Про налаштованому випуску

Першим необхідною умовою дозарядки циліндрів за допомогою ударних хвиль треба назвати існування досить широкої зони перекриття. Строго кажучи, нас цікавить не стільки сама ширина фази, скільки інтервал часу, коли обидва клапана відкриті. Без особливих роз'яснень зрозуміло, що при постійній фазі зі збільшенням швидкості обертання час зменшується.

З цього автоматично випливає, що при налаштуванні випускної системи на певні обороти одним з варійованих параметрів буде ширина фази перекриття. Чим вище обороти, тим ширше потрібна фаза. З практики можна сказати, що фаза перекриття менше 70 градусів не дозволить мати помітний ефект, а значення для налаштованих на звичайні 6.000 об / хв систем становить 80 - 90 градусів

Друга умова вже визначили. Це необхідність повернути до випускного клапану ударну хвилю. Причому в багатоциліндрових двигунах зовсім необов'язково повертати її в той циліндр, який її згенерував. Більш того, вигідно повертати її, а точніше, використовувати в наступному по порядку роботи циліндрі. Справа в тому, що швидкість поширення ударних хвиль у випускних трубах - є швидкість звуку. Для того щоб повернути ударну хвилю до випускного клапану того ж циліндра, припустимо, на швидкості обертання 6.000 об / хв, треба розташувати відбивач на відстані приблизно 3,3 метра. Шлях, який пройде ударна хвиля за час двох оборотів колінчастого вала при цій частоті, становить 6,6 метра. Це шлях до відбивача і назад. Відбивачем може служити, наприклад, різке багаторазове збільшення площі труби. Кращий варіант - зріз труби в атмосферу. Або, навпаки, зменшення перетину у вигляді конуса, сопла Лаваля або, зовсім грубо, у вигляді шайби. Однак ми домовилися, що різні елементи, що зменшують перетин, нам нецікаві. Таким чином, налаштована на 6.000 об / хв випускна система передбачуваної конструкції для, наприклад, чотирициліндрового двигуна буде виглядати як чотири труби, що відходять від випускних вікон кожного циліндра, бажано прямі, довжиною 3,3 метра кожна. У такій конструкції є цілий ряд істотних недоліків. По-перше, малоймовірно, що під кузовом, наприклад, «Гольфа» довжиною 4 метри або навіть «Ауді А6» довжиною 4,8 метра можливо розмістити таку систему. Знову ж, глушник все-таки потрібен. Тоді ми повинні кінці чотирьох труб ввести в банку досить великого обсягу, з близькими до відкритій атмосфері акустичними характеристиками. З цієї банки треба вивести газовідвідну трубу, яку необхідно оснастити глушителем.

Коротше, такого типу система для автомобіля не підходить. Хоча справедливості заради треба сказати, що на двотактних чотирициліндрових мотоциклетних моторах для кільцевих гонок вона застосовується. Для двотактного мотора, що працює на частоті вище 12.000 об / хв, довжина труб скорочується більш ніж в чотири рази і становить приблизно 0,7 метра, що цілком розумно навіть для мотоцикла.

Повернемося до наших автомобільних двигунів. Скоротити геометричні розміри випускної системи, налаштованої на ті ж 6.000 об / хв, цілком можна, якщо ми будемо використовувати ударну хвилю наступним по порядку роботи циліндром. Фаза випуску в ньому настане для трьохциліндрового мотора через 240 градусів повороту колінчастого вала, для чотирициліндрового - через 180 градусів, для шестицилиндрового - через 120 і для восьмицилиндрового - через 90. Відповідно, інтервал часу, а отже, і довжина відводить від випускного вікна труби пропорційно зменшується і для, наприклад, чотирициліндрового двигуна скоротиться в чотири рази, що складе 0,82 метра. Стандартне в такому випадку рішення - всім відомий і бажаний «павук». Конструкція його проста. Чотири так звані первинні труби, що відводять гази від циліндрів, плавно вигинаючись і наближаючись один до одного під невеликим кутом, з'єднуються в одну вторинну трубу, що має площу перерізу в два-три рази більше, ніж одна первинна. Довжина від випускних клапанів до місця з'єднання нам вже відома - для 6.000 об / хв приблизно 820 мм. Робота такого «павука» полягає в тому, що наступний за ударною хвилею стрибок розрідження, досягаючи місця з'єднання всіх труб, починає поширюватися в зворотному напрямку в інші три труби. У наступному по порядку роботи циліндрі в фазі випуску стрибок розрідження виконає потрібну для нас роботу.

Тут треба сказати, що істотний вплив на роботу випускної системи надає також довжина вторинної труби. Якщо кінець вторинної труби випущений в атмосферу, то імпульси атмосферного тиску будуть поширюватися у вторинній трубі назустріч імпульсам, що згенерував двигуном. Суть настройки довжини вторинної труби полягає в тому, щоб уникнути одночасного появи в місці з'єднання труб імпульсу розрідження і зворотного імпульсу атмосферного тиску. На практиці довжина вторинної труби злегка відрізняється від довжини первинних труб. Для систем, які матимуть далі глушник, на кінці вторинної труби необхідно розмістити максимального обсягу і максимальної площі перетину банку з поглинає покриттям усередині. Ця банку повинна якомога краще відтворювати акустичні характеристики нескінченної величини повітряного простору. Наступні за цією банкою елементи випускної системи, тобто труби і глушники, які не мають жодного впливу на резонансні властивості випускної системи. Їх конструкцію, вплив на опір потоку, на рівень і тембр шуму ми вже обговорили. Чим нижче надлишковий тиск вони забезпечать, тим краще.

Назад (АВТО корисності / Статті)