Проектирование выхлопной системы авто
Постройка грамотной выпускной системы. /Часть 2. Годы раздумий и постройка за 1 день/
Так вот, Я ЭТО СДЕЛАЛ! Выпуск SHAMAN-cust0ms 🙂
Где-то полгода назад я решил, что пора это наконец-то сделать и проверить.
После этого последовали месяцы повторного глубокого изучения принципов постройки выпуска и поиск корректных калькуляторов для расчета.
Поделюсь с вами результатами своих долгих поисков.
1) A. Graham Bell — все книги. Обязательно к прочтению! Можно купить на Amazon.com, либо найти некоторые книги на Торрентах.
2) Калькуляторы от простых до сложных и от бесплатных до платных:
а) RS Motors постройка выхлопа для мотоциклов. Принцип похож.
б) Daihatsu Rally сложный калькулятор.
в) Wallace Racing сборник разных полезных калькуляторов.
г) horsepowercalculators.net платный калькулятор плюс два видео о расчете выпуска.
В двух словах смысл в следующем.
На высоких оборотах играет роль диаметр и длина первычных труб коллектора (от портов ГБЦ до соединения 4-2). На низких оборотах играет роль диаметр и длина первычных и вторичных друб (от портов ГБЦ до соединения 2-1).
Чем больше диаметр и чем меньше длина — тем большие обороты ДВС понадобятся чтоб выпуск заработал оптимально. И наоборот.
Перейдем к практике.
Много лет назад был установлен коллектор от 100nx GTI. Его изначально решил не трогать т.к. переделать коллектор трудно, затратно и в случае неудачи найти еще один такой очень проблемно.
Приемная труба от Primera P10 GT. Длина вторичных труб 190 мм, диаметр 44 мм. Решил доработать её.
Делать всё было решено с минимальным бюджетом.
Из материалов были использованы трубы фирмы Bosal, а именно прямая труба диаметром 48 мм и два уголка 90° диаметра 48 мм. Если нужны артикулы — могу поделиться каталогом. А также комплект новых оригинальных прокладок и китайская термолента.
Утро началось с прекрасного 🙂 Железные розы — это нечто 🙂
Сняли приемную трубу. Отрезали фланец и начали плясать от него.
Отмерили и приварили к фланцу два уголка.
Потом доварили 30-сантиметровые куски трубы и приварили соединение 2-1.
Естественно, это заняло кучу времени потому что по 100 раз примерялось, прихватывалось, опять примерялось, гнулось, резалось, опять варилось и так по кругу.
К вечеру получился готовый продукт. Вторичные трубы диаметром 48 мм и длиной 770 мм.
Соединение 2-1 как раз перед стабилизатором.
Почистили и покрасили термокраской, чтоб швы не ржавели.
Потом установка выпуска на место.
И доработка среднего кронштейна (родной напрочь сгнил)
И да! Гофры нет и не будет. Решено от нее отказаться т.к. родные резиновые подвесы достаточно мягкие для гашения вибраций и у выхлопной системы по прежнему достаточно места для передвижения вперед-назад и в стороны, чтоб ничего не задевать и не создавать дополнительные вибрации.
Осталось заварить одну маленькую дырочку возле резонатора и поменять кусок трубы перед глушителем и выпуск полностью закончен.
Небольшое отступление — никогда не покупайте крашенную термоленту! Я купился на красивый внешний вид. А в результате краска выгорела буквально за час работы двигателя. При этом дико дымит и сволочь воняет.
А теперь к результату всех этих манипуляций.
Попомер говорит, что ощутимо прибавилось тяги на низких оборотах, начиная с 2500 об\мин, что сделало езду по городу намного комфортнее и динамичнее.
К сожалению, замеры на старом выпуске я сделать не мог т.к. за 1 день до запланированных тестов лопнул привод.
Тем не менее, для меня стало неожиданностью, что на высоких оборотах динамика не пострадала ни на процент. Я рассчитывал, что крутящий момент уйдет вниз и даст прибавку на низах за счет потери на верхах. А в результате разгон на верхах никак не изменился, что меня очень порадовало.
Так что рекомендую подобную конфигурацию для атмосферных моторов и езды на низких оборотах. Для высоких оборотов делайте коллектор 4-1.
UPDATE или учитесь на моих ошибках:
1) В части 2-1 трубы варить РАЗДЕЛЬНО! Иначе со временем в месте сварки двух параллельных труб шов начнет пропускать и хрен вы туда подлезете, чтоб заварить.
2) Гофру ставим обязательно! Хоть минимальную, но ставим! В идеале усиленную (interlock) и параллельно движению авто. Иначе привет вечная вибрация на определенных оборотах.
Постройка грамотной выпускной системы. /Часть 1. Теоретический расчет и проектирование/
Потянул меня чёрт лысый построить выхлопную систему.
Настоящий кастом. Не заезженный Фуджитсубо, Танабе или, боже упаси, китайский ибейный выпуск.
Для этого надо было узнать, каким образом рассчитывается выпускной тракт атмосферных 4-тактных двигателей.
Начал перелопачивать интернет. Думаю, в странах бывшего СССР всяких кулибиных много, кто-то точно задавался этим вопросом! Разочаровался. Перелопатив кучу авто-форумов я не нашел ничего полезного. Отрывки разных формул, которые противоречат друг другу, формулы, которые противоречат теории и море флуда! Бессмысленного отвратительного глупого флуда… Как оказалось, наши «кулибины» на просторах инета только пи%деть горазды.
Ну ладно. Где наши не могут — европейцы или американцы помогут. Начал искать на англоязычных ресурсах.
Практически сразу же нашел парочку сайтов о выпуске и других автомобильных системах, где всё написано правильно, грамотно, понятно, с графиками и иллюстрациями.
В частности, очень понравился сайт одного человека, который несколько лет изучал вопрос постройки кастом выпусков для своих проектов (хотроды) и даже создавал однажды выпуск вместе с одной американской конторой по созданию выхлопных систем. На сайте он собрал в одном месте всю необходимую информацию, за что ему хочется сказать «спасибо!».
После этого я собрал все необходимые данные по своему SR20DE, а именно диаметр цилиндров, ход поршней, фазы газораспределения.
Пока что я никакой конкретной информации по проектированию выпуска говорить не стану. Хочу построить свою систему, проверить ее на практике и, если будет позитивный результат, уже тогда с уверенностью утверждать, что данная теория работает и расчеты верны.
Основное преимущество этой теории — возможность перемещать планку крутящего момента относительно оборотов двигателя.
Вначале хотел с помощью нового выпуска сместить планку крутящего момента ближе к средним оборотам (3600-4000). Почему? Потому что я строю не драг-корчЪ, а машину для собственного удовольствия. На высоких оборотах я езжу два раза в год, а на средних довольно часто. Вот поэтому хочется сместить планку момента поближе к «рабочей зоне».
Но это потребовало бы полную переделку выпуска, то есть создание полностью нового выпуска начиная с коллектора и до конца.
А тут вступает в силу второй момент: я хочу эту систему создать полностью своими руками! А без опыта сварить правильный коллектор с плавными изгибами нереально.
Поэтому я решил плясать от того, что есть, а именно — выпускной коллектор от 100nx GTi.
По параметрам он отлично вписывается для создания пика крутящего момента в районе 4300 об/мин. Так что остальная часть тракта тоже будет рассчитана на обороты 4300. Вся система должна работать, как одно целое. Только тогда можно добиться эффективности близкой к 100%.
Короче, вот результаты моих расчетов (они могут в процессе немного корректироваться, но концепция не изменится) /см. рисунок/ :
Первичные трубы: диаметр 35 мм, длина 381 мм (Коллектор 100нх. Эти параметры меняться не будут точно.)
Вторичные трубы: диаметр 46.23 мм, длина 711.2 мм
Коллектор: длина 139.09 мм
Приемная труба: диаметр 47,35 мм, длина 1039,47 мм.
После всего этого будет резонатор и в самом конце глушитель.
Поскольку труб с внутренним диаметром 46,23 и 47,35 мм нет, а есть стандартный ряд размерностей труб, то планирую использовать трубы из полированной нержавейки 50,8х1,5 (50,8 — внешний диаметр (внутренний получается 47,8мм), 1,5 — толщина стенок), колена 90 градусов той же размерности.
С таким раскладом я смогу использовать те резонатор и глушитель, которые сейчас установлены.
Вот пока что как-то так получилось по мат.части… Результат более, чем недели поисков, размышлений, подсчетов…
П.С. Как писал выше, ссылочку на американского дядьку на дам, пока не проверю все на своей шкуре. Кому не терпится — вот литература, из которой всё было взято изначально «Scientific Design of Exhaust and Intake Systems» Philip H. Smith and John C. Morrison
Выхлопные системы. Атмо Ч3
Извините, что долго не писал. Заработался, выходные с машиной, вообще некогда. Да и тема деликатная, инфы с испытаниями нет, на пиндосовских сайтах есть кое что, но фиг разберёшь… Да и расчёт выхлопа сложен, так как сделать то сделаешь, а с доказательной базой проблема большая. Редко кто захочет испытывать на своём авто разные диаметры, длины выхлопа, финансово затратно, неудобно. Так что тут будет физика и есть кое какие формулы для подсчёта.
Параметры выпускных систем на атмосферном двигателе напрямую связаны с валами, конкретно с шириной фазы выпуска и фазы перекрытия. И без параметров распредвалов никак нельзя подходить к проекту. Будем рассматривать на примере двс SR20VE, 4 цилиндра, 4 такта, всё как у большинства других моторов. Естественно на высоких кулачках.
Тем кто считать не хочет, листать вниз до следующего жирного шифра
Пока не выведены точные формулы, которые бы описывали явления, происходящие в выпускных трубопроводах. В связи с этим расчет элементов выпускных систем весьма затруднен, а их размеры подбираются по результатам стендовых испытаний. Существуют, однако, эмпирические формулы, которые позволяют определить начальные размеры при доводке выпускных систем.
L1=A·S·D²/140·d²
где L1— расчетная длина первичной трубы, дюймы;
A — величина фазы выпуска, градусы поворота коленчатого вала;
S — ход поршня, дюймы;
D — диаметр цилиндра, дюймы;
d — диаметр выпускного окна, дюймы;
1400 — эмпирический числовой коэффициент.
Поскольку эта формула, как и следующая далее, получена не математическим, а эмпирическим путем, размерность ее левой части не соответствует размерности правой.
Первичной трубой принято называть трубу, начинающуюся от выпускного окна головки цилиндров. При расчетах L1 включает в себя также длину выпускного канала в головке блока lк. Таким образом рассчитывается длина от выпускного клапана до зоны расширения.
Предполагается, что эта формула наиболее пригодна для расчета систем, работающих с глушителем, где зоной расширения газов считается выход трубы в глушитель.
Для расчета свободного выхлопа применяют формулу несколько иного вида:
L1=5100·φ/n·6
где L1 — длина первичной трубы плюс длина канала в головке цилиндра, дюймы;
φ — опережение открытия выпускного клапана до нижней мертвой точки, градусы поворота коленчатого вала плюс 180°;
n — частота вращения, при которой желательно получать максимальный эффект настройки, мин¹;
5100 и 6 — эмпирические коэффициенты.
Для определения диаметра первичной трубы исходят из тех соображений, что объем, заключенный в ней, должен быть равен двум рабочим объемам цилиндра Vцил. В таком случае диаметр первичной трубы определяется выражением:
D=√2·Vцил/ L1·3,14
Диаметр вторичной трубы, которая получается в результате объединения первичных труб, находится из такого расчета, что длина L2=L1, а объем, заключенный в ней, должен быть равен четырем рабочим объемам цилиндра, поскольку речь идет о четырехцилиндровом двигателе. Это будет Vn. Следовательно, диаметр вторичной трубы можно выразить такой формулой:
D=2·√ Vn / L1·3,14
Честно говоря, я не знаю кто придумал эту **е*ень… наверно наши инженеры, но испытывалось это на ваз 2105. Может кому нить и поможет для расчёта. Пиндосы, чтобы не считать по этим эмпирическим коэффициентам, сделали готовую таблицу, которую можно найти в литературе «Performance Tuning in Theory & Practice». Так что советую использовать её, и сам варил по этой таблице.
находим величину запаздывания закрытия выпускного клапана для выбранного распредвала (колонка «зап» в таблице, если
данные по своему распредвалу найти не смогли, ориентируемся на фазы выпуска, они примерно указаны для нескольких
величин рядом со значением запаздывания). по аналогии со впуском, выбираем обороты максимальной наполняемости
(строка «об»). на пересечении находим длину каналов в см от седла клапана до соединения труб 2-в-1 или 4-в-1. длины
каналов в головках примерно 6-8см.
таким образом мы можем найти некоторые основные параметры впуска, выпуска, распредвалов.
Выделенным обозначены желаемый пик крутящего момента и фазы выпуска, на пересечении видим 91мм. Расстояние до соединения труб в 1 общую. Не путайте, это не макс мощность, а момент, то есть на этих оборотах обеспечивается максимальное наполнение и улучшение характеристик распредвала, который (см. по таблице) настроен на эти обороты
фаза впуска_____1л______1,3л______1,6л_______2л
270________2500-6500_2000-6500_2000-6000_1500-5500
280________3000-7000_2500-6800_2500-6500_2000-6000
290________4000-7200_3000-7000_3000-6700_2500-6500
300________5000-7500_4000-7200_4000-7000_3000-6700
310________6000-8500_5000-7500_4500-7200_4000-7000
320________6500-9500_6000-8000_5000-7800_5000-7200
330_________________ 7000-9000_6500-8700_5500-7500
Значит на графике увидим резкий подъём кривой момента, это создаст ощущение пинка под зад. А если рассчитать трубу на обороты 4500 — 5000 и тот же распредвал увидим на графике уже не резкий, а плавный подъём, что создаст ощущение плавного разгона.
Что касается диаметра. труба должна обеспечить лучшую пропускную способность выходящего газа, но малый диаметр увеличит скорость потока, а большой замедлит, следовательно момент резонанса может смещаться по оборотам, более того его сила может возрастать и обеспечивать больший подъём момента в узком диапазоне, а также уменьшение по силе обратной волны меньший подъём момента, но в широком диапазоне оборотов.
Для 2х литрового двигателя и широкой фазы 40-50 мм, в зависимости от того кто какой эффект хочет получить. Во вторичных трубах идёт тот же диаметр.
Моё личное мнение по выпуску.
В итоге стоит ли уделять ему такое большое значение в автоспорте? Конечно стоит… Но в наших условиях в России крайне трудно. Без диностенда, как идти вслепую! продаются множество комплектов от разных производителей, конечно нельзя сказать, что они тупо спроектированы от балды, они настроены в основном на сток. Или спортивные на доработанные авто. Брать или нет?
Каждый решает сам, потому как варить самому тоже пальцем в небо. Мой совет, сварить или купить выхлоп, установить и смириться с тем на какие обороты он настроен. Главное, чтобы он был настроен на какие то обороты, а не на сумбур в рабочем диапазоне. Лучше доводить другие моменты, такие как впуск, валы, объём, R/S и трансмиссию, которые улучшат ситуацию или сгладят в сторону расширения полку момента.
Доводка выхлопной системы атмосферных ДВС
Конструкция выхлопной системы для двигателей без турбокомпрессора (так называемых «атмосферников ») несколько отличается от конструкции выхлопной системы для турбированных двигателей, причём большая часть отличий относится к «головной » части выхлопной системы и в частности к выпускному коллектору.
Цель выхлопной системы «атмосферников » такая же, как и у турбированных двигателей – с максимально возможной скоростью и с созданием минимального противодавления отвести ОГ в атмосферу, но на этом все сходства заканчиваются. Дальше начинаются компромиссы, необходимые для соблюдения требований по шумности, экологичности и компоновке, причём некоторые из этих компромиссов неизбежно приводят к определённым потерям мощности.
Выпускной коллектор
Конструкция выпускного коллектора оказывает наиболее существенное влияние как на мощностную характеристику двигателя, так и на развиваемую им максимальную мощность. «Правильность » конструкции выпускного коллектора определяется огромным количеством факторов. Важным фактором является конструкция участка слияния потоков ОГ, отводимых от отдельных цилиндров. Существует два варианта конструкции таких участков для четырёхцилиндрового двигателя: «421 » и «41 ». В варианте «421 » два первичных выпускных трубопровода объединяются в один вторичный, после чего два получившихся вторичных трубопровода объединяются между собой. В варианте «41 » четыре первичных выпускных трубопровода сходятся в одной точке. Оба варианта имеют свои преимущества, но в варианте «41 » импульсы выхлопов взаимодействуют друг с другом таким образом, что достигается максимальный крутящий момент. Ниже приведено схематичное изображение обоих вариантов:
Диаметр первичных выпускных трубопроводов
При небольшом объёме отводимых ОГ уменьшение диаметра первичных выпускных трубопроводов позволяет увеличить скорость протекания по ним потока ОГ. Чем больше предполагаемый объём отводимых ОГ, тем больше должен быть диаметр первичных выпускных трубопроводов.
Объём отводимых ОГ зависит от рабочего объёма, частоты вращения вала и нагрузки двигателя. Чем больше объём каждого цилиндра, тем больше должен быть диаметр отходящего от этого цилиндра первичного выпускного трубопровода.
Сказанное действительно и для частоты вращения вала двигателя: чем больше эта частота, тем больший объём ОГ выпускается из цилиндра за единицу времени и тем большим должен быть диаметр отводящего эти ОГ первичного выпускного трубопровода. Объём выпускаемых из цилиндра ОГ увеличивается и с увеличением нагрузки двигателя.
Таким образом, оптимальные размеры первичных выпускных трубопроводов определяются в каждом конкретном случае как компромисс между потребностью увеличить скорость протекания потока ОГ и потребностью увеличить пропускную способность трубопровода.
При чрезмерно большом диаметре первичного выпускного трубопровода невозможно обеспечить требуемую скорость протекания потока ОГ. Снижение скорости этого потока приводит к снижению крутящего момента, причём значительное снижение этой скорости приводит также и к снижению развиваемой двигателем максимальной мощности.
Разумный компромисс между скоростью и пропускной способностью позволяет обеспечить как хороший крутящий момент на малых оборотах, так и достаточную тягу на высоких оборотах.
Длина первичных выпускных трубопроводов
Длина первичных выпускных трубопроводов оказывает заметное воздействие на мощностные характеристики двигателя. Увеличение этой длины улучшает тягу на низких оборотах, в то время как её уменьшение улучшает тягу на высоких оборотах. Указанная зависимость объясняется той зависящей от длины выпускных трубопроводов разницей во времени, с которой ударные волны, распространяющиеся в выпущенных из цилиндра ОГ, отражаются и возвращаются обратно в цилиндр. Эти ударные волны возникают в первичном выпускном трубопроводе в момент открытия выпускного клапана, причём, пройдя по всему трубопроводу, эти волны отражаются от выпускного коллектора и частично возвращаются обратно в цилиндр. Вернувшись в цилиндр, такие волны способствуют удалению из цилиндра ОГ и всасыванию в цилиндр воздуха. Увеличение количества воздуха и топлива в цилиндре приводит к увеличению развиваемой двигателем мощности. Данный эффект также известен как эффект (резонансной ) продувки цилиндра, причём обеспечение такого эффекта является одной из основных задач правильно спроектированного выпускного коллектора. Выполнение всех первичных выпускных трубопроводов имеющими одинаковую длину позволяет придать этому эффекту большую регулярность. В результате подсос воздуха в цилиндры становится более равномерным и дополнительно усиливается за счёт резонансных эффектов. При этом газообмен в цилиндре и в частности удаление из него ОГ и впуск воздуха осуществляется не только за счёт хода поршня, но и за счёт описанного выше эффекта продувки цилиндра. При разработке «настроенных » выпускных коллекторов для «Субару » нередко забывают о том, что длина выпускного канала цилиндра фактически также относится к выпускному трубопроводу, и учитывать нужно именно суммарную длину трубопровода и этого канала. Вопрос усложняется тем, что различные выпускные каналы автомобилей «Субару » имеют различную длину. Нежелание учитывать эти различия приводит к невозможности в полной мере воспользоваться преимуществами, которые способен обеспечить правильно спроектированный «настроенный выпуск».
Ниже схематично показаны выпускные каналы цилиндров «Субару ». Как видно на рисунке, каналы А длиннее каналов Б.
Как становится очевидно из вышесказанного, основные затраты времени при испытаниях бывают связаны с правильным подбором длины первичных выпускных трубопроводов, в ходе которого приходится учитывать длину выпускных каналов цилиндров.
Конструкция коллектора
В выпускном коллекторе первичные выпускные трубопроводы объединяются в основной трубопровод выхлопной системы. Известны самые различные варианты выполнения соответствующего участка коллектора – от простых и недорогих в изготовлении до весьма сложных и затратных. Простейший способ объединения первичных выпускных трубопроводов показан в левой части приведённой ниже иллюстрации.
В данном варианте в центре, между сходящимися трубопроводами, образуется застойная область, в которой возникают сильные затормаживающие поток ОГ завихрения. Отсутствие такой области является основным преимуществом более совершенных коллекторов. Вариант выполнения такого коллектора показан в правой части приведённой выше иллюстрации. Как видно на рисунке, в данном варианте первичные выпускные трубопроводы сходятся воедино без образования застойной области. Данный вариант сравнительно недорог в изготовлении и обеспечивает неплохие результаты. При этом эффект достигается просто за счёт соответствующей деформации сходящихся концевых участков труб.
Однако наиболее совершенным техническим решением является показанный ниже коллектор, выполненный в виде отдельной детали, в которую вставляются концевые участки первичных выпускных трубопроводов. Показанный ниже образец производства фирмы «Burns Stainless» является одним из лучших доступных в продаже выпускных коллекторов. Обратите внимание на то, как выполнен участок слияния потоков ОГ, поступающих из первичных выпускных трубопроводов.
Длина коллектора
Длина коллектора также влияет на мощностную характеристику двигателя. Обычно с увеличением длины коллектора пик мощности смещается в сторону высоких оборотов. В любом случае, длина коллектора должна быть достаточной для сведения к минимуму завихрений, возникающих в ходе взаимного слияния потоков ОГ, поступающих из первичных выпускных трубопроводов. Недостаточная длина соответствующего участка коллектора приводит к возникновению завихрений, способных серьёзно затормозить поток ОГ. Однако у коллектора существует и другой важный параметр, подбор которого невозможен без обширных испытаний. Этим параметром является внутренний объём коллектора, от которого тоже во многом зависит мощностная характеристика двигателя.
Ширина коллектора
Ширина (или внутренний объём) коллектора в основном определяет характер взаимодействий, возникающих между отдельными выхлопами или импульсами выхлопа. Слишком большая ширина коллектора препятствует возникновению между такими импульсами желательных взаимодействий, приводящих к возникновению описанного ранее эффекта резонансной продувки цилиндра, а также приводит к снижению скорости истечения ОГ. Недостаточная ширина коллектора, напротив, способна затруднить свободное истечение ОГ за счёт создания слишком высокого противодавления. «Правильная » в каждом конкретном случае ширина коллектора определяется лишь путём испытаний.
Углы конусности
Очевидно, что чем меньше угол конусности выпускного коллектора, и в общем случае чем плавнее любое изменение проходного сечения любого элемента выхлопной системы, тем лучше. Однако именно в выпускном коллекторе угол конусности, под которым проходное сечение этого коллектора переходит в проходное сечение основного трубопровода выхлопной системы, является одним из важнейших факторов. Любое резкое сужение выпускного коллектора способно сильно помешать процессу свободного истечения ОГ.
Проходной диаметр каждого из участков, на которых первичные выпускные трубопроводы вливаются в главное внутреннее пространство выпускного коллектора, должен как можно точнее соответствовать диаметру выпускных каналов цилиндров. В противном случае в выпускном коллекторе неизбежно возникнут дополнительные нежелательные завихрения. Нельзя забывать, что завихрения в выпускном коллекторе оказывают большее негативное воздействие на протекание потока ОГ, чем завихрения в любой иной части выхлопной системы. По данным многих заслуживающих доверия специалистов, уменьшить возникающие в коллекторе завихрения можно путём ступенчатого изменения площади проходного сечения выпускного коллектора. Однако это приводит к усложнению и удорожанию коллектора.
Кроме того, существенные ограничения на конструкцию коллектора накладывает компоновка подкапотного пространства автомобиля. То, что выпускные каналы цилиндров двигателей «Субару » расположены с противоположных сторон двигателя, существенно усложняет задачу конструирования выпускного коллектора для этих автомобилей. Для двигателей с горизонтальным оппозитным расположением цилиндров сложность изменения длины первичного выпускного трубопровода сравнима со сложностью изготовления нового выпускного коллектора, вследствие чего при испытаниях процесс определения правильной длины этих трубопроводов занимает очень много времени. Сделать так, чтобы длина всех первичных выпускных трубопроводов с учётом относящихся к ним выпускных каналов цилиндров была строго одинакова, а сами эти трубопроводы при этом приемлемым образом вписались в компоновку подкапотного пространства, является непростой задачей, а ещё более сложная задача тонкой настройки выпуска для оптимизации эффекта резонансной продувки цилиндров, для чего длины трубопроводов индивидуально модифицируются с шагом 0,5 – 1 дюйм, и вовсе требует от конструктора большого таланта.
Каталитические нейтрализаторы ОГ
Наличие собственного динамометрического стенда позволяет проводить сравнительное тестировании оснащённых и не оснащённых каталитическими нейтрализаторами ОГ выхлопных систем «атмосферных » автомобильных двигателей. По результатам испытаний можно утверждать, что отсутствие каталитического нейтрализатора не способно принести существенного выигрыша по сравнению с присутствием в выхлопной системе правильно спроектированного каталитического нейтрализатора ОГ.
ажным фактором, определяющим, насколько серьёзное препятствие на пути потока ОГ будет представлять собой каталитический нейтрализатор, является угол конусности его корпуса. Поскольку проходное сечение корпуса каталитического нейтрализатора существенно превышает проходное сечение входящих и выходящих из этого корпуса выхлопных трубопроводов, слишком резкое изменение этого проходного сечения способно существенно затормозить поток ОГ.
Сказанное в равной степени относится к каталитическим нейтрализаторам как турбированных двигателей, так и «атмосферников ». Кроме того, необходимо обеспечить прохождение поступающих вовнутрь корпуса каталитического нейтрализатора ОГ сквозь всё рабочее сечение активных элементов этого нейтрализатора. В случае, когда потоком ОГ используется не вся площадь сечения этих активных элементов, каталитический нейтрализатор ОГ не будет работать с должной эффективностью. По названной причине плавное расширение корпуса каталитического нейтрализатора на входе даже важнее плавного сужения этого корпуса на выходе.
Часть выхлопной системы, расположенная после каталитического нейтрализатора по ходу потока ОГ
Разработать «правильную » часть выхлопной системы, расположенную после каталитического нейтрализатора по ходу потока ОГ, проще, чем разработать «правильный » выпускной коллектор. Основной задачей остаётся поддержание максимально возможной скорости истечения ОГ. Слишком широкая труба приводит к снижению скорости потока ОГ и потере части крутящего момента на малых оборотах. Слишком узкая труба приводит к снижению максимальной мощности (мощности на высоких оборотах). Оптимальное в каждом конкретном случае решение является, как всегда, результатом компромисса. Важно обеспечить гладкую внутреннюю поверхность трубопроводов и правильно использовать технологию гибки труб. Глушитель должен создавать как можно меньшее сопротивление потоку ОГ и одновременно с этим в достаточной мере снижать шумность выхлопа. Собственно говоря, все «хитрости » конструирования задней части выхлопной системы ограничиваются вышесказанным. Очевидно, что эта часть выхлопной системы действительно заметно проще выпускного коллектора.