Тюнинг выхлопной системы: Тюнинг выхлопной системы

Система выхлопа | Тюнинг ателье VC-TUNING

Спортивная выхлопная система – необходимый этап тюнинга.

Основная задача выхлопной системы – обеспечивать вывод газов и снижать уровень шума от работы двигателя. 

Система выхлопа начинается с выпускного коллектора. Для V-образных двигателей используется коллекторы, разделенные на две части – для обеих сторон двигателя. Коллектор нужен, чтобы забирать горячие газы, выделяемые из цилиндров двигателя, и направлять их дальше по системе выхлопа. Обычно коллекторы делают из чугуна, в них предусмотрено несколько коротких каналов (от двух и больше), которые ведут в единую камеру. Выпускные коллекторы бывают задние и передние.

Сегодня все машины оснащены каталитическим конвертером, который расположен сразу за задним коллектором. Каталитический конвертер сокращает выброс в атмосферу окиси углерода, азота и несгоревших углеводородов. Он начинает работать только тогда, когда прогревается от выхлопных газов.

Остальная часть выхлопной системы представляет собой резонатор, глушитель и выхлопную трубу. У некоторых автомобилей есть основной глушитель/резонатор и дополнительный сбоку или сзади. Есть такие машины, у которых имеется только один глушитель сзади авто. Глушители изготавливаются из труб, которые уравновешивают звуковые волны, исходящие из двигателя. Большинство стандартных глушителей заполняется звукопоглощающим стекловолокном или тонкой спрессованной стальной стружкой с целью уменьшить шум. Корпус таких глушителей, как правило, сделан из малоуглеродистой стали.

Несколько слов о потоке выходящих газов. Поток газов, исходящих от двигателя, не является стабильным и непрерывным, он пульсирующий. Такой ритм вызван периодическим открытием и закрытием клапанов, с помощью которых в двигатель поступает воздух и топливо, а отработанные газы горения выходят в выхлопную систему. Это приводит к высокому и низкому давлению в начале и в конце каждого импульса, создавая правильный поток, где каждый толчок влечет за собой последующий, причем эффективность повышается с каждым новым циклом.          
                                
Тюнинг выхлопной системы
Тюнинг выхлопной системы считается правильным решением, если используются качественные выхлопные системы и компоненты. Оказаться в выигрыше можно, если только использовать для тюнинга надежную систему. Помните, всегда есть компромисс, когда дело доходит до увеличения мощности авто. Некоторые выхлопные системы помогают прибавить лошадок, но сокращают при этом крутящий момент, за исключением высококачественных выпускных систем с системой Valvetronic. Такие системы позволяют получить прибавку лошадинных сил, без потери крутящего момента.
Приятный спортивный звук выхлопа получается в зависимости от различных нюансов, определенных характеристик каждого конкретного автомобиля и конструктивных особенностей выхлопной системы, разработанной под определенный автомобиль.
 
Выпускной коллектор
Стандартные выхлопные коллекторы, как правило, не очень хорошо пропускают поток выходящих газов. Дело в том, что производители стараются снизить их себестоимость и сделать коллекторы максимально дешевыми. Это влияет на качество продукции – изнутри в них минимум места для прохождения воздуха. В основном у стандартных коллекторов смещенное выхлопное отверстие и неудачно размещенные камеры. Это провоцирует более высокое давление, чем нужно, поэтому двигатель вынужден работать интенсивнее, что уменьшает его мощность.

Коллекторы для тюнинга имеют правильное расположение отверстий, обтекаемую форму и плавные изгибы. У них есть встроенный синхронизатор импульсов, поэтому они способны усиливать тягу, уменьшая любые сопротивления. Спортивные выпускные коллекторы из нержавеющей стали легче обыкновенных чугунных. Они способствуют повышению мощности и улучшают пропускную способность.  Керамические коллекторы также используются для тюнинга. Они являются самыми дорогими, поскольку обладают низкой теплопроводностью и не выделяют тепло в подкапотное пространство.

Лучший вариант для выхлопной системы – 4-2-1. Это значит, что 4 трубки коллектора сначала переходят в две, а потом в одну (коллектор подходит для 4-х цилиндровых двигателей или для одной из двух сторон V-образного, 8-и цилиндрового). Такое устройство позволяет потоку газов проходить свободнее. Выхлопная система типа 4-2-1 должна иметь двойную выхлопную трубу. Но поскольку в выхлопной системе предусмотрен один глушитель, у него может быть две выхлопные трубы, через обе выходит поток газов.

            
                   
Каталитический конвертер
При определенных условиях отсутствие катализатора или каталитического конвертера может добавить несколько лошадок вашему двигателю. Однако, если Вы задумаете пойти этим путем, сначала проверьте, есть ли у вашего авто сенсор распознавания каталитического конвертера (лямбда зонд). На большинстве современных автомобилей, оснащенных бортовым компьютером, если что-то не так с конвертером сразу загорается сигнал о проверке двигателя. Чтобы после установки пламягасителя этого не случилось, необходимо использовать специальное устройство (электронную обманку).
 
Спортивные системы выхлопа
Глушители предназначены для того, чтобы поглощать шум от работы двигателя. Если бы у автомобилей не было бы глушителей, было бы невозможно разговаривать и слышать друг друга в салоне, а также в непосредственной близости от автомобиля. Но, вы можете при желании усовершенствовать выхлопную систему своего авто. Для этого есть специальные выхлопные системы для тюнинга.  Кроме того, если планируется увеличение мощности, в зависимости от стадии доработок, замена штатной выхлопной системы обязательный этап доработок.

Большинство компаний, производящие усовершенствованные выхлопные системы, заявляют, что можно увеличить мощность автомобиля от 2 до 12 лошадиных сил и это при установке cat-back ( часть выхлопа от катализаторов до насадок) во многих случаях это действительно так. Особенно если речь идет о высококачественных производителях специализирующихся на изготовлении выхлопных систем. Но, если речь идет о системах топ сегмента, то компании разрабатывают системы с учетом всех инновационных разработок, многолетнего опыта лучших инженеров и самых лучших материалов. Например, наша компания давно отдала свое предпочтение выхлопным системам с системой Valvetronic. Во-первых, такие системы позволяют избежать нежелательных частот в звучании, во-вторых, они выполнены из высококачественных материалов, и, конечно же, они обеспечивают прибавку мощности в среднем на 5-10%. Компания VC-TUNING является дилером лучших производителей систем этого класса.

По сравнению с другими системами, такие выхлопные системы стоят больше, но и выполнены они качественнее. Но, не стоит забывать о том, что это системы люкс класса и разработаны с учетом самых высоких стандартов. Существует много разных типов спортивных выхлопных систем. Они различаются по форме, размерам и материалу, из которого изготовлены. Они поглощают звук по-разному, поэтому звук у машин не одинаковый. Большинство спортивных систем выхлопа имеют перегородку в глушителе, которая позволяет воздушному потоку устремляться по прямой через глушитель. Во многих системах предусмотрен резонатор.  В некоторых системах резонатор размещается в выхлопной трубе для регулировки звучания авто.

Для разработчиков спортивных выхлопных систем весь смысл в том, чтобы спроектировать всю систему таким образом, чтобы сократить шум двигателя, но при этом улучшить поток выходящих газов и при этом получить неповторимое звучание. Тюнинг выхлопа осуществить непросто, поскольку от габаритов машины зависит размер, расположение и длина всей системы.

Автомобили с системой турбонаддува, благодаря расположению турбин, выпускаются с меньшими ограничениями, чем остальные, поскольку турбины выполняют функцию сокращения шума двигателя, создавая некое обратное давление.

Многие спортивные системы выхлопа изготавливаются из нержавеющей стали. Перед покупкой лучше уточнить вес системы из нержавейки. Также знайте, что есть разные марки нержавеющей стали и поинтересуйтесь заранее, из какой именно стали изготовлена система, которую вы планируете установить.
 
rear section (задний глушитель)
Самый дешевый способ тюнинга выхлопной системы – замена штатного  глушителя на спортивную версию. Это в перспективе увеличит мощность машины на пару-тройку лошадиных сил, улучшит тягу и внешний вид, а также придаст автомобилю хороший звук.

И не забудьте о стильной насадке на выхлопную трубу!

Рекомендации
В первую очередь, необходимо определиться, действительно ли Вам нужен прямоточный выпуск. Далее, необходимо определиться для каких целей Вам необходим тюнинг выхлопа. Необходимо проконсультироваться со специалистами о технической реализации ваших задач. И помните, что у каждого человека индивидуальное восприятие того или иного звучания, а также частот и т.д. Кроме того, крайне важно учитывать технические характеристики конкретного автомобиля.

«У меня труба больше твоей!»
На самом деле слишком большая выхлопная труба разрушает правильный поток выходящих газов (скоростной поток влияет на крутящий момент), замедляет его и нарушает последовательность импульсов. Правило простое – чем больше объем двигателя, тем большую по размеру можно установить выхлопную трубу, но в разумных пределах. Для автомобилей с объемом двигателя до 2-х литров максимально допустимая ширина выхлопной трубы – 7,5-8,8 см, хотя некоторые прокаченные авто будут нормально работать с 10-и см трубой. Если вы хотите заменить стандартную систему выхлопа на спортивную, но она не вписывается на место старой, действуйте осмотрительно с дорожным просветом.

Примеры спортивной системы выхлопа
 

Преимущества и недостатки спортивных систем выхлопа
Достоинства:

1. Более легкий вес, чем у штатных систем
2. Правильно подобранная система увеличивает мощность
3. Нержавеющая сталь способна прослужить очень долго
4. Экономия веса на коллекторе
5. Выглядит стильно
6. Звучит отлично

Недостатки:

В некоторых случаях, может возникнуть индивидуальная непереносимость резонации (если она присутствует) в случае установки прямоточного выхлопа.
 

Тюнинг выхлопной системы в Москве

Со временем некоторые владельцы автомобилей начинают жаловаться на звук авто, громкость выхлопа или просто хотят уменьшить шум без потери мощности. Отличным решением этих проблем станет тюнинг выхлопной системы в Москве. Сервис «Mr. Глушитель» предоставляет полноценный комплекс услуг в этом направлении, при этом стоимость работы зависит непосредственно от сложности системы и проблем с ней. Но, несмотря на это, цена максимально приемлема для каждого клиента.

Особенности выхлопных систем и их устройство

Для начала стоит уделить внимание самой сути выхлопной системы, а точней роли, которую она играет. Отметим ряд процессов, которые выполняет выхлоп:

1. В первую очередь это очистка от вредных примесей, которые возникают в результате работы двигателя.
2. Также она выполняет роль акустической заглушки, обеспечивая тишину и максимально комфортную поездку.
3. И главным свойством является предохранение двигателя и его мощностных характеристик.

Среди основных функций системы выделяется:

1. Вывод вредных газов.
2. Гашение шума.
3. Распространение ударной волны.

Несомненно, без установки глушителя транспорт может стабильно работать, но при этом будет проявляться сильный шум, который доставит массу проблем и водителю авто, а также пешеходам и другим владельцам транспортных средств.

Кроме этой проблемы отметим, что газы не будут выводиться в атмосферу, а значит, с большой вероятностью уйдут в салон, что в конечном результате может привести к сильному отравлению. Также будет замечаться снижение мощности двигателя и увеличение расхода топлива.

Почему тюнинг выхлопной системы полезен для автомобиля?

Сам по себе тюнинг приводит к улучшению качеств авто, в зависимости от модификации устройства, к примеру, может быть повышена экологичность выхлопа.

Наиболее часто модернизация предполагает обустройство прямотока вместо существующего глушителя. С помощью такой процедуры возможно увеличение эффективности работы транспорта на 15%, что станет приятным сюрпризом для владельца.

Какие разновидности тюнинга бывают?

Среди всех систем тюнинга стоит отметить их разделение на несколько видов, которые предусматриваются в зависимости от целей процедуры.

Изменение внешнего вида

Такой вид подразумевает подбор и установку специальных насадок для улучшения визуального вида выхлопной системы. Также предусматривается дополнительный тюнинг бампера.

Одной из разновидностей можно отметить разводку выхлопа. Такая процедура предусматривается для визуального преображения, но кроме того и увеличения мощности авто. Кроме того разводка помогает улучшить звучание транспортного средства, сделав его максимально тихим.

Отметим, что иногда водители предусматривают имитацию такой системы, что не дает никакого эффекта кроме визуального.

Звуковой тюнинг

В данном случае подбираются специальные глушители, которые помогают уменьшить звук авто, но при этом не влияют на мощность.

Мощностный тюнинг

В этом виде предусматривается изменение структуры выхлопа для увеличения мощности автомобиля. Наши специалисты подберут наиболее приемлемый вариант и выполнят все работы.

Быстрый и качественный тюнинг выхлопной системы в Москве

Отметим, что любые работы потребуют затрат времени и финансов. Но крайне не рекомендуем заниматься процедурой самостоятельно, поскольку это может быть опасно для Вас и автомобиля.

Если вы решили сделать тюнинг выхлопа в Москве, наши специалисты помогут в решении этого вопроса.

Мы предоставляем все виды услуг, а кроме того, выполняем всю работу максимально быстро, надежно, качественно и по доступной стоимости. Потому, обращаясь к нам, вы можете быть уверены в хорошем результате.

Тюнинг выхлопной системы в ЗАО Москвы

Тюнинг выхлопа в GSAvto: изменить и не навредить

Вас интересует тюнинг выхлопной системы в Москве? Обратитесь в мастерскую GSAvto. Наши специалисты выполнят работы любой сложности и реализуют ваши фантазии относительно выхлопа. GSAvto специализируется именно на выхлопной системе. Благодаря этому вы можете быть уверены в том, что все работы будут выполнены качественно с учетом ее особенностей, которые не всегда учитываются на универсальных СТО. 

Какие варианты тюнинга выпускной системы мы предлагаем

В GSAvto вы можете заказать тюнинг выхлопа в Москве любой сложности.

Для тех, кто хочет изменить внешний вид авто.

Тем, кто не хочет кардинально изменять конструкцию данной системы, но все-таки желает ее тюнинговать, мы готовы предложить различные варианты относительно «легкого» тюнинга, среди которых:

• Установка специализированных декоративных накладок, способных изменить вешний вид выхлопной трубы и иных компонентов системы. В GSAvto используют элементы от проверенных производителей, в которых вы можете быть уверены.
  Потрескавшийся слой хрома на накладке или следы ржавчины уже через год после установки — это не про нас. В качестве предложенных нами декоративных изделий и правильности их установки вы можете быть уверены.
• Установка трубы увеличенного диаметра. Да, это смотрится действительно неплохо. Но такая переделка выхлопной системы должна проводиться «без фанатизма», ведь если установить трубу диаметра большего, чем допустимый для конкретного авто, происходит разрушение правильного потока мощности, что сказывается на динамике и режимах работы двигателя. Наши специалисты проведут точные расчеты и предложат вам наиболее оптимальный вариант увеличенной трубы, чтобы и внешний вид изменить и не навредить.
• Разводка глушителей. Это уже более серьезный тюнинг, по сравнению с двумя указанными выше. Ведь в этом случае меняется не только внешний вид системы, но и режимы ее работы. А значит, при проведении таких работ требуется правильно подобрать диаметр труб и тщательно рассчитать структуру изменённого выхлопа. Также может потребоваться изменение системы подвесов. Можете быть уверены, что при обращении в GSAvto такой тюнинг выхлопных труб изменит внешний вид вашего автомобиля и не принесет вреда системе выпуска отработавших газов.

Изменение звука выхлопной системы и другие серьезные доработки

Если же простое изменение внешнего вида вас не устраивает, а хочется более серьезных доработок, специалисты GSAvto готовы реализовать и такие задумки. Мы знаем, как изменить звук выхлопа, чтобы вместе с этим поменялись динамические характеристики, звук и прочие параметры. И опять же — все это в нашем автосервисе делается так, чтобы не нанести вреда системе. Специалисты нашей компании могут сделать выхлопную систему такой, как вы хотите, за счет ее следующих изменений:

• Замена стокового выпускного коллектора на улучшенный. За счет этого удается снизить давление в системе, а, следовательно, и получить прибавку в мощности.
• Установка активного или реактивного пламегасителя вместо катализатора с внесением всех необходимых изменений, чтобы ЭБУ не выдавал ошибок.
• Спортивный выхлоп, благодаря которому изменяются динамические показатели авто, звук системы, а также внешний вид (т.е. вы «убиваете несколько зайцев одним выстрелом»).
• Изменение звука выхлопа. Это может происходить как в сторону увеличения громкости (за счет прямотока), так и в сторону ее снижения (при установке ограничителей, отражателей, поглотителей и резонаторов).

В общем, для тюнинга выхлопных систем есть масса возможностей. Какой именно вариант выбрать Вам! Определиться с этим помогут специалисты GSAvto. Если Вы хотите придать Вашему автомобилю неповторимость, установить прямоточный выхлоп, сделать басистый или рычащий звук выхлопа, перенастроить, улучшить или полностью переделать выхлопную систему — приезжайте в автосервис GSAvto по адресу: г. Москва, ул. Кубинка, 3/10с3, (ЗАО, районы Кунцево и Можайский, м. Молодежная, м. Кунцевская)

, и мы сделаем ваш автомобиль лучше по доступной цене!

Тюнинг выхлопной системы в ЗАО Москвы

Штатные системы отвода отработанных газов не всегда удовлетворяют владельца автомобиля. Тюнинг выхлопной системы в Москве — распространенное явление, мы поможем Вам разобраться в этом виде сервиса. Одно из важных правил — переделка выхлопной системы не должна повлечь за собой проблемы при эксплуатации авто (в том числе и нелады с ГИБДД). Автосервис «Ваш глушитель» не только выполнит работы качественно, но и приведет систему выпуска в соответствие техническому регламенту. Этим наша СТО выгодно отличается от представителей «гаражного сервиса».

Для чего автовладельцы заказывают тюнинг выхлопной системы?

Причин для этого немало. Среди них:

• Прежде всего, тюнинг выхлопа в Москве выполняется для придания вашему автомобилю индивидуальности. Стоковые системы выглядят банально, и, обратившись в сервис «Ваш глушитель», Вы сможете изменить внешний вид выхлопной системы.
• Изменение звука выхлопной системы автомобиля. Правильно настроенный тюнингованный глушитель заставит звучать ваш четырехцилиндровый мотор, как спортивную «восьмерку». Если Вы владеете автомобилем с двигателем V6 или V8, наши мастера подчеркнут фирменный породистый звук автомобиля, и сделают его более насыщенным.
• Спортивный выхлоп. При необходимости Вы не ограничиваетесь лишь звучанием. Автосервис «Ваш глушитель» поможет настроить систему выпуска по аналогии со спортивными авто. Мощность двигателя увеличится, за счет более свободного прохождения отработанных газов.

Переделка выхлопной системы: подводные камни и возможные проблемы

Тюнинг выхлопных труб нельзя делать по принципу «чтобы громче звучало». Даже такой экономный вариант, как выполненная на нашем сервисе корректировка (настройка) звука выхлопа, связана со сложными инженерными расчетами. Поэтому самостоятельная или непрофессиональная переделка выхлопа недопустима. Наши мастера знают, как изменить звук выхлопа без ущерба для двигателя.

При модернизации внутренней структуры необходимо либо сохранить входное давление отработанных газов, либо скорректировать параметры ЭБУ двигателя. Управление топливной системой напрямую связано с состоянием выпускного коллектора и глушителя. Двигатель корректно работает в том случае, когда камеры сгорания освобождаются от выхлопных газов вовремя и с нужной скоростью. Грамотный тюнинг выпускной системы не только модернизирует глушитель, но и привязывает его к силовой установке с помощью тонких настроек.

Сделать выхлопную систему без знания технических особенностей конкретного автомобиля невозможно. Специалисты сервиса «Ваш глушитель» производят расчет по заводским параметрам, согласовывают с клиентом изменения характеристик двигателя, и лишь потом приступают ко всем запланированным доработкам.

Модернизация выхлопной системы относится к внесению изменений в конструкцию автомобиля. Тюнинг, выполненный в нашей мастерской, не доставит проблем в общении с работниками ДПС.

Даже такая простая процедура, как изменение внешнего вида выхлопных патрубков, требует тщательного профессионального расчета. Нередко бывает, что после установки декоративных насадок оплавляется задний бампер. Мы рассчитаем размеры и место монтажа таким образом, чтобы не нанести вред вашему авто.

 

Если вам понадобится профессиональный тюнинг выхлопа, сразу обращайтесь в наш автосервис по тюнингу выхлопных систем в ЗАО г. Москвы (пос. Рублёво, р-н Кунцево, м. Крылатское, м. Строгино). Мы знаем, как сделать грамотный тюнинг выхлопной системы, как изменить звук выхлопа, увеличить мощность мотора, или просто украсить внешний вид выпускной системы по доступной цене. На все работы и используемые нашим автосервисом комплектующие дается гарантия.

Тюнинг выхлопных систем в СПБ | Глушители и магистрали выхлопа на нержавейке | Ремонт глушителей в СПБ

Тюнинг глушителей и выхлопной системы в СПБ

---

• Желание сделать свой автомобиль мощнее, быстрее и заметнее, двигает нас на модернизацию системы выхлопа, а именно ее тюнинг и механическое изменение. На самом деле, не все делают тюнинг глушителя или системы выхлопа именно для увеличения мощности двигателя, многие автовладельцы тюнингуют выхлоп систему лишь ради низкого звука, некого басовитого урчания.

• Начнем с азов, тюнинг выхлопа — это удовольствие недешевое ( если не лепить колхоз))) и как правило очень затратное. Все узлы и агрегаты, которые в прямом смысле заменяются при тюнинге, стоят довольно дорого, но результат того стоит. При тюнинге глушителя и его узлов применяются нержавеющие трубы ( изготовление пайпов, даун-пайов, икс-пайпов и т.д.) которые вручную подгоняются вместо штатных и как правило имеют больший диаметрр. Касаемо глушителей, резонаторов — эти узлы также заменяются на тюнинговые модели, согласно требованиям выхлопа вашего автомобиля ( объем двигателя, бензин, дизель и т.д.) В целом, чтобы сделать в Санкт-Петербурге качественный тюнинг выхлопной системы, понадобиться приехать в спец-сервис ГлушакоФФ и озвучить свои пожелания к тюнингу. Мы с радостью профессионально затюнингуем Ваш автомобиль.

Тюнинг выхлопной системы

В работы по тюнингу входят следующие услуги:

1 — Замена штатной трубы ( магистрали ) на нержавейку большего диаметра.
2 — Замена катализаторов на downpipe или пламегаситель.
3 — Удаление резонаторов и сажевых фильтров.
4 — Замена выпускных коллекторов на спортивные.
5 — Подборка задних банок глушителя.
6 — Установка и подгонка насадок глушителя.
7 — Настройка выхлопа программно ( прошивка ).
8 — Настройка системы отвода и перемешивания H — Y — X Pipe
9 — Индивидуальные custom работы по модели авто.
10 — Управляемый выхлоп на пневмо и серво-заслонках.

Что дает тюнинг выхлопа?

• Если тюнинг делается для спортивного автомобиля, то методом «раздушения» двигателя, а так же установки труб большего диаметра ( установка прямотока ) и полностью облегчая выход отработанных газов — мы получаем прибавку к мощности и очень громкий ( на высоких оборотах ) выхлоп. В основном прямоточные глушители ставят на чисто спортивные машины, где выхлоп играет важную роль и соответственно поддается настройке.

• Если Вы тюнингуете свою выхлопную систему ради низкого и эффектного звука ( врум…врумм…))) то однозначно этот тюнинг будет лишь поверхностным, но внимание прохожих и взгляды автовладельцев Вам обеспечены постоянно. Тюнинг задних банок глушителей без замены основной магистрали достаточно распространен среди молодежи и доступен практически для всего сегмента автовладельцев. Заинтересовались тюнингом выхлопной системы? — Звоните нам по телефону 8(812) 988-77-91

СМОТРЕТЬ РАБОТЫ ПО ТЮНИНГ ВЫХЛОПА В СПБ

 

Тюнинг выхлопной системы в Москве, тюнинг выхлопа иномарок, цены — Автовыхлоп

Для чего он нужен?

Улучшить все характеристики своего автомобиля – об этом мечтает, пожалуй, каждый автовладелец. И тюнинг является одной из самых востребованных процедур, которая позволяет значительно изменить вид машины. К примеру, тюнинг выхлопной системы не только изменит внешний вид авто, но и при необходимости значительно увеличит мощностные показатели.

Видео: Установка выхлопной системы Mercedes G 55 AMG. Настройка звука выхлопа

Виды тюнинга выхлопа

Провести тюнинг выхлопной системы можно несколькими способами, учитывающими конечный результат данных процедур.

• Наиболее востребован среди автовладельцев тюнинг выхлопной трубы. Это чисто визуальные изменения, которые чаще всего включают в себя лишь установку насадки на выхлопную трубу. Также автовладелец может изменить внешне и бампер, что сделает автомобиль более индивидуальным.
• Насадки на выхлопную трубу могут быть как чисто декоративными, так и изменять звук выхлопа. Для специалистов нашего центра не представляет сложности настройка звука выхлопа по желанию заказчика. Кстати, тюнинг выхлопной системы может не только изменить или увеличить громкость звука выхлопа, но и сделать автомобиль если не практически бесшумным, то, по крайней мере, достаточно тихим по сравнению с другими машинами на дороге.
• Наиболее серьезные изменения вносятся при тюнинге всей системы выхлопа, позволяющем значительно увеличивать мощностные показатели автомобиля. Если возникает желание именно таким образом улучшить свое авто, следует все же вспомнить о том, что усиление мощности приводит к увеличению содержания вредных выбросов в выхлопном газе. А это чревато проблемами для автовладельца.
• Также хозяин авто может выбрать такой вид тюнинга, как обмотка коллекторов, включающий в себя комбинацию способов улучшить свой автомобиль.

Фото: Тюнинг выхлопной системы Aston Martin

Тюнинг выхлопной системы авто своими руками

Система выпуска авто создаёт сопротивление двигателю: чем больше на выходе, тем меньше мощность. Расскажем — что надо ставить при тюнинге выхлопной системы автомобиля и зачем.

«Паук» — замена выпускного коллектора

Большая часть потерь на выпуске приходится на выпускной коллектор. При тюнинге выхлопа его заменяют на так называемый «паук» — он 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. Установка паука 4-1 для тюнинга автомобиля дает добавочную мощность в узком диапазоне оборотов, за 6000 об/мин. Его применяют для двигателей высокой форсировки с «широкими» распредвалами, т.е. на спортивных машинах. Паук 4-2-1 подходит для любительского тюнинга, т.к. обеспечивают прирост мощности и крутящего момента в широком диапазоне оборотов. Добавление мощности — 5-7%.

В тюнинге авто применяют промежуточные прямые трубы увеличенного диаметра и резонаторы пониженного сопротивления. Вместо жестких соединений ставят «гофры» (сильфоны) или шаровые соединения. Последние не создают паразитных частот резонанса, зато недолговечны. «Гофры» смягчают удары при запуске и резком наборе мощности.

Эксперименты с выпускными трубами автомобиля доказали, что длина трубы не влияет на эффективность очистки цилиндра, но зато с её увеличением возрастает разряжение. Поэтому каждому режиму работы двигателя соответствует оптимальная длина выпускной трубы — чем короче и большего диаметра труба, тем меньше её сопротивление потоку.

В реальной жизни для мотора авто объемом 1,5-1,6 литра, работающего на оборотах не выше 8000 достаточно диаметра 45 — 50 мм при длине 3 — 3,5 метра. Дальнейшее увеличение диаметра почти бесполезно.

Замена на спортивную «банку»

Большинство тюнинговых глушителей — универсальные, их можно подогнать на любой автомобиль. Для любительского тюнинга рекомендуется покупать только оконечную часть, так называемую «банку». При выборе учитывайте материал, из которого сделан и дизайн: один или два выхода, прямые, загнутые вверх или вниз трубы. И, конечно, звук. Учтите: как глушитель приработается, тембр и тональность меняются. Одна замена стандартного глушителя на спортивную «банку» не даст результата. Это делается для улучшения звучания выхлопа машины. Со спортивным глушителем автомобиль будет звучать как гоночный, но мощность не повыситься (или прибавка минимальная). Для наибольшей эффективности придется менять всю стандартную выхлопную систему на тюнингованную. Басовые ноты можно получить не только за счет прямой трубы, но резким увеличением ее диаметра у выхода из глушителя. Синтетическое волокно в «банке» не добавляет мощности, а лишь подавляет высокие шумы.

Цена «спортивной банки» зависит от качества материалов, технологии изготовления и раскрученности фирмы. В бюджетном варианте тюнинга выхлопной системы авто устанавливают «банку», «паук» и дополнительно приобретается нулевик. Этого достаточно, чтобы немного повысить мощность двигателя.

Performance Конструкция и теория выхлопной системы

Эффективная выхлопная система является отличительным признаком любого транспортного средства внутреннего сгорания. Определение акустического профиля и влияние на диапазон мощности — конструкция выхлопной трубы — это более динамичная наука, чем соединение нескольких труб и установка глушителей. Выхлопная система автомобиля — одна из наиболее часто изменяемых областей, когда редуктор управляет их поездкой.

Мы все ищем тот правильный звук, который заявляет о себе как о песне борьбы для нашей предпочитаемой автомобильной демографии, а тем, кто стремится к максимальной производительности, требуется настроенная длина и форма для достижения желаемой мощности.

Существует множество неправильных представлений о том, как настраиваются выхлопные системы и что на самом деле означают такие термины, как противодавление и продувка, для производительности. Надеюсь, с этим справочником вы будете лучше оснащены, чтобы понять, что нужно вашей конкретной выхлопной системе и как добраться до этой цели.

Давайте разберемся

Выхлопная система стоит больше, чем сумма ее частей, и каждый компонент должен быть адаптирован для работы со следующей деталью по течению и т. Д.Начиная с головки блока цилиндров — мы обычно не думаем о фактическом выпускном отверстии в головке как о части выхлопной системы, — но, тем не менее, именно здесь все начинается. Небольшое представление о конструкции впускных отверстий ГБЦ и выпускных направляющих поможет визуализировать, что происходит после того, как сгоревшие газы покидают двигатель.

Бегуны

предназначены для обеспечения неограниченного потока при одновременной поддержке высоких скоростей. Это причина, по которой перенос должен выполняться с осторожностью, чтобы не нарушить динамику инженерной гидродинамики головки.Когда выпускной клапан открывается, расширяющиеся горячие газы устремляются из выпускного отверстия за счет хода поршня вверх. В OEM-приложениях это обычно означает сбрасывание группы цилиндров в выпускной коллектор.

Коллекторы

OEM не оптимизированы для потока.

Выпускные коллекторы обычно являются первой линией разочарования, когда дело доходит до направления выпуска. Поскольку литая конструкция была разработана для упрощения производства, они обычно тяжелые и не обеспечивают желательного смешивания импульсов выхлопа.Хотя некоторые производители улучшили коллекторы разной длины, от них часто отказываются в пользу решений для вторичного рынка.

Наиболее распространенным из которых является «коллектор» — термин «коллекторы» на самом деле относится к первым трубчатым выпускным коллекторам, которые позволяют отводить выхлопные газы из двигателя. Эти трубы известны в выхлопной промышленности как первичные, потому что за ними обычно следуют последующие трубы различного размера.

Типичный удлиненный коллектор, состоящий из четырех коллекторов в один.

Первичные элементы имеют разную длину и разную конфигурацию для достижения различных желаемых эффектов, что в конечном итоге приводит к вторичным трубам, которые представляют собой трубы с увеличенным внутренним диаметром, так что они образуют скользящее соединение по внешнему диаметру первичного элемента. В ступенчатых коллекторах могут использоваться трубки разных размеров — до четырех или пяти между первичной частью и коллектором. Теория этой конструкции заключается в создании прогрессивной скорости выхлопа для оптимизации продувки вблизи цилиндра, предотвращая сужение на выходе. После того, как отдельные отрезки трубы проходят через моторный отсек, они часто соединяются вместе — это сборное соединение, известное как коллектор.

После коллекторов используется идеально прямой отрезок НКТ для обеспечения некоторой стабилизации вновь смешанных вихревых газов перед их поступлением в глушитель. Гамбит типов глушителей, теорий и итераций продолжается до тех пор, пока вы не доберетесь до дома после неудачного теста на шумовое загрязнение на треке. Мы рассмотрим основные конкурирующие разработки и рассмотрим достоинства и недостатки каждого.

имеет значение

Одна из первых проблем при создании или покупке высокопроизводительного выхлопа — это размер. Длина и диаметр трубы напрямую влияют на то, как конечная система влияет на двигатель и выхлоп, так как во всех гоночных приложениях форма должна следовать за функцией — и быть информированной ею. Мы проконсультировались с Винсом Романом из Burns Stainless, властями по вопросам компонентов выхлопной системы для высокотехнологичных приложений. Они дали нам некоторое представление о том, как размер и дизайн выхлопных газов могут повлиять на производительность.

Настройка выхлопной системы для конкретного применения — это индивидуальная проблема. Рабочий объем, размер выпускного клапана, система впуска, профиль кулачка, конструкция выпускного отверстия и диапазон оборотов — все это влияет на принятие решения о том, какую форму должна принять выпускная система. Общие эмпирические правила легко усвоить, но при их правильном применении все становится непросто.

Трубка меньшего диаметра будет способствовать высокой скорости и высокой продувке, что приводит к хорошему отклику дроссельной заслонки и мощности от низких до средних.По мере увеличения диаметра трубы скорость может упасть в зависимости от конфигурации двигателя, но поток при работе на высоких оборотах будет улучшаться, что означает высокое значение пиковой мощности. Площадь поперечного сечения трубки играет важную роль в продувке.

«Когда у вас есть выхлопной коллектор, у которого нет коллектора, эта волна продувки ударяется о конец трубы и возвращается обратно, и возникает важное соотношение. Чем больше соотношение площадей, тем сильнее вакуумная волна. Когда у вас одна труба, отношение площадей на конце трубы бесконечно, потому что вы открываете ее в атмосферу », — проиллюстрировал Роман.

Онлайн-калькуляторы для настройки выхлопа могут предложить приблизительный размер, но могут не учитывать конкретное приложение. Любезно предоставлено Speed-Wiz.

«Когда вы запускаете ту же трубку в коллектор, отношение площадей становится конечным числом, и мы уменьшаем силу этой волны. Это звучит нелогично, но при настроенной длине эта волна будет достаточно сильной, но когда вы не на скорости, мы ослабляем эту волну так, чтобы это не повлияло на производительность », — продолжил он.

Длина первичных трубок может иметь такое же значение, как и диаметр трубки.Подумайте о тромбоне и о том, как изменяется высота ноты при выдвижении или приближении слайда. Более длинная основная трубка будет иметь характеристики, аналогичные характеристикам малого диаметра, а короткая трубка будет похожа на трубку большого диаметра. .

«Когда выпускной клапан открывается, возникает волна давления, которая начинает двигаться вниз по трубе, когда она достигает конца трубы, она меняет направление как волна вакуума, возвращается и ударяет по цилиндру. Вы хотите, чтобы волна ударила точно по закрытию выхлопного отверстия. Это помогает нам вымывать остатки из цилиндра, и впускной канал начинает заполняться », — пояснил Роман.

Обычно размер первой длины первичной обмотки должен быть настолько близок к диаметру выпускного клапана, насколько это возможно. Таким образом, не происходит резкого падения скорости из-за увеличения объема от отверстия головки к выпускной трубе — после длины, по крайней мере, одного фута, обычно начинают увеличивать диаметр. В случае применения с несколькими клапанами необходимо создать золотую середину, чтобы приспособить поток.

Сначала немного теории: противодавление и продувка

Колебания давления от положительного до отрицательного легко заметны в течение всего цикла двигателя. График любезно предоставлен Grumpyvette.

Термин «противодавление» — это, несомненно, наиболее часто употребляемая фраза, чтобы проиллюстрировать важность очистки. Очистка — это эффект, создаваемый за счет использования инерционной энергии импульса высокоскоростного выхлопного газа. Принцип Бернулли был первым, кто идентифицировал это явление, и он применялся ко всему — от мячей для гольфа до самолетов.

Высокоскоростной импульс выхлопных газов уносит с собой энергию; По мере того, как импульс движется в пространстве, он вытесняет за собой следующий объем.Это создает зону низкого давления, подобную слабому вакууму. Представьте себе, когда вы катитесь по автостраде, гигантский полуприцеп проезжает мимо вас намного быстрее — по мере того, как грузовик приближается сзади, вас выталкивает за пределы полосы движения носовая волна сжатого воздуха, которую создает грузовик, и грузовик, наконец, проезжает, противоположный эффект — ваш автомобиль втягивается в зону низкого давления, тянущуюся позади буровой установки. Тот же принцип используется в драфте во многих видах автоспорта.

Струя воздушно-топливной смеси устремляется в цилиндр, как только впускной клапан начинает открываться, а выхлопные газы все еще выходят наружу. Фото любезно предоставлено Muscle Car DIY.

Эффект продувки достигается за счет использования выхлопной системы и коллектора подходящего размера. При правильном выполнении в освободившемся цилиндре остается зона низкого давления, готовая к поступающей заправке. Когда впускной клапан открывается, воздушно-топливная смесь может втиснуться, даже до того, как поршень начнет двигаться к нижней мертвой точке (НМТ) — это создает очень мягкий эффект принудительной индукции и, в конечном итоге, увеличивает мощность и крутящий момент.

Для создания наиболее агрессивного эффекта продувки требуется тонкий баланс, который в значительной степени обусловлен разделением кулачков распределительного вала (обычно более узкий означает больше, потому что увеличенное перекрытие клапанов оставляет выпускной клапан слегка открытым, создавая этот вакуум, в то время как впускной клапан одновременно открыт), и выпуск калибровка.

Цель состоит в том, чтобы генерировать максимально возможные скорости выхлопных газов при сохранении наилучшего возможного потока — эти два приоритета противоположны друг другу, когда дело доходит до размера труб, поэтому нахождение точки соприкосновения — это вопрос изучения приоритетов.

Карта кулачка показывает нам, где происходит перекрытие клапанов, и облегчается очистка. График любезно предоставлен Grumpyvette.

Противодавление — это термин, который вводит многих в заблуждение, заставляя думать, что это полезная характеристика, что их двигатель каким-то образом нуждается в противодавлении для правильной работы. Недоразумение вступает в игру, поскольку мы стремимся увеличить скорость выхлопных газов за счет ограничения диаметра трубок — ограничение, т.е. противодавление может быть побочным продуктом или симптомом, но не является целью. Ограниченная выхлопная система — не что иное, как препятствие.В конце концов, двигатель — это всего лишь воздушный насос, чем больше воздуха и топлива мы сможем протолкнуть через него, тем больше мощности он будет производить.

Типы и характеристики коллекторов

Коллекторы

— это смесительные камеры выхлопной системы, эта общая камера статического давления позволяет изготовителю двигателя извлечь выгоду из деликатного выбора распределительного вала, тактичного переноса головки и других параметров, предусмотренных для сборки. Коллекционеры проявляют себя во множестве вариаций и технологий изготовления. Два основных типа образуются и сливаются.

Формованные коллекторы проще и дешевле производить.

Формованные коллекторы чаще встречаются в системах с ограниченным бюджетом и состоят из куска гидроформованного листового металла, предназначенного для размещения концевых концов первичных элементов. Коллекторы слияния изготавливаются из колен труб, фрезерованных под двумя углами для создания шва, по которому они могут быть соединены в две, три, четыре, пять, шесть или восемь вариантов трубок.

Идея коллектора состоит в том, чтобы позволить одному цилиндру получать выгоду от скорости выхлопных газов соседнего цилиндра. В отличие от зум-моделей, где каждая выхлопная труба независима, собранный выхлоп имеет явные преимущества и различия в звуке. В правильно спроектированной выхлопной системе первичные трубы синхронизируются в коллекторе, чтобы ориентировать порядок зажигания по круговой схеме. Последовательность импульсов создает эффект завихрения, который дополнительно улучшает очистку.

Коллекторы слияния трудоемки в изготовлении.

Наиболее распространенные схемы расположения коллекторов обычно обозначаются как четыре в один и три-Y.Эти компоновки, которые чаще всего используются на четырех- и восьмицилиндровых двигателях, обладают совершенно разными характеристиками. Вы можете услышать, как мощность двигателя описывается как пиковая, экспоненциальная или линейная и плоская — на эти характеристики влияет выбор коллектора. Чтобы визуализировать разницу, держите в уме концепцию сигнала вакуума.

«Угол слияния коллекторов — это нечто особенное, наш стандартный коллектор составляет 15 градусов — мы обнаружили в ходе наших исследований и испытаний, что любой угол слияния от 7 до 15 градусов дает примерно такую ​​же производительность. Менее семи градусов, коллекторы становятся слишком длинными, вы получаете потери сопротивления, круче 15 градусов, и вы начинаете слишком сильно поворачивать поток », — заключил Роман.

Выхлопные первичные обмотки расположены в последовательном порядке включения вокруг коллектора, так что один импульс усиливается предыдущим и так далее. Эта подача мощности может быть сродни двухтактному, когда двигатель нужно держать «на трубе» или в узком диапазоне мощности для эффективного управления.

Заголовки Tri-Y на драгстере.

В схеме тройного коллектора используются три простых коллектора типа «два в один», соединенных в пару к одному выходу. Поскольку эти коллекторы спарены, весь блок цилиндров не видит импульсные сигналы от других цилиндров одновременно — вместо этого импульсы очистки слабее, но отправляются чаще. Это обеспечивает более плоскую подачу мощности и, как правило, более низкую пиковую мощность, но более удобную подачу.

Выбор того, какое расположение коллектора лучше всего подходит для вашей комбинации двигателей, может сбить с толку и стать движущейся целью при настройке.

«Имея дело с 4-цилиндровыми двигателями V8 с плоским кривошипом, мы обнаружили, что, поскольку импульсы в коллекторе относительно далеки друг от друга, четыре-в-один и три-у примерно одинаковы, мы можем оптимизировать оба. Когда мы говорим о кривошипно-шатунных двигателях с поперечным расположением плоскости, у которых два последовательных цилиндра работают с одной стороны, мы обнаруживаем, что теоретически тройной привод может привести к лучшей производительности, потому что мы можем отделить эти импульсы на первом коллекторе », — вспомнил Роман.

Существует бесчисленное множество вариаций на эти темы: от 180-х колонок, ставших знаменитыми благодаря GT40, до коллекторов «шесть в один», которые генерируют воющие звуки выхлопных газов от грубых отечественных силовых установок.

Типы глушителей

Глушители — неизбежное зло в глазах большинства фанатов скорости, но они не должны мешать работе. Глушители OEM-типа обычно снижают шум, заставляя выхлопные газы перемещаться по лабиринту камер, перфорированных труб и крутых поворотов, полагаясь в основном на замедление выхлопных газов для достижения своей цели.

Рынок запасных частей для глушителей стал бурным из-за последнего поколения энтузиастов, которые, как никто из предыдущих потребителей, требуют выбора и выбора.Самый простой способ классифицировать конструкции глушителей — использовать метод подавления звука. Наиболее часто встречающиеся школы мысли — это глушители с уплотнением, глушители с камерами, технология отражающего звука и настраиваемый диск.

Во времена расцвета хот-роддинга был только один вариант между стоковым выхлопом и широко открытым — стеклопакет. Глушители с набивкой, как правило, имеют прямую конструкцию — внутренняя перфорированная или решетчатая трубка обернута синтетическим материалом, например, матовым стекловолокном, а затем заключена в кожух.Эти глушители полагаются на изоляционные качества набивки для снижения шума, но, как известно, со временем ухудшаются.

Камерные глушители редко бывают прямоточными и обычно направляют выхлопные газы вокруг перегородок или пластин, приваренных к корпусу глушителя. Звук классических маслкаров 70-х годов характеризуется наличием глушителя с камерами, и они доступны во множестве размеров и уровней выходной мощности.

Глушители с технологией отражающего звука — одни из новейших на рынке.Заимствуя технологию шумоподавления, как в ваших наушниках, эти глушители настроены для конкретного двигателя и противопоставляют друг другу определенную длину и амплитуду нежелательных звуковых волн. Этот эффект гашения означает, что внутренние детали глушителя создают наименьшее ограничение для потока выхлопных газов, фактически это прямая труба с небольшим количеством отверстий.

Последний дизайн глушителя — один из самых простых и уникальных, редко выходящий за пределы гоночных кругов. Настраиваемый глушитель дискового типа был впервые разработан одной компанией — Supertrapp.Эти системы являются модульными и используют стопку или стальные диски, сформированные так, чтобы вставлять друг в друга, но позволяют газам выходить между ними. Диски можно добавлять или вычитать из стопки, чтобы изменять уровень шума и влиять на смесь.

Чаще всего встречаются в приложениях, где требуется некоторое шумоподавление, но не установлен максимальный уровень децибел, эти искрогасители дискового типа распространены во всем внедорожном сообществе и даже среди ведущих гоночных команд, таких как Flying Lizard, как видно на их Audi R8.

Источник фото: Люк Маннел

Выводы

Из этого краткого поверхностного введения в гидродинамику и выхлопную систему можно извлечь одну вещь: все дело в уравновешивании скорости и потока. Максимизация обоих поможет вашему тщательно отобранному пакету работать наилучшим образом. Соберите систему, которая соответствует вашим потребностям и подходит для вашей силовой установки. Трубки огромного диаметра могут выглядеть круто, но любой, кто разбирается в тонкостях выхлопной системы, обязательно укажет вам на выбор.

Выхлопные системы

Performance — настройка выхлопа в Howrah

Величина противодавления, создаваемого производительной выхлопной системой, имеет решающее значение, поскольку слишком большое противодавление будет иметь негативное влияние на максимальную производительность вашего двигателя, поскольку оно ограничит скорость потока выхлопные газы на высоких оборотах. В результате двигатель не сможет достаточно быстро удалить отработанные отработавшие газы, чтобы предотвратить загрязнение отработавшими отработавшими газами смеси свежего воздуха и топлива, которая втягивается в двигатель на следующем такте впуска.В конечном итоге это приведет к снижению мощности двигателя!

Следовательно, установка на двигатель небольшого 1-дюймового пистолета вместо высокопроизводительной выхлопной системы — не такая уж хорошая идея! Но тогда и 10-дюймовая канализационная труба не подходит. Если выхлопная труба слишком большая, вы получите пониженную скорость потока выхлопных газов. Скорость потока выхлопных газов способствует удалению отработавших выхлопных газов, а также количеству топливовоздушной смеси, которое может быть втянут в камеру сгорания на следующем такте впуска.Это связано с тем, что скорость потока выхлопных газов создает низкое давление непосредственно за ними, что позволяет высасывать больше газов из камеры сгорания. Таким образом, хитрость заключается в том, чтобы получить правильное противодавление выхлопных газов.

Тюнинг Выхлопа

Увеличение мощности двигателя за счет настройки выхлопа часто является основной целью тюнера. Чтобы производить мощность, вам необходимо максимизировать эффективность двигателя, что может включать в себя больший оборот воздуха и проходящего топлива.Если вы сможете легче выводить выхлопные газы, вы сможете направить в двигатель больше воздуха и топлива для увеличения мощности. Любое противодавление уменьшит количество воздуха и топлива, которые могут заполнить цилиндр, и снизит мощность. Это также указывает на то, что самые мощные выхлопные системы полностью открываются от выпускных клапанов, но это не лучшая конструкция.

При правильной конструкции модифицированный выхлоп может быть настроен на резонанс, а колебания давления в настроенном выхлопе могут быть синхронизированы так, чтобы волна низкого давления приходила к выпускному клапану, когда он открывается, вытягивая газы наружу. Эту настройку нельзя легко изменить без расширенного моделирования гидродинамики, но многие системы производительности настроены с учетом этого.

Выпускной коллектор является основным компонентом, отвечающим за настройку выпуска. Длина и диаметр каждой трубы могут быть подготовлены для создания резонансного эффекта в определенном диапазоне оборотов. Стоит отметить, что если диаметр или длина не изменится, резонансный диапазон оборотов остается неизменным.Когда двигатель работает в определенном диапазоне оборотов, чтобы соответствовать частоте выхлопа, в игру вступает настройка. Этот эффект увеличит крутящий момент в этом диапазоне оборотов, хотя он также может снизить мощность на других оборотах.

Когда выхлопные системы быстро модифицируются путем добавления различных задних глушителей или труб большего диаметра, настройка может быть нарушена. Подобным образом вы бы не отрезали последний метр церковного органа и не заменили бы его трубой большего размера, не ожидая изменения звука!

Часто именно эти изменения нарушают резонанс и настройку выхлопной системы, что приводит к снижению выходной мощности. Не понимая эффекта резонанса, часто делается неверный вывод о том, что выхлоп со свободным потоком создал проблему, будучи слишком текучим.

Performance Выхлопные системы сложно спроектировать. Где-то всегда есть компромиссы, и первым делом обычно бывает эффект глушителя. Если вы планируете купить новую систему производительности, вам следует обратить внимание на изменения в конструкции, которые могут принести пользу.Например, обновленные первичные трубы выпускного коллектора одинаковой длины или измененное положение X-образных секций на выхлопных трубах V-образных двигателей. Трубы большего диаметра могут изменить звук, но зачастую маловероятно, что вы заметите какие-либо улучшения в мощности. Точно так же выпускные коллекторы из нержавеющей стали, которые следуют дизайну оригинала, не дадут никаких улучшений, поскольку они не будут принципиально изменять настройку выпуска.

Power Flow Systems, Inc. — Объяснение настройки выхлопной системы

Настройка выхлопной системы имеет решающее значение для авиационного двигателя. Настроить авиационный двигатель легче, чем автомобиль или мотоцикл, потому что диапазон используемых оборотов намного уже. Главное препятствие в том, что внутри кожуха очень мало места!

Хотя мотоциклисты и автогонщики настраивали свои выхлопы более сорока лет, до конца 90-х годов на сертифицированных самолетах не было настроенных выхлопов. Чтобы работать, настроенный выхлоп должен снижать давление в выпускном отверстии непосредственно перед его закрытием до уровня ниже давления во впускном коллекторе в это время… называется фазой перекрытия. В этот момент свежая смесь может всасываться в баллон и одновременно удаляться из него отработанные газы. При ненастроенном выхлопе давление в выхлопе в этот момент будет больше, чем на впуске, и отработанные газы останутся в цилиндре или даже потекут обратно во впускной коллектор.

Мощность, развиваемая при такте сжатия свежего холодного газа, будет намного больше, чем при том же такте, в котором цилиндр частично заполнен отработавшими горячими газами.

Но прежде чем мы перейдем к уборке мусора, давайте рассмотрим, что происходит внутри цилиндров вашего двигателя. Ваш двигатель совершает четыре «такта» в процессе сгорания. Такты впуска, сжатия, сгорания и выпуска.

«Впускной» клапан расположен в верхней части цилиндра. Во время такта впуска поршень движется вниз по цилиндру, всасывая новую топливно-воздушную смесь через открытый впускной клапан. Впускной клапан закрывается, и поршень движется обратно вверх по цилиндру, сжимая топливно-воздушную смесь, после чего искра от свечи зажигания воспламеняется и взрывает сжатую смесь.Этот взрыв заставляет поршень опускаться вниз по цилиндру, создавая необходимую мощность для поворота вашего винта. Затем выпускной клапан открывается, когда поршень выталкивает большую часть отработанной топливно-воздушной смеси, и цикл начинается заново.

Сказав это, вот что происходит, когда у вас есть оригинальная выхлопная система.

Когда отработанная топливно-воздушная смесь покидает цилиндр, она направляется через набор коллекторов в общую зону коллектора и выталкивается из выхлопной трубы остающимся давлением. Подобно изогнутому садовому шлангу, давление в выхлопной системе растет, что затрудняет уход отработанной газовой смеси из следующего цикла. Итак, теперь выхлоп не течет так свободно, как должен, оставляя часть выхлопа в цилиндре, занимая место, которое лучше использовать для чистого заряда топлива / воздуха.

Наша настроенная выхлопная система совершенно другая. Когда вы ломаете нашу выхлопную систему, у вас остается два «набора» труб; первичный (комбинация коллектор / коллектор) и вторичный (труба после коллектора).Первичный блок состоит из четырех независимых трубок, которые соединяются в «коллекторе 4-1» (см. Ниже). Когда каждая «выхлопная струя» отработавшего топлива проходит через первичные фильтры, остается вакуум. В нашей настроенной выхлопной системе мы отрегулировали длину каждой трубы так, чтобы вакуум достигал коллектора как раз вовремя, чтобы «высасывать» выхлоп из следующего цилиндра. Выхлопные газы не только выталкиваются цилиндром, но и «извлекаются» вакуумом, поэтому в следующем цикле в цилиндр поступает более крупный и свежий заряд. Настроенная выхлопная система действительно способствует более плавной, более прохладной и, наконец, более мощной работе двигателя.

Создание «настроенного выхлопа систем потока энергии» не так просто, как вы думаете. Производство настроенной выхлопной системы начинается с гибки трубы. Трубогибочные машины — это мощные гидравлические машины, которые запускают гибкую «оправку» внутри трубы одновременно с тем, как труба изгибается вокруг определенного радиуса. Мы сгибаем трубы оправкой так, чтобы площадь поперечного сечения трубы не уменьшалась, что помогает обеспечить плавный и не турбулентный поток воздуха везде, где это возможно.Загибаем на оправке коллекторные трубы, коллекторы и глушители. В некоторых случаях мы можем изготавливать трубы с несколькими изгибами как единое целое. Этот процесс очень дорог в разработке и неэффективен для некоторых частей.

Когда мы вернулись в Дейтона-Бич, наш родной город, выхлопные трубы стали сварными. Это суть нашего тонкого мастерства, так как все наши выхлопные системы изготавливаются вручную. Каждая система построена на калиброванном приспособлении. Мы следим за производством на каждом этапе и следим за тем, чтобы все было построено с соблюдением строжайших допусков.

Чтобы значительно снизить риск отравления угарным газом, мы «испытываем давление» каждого коллектора в сборе. Мы достигаем этого, закрывая скользящие соединения, погружая их в воду и создавая в системе давление не менее 2 фунтов на квадратный дюйм. Затем мы проверяем сварные швы на предмет пузырьков воздуха, указывающих на утечку. Если есть только самая маленькая утечка, мы отклоняем деталь. Однако, если коллектор проходит испытание, он покидает Дайтону на отжиг.

Каждый из наших сварных коллекторов прошел отжиг. Этот процесс включает нагрев коллектора до более чем 1800 градусов по Фаренгейту в огромной печи, а затем медленное охлаждение сборки в контролируемой среде.Это снижает напряжение сварных швов до молекулярного уровня, уменьшая вероятность преждевременных трещин. Наши коллекторы снова проходят испытания под давлением, а затем покрываются нержавеющей сталью авиационного качества.

Наши опорные стержни гнутся (при необходимости), привариваются и окрашиваются порошковой краской.

После сварки наши выхлопные трубы электрополированы или покрыты керамикой. Процесс электрополировки химически изменяет поверхность нержавеющего металла, погружая металл в химическую ванну и посылая электрический заряд как через химическое вещество, так и через нержавеющую деталь.Это удаляет грязь и сажу и переносит блестящую часть металла, хром, на поверхность металла, оставляя только красивый блеск. Со временем высокие температуры в выхлопе повлияют на блестящий глушитель, что приведет к постепенному обесцвечиванию трубы глушителя. Трубке можно вернуть ее первоначальный «блеск», отполировав ее имеющимся в продаже полиролем для нержавеющей стали и не допуская попадания масла. Альтернативой тому, чтобы позволить детали обесцветиться, было найти способ не допустить воздействия тепла на нее.

В мае 2003 г. компания Power Flow Systems, Inc. получила одобрение FAA на эксклюзивный процесс керамического покрытия для своих выхлопных труб. Керамическое покрытие предотвратит обесцвечивание или посинение выхлопной трубы. Этот процесс доступен только для новых глушителей в сборе и не может быть применен к использованным глушителям. Существующие клиенты могут приобрести новый глушитель и зажим в сборе, или вы можете выбрать обновление до керамического во время размещения заказа.

После полировки или керамического покрытия глушители «набиваются» проволочной сеткой из нержавеющей стали с внешней оберткой из базальтового волокна.

Наконец, после того, как все части будут собраны, система готова к отправке. Мы проверяем соответствие каждой системы, собирая ее и устанавливая на нашем приспособлении для контроля качества. Мы четко отмечаем положение каждого жатки, так как он входит в коллектор, что значительно упрощает установку для вашего механика.

Чтобы гарантировать, что ваш выхлоп будет доставлен к вам в целости и сохранности, мы используем специальную машину, которая разворачивает вспенивающуюся пену. Эта пена, завернутая в лист пластика, полностью окружает вашу выхлопную систему, обеспечивая полную защиту от небрежных судоходных компаний.

Вся продукция, производимая Power Flow Systems, Inc., проходит строгие и строгие процедуры обеспечения качества. Мы обладаем сертификатом производителя запчастей FAA (PMA) для всей нашей сертифицированной продукции. Это означает, что вся наша производственная система находится под строгим контролем Федерального управления гражданской авиации (FAA).

Каждый компонент проходит не менее трех внутренних проверок качества. Чтобы обеспечить дополнительную безопасность и надежность, мы также предпринимаем дополнительные шаги, выходящие за рамки типичных для отрасли процедур.

Например:

• Все трубки в наших системах изготовлены из нержавеющей стали 321, а трубки изогнуты на оправке, а не отлиты или формованы. Наши коллекторы / стояки и внутренние коллекторные трубы имеют толщину 0,049 дюйма. Типичные оригинальные выхлопные системы используют толщину 0,035 дюйма. Это означает, что наши системы на 40% толще оригинала.
• После первоначального изготовления наша центральная коллекторная система подвергается вакуумному отжигу для снятия любых напряжений, возникающих в процессе производства, и для обеспечения большей долговечности системы.
• Наши выпускные фланцы вырезаются лазером, а не штампуются и привариваются по два раза к каждому коллектору / стояку (внутри и снаружи), тогда как в исходных системах обычно бывает только внешний сварной шов. Конструкция обогрева кабины, используемая в настроенных выхлопных системах Power Flow, не только на 50% эффективнее, но и имеет гораздо меньше сварных швов, что значительно снижает вероятность попадания угарного газа в кабину.
• Нагревательная конструкция карбюратора, используемая в настроенных выхлопных системах Power Flow, имеет до 50% большую площадь поверхности, чем оригинал.В нашей выхлопной системе не используются зажимы в местах соединения коллекторов / стояков с центральной системой коллектора. Вместо этого мы используем посадки скольжения с малым допуском, которые не только сокращают объем технического обслуживания, но и значительно уменьшают вероятность появления трещин, связанных с вибрацией и другими напряжениями. Каждая из наших полных систем собирается на стапеле двигателя перед отгрузкой, чтобы обеспечить безотказную установку на самолет заказчика.
• Перед отправкой каждая выхлопная система проходит около 160 проверок качества.Для любого из наших продуктов нет повторяющихся бюллетеней обслуживания (SB) или директив по летной годности (AD). Наш отдел обогрева салона требует только визуального осмотра каждые 100 часов или ежегодного осмотра в соответствии с исходными инструкциями производителя самолета.

После того, как мы взяли на себя обязательства по выпуску нашего следующего самолета, мы проводим ряд испытаний до и после. Перед любым производством мы установим наши инструменты для сбора данных. К ним относятся полный калиброванный приборный комплекс Electronics International, датчики температуры головки цилиндров (CHT) и температуры выхлопных газов (EGT) для каждого цилиндра, расходомер топлива, датчик OAT, датчик температуры нагрева карбюратора, измеритель уровня звука, оптический тахометр, калиброванный высотомер и указатель воздушной скорости.

Затем мы набираем высоту и бежим на полную мощность на заданной высоте. Каждый полет записывается на видеокассету для последующего просмотра. Затем наши данные вводятся в наш компьютер и анализируются.

Принимая во внимание эти проанализированные данные, мы затем изготовили прототип настроенного выхлопа. Один только этот процесс может занять до трех недель.

После установки прототипа мы продолжаем летные испытания. После просмотра данных мы вносим необходимые изменения в длину или трассу трубок.Когда у нас есть продукт, которым мы довольны, мы отправляем окончательные запросы на сертификацию в FAA.

Обычной практикой является использование динамометра (Dyno) для измерения производительности двигателя. Люди часто используют эту машину для сбора данных о том, что именно делает двигатель. Dyno может сообщить нам температуру головки цилиндров, температуру выхлопных газов, показания расхода топлива и, самое главное, количество лошадиных сил!

Нам посчастливилось побывать на Ly-Con. Компания Ly-Con, расположенная в Калифорнии, является лидером в области капитального ремонта высокопроизводительных двигателей. У них есть самое современное оборудование, в том числе стенд для авиационных двигателей. Чтобы доказать, на что способна наша система, и, надеюсь, преодолеть некоторый скептицизм, мы установили выхлопную систему Power Flow Tuned Exhaust на одном из их испытательных стендов и сравнили динамические числа с тем же двигателем с выхлопом OEM Cessna. В качестве двигателя использовался Lycoming O-320 A1A, мощностью 160 л.с., дино-буровая установка

Вот что мы обнаружили:

Пиковая мощность в лошадиных силах:

PFS Tuned Exhaust: 157,1 л.с.

OEM Cessna выхлоп: 133.3hp

Это разница в 23,8 л.с.! Эти дополнительные лошади действительно дают вам драматический угол наклона на подъемах Vx и Vy. Это, безусловно, самая впечатляющая разница, которую вы заметите во время первого полета после установки.

Основная цель процесса сертификации состоит в том, чтобы получить дополнительный сертификат типа (STC) и разрешение на производство деталей (PMA) FAA. Это позволяет нам продавать и устанавливать наши настроенные выхлопные системы.

Хотя здесь не так много шагов, весь процесс может занять до года, прежде чем будет выпущен STC!

Первый шаг включает подачу заявки на STC / PMA в местный офис FAA.В этом приложении указано, какой продукт мы хотим сертифицировать, и на каком воздушном судне оно будет установлено. Приложение также включает график завершения различных фаз проекта, а также некоторые административные данные.

Далее, после того, как все сборочные чертежи (коллекторы, коллекторы и т. Д.) Сделаны, они отправляются на рассмотрение. Затем мы должны дождаться заявления о соответствии, в котором после подписания FAA говорится, что нам разрешено переходить к утвержденному предложению об испытаниях.Преодоление этого препятствия — 75% битвы. После того, как все было согласовано, переходим к осмотру и тестированию готовой сборки. Здесь представитель FAA становится свидетелем установки и летных испытаний. Если все в порядке, представитель FAA подает рекомендацию для STC. Затем эта рекомендация проверяется, и, если проблем нет, мы отправляем STC!

Звучит довольно просто? Что ж, может быть, но имейте в виду, что если будет обнаружено что-то, что не соответствует строгим допускам FAA, на исправление могут уйти недели.Это может быть простая повторная сварка заголовка или перевод самолета в экспериментальную категорию на три месяца.

Мы стараемся работать с FAA максимально эффективно, но иногда единственный ответ — терпение.

Теория выхлопного коллектора и правильная настройка выхлопа — Burns Stainless

Чтобы объяснить влияние настройки выхлопа на производительность, давайте кратко рассмотрим цикл 4-тактного двигателя. Первым шагом в 4-тактном процессе является такт впуска.При открытом впускном клапане поршень движется вниз по цилиндру, втягивая свежий воздух и топливную смесь в цилиндр (такт впуска). Когда поршень приближается к нижней мертвой точке, впускной клапан закрывается, и цилиндр перемещается вверх по цилиндру, сжимая заряд воздуха / топлива (такт сжатия). Когда поршень находится в верхней части хода, свеча зажигания воспламеняется и воспламеняет сжатую смесь, вызывая по существу закрытый взрыв. Давление воспламененного топлива толкает поршень вниз по цилиндру, передавая мощность на поршень, шток и, наконец, на коленчатый вал (рабочий ход).После достижения нижней мертвой точки выпускной клапан открывается, и поршень выталкивается вверх по цилиндру, вытесняя выхлопные газы из выпускного отверстия и коллектора (такт выпуска).

Когда выпускной клапан открывается, относительно высокое давление в цилиндре (70–90 фунтов на квадратный дюйм) вызывает выброс выхлопных газов, и большая волна давления проходит по выхлопной трубе. Поскольку клапан продолжает открываться, выхлопные газы начинают проходить через седло клапана. Выхлопные газы текут со средней скоростью более 350 футов / сек, а волна давления распространяется со скоростью звука около 1700 футов / сек.

Как видно, существует два основных явления, происходящих в выхлопных газах: поток частиц газа и распространение волны давления. Цель выпуска — удалить как можно больше частиц газа во время такта выпуска. Правильное обращение с волнами давления в выхлопе может помочь нам в этом и даже помочь нам «перезарядить» двигатель.

Когда волна давления выхлопных газов достигает конца выхлопной трубы, часть волны отражается обратно в цилиндр в виде волны отрицательного давления (или вакуума).Эта отрицательная волна, если она правильно рассчитана для достижения цилиндра во время периода перекрытия, может помочь удалить остаточные выхлопные газы в цилиндре, а также может инициировать поток всасываемого заряда в цилиндр. Поскольку волны давления распространяются со скоростью, близкой к скорости звука, синхронизация отрицательной волны может контролироваться длиной первичной трубы для конкретных оборотов в минуту.

Сила отражения волны основана на изменении площади по сравнению с площадью исходной трубы.Большое изменение площади, например, на конце трубы, вызовет сильное отражение, тогда как меньшее изменение площади, как в коллекторе, приведет к менее сильной волне. Коллектор 2-1 будет иметь меньшее изменение площади, чем коллектор 4-1, создающий более слабую волну давления. Кроме того, коллектор слияния будет иметь меньшее изменение площади, чем коллектор стандартной формы, производящий более слабую волну.

Итак, хитрость к правильной настройке выхлопа заключается в том, чтобы настроить выхлопную систему, чтобы создать отрицательную волну надлежащей силы, которая должна возникнуть при перекрытии цилиндров.Различные конструкции выхлопных газов развивались на протяжении многих лет на основе теории, но большинство из них все еще строятся на основе экспериментов «пробуй и пробуй». Только недавно компьютерные программы, такие как Burns X-design или высокопроизводительные программы моделирования двигателей, смогли помочь в этом процессе. Практичные инструменты, такие как регулируемые по длине первичные трубы и регулируемые коллекторы B-TEC и DynoSYS , позволяют быстрее вносить изменения в конструкцию на стенде или в автомобиле. При рассмотрении конструкции заголовка необходимо учитывать следующие моменты:

1) Диаметр первичной трубы коллектора (также будь то трубы постоянного размера или ступенчатые трубы).
2) Общая длина первичной трубы.
3) Коллекторная упаковка, включая количество труб на коллектор и размер выпускного отверстия.
4) Пакет мегафон / выхлопная труба.

Выхлопные системы

и как повысить производительность

Если вы думали, что более крупная выхлопная система означает большую мощность, вы ошиблись.Вот все, что вам нужно знать о выхлопных системах и способах увеличения производительности

Выхлопная система от europeanautosource.com

Нет ничего плохого в том, чтобы выбрать выхлоп на основании того, как он звучит или выглядит, если, конечно, ваша цель — улучшить звук / внешний вид. Однако если ваша цель — повысить производительность, это совсем другая история. Давайте разделим это на четыре части:

1. Какие части выхлопной системы?
2. Почему следует модернизировать выхлоп?
3. Результаты испытаний модернизации выхлопной системы серийного автомобиля: стоит ли оно того?
4. Alex’s MX-5: Следует ли оборачивать выхлоп с помощью термообмотки?

Если вы не знакомы с выхлопами, в этом видео будут подробно описаны основные моменты:

1. Какие части выхлопной системы?

Выпускной коллектор / коллектор
Это первая точка контакта выхлопных газов после их выхода из головки блока цилиндров. Это также обычно модернизируемый элемент, когда тяжелые литые коллекторы заменяются трубчатыми коллекторами. Идея модернизации выпускного коллектора обычно сводится к увеличению диаметра выпускного трубопровода, а также к увеличению продувки выхлопных газов путем выравнивания импульсов выхлопных газов в благоприятной манере.

Каталитический нейтрализатор
Это устройство, которое позволяет вам дышать воздухом во время вашего визита в Лос-Анджелес.Он забирает поступающие NOx, CO и несгоревшие углеводороды из выхлопных газов и «преобразует» их в гораздо менее вредные N2, O2, CO2 и h3O.

Трубопровод
Идеально, если насос выхлопных газов не должен находиться прямо под автомобилем, наполняя кабину дымом. Вам понадобятся трубы, чтобы направить воздух в другое место.

Резонатор
Хотя он не является обязательной частью выхлопной системы, его часто включают, поскольку он помогает устранить шум.Резонаторы работают, отклоняя звуковые волны и подавляя друг друга, и обычно они настроены на определенную частоту, на которой шум двигателя является громким или нежелательным.

Глушитель
Существует много типов глушителей, но цель одна и та же: устранение шума. Один из наиболее распространенных способов их работы — перенаправление воздушного потока. По пути выхлоп проходит через пористые трубы, которые позволяют выхлопным газам расширяться и превращаться в звукопоглощающий материал, сводя к минимуму шум, который в конечном итоге выходит из выхлопной трубы.

2. Почему следует модернизировать выхлопную систему?

Когда я задумался о модернизации выхлопной системы на моей машине, моей первоначальной целью было просто посмотреть, имеет ли это какое-либо значение.Будет ли производительность увеличиваться или уменьшаться? Важно понимать, что скорость, с которой выходит ваш выхлоп, является одним из ключевых элементов его производительности. Когда ваш двигатель работает на низких оборотах, количество выходящих выхлопных газов невелико, поэтому скорость его выхода из выхлопа мала. Вы можете увеличить эту скорость, используя трубу меньшего размера, но это создаст ограничение для более высоких оборотов.

Очистка выхлопных газов делает выхлопную систему более эффективной, потому что, когда выхлопные газы выходят из двигателя (при каждом такте выхлопа двигателя), у вас есть область высокого давления, ведущая импульс выхлопа, за которой следует область низкого давления (с переходом ).Эта область низкого давления помогает вывести следующий выхлопной импульс, а это означает, что поршню будет меньше работы, когда он вытесняет выхлопные газы. В конечном итоге цель состоит в том, чтобы добиться максимальной скорости истечения с наименьшими ограничениями (что, конечно, не так просто, как написать это предложение).

Вся идея заключается в увеличении диаметра выхлопных газов по мере увеличения количества выхлопных газов, создаваемых вашим двигателем. Это уменьшает ограничение и обеспечивает больший поток. Если вы изменили двигатель, вам также необходимо будет изменить выхлоп, чтобы обеспечить больший приток воздуха.

В этом видео объясняется логика снижения производительности:

3. Результаты испытаний модернизации выхлопной системы Integra

На мою «99 Integra» я установил выхлопную трубу с внутренним диаметром 2.25 дюймов по сравнению со стандартным выхлопом, который имел внутренний диаметр 1,8 дюйма. Это единственная модификация, которая была на машине для испытаний. Результаты несколько предсказуемы, но, безусловно, интересно узнать о них. Для тестирования я провел по три ускорения на каждой из 1-й, 2-й и 3-й передач, как с штатным, так и с вторичным выхлопом. Я взял среднее значение каждого из трех значений времени выполнения, показанных ниже:

9064 -0,73%

	Низкая частота вращения	Средняя частота вращения	Средняя / высокая частота вращения
Передача / скорость	3-я передача (20-40 миль / час)	2-я (20-40 миль / час)	2-я (20-40 миль / час) 1-я 2к-6к об / мин
Сток (сек. )	4,622	3,056	2,200
Катбэк (сек.)	4,656	2,978	2,133
% Дифференциал	-0,73%

Что вы можете видеть, так это то, что стандартный выхлоп был идеальным для нижнего диапазона оборотов (на 0,73% быстрее), в то время как выхлопной выхлоп работал лучше, когда вы входили в более высокий диапазон оборотов (3. На 09 процентов быстрее). Дальнейший анализ данных, которые у меня были, показал, что кат-спек лучше всего работает в диапазоне 5000-6000 об / мин. Полное объяснение результатов теста смотрите в видео ниже:

Итак, почему вы должны модернизировать или не модернизировать выхлопную систему, если вы достигнете аналогичных результатов?

Daily Driver
Если вы начинаете с полностью стоковой машины, и эта машина является вашим ежедневным водителем, вы получите лучшую производительность на нижнем уровне с заводским выхлопом, и это, вероятно, будет число оборотов в минуту диапазон, в котором вы остаетесь большую часть вождения.

Track Car
Если это автомобиль, предназначенный для энергичного вождения, имеет смысл, даже в случае серийного автомобиля, обновить выхлопную систему. Если вы поддерживаете двигатель в более высоком диапазоне оборотов во время движения (например, на треке), вы выиграете от отсутствия ограничений, которые обеспечивает более крупный выхлоп. Тем не менее, выхлоп будет гораздо более значимым, если вы действительно улучшите характеристики двигателя.

Это подводит нас к последней теме обсуждения, Alex MX-5:

4. Alex’s MX-5 и термоупаковка

Помимо причин, по которым Алекс упомянул в своем видео теплоизоляцию выхлопной трубы, каковы причины этого? На ум приходит несколько вещей:

Преимущества:

• Тепло — это энергия. Если вам нужна энергия тепла для питания чего-то в автомобиле (например, турбокомпрессора), имеет смысл сохранить как можно больше этого тепла. Это одна из причин, почему в автоспорте можно встретить термообертывание с принудительной индукцией.Это также причина, по которой Mercedes сохранил очень маленькую выхлопную систему в своем автомобиле Формулы 1, так как это дает ему меньше времени для потери тепла (и экономит вес). Открытый выхлоп излучает тепло, и это энергия, которая в противном случае могла бы быть собрана. Другими словами, Miata Алекса напоминает одну из величайших технологий в автоспорте.
• Тепло вредно для приема пищи. Если в моторном отсеке очень жарко, температура на впуске повысится. Вы все слышали эту историю — менее плотный воздух означает меньше кислорода и меньше энергии.Теплоизоляция выхлопной трубы в некоторых случаях может снизить температуру моторного отсека и вместо этого отводить больше тепла из выхлопной трубы.
• По мере остывания выхлопа он замедляется. Поддержание высоких температур выхлопных газов поддерживает высокую скорость, и это улучшает продувку выхлопных газов.

Недостатки:

• После ознакомления с несколькими условиями и положениями гарантии кажется очень распространенным, что упаковка выхлопной трубы приводит к аннулированию гарантии на изделие.Означает ли это, что ваш выхлоп будет перегреваться и треснуть / выйти из строя? Не обязательно, но это также означает, что производитель не разрабатывает продукт, способный выдерживать высокие температуры. Если вы используете выхлоп на короткое время для автоспорта, это может не иметь большого значения. Если это ежедневный водитель, есть о чем подумать. В идеале вы хотите протестировать до и после обертывания выхлопной трубы, чтобы увидеть, какой прирост производительности она дает, и использовать эти знания в будущих попытках определить, стоит ли оно того.

Когда дело доходит до выхлопов и модификации вашего автомобиля в целом, это действительно важно, не так ли? Вы можете делать все математические вычисления, проектировать это с лучшими намерениями, но в конечном итоге вам нужно проверить это, чтобы определить, каков реальный прирост производительности.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше об инженерных решениях

Выхлопные системы

Performance | Глушители, коллекторы, системы обратного охлаждения

Высокопроизводительная выхлопная система дает вам максимальную отдачу от покупки аксессуаров, поскольку она затрагивает очень многие ваши чувства.Когда вы нажимаете на педаль газа и прижимаетесь к сиденью, вы чувствуете увеличение мощности. Вы можете увидеть полированный наконечник из нержавеющей стали и полюбоваться тем, как он дополняет стиль вашей поездки. И когда вы слышите грохот выхлопа, который переходит в рев, когда вы ускоряетесь, вы получаете глубокое, интуитивное ощущение.

Некоторые из имеющихся у нас выхлопных систем включают H-образную или X-образную трубу, поскольку было доказано, что добавление такой трубы к двойной выхлопной системе позволяет увеличить мощность двигателя.Когда в одном ряду цилиндров происходит выхлоп из двух закрытых цилиндров, в другом блоке ничего не происходит, поэтому соединение обеих труб эффективно увеличивает выхлопную систему, позволяя этим импульсам выхлопа проходить через обе стороны системы. Поток выхлопных газов увеличивается, потому что оба ряда цилиндров используют обе стороны выхлопной системы, а увеличенный поток выхлопных газов означает большую мощность.

Каждая из предлагаемых нами систем была разработана с использованием стендов и динамометрических стендов для определения наилучшего способа уменьшения ограничений и улучшения потока выхлопных газов для увеличения мощности. Хотя конструкция глушителя может отличаться, все наши выхлопные трубы изогнуты на оправке. Изгиб оправки обеспечивает плавные изгибы и сохраняет размер и форму трубы по всей длине. Трубы, которые не изогнуты на оправке, могут потерять часть своего диаметра из-за острых изгибов, что создает ограничения.

Звук — такой же важный фактор при покупке выхлопной системы, как и повышенная мощность. Вот почему каждая из наших систем была протестирована, чтобы убедиться, что вы получаете правильный звук выхлопа, чтобы вам было приятно садиться за руль.Производительность и звук важны, но выхлопная система также должна быть сделана из качественных материалов, чтобы она прослужила долго. Все наши системы изготавливаются из нержавеющей или алюминизированной стали, что обеспечивает длительный срок службы. В каждом из них есть стильные насадки для выхлопа, обычно сделанные из нержавеющей стали и полированные для визуального эффекта, но если вы предпочитаете что-то другое, ознакомьтесь с нашей подборкой насадок для выхлопных газов.

Большинство имеющихся у нас выхлопных систем — это системы «кошачьей спины», то есть они включают в себя все, что нужно для замены выхлопной системы за каталитическим нейтрализатором.Это означает, что ваша система выбросов не пострадает, и ваш автомобиль все равно пройдет проверку на смог. Однако, если вам когда-либо понадобится заменить каталитический нейтрализатор, мы можем предложить вам вариант повышения производительности, который позволит должным образом снизить выбросы, но с увеличенным потоком выхлопных газов по сравнению с исходным заводским преобразователем. Эти преобразователи имеют монолитный сотовый катализатор, рассчитанный на максимальный поток, и более плавные входные и выходные соединения.

Если вы хотите пойти еще дальше, чтобы уменьшить ограничения выхлопа и увеличить мощность, подумайте об установке коллекторов.Коллекторы заменяют заводские выпускные коллекторы, которые обычно плохо пропускают воздух. Выхлопной коллектор имеет отдельные трубы для каждого выпускного отверстия, позволяя каждому импульсу выхлопа беспрепятственно выходить из головки блока цилиндров. Все трубки встречаются в большей трубке, называемой коллектором. Трубы на коллекторах обычно больше в диаметре, чем направляющие на выпускном коллекторе, и трубы изогнуты оправкой для постепенного изгиба радиуса, что уменьшает ограничение и увеличивает поток выхлопных газов.

Наука и внедрение высокопроизводительных выхлопных систем

Звук и ярость

ПРИМЕЧАНИЕ: Все наши продукты, конструкции и услуги ЯВЛЯЮТСЯ ОРГАНИЧЕСКИМИ, БЕЗ ГЛЮТЕНА, НЕ СОДЕРЖАТ ГМО и не нарушат чьи-либо драгоценные ЧУВСТВА

ЭТО МОДИФИЦИРОВАННАЯ ВЕРСИЯ СТАТЬИ

Джека Кейна, которая появилась в выпуске 036 журнала
RACE ENGINE TECHNOLOGY MAGAZINE .

Слишком часто производители двигателей и шасси не задумываются о выхлопе двигателя, но его конструкция и конструкция существенно влияют на характеристики автомобиля.Выхлопная система может быть жизненно важным инструментом для оптимизации производительности двигателя благодаря тому, как ее конструкция управляет волнами давления, которые могут в решающей степени способствовать наполнению цилиндров и продувке. С другой стороны, выхлопная система создает множество проблем. Это основной путь потерь тепловой энергии; и это может быть кошмар для упаковки автомобилей.

Окружающая среда, в которой должна выдержать выхлопная система соревнований, и особенно коллектор двигателя, может быть описана только как жесткое сочетание температур, напряжений, коррозии и вибрации.Современная выхлопная технология может помочь уменьшить проблемы и помочь максимизировать потенциальные выгоды от системы.

Рисунок 1
Двигатель BMW Formula-One на полной мощности

Интересно, что после разговоров с несколькими высокопоставленными и признанными экспертами в этой области, хотя существует общее согласие относительно того, какие функции вызывают улучшения, существуют разные мнения о причинах, по которым эти улучшения происходят.

Основы

Вычисление того, что на самом деле происходит во время цикла выпуска, представляет собой очень сложную задачу в потоке сжимаемой жидкости, детали которой подробно объясняются в нескольких текстах, мой любимый — «Проектирование и моделирование четырехтактных двигателей» профессора Гордона Блэра. Для целей этой статьи нижеследующее чрезмерно упрощенное объяснение будет служить для иллюстрации принципов.

Событие выхлопа состоит из двух отдельных компонентов. Первый — это удаление отработавших газов из цилиндра, которое происходит в виде импульса горячего газа, выходящего из цилиндра и стекающего по первичной трубе коллектора. Второй — это (намного более быстрое) распространение волны давления в порту, вызванное скачком давления, который происходит при открытии выпускного клапана, и различными отражениями этой волны.Правильное использование этих волн давления (компонент два) может значительно улучшить очистку цилиндра (компонент один) и может сильно способствовать притоку свежего заряда.

Рассматривая компонент 1, когда выпускной клапан впервые открывается в 4-тактном поршневом двигателе, давление в цилиндре все еще значительно выше атмосферного. В двигателе с искровым зажиганием без наддува, который сжигает бензин и работает с высоким BMEP, давление может составлять 7 бар или более, а давление в выпускном отверстии клапана составляет где-то около 1 бара (атмосферное). Когда клапан открывается, перепад давления в быстро меняющемся отверстии клапана (степень сжатия примерно 7) запускает поток выхлопных газов через отверстие, и выброс заставляет давление в канале (за клапаном) быстро увеличиваться, или » шип».

Мгновенная скорость потока выхлопных газов в любой точке определяется градиентом давления и площадью поперечного сечения в этой точке. В коллекторе меньший диаметр трубы увеличит скорость при заданных оборотах в минуту, что может улучшить настройку волны давления (второй компонент) и может быть выгодным с точки зрения инерционных эффектов.Однако, если диаметр слишком мал, возникнут потери потока и последующее увеличение градиента давления, что может компенсировать любое усиление настройки. Таким образом, выбор правильных диаметров трубок является важной частью дизайна.

В начале цикла выпуска разность давлений на клапане высока, поэтому мгновенная скорость частиц газа через небольшое отверстие выпускного клапана очень высока. Когда-то после середины такта выпуска большая часть выхлопных газов покинула цилиндр. В это время площадь отверстия клапана довольно велика, а давление в цилиндре приближается к атмосферному, что приводит к тому, что мгновенная скорость частиц через клапан намного ниже. Именно на той стадии цикла выпуска отработавших газов второй компонент становится важным.

Чтобы помочь с объяснением второго компонента, Рисунок 2 показывает следы давления в цилиндре (черный), давления в канале впускного клапана (голубой) и давления в канале выпускного клапана (красный), взятые из имитация двигателя с высоким BMEP, работающего вблизи оптимальной точки настройки для впуска и выпуска.

Рисунок 2
Давление на впускном и выпускном отверстиях и в цилиндрах с эффективной настройкой

Вторая составляющая — результат «скачка» давления, который происходит в EVO, показанный пиком в красной линии на Рис. 2 , сразу после EVO. Этот скачок давления, или волна давления, движется по трубе в сумме локальной скорости звука плюс скорость частицы в потоке газа. Каждый раз, когда волна давления встречает изменение площади поперечного сечения трубы, возникает отраженная волна давления, которая распространяется в противоположном направлении.Если изменение площади увеличивается (ступенька, коллектор, атмосфера), смысл отраженной волны давления (сжатие или расширение) меняется. Если изменение площади уменьшается (например, конец другого порта с закрытым клапаном или сопло турбонагнетателя), ощущение отраженной волны не меняется. Амплитуда отраженной волны в первую очередь определяется пропорциональным изменением площади поперечного сечения (соотношением площадей), но амплитуда в любом случае уменьшается.В целях приближения скоростью частицы можно пренебречь, потому что ее эффект самокомпенсируется во время обхода волны. Однако это необходимо учитывать при высокоточном моделировании. Эти волны иногда называют волнами конечных разностей из-за методов численного моделирования конечных разностей, используемых для расчета их характеристик распространения.

В случае первичного коллектора с текущим потоком, инициированная EVO волна положительного давления (сжатия) отражается обратно в виде волны отрицательного давления (расширения).Если возвращение отраженной волны отрицательного давления обратно к выпускному клапану может происходить во время последней части цикла выпуска, результирующее более низкое давление в канале усилит отвод отработавших газов из цилиндра и уменьшит давление в цилиндре, так что, когда впускной клапан открывается, низкое давление в цилиндре начинает перемещать свежий заряд в цилиндр, в то время как поршень замедляется до остановки в ВМТ.

Примечание в Рисунок 2 , как давление в цилиндре (черный) и давление в выпускном отверстии (красный) становятся сильно отрицательными примерно от середины такта выпуска до ВМТ).Также обратите внимание, как отраженная волна положительного давления второго порядка во впускном тракте (светло-голубая) достигает задней части впускного клапана непосредственно перед IVO и работает вместе с правильно рассчитанными отрицательными давлениями выхлопных газов, чтобы начать перемещение свежего заряда в цилиндр.

Если, с другой стороны, волна отрицательного давления выхлопных газов прибывает в неоптимальное время, ее эффекты могут быть вредными для очистки цилиндра и приема свежего заряда. Отраженная положительная волна во время перекрытия (например, от сопла турбокомпрессора) может толкать большое количество выхлопных газов обратно в цилиндр и во впускную систему.

Рисунок Три показывает те же три кривой давления, когда двигатель работает значительно выше точек настройки впуска и выпуска. Помимо снижения эффективности дыхания, обратите внимание на дополнительные насосные потери из-за более высокого давления в цилиндре в последней части цикла выпуска, частично вызванные поздним приходом отраженного отрицательного импульса выпуска.

Рисунок 3
Давление на впускном и выпускном отверстиях и в цилиндрах с плохой настройкой

Время прихода отрицательной волны на заднюю (левую) сторону выпускного клапана определяется частотой вращения двигателя, скоростью звука в трубе и расстоянием от клапана до соответствующего изменения площади. Эти три фактора заставят настройку выхлопа входить и выходить из строя в диапазоне рабочих скоростей двигателя. Сложные конструкции позволяют создавать системы, имеющие более одной точки настройки. Наиболее показательный пример настройки импульсов выхлопа наглядно демонстрируется работой двухтактных двигателей с продувкой картера и поршневыми портами.

На соответствующем расстоянии настройки от выпускных клапанов первичные трубы от двух или более цилиндров часто объединяются в большую коллекторную трубу, которая обеспечивает увеличение площади для генерации отраженных волн, описанных выше.

Используя систему 4-в-1 в качестве примера, четыре первичные трубки в идеале будут иметь одинаковую длину центральной линии и будут резко переходить в зону, площадь которой примерно в три-четыре раза больше площади первичной. Чем больше поперечное сечение Площадь коллекторной трубки плюс площадь всех других трубок в том же соединении по сравнению с площадью активной первичной трубки (отношение площадей), тем больше будет амплитуда отраженной волны. Однако коллектор имеет оптимальный размер: слишком большая площадь и волновая настройка коллектора будет уменьшена.Оптимальная длина связана с количеством подаваемых в нее цилиндров.

Эффект прямого коллектора — это, как правило, очень резкая настройка, при которой длина основных компонентов может варьироваться для создания эффекта «раскачивания» кривой крутящего момента вокруг ее пика. Удлинение трубок поднимает часть кривой ниже пика и уменьшает часть выше пикового крутящего момента; их сокращение имеет обратный эффект. Были разработаны различные стратегии для распространения эффекта настройки выхлопа на более широкий диапазон оборотов.Эти стратегии обычно включают генерацию дополнительных волн меньшей амплитуды (например, дополнительные, более мелкие шаги) или попытки увеличить ширину (длительность) импульса за счет амплитуды импульса за счет использования сужающейся части для увеличения изменения площади на более длительное время. период времени.

На рисунке 4 показано одно из этих устройств, известное в Штатах как «сборщик слияния». Первичные компоненты сходятся в область сопла, которая больше первичной площади, но меньше конечного размера коллектора.Это поддерживает скорость газа немного дольше, помогая очистить соседние трубы, а меньшее соотношение площадей уменьшает амплитуду отраженной волны. Сечение за соплом сужается до конечного диаметра коллектора, позволяя потоку замедляться с лучшим восстановлением давления, чем при резком переходе, и увеличивает ширину отраженной волны. Характеристики отраженной волны можно настраивать с помощью различных площадей сопла, различного конечного диаметра и длины коллектора, а также длины сужающейся части.Общий эффект обычно направлен на усиление определенной части кривой крутящего момента и на расширение диапазона оборотов, в котором это усиление является эффективным.

Рисунок 4
A «Коллектор слияния»

Иногда утверждают, что скорость звука является функцией давления, плотности, температуры и / или фазы Луны. На самом деле скорость звука в идеальном газе (который имитирует воздух) является функцией жесткости газа, деленной на плотность. Когда кто-то выполняет арифметические действия, необходимые для создания уравнения, в котором используются известные параметры, члены жесткости и плотности заменяются эквивалентами закона идеального газа, в результате получается уравнение: Va (скорость звука в метрах в секунду) = квадратный корень (S x R x T), где S — отношение удельных теплоемкостей (приблизительно 1.4 для воздуха при 25 ° C, 1,35 для выхлопных газов при 500 ° K), R — газовая постоянная (приблизительно 287 Дж / кг- ° K для воздуха, 291 для выхлопных газов), а T — абсолютная температура (° K, что составляет ° C + 273).

Это сводится к тому, что как только у человека есть значения удельной теплоты и газовой постоянной для данного газа (или смеси газов), скорость звука изменяется только в зависимости от температуры. Чтобы добавить немного сложности, мгновенная температура выхлопного газа изменяется вдоль выхлопного тракта, возможно, до 150 ° C в первичной трубе.

Следующее интересное основание состоит в том, что по мере увеличения степени давления в плавно уменьшающемся сопле скорость частиц на наименьшей площади поперечного сечения увеличивается с увеличением степени сжатия, пока не достигает локальной скорости звука. Как только он достигнет скорости звука, независимо от того, насколько больше становится отношение давлений, скорость газовых частиц остается звуковой («подавленной»). Увеличение давления перед соплом приведет к увеличению массового расхода из-за увеличения плотности перед соплом, но скорость частиц через сопло остается звуковой.

Для воздуха, проходящего через плавно уменьшающееся сопло, степень давления, которая вызывает только звуковой поток («критическое отношение давлений»), немного меньше 2,0. Для негладких и нерегулярных форсунок (например, выпускного клапана) критическое отношение давлений выше, но эффект тот же. Это означает, что в течение некоторого периода времени после EVO скорость потока частиц газа через выпускной клапан имеет локальную скорость звука, которая, как показано ниже, довольно высока при температурах выхлопных газов.

Опять же, следует отметить, что эти объяснения сильно упрощены. Существует несколько высокотехнологичных пакетов программного обеспечения для моделирования двигателей, которые, как утверждается, достаточно точно моделируют характеристики двигателя, включая явления выхлопной системы. Эти модели настолько сложны, что могут учитывать такую ​​эзотерику, как локальные градиенты температуры вдоль первичных, вторичных и коллекторных трубок. Для обеспечения точности эти модели полагаются на точные данные двигателя, включая коэффициенты расхода клапана при различных подъемах.Очевидно, что трудно определить точные данные о коэффициенте расхода для клапанов, особенно при высоких соотношениях давлений, что сильно влияет на пределы точности вычислений.

При этом несколько дизайнеров сказали мне, что моделирование имеет тенденцию быть менее точным при прогнозировании различных эффектов коллектора с точки зрения реальных эффектов геометрии, углов трубы и тому подобного. Один из подходов к этой проблеме заключался в использовании CFD-моделирования (трехмерного анализа) для коллекторов и объединении этих результатов с одномерным моделированием труб.

Выхлопные материалы

Обычно системы коллекторов изготавливаются из сварных наборов вырезок из предварительно сформированных U-образных изгибов и прямых сегментов труб из выбранного материала. Для этого есть несколько причин, но наиболее убедительной является тот факт, что для достижения проектной конфигурации обычно нет достаточного пространства для захвата между изгибами для формирования труб из единого куска трубы. В некоторых случаях, когда изгибы расположены не слишком близко друг к другу, трубы могут быть согнуты за одно целое с использованием оправки для гибки, которая будет сохранять круглое поперечное сечение трубы на протяжении всего изгиба и перехода.Типичный трубогиб для выхлопных труб, обычно используемый в автомобильных выхлопных цехах, не подходит для этой работы, поскольку эти трубогибы сильно искажают поперечное сечение изгибов и сужают площадь поперечного сечения.

Радиусы изгиба НКТ (радиус центральной линии изгиба на виде сверху) выражаются в единицах диаметра, кратных диаметру НКТ. Например, «изгиб 1,5-D» в трубке диаметром 2 дюйма будет иметь радиус изгиба 3 дюйма. Один производитель описал специальное оборудование, которое он изобрел для изготовления высококачественных выхлопных труб из листа. Первая машина скатывает листы в прямые отрезки труб необходимого диаметра. Вторая машина завершает прямую часть трубы непрерывным сварным швом, используя полуавтоматический процесс в среде защиты инертного газа. Третья машина делает то, что считалось невозможным: изгибает трубки из инконеля со стенкой 0,50 мм на секции с радиусом менее 1 D, сохраняя при этом точную геометрию поперечного сечения.

В гоночных коллекторах и выхлопных системах обычно используются несколько материалов, в зависимости от требований и рабочих температур.

Для наиболее требовательных применений обычно используются трубки из инконеля. Хотя название «Inconel» является зарегистрированным товарным знаком Special Metals Corp., этот термин стал чем-то вроде общей ссылки на семейство аустенитных суперсплавов на никель-хромовой основе, которые обладают хорошей прочностью при экстремальных температурах и устойчивы к окислению и коррозии. . Благодаря превосходным высокотемпературным свойствам Inconel может предложить повышенную надежность в системах коллектора, а в некоторых случаях это единственный материал, который подойдет. Высокотемпературные прочностные свойства могут способствовать уменьшению веса конструкции, поскольку при заданных требованиях к надежности Inconel позволяет использовать трубы с гораздо более тонкими стенками, чем можно было бы использовать с другими материалами. Загвоздка, как обычно, в том, что трубки из инконеля довольно дороги.

Некоторые сплавы Inconel сохраняют очень высокую прочность при повышенных температурах. Одним из фаворитов для применения в коллекторах является Inconel-625, твердый раствор, содержащий 58% никеля, 22% хрома, 9% молибдена, 5% железа, 3.5% ниобий, 1% кобальт. Он обладает хорошей свариваемостью с использованием процессов дуги в защитном инертном газе и хорошей формуемостью в отожженном состоянии, а также имеет более низкую скорость теплового расширения, чем нержавеющие сплавы, обычно используемые в выхлопных системах. Свариваемость и формуемость важны из-за несколько ограниченного количества размеров трубок Inconel, что часто приводит к необходимости формовать секции труб из листа. Предел текучести этого сплава при 650 ° C (1200 ° F) составляет 345 МПа (50 тыс. Фунтов на квадратный дюйм), а при 870 ° C (1600 ° F) — впечатляющие 276 МПа (40 тыс. Фунтов на квадратный дюйм).Как и в случае со многими металлами, жаропрочность снижается по мере того, как детали подвергаются воздействию экстремальных температур.

Трубки из инконеля

практически необходимы в высокопроизводительных системах с турбонаддувом, и несколько опытных игроков сказали мне, что все машины Формулы-1 и несколько команд Кубка используют инконель для своих коллекторов как для надежности, так и для экономии веса.

Один строитель сказал мне, что некоторые команды обычно используют заголовки из 0,50 мм (0.020 дюймов) стенка трубки из инконеля. Он также сказал мне, что, учитывая огромную тепловую нагрузку, создаваемую выхлопными газами современных двигателей Формулы-1, он серьезно сомневался, что комплект коллекторов из нержавеющей стали, даже в 1,6-миллиметровой стене (0,065 дюйма), выживет. Рисунок 1 , двигатель BMW F-1 на полной мощности, наглядно иллюстрирует эту сложную среду.

Существует несколько аустенитных нержавеющих сплавов, которые обычно используются в выхлопных системах. В порядке снижения температурных возможностей это 347, 321, 316 и 304.Кроме того, доступны специальные варианты химического состава основных сплавов (углерод, никель, титан и ниобий) для повышения жаропрочности этих сплавов.

Что касается использования нержавеющей стали, мне осведомленный источник сообщил, что в гонках на кубок NASCAR нержавеющие сплавы 304 и 321 использовались чаще, чем Inconel, в зависимости от предпочтений различных команд. Менеджер одной известной команды сказал мне, что ввиду того факта, что тонкостенные коллекторы Inconel (а) очень хрупкие и легко повреждаются в результате непреднамеренного неправильного обращения, (б) «гротескно» дороги и (в) обеспечивают почти неизмеримую прибыль Автомобиль весом 3600 фунтов, по его мнению, использование заголовков Inconel не является разумным рациональным использованием его ресурсов. Один производитель сообщил, что для оценки величины затрат один изгиб U-образной формы диаметром 2 дюйма и толщиной стенки 0,032 дюйма из инконеля будет стоить примерно 200 долларов, тогда как такой же изгиб в 321-нержавеющая сталь будет в диапазоне 65 долларов.

Несмотря на то, что титан достаточно хорошо работает в выпускных клапанах, практические пределы температуры для титановых сплавов, подходящих для труб, указаны на уровне около 300 ° C (575 ° F), что делает этот материал подходящим для легких выхлопных труб в различных областях и в некоторых приложениях для мотоциклов.Мой любимый поставщик титана сообщает, что коммерчески чистый (CP) титан 1 и 2 классов уже несколько десятилетий используется в выхлопных системах двухтактных мотоциклов для соревнований. Для облегчения многие из этих систем были изготовлены из трубок со стенкой 0,50 мм и рассматривались как расходные материалы, заменяемые после каждой встречи.

Можно задаться вопросом, почему те же материалы, что и титановые выпускные клапаны, не используются для выхлопных труб. По-видимому, причина проста в соотношении затрат и выгод, поскольку ориентировочная стоимость тонких листов Ti-6242 оценивалась в более чем 150 долларов за фунт при закупках большого количества.Добавьте к этому тот факт, что этому материалу не хватает пластичности, чтобы его можно было легко формовать в трубы, плюс тот факт, что возникнут проблемы со сваркой швов прокатанной трубы и еще больше проблем с формированием изгибов из прямых сварных труб, и это станет очевидным что есть более подходящие материалы для использования выхлопных труб.

Формула-1

Недавно у меня была возможность держать в своих усталых, измученных руках трубу основного коллектора, которая, как утверждается, предназначалась для почти современного F-1.Изображения указанного оборудования не разрешены, но воспроизведение из памяти, показанное на , рис. 5, , иллюстрирует очень интересную особенность, наличие ступеньки большого диаметра в первичной обмотке, довольно близко к фланцу.

Рисунок 5
Трубка первичного коллектора Formula-One

На рисунке показана единственная 10-миллиметровая ступенька на расстоянии примерно 125 мм от фланца. Однако эксперты говорят, что в 2008 году чаще наблюдались две меньшие ступеньки (по 5 мм каждая) в первичной обмотке, в зависимости от исследований и убеждений разработчиков.Первый шаг обычно находится на расстоянии от 100 до 200 мм от фланца. Если есть вторая ступенька, она обычно на 100-150 мм больше первой ступени, и, как правило, размеры трубок составляют от 50 до 65 мм. (1,97–2,56 дюйма), хотя конкретные конструкции, похоже, сильно различаются от команды к команде.

Мое первое впечатление, которое разделяли многие эксперты, с которыми я разговаривал, заключалось в том, что, поскольку эти двигатели работают со скоростью до 19000 об / мин, основная длина, необходимая для достижения импульса отрицательного давления во время перекрытия, была настолько короткой, что из-за из-за ограничений упаковки коллектор будет слишком далеко от клапанов, чтобы инициировать своевременное отражение. Однако немного больше размышлений и быстрых вычислений выявили совершенно иную теорию.

В целях приближения предположим, что средняя температура выхлопных газов в первичном контуре около головки составляет 1500 ° F (815 ° C). Уравнение скорости звука в воздухе (достаточно близкое для приближений, по словам профессора Блэра) дает скорость звука 661 м / с (2168 футов в секунду). При 18000 об / мин (300 об / мин) одно вращение коленчатого вала занимает 3,33 миллисекунды (мс) или 3333 микросекунды (мкс).Следовательно, один градус поворота кривошипа занимает 9,26 мкс (3333 ÷ 360). Если первая ступенька в первичном контуре находится на расстоянии 200 мм от задней части выпускных клапанов, то с использованием расчетной скорости звука в качестве приближения скорости распространения конечной волны давления расстояние кругового пути 400 мм от клапана до ступеньки и назад требуется около 600 микросекунд, или 65 градусов хода коленчатого вала.

Предположим, что в двигателе со скоростью 18 000 об / мин открытие выпускного клапана, достаточного для обеспечения значимого потока, будет происходить в районе 100 ° после ВМТ. Таким образом, очевидно, что это первое отражение по времени возвращается к клапанам еще до того, как поршень достигает НМТ. Для чего? Вспоминая о том, что во время продувки в цилиндре имеется достаточный перепад давлений для создания дроссельного (звукового) потока через отверстие выпускного клапана, тогда, безусловно, было бы предпочтительно поддерживать эту скорость газа как можно дольше.

Известный инженер в мире Формулы-1 подтвердил, что именно это является причиной одного или нескольких крупных шагов в первичной обмотке: создать отрицательное давление в задней части выпускного клапана, рассчитанное таким образом, чтобы продолжительность критического перепада давлений.

Кубок NASCAR

Требуемая конфигурация двигателя Cup (90 ° V8 с двухплоскостным коленчатым валом) представляет собой интересную задачу для разработчиков выхлопной системы. Из-за порядка включения этой конфигурации двигателя импульсы выхлопа на каждом блоке двигателя неравномерно распределены. По словам технического директора одной известной команды: «Конструкция выхлопной системы в Cup — интересный компромисс между минимизацией потерь потока и в то же время попыткой оптимизировать любую настройку, которую вы можете сделать с неравномерно разнесенной системой, что не много.»

С системой нумерации цилиндров GM (1-3-5-7 слева) и порядком зажигания {18436572; замена 4-7 не допускается в чашке}), интервал между импульсами выхлопа с левой стороны (выраженный в градусах вращения коленчатого вала) составляет 270 ° -180 ° -90 ° -180 °, а интервал с правой стороны составляет 90 ° -180 ° -270 ° -180 °. Этот неравномерный интервал между импульсами серьезно препятствует достижению хорошо настроенной выхлопной системы, чего можно добиться с помощью равномерно распределенных импульсов и коллектора 4-в-1.

Эта сложность настройки привела (более десяти лет назад) к повторному введению конфигурации 4-в-2-в-1 (так называемый «Tri-Y»), которая существует по крайней мере с 1960-х годов. В «Tri-Y» цилиндры на каждом блоке спарены, чтобы обеспечить максимальное разделение между импульсами. Используя вышеприведенную схему нумерации, первичные обмотки цилиндров 1 и 5, 3 и 7 будут объединены в несколько более крупные вторичные трубы, которые после соответствующей длины будут объединены в больший коллектор. С правой стороны расположены пары соседних основных цветов (2 и 4, 6 и 8). Это обеспечивает разделение между импульсами в каждой вторичной обмотке на 450–270 °. Пример этой конфигурации показан на рис. , рис. 6, .

Рисунок 6
Пример системы заголовков 4-2-1

Настройка этого типа системы не очень интуитивна. Несколько хорошо подготовленных экспертов в Cup сказали мне, что их команды потратили много времени на моделирование, используя очень сложное (и дорогое) программное обеспечение для моделирования, чтобы прибыть «в парк мячей» и затем точно настроить дизайн на динамометрическом стенде. И, как и следовало ожидать, существуют различные конструкции заголовков для длинных, коротких и ограничительных дорожек.

Один эксперт упомянул, что, хотя относительно несложно точно смоделировать поведение основных компонентов, очень сложно точно смоделировать вторичные компоненты и коллекторы, поскольку теоретические отражения существенно изменяются особенностями геометрии (радиусы изгиба, углы пересечения, углы сопла и диффузора и т. д.), которые вызывают деструктивные помехи и ослабление импульсов. При этом несколько экспертов согласились с тем, что по-прежнему действуют практические правила: для лучшего низкого уровня нужны лампы меньшего размера и более длинные; для лучшего высокого класса нужны трубки большего и меньшего размера.

При проектировании и настройке заголовка чашки возникают дополнительные проблемы. Бригады шасси часто налагают основной набор ограничений на основную длину и расположение изгиба, чтобы не мешать критическим элементам, таким как места поворота верхнего рычага управления. Преобладает мнение, что с точки зрения времени прохождения круга улучшение поворотов автомобиля — разумный компромисс против небольшого увеличения мощности. Простой заголовок, показанный на Рис. Шесть просто для иллюстрации концепции, представляет собой динамический заголовок, созданный почти без учета каких-либо ограничений упаковки.Подумайте, насколько сложно реализовать эту концепцию в очень тесном моторном отсеке автомобиля Cup, ограниченном выступающими трубами рамы, точками крепления подвески, внешним масляным насосом длиной 230 мм и т. Д.

Учитывая существующие ограничения упаковки, действительно удачно то, что длина первичной обмотки в системе 4-2-1 не так критична, как длина вторичных обмоток. Несколько экспертов сказали мне, что двигатели очень чувствительны к изменениям длины вторичных секций, и что большая часть усилий по разработке сосредоточена на вторичном объединении, длине, диаметре и шагах.

Если вернуться назад, то свод правил Кубка NASCAR дает некоторые интересные сведения о дополнительных проблемах с выхлопной системой. Правила включают в себя требования, согласно которым выхлопная система для каждого ряда двигателя V8 должна быть полностью отдельной и не может подключаться в каком-либо месте, кроме единственной трубы «X» или «H» в жестко ограниченной области выхлопных труб, и должен заканчиваться двумя выхлопными патрубками, которые выходят под рельсы рамы в плотно ограниченной области с правой стороны автомобиля. Кроме того, трубы от коллектора до выхода должны быть из магнитной стали с внутренним диаметром не более 101,6 мм (4,0 дюйма) и иметь длину окружности не более 336,5 мм (13,25 дюйма).

Ограничение по окружности представляет собой сложную проблему. Чтобы поместиться под рамой COT и при этом обеспечить дорожный просвет, выхлопные трубы большого диаметра изменяют форму поперечного сечения с двумя длинными параллельными стенками (не ближе 51 мм друг к другу) и полным радиусом на каждом конце, например как показано на Рисунок 7 .

Рисунок 7
Выход выхлопной трубы под рамой NASCAR

Из-за того, что круглое сечение обеспечивает наибольшую площадь поперечного сечения для данной окружности, при необходимом овальном выходе трубы на конце выхлопной трубы образуется отверстие. Если минимальная высота выходного сечения составляет 51 мм, ограничивающая окружность (при условии, что длина стенки трубы 1,6 мм) дает площадь поперечного сечения, которая составляет только 77% от круглой выхлопной трубы диаметром 101,6 мм. Эта уменьшенная площадь может быть ограничением потока при высоких оборотах.

Топливо и забавный автомобиль

На высших уровнях дрэг-рейсинга, в частности Top Fuel и Funny-Car, выхлопные системы могут показаться очень простыми. Коллекторные системы, известные как «зумби», состоят из одной трубы на каждом цилиндре, сбрасываемой прямо в атмосферу, причем каждая труба изогнута так, что она обращена вверх, назад и часто наружу. Внешний угол изгиба в Funny Cars обычно больше, чем у автомобиля Top Fuel без кузова, чтобы исключить повреждение кузова как от температуры, так и от сотрясения выхлопных газов.

Помимо шума, примечательной особенностью этих выхлопных систем является большой объем открытого беловатого пламени, стоящего на концах этих труб, как показано на рис. 8 . Этот фронт пламени является побочным продуктом двух пересекающихся параметров.

Рисунок 8
Вторичное горение

Во-первых, эти двигатели с высоким наддувом и нитрометановым питанием имеют заявленный расход топлива в диапазоне от 80 до 90 галлонов в минуту. При таком количестве подаваемого топлива очевидно, что за впускным клапаном будет скопиться некоторое количество топлива.Когда впускное отверстие открывается, некоторая часть собранного топлива будет либо в жидкой форме, либо в смеси, которая слишком богата для горения (недостаточно молекул кислорода). Кроме того, в этих двигателях явно используется большое перекрытие, чтобы способствовать охлаждению. Комбинация излишка топлива и длительного перекрытия гарантирует, что нетривиальное количество сырого топлива и топливной смеси закорачивается непосредственно по выхлопной трубе и нагревается во время движения. Когда он выходит из первичной обмотки, он обнаруживает избыток кислорода и инициирует энергичное вторичное горение.Комбинация большого изменения импульса массового потока, проходящего через двигатель, плюс это вторичное сгорание было рассчитано по крайней мере одним аэрокосмическим инженером для создания нормальных сил реакции, превышающих 2500 фунтов (1130 кг).

Учитывая, что трубы расположены под углом как в поперечной, так и в продольной плоскостях, сила реакции выхлопных газов может значительно повлиять на устойчивость автомобиля. Вертикальный компонент, очевидно, обеспечивает прижимную силу шасси. Задний компонент добавит движущей силы.Если все в равновесии, боковые компоненты, генерируемые левым и правым наборами труб, должны уравновешиваться и сводиться к нулю. Однако мне сказали, что потеря одного цилиндра на Веселой машине может вызвать у водителя серьезные трудности с управлением машиной. Это связано с тем, что потеря одного цилиндра приводит к дисбалансу боковой тяги и добавляет момент рыскания от теперь асимметричной тяги назад. Тот же самый (весьма заслуживающий доверия) источник сообщил мне, что потеря двух цилиндров на одном берегу почти наверняка сделает автомобиль неуправляемым.

Как и следовало ожидать, длина основных цветов играет решающую роль в настройке двигателя. Ведущий инженер известной команды Funny-Car сказал мне, что потребовались значительные усилия при разработке только для того, чтобы удалить газ из-под кузова Funny-Car.

Этот источник также сообщил, что, когда они попробовали коллекторные системы, в результате двигатели работали «ужасно». Теория состоит в том, что огромное количество выхлопных газов, поступающих в относительно ограниченное пространство, подняло давление в коллекторе настолько, чтобы создать разрушительную блокировку в трубе коллектора.

Что касается самих труб, то хорошо известно, что «слишком крутой изгиб» в первичной обмотке или «слишком большая длина» резко снижает производительность двигателя. По-видимому, в нитрометановых двигателях с наддувом любая настройка на стороне выпуска (кулачок, порты, коллекторы) требует существенного изменения кривых подачи топлива. После экспериментов с различными изменениями выхлопной системы, а затем работы над приведением топливной системы в соответствие с изменениями двигателя, чистое изменение характеристик обычно считалось не стоящим времени и усилий.После определения рабочей комбинации опыт показал, что усилия по развитию в других областях, помимо выхлопной системы, будут более продуктивными.

Мне сказали, что в настоящее время разработка выхлопной системы Funny Car не ведется большого объема из-за нескольких практических и экономических факторов. Трудно представить себе уровень сложности разработки двигателя в системе, которая не очень хорошо подходит для динамометрической ячейки и, следовательно, должна быть протестирована на треке в 5-секундных тестовых сессиях.Без учета заработной платы, логистики, транспорта, питания, проживания и других «накладных» расходов, наличные расходы на «еще один тестовый запуск» неудобно близки к десяти тысячам долларов.

Мото-ГП

Нил Сполдинг, штатный эксперт Race Engine Technology по мотоциклам, предоставил мне галерею подробных фотографий, демонстрирующих различные стратегии, используемые в Moto-GP (F-1 в гонках на мотоциклах) для формирования кривых мощности двигателя с помощью тонкой настройки выхлопа. , наряду с огромным количеством информации об этих машинах, включая тот факт, что использование трубок Inconel довольно распространено.

В нескольких статьях RET Нил обсуждал сложность получения доступной мощности на землю в Moto-GP и усилия, которые производители предприняли для улучшения доступного сцепления с дорогой, включая выполнение неравномерных команд стрельбы, чтобы повлиять на шину. пятно контакта выгодным способом. Неравномерное распределение импульсов выхлопа требует нестандартного мышления, чтобы получить выгоду от настройки выхлопа. Для линеаризации кривой мощности двигателя (сглаживания кривой крутящего момента) широко используется конструкция 4-2-1, описанная выше в разделе «Чашка».

В этих системах используются различные методы, характерные для конкретного двигателя, в том числе расходящиеся конусы в первичных трубках сразу за фланцем, ступеньки в первичных трубах, сходящиеся-расходящиеся коллекторы, прямые коллекторы, расходящиеся конические коллекторы и многое другое.

На рисунке 9 показана извилистая система 4-2-1, разработанная для рядного 4 нерегулярного пламени Yamaha 990 куб. См 2005 года. На рисунке показан расходящийся конус в первичной части сразу за фланцами. Нил сказал мне, что текущая система для 800-кубового двигателя имеет существенно более короткие первичные и вторичные валы из-за того, что двигатели 800 куб. См развивают скорость до 18 000 об / мин, тогда как 990-е были в диапазоне 16 000 об / мин.

Рисунок 9
2005 Yamaha 990

На рисунке 10 показаны отдельные блоки, используемые на экспериментальном двигателе Kawasaki объемом 990 куб. См, который, как сообщается, имел плоский коленчатый вал, но приводил в действие пары цилиндров вместе. Обратите внимание на очень длинные конические расширительные трубы и уменьшенные выходные диаметры, которые помогут уменьшить чрезмерную пиковость кривой мощности, которая возникает, когда первичный контур открывается непосредственно в атмосферу (что составляет очевидную бесконечную площадь расширения).Также обратите внимание на то, что нижняя труба имеет более длинную осевую линию и более длинный конический конец. Это тоже поможет распространить потенциально очень пиковый звук этих трубок на более широкий диапазон оборотов.

Рисунок 10
Экспериментальная модель Kawasaki 990, 2005 г.

Приложения с турбонаддувом

По словам инженеров по турбокомпрессору, наиболее важным аспектом проектирования хорошей системы коллектора для систем с турбонаддувом является максимальное использование энергии импульса выхлопных газов. Эта рекуперация энергии состоит как минимум из двух компонентов.

Первый — подавать на турбину равномерно распределенные импульсы выхлопа. Для этого полезно сначала поработать с двигателем (или группой двигателей), у которого интервалы между запусками равномерно распределены. В приложении, в котором цилиндры, питающие данную турбину или секцию турбины, имеют одинаковый интервал, длины первичных труб должны быть как можно ближе к равной длине.

Второй компонент — максимальное восстановление энергии скорости импульса. Для этой цели корпуса турбины доступны в раздельном корпусе или конфигурациях «двойная спираль», в которых имеется разделительная стенка в центре корпуса сопла турбины для разделения входящего потока на два отдельных потока.Это позволяет достичь почти идеального разделения импульсов в 240 градусов коленчатого вала на рядном 6-цилиндровом двигателе, сгруппировав передние 3 цилиндра с одной стороны корпуса и задние три цилиндра с другой стороны. Тот же эффект может быть достигнут на двигателе V6, если сгруппировать каждую группу отдельно.

Хотя конструкция раздельного корпуса увеличивает смачиваемую площадь (следовательно, сопротивление пограничного слоя) потоку газа, преимущества более чем компенсируют это увеличение сопротивления. В тех случаях, когда была оптимизирована рекуперация энергии импульса, часто можно, основываясь на расчетах с использованием потерь давления и температуры в турбине, наблюдать очень высокий КПД турбины, который, по мнению некоторых экспертов, превышает 100%.

Импульсы, которые расположены равномерно, но слишком близко друг к другу, снизят эффективность рекуперации энергии этого импульса. По-видимому, это явление наблюдается в рядных 4-цилиндровых двигателях с равномерным зажиганием, а также на отдельных группах двигателей V8 с плоским кривошипом, где разделение импульсов составляет 180 °. Мне сказали, что идеальное разделение импульсов было около 240 градусов коленчатого вала, и что на ровном (одноплоскостном) рядном 4-м (в отличие от двухплоскостных коленчатых валов, используемых в некоторых мотоциклах Moto-GP) двигатели) лучше разделить концевые цилиндры на одну сторону, а два центральных — на другой стороне турбины, чем объединить все четыре вместе в цельный спиральный корпус.Те же рассуждения применимы к каждому ряду двигателя V8 с одноплоскостным коленчатым валом.

Что касается неравномерного интервала между импульсами каждого ряда двухплоскостного кривошипа V8, существует согласие, что очень сложно организовать интервал между импульсами полезным способом. Было продемонстрировано, что там, где на каждом ряду используется небольшой турбонагнетатель, использование системы с короткой трубкой 4 в 2 (та же идея, что и у 4-2-1, обсуждавшегося выше), питающего турбину с двойной спиралью, может дать некоторое преимущество: в результате получается разделение 450 — 270 с точки зрения рекуперации энергии импульса.Если один большой турбонагнетатель может быть расположен таким образом, что длины трубок от каждого ряда могут быть практически одинаковыми, то разделение первичных труб для достижения разделения на 180 ° будет преимуществом.

По возможности снижение потерь тепла (энергии) до того, как выхлопные газы достигнут турбины, позволяет турбине быть более эффективной. Это было сделано с помощью труб с двойными стенками, световозвращающих покрытий и оберток. Однако изоляция труб для уменьшения теплопотерь, конечно, повысит рабочую температуру самих труб, что может потребовать сверхпрочных материалов, тогда как более доступных материалов будет достаточно в неизолированной форме.

Еще одно важное соображение выхлопной системы, чтобы обеспечить наиболее эффективную работу перепускной заслонки при контроле наддува, состоит в том, чтобы расположить впускной порт перепускной заслонки так, чтобы он подвергался воздействию общего давления выхлопного потока, а не в стороне, где он видит только статическое давление.

.