и его наполнение свежей смесью. Давление в выпускной трубе подвержено резким колебаниям в течение всего периода выпуска. В первый момент после открытия выпускного клапана продукты сгорания устремляются в выпускную трубу с весьма высокой скоростью, превышающей скорость распространения звука. Быстрое удаление 50% продуктов сгорания влечет за собой образование в цилиндре разряжения, которое может доходить до 0,5 кгс/см2. Точно так же и в выпускной трубе образуются периоды пониженного давления. Эксперименты с выпускными трубами доказали, что длина трубы не влияет на эффективность очистки цилиндра в первой стадии процесса выпуска, но зато с увеличением длины трубы в известных пределах увеличивается длительность периода, в течение которого поддерживается разряжение.
С изменением частоты вращения период пониженного давления в выпускной системе не только изменяется по длительности и величине разряжения, но и смещается по углу поворота коленчатого вала. Поэтому каждому режиму работы двигателя соответствует определенная оптимальная длина выпускной трубы.
В выпускной системе ДВС присутствуют два процесса. Первый — сдемпфированное в той или иной степени истечение газа по трубам. Второй — распространение ударных волн (звука) в газовой среде. Оба процесса оказывают влияние на коэффициент наполнения цилиндров. С первым всё просто и понятно. Большое сопротивление потоку газов (заткните выхлопную трубу!) вызовет снижение качества продувки и потерю мощности. Совершенно понятно, что чем короче и большего диаметра труба, тем меньше её сопротивление потоку. В реальной жизни для полуторалитрового мотора, работающего на оборотах не выше 8000 достаточно диаметра 45-50 мм при длине 3-3,5 метра. Дальнейшее увеличение диаметра не вызывает существенного уменьшения динамического сопротивления.
Спортсмены получают большую прибавку, но за счет того, что у них не связаны руки громкостью выхлопа — спортбайк имеет звуковое давление около 120 децибел (официально разрешенный предел 100 ДБ). Глушитель по группе А может дать прибавку и в 30 сил, но ездить по городу будет невозможно.
В частном варианте, можно ограничиться оконечной банкой, резонатором и более продвинутыми «штанами». Замена труб на трубы большего диаметра даст прибавку, она не трудноосуществима на дорожных машинах.
Сказать, что с прямоточный глушитель по сравнению со штатным глушителем совсем не прибавляет мотору мощности, нельзя. Все оконечные глушители дают несколько процентов прибавки на средних и высоких оборотах двигателя. «Внизу» эта прибавка либо меньше, либо вовсе никакая. Итак, мощность увеличивается незначительно — в лучшем случае на 3—5 л.с. Зато как растет шум! Если по уровню внутреннего шума некоторые прямоточные глушители еще могут сравниться со штатным, то снаружи все протестированные образцы голосят безбожно. На первый взгляд может показаться, что прибавка в шесть-десять децибел (относительно звука стандартного глушителя) невелика — те же несколько процентов, что и в случае с мощностью. Но не надо забывать, что звуковое давление измеряется не по линейной, а по логарифмической шкале. И при пересчете получаются уже не проценты, а разы! Попросту говоря, на некоторых режимах автомобиль с прямоточной системой шумит как десять стандартных «двенадцатых»! Избежать можно установкой резонатора с 1/4 волновым фильтром.
Если же для вас основная цель — произвести на светофоре впечатление на окружающих или подзадорить самого себя, то спортивный, прямоточный глушитель для этого подходит прекрасно. Главное, чтобы после старта вам удалось продемонстрировать соперникам хромированное дуло своего прямоточного глушителя…
Полные системы с «пауком» вместо штатного коллектора, большими трубами и без катализатора прибавляют больше мощности (до 30 лошадей). Наиболее заметно это на высоких оборотах, где мотору особенно необходимо свободное дыхание. Причем использование 60-миллиметровой трубы не дает преимущества по сравнению с 54-миллиметровой. Полуторалитровому моторчику со стандартными настройками и распредвалами столько просто не надо…