Доводка выхлопной системы атмосферных ДВС

Особенности строения и доводки выхлопной системы

Выхлопные системы имеют единое предназначение. Они выводят в атмосферу отработанные газы максимально быстро и эффективно, одновременно создавая противодействие давлению. Это единственное сходство систем, предназначенных для разных типов двигателей (турбированные или атмосферные, без турбокомпрессора) и моделей автомобилей. В остальном они различаются. Основная масса отличий приходится на головную часть и выпускной коллектор, в частности.

Конструкционный элемент: выпускной коллектор

Именно выпускной коллектор оказывает самое серьезное воздействие на мощность силового агрегата. При его создании учитывается целый список параметров. Один из них — конструкция ответственного участка, на котором происходит соединение потоков отработанных газов.

Для силового агрегата на 4 цилиндра существует, например, варианта конструкции:

• 4 первичных трубопровода сходятся в одной точке, при этом импульсы выхлопов при взаимодействии позволяют получить максимальный крутящий момент;
• сначала сходятся два и два первичных выпускных трубопровода отдельно, а затем полученные два объединяются между собой.

Диаметр и длина первичных выпускных трубопроводов

Очевиден тот факт, что уменьшение объема трубопроводов дает эффект ускорения потока газов. Следовательно, при больших объемах отводимых продуктов выхлопа необходимо оснащать ТС трубами первичного выпуска с большим диаметром. При этом объемы выхлопа находятся в прямой зависимости от:

• рабочего объема двигателя (диаметр первичного выпускного трубопровода неизменно ориентирован на объем цилиндров);
• частоты вращения вала (чем она больше, тем объемнее продукт выхлопа, выпускаемый из цилиндра в определенный момент времени, тем больше требуется диаметр трубопровода);
• нагрузки на силовой агрегат (объем газов растет с повышением нагрузки).

При конструировании моделей автомобилей производитель всегда ориентируется на выбор оптимального диаметра первичных выпускных трубопроводов, балансируя между потребностью увеличить одновременно и скорость выброса, и пропускную способность трубопровода.

Существует допустимый и разумный предел увеличения диаметра трубы, поскольку после его достижения не удастся обеспечить нужную скорость потока. Результатом превышения диаметра станет снижение крутящего момента. При значительном несоответствии резко снижается развиваемая силовым агрегатом мощность. Только оптимизация параметра скорости и пропускной способности служит гарантией получения:

• лучшего крутящего момента на малых оборотах;
• необходимой тяги на повышенных оборотах.

Длина первичных выпускных трубопроводов – не менее значимый параметр. Она также влияет на мощность двигателя. Увеличение длины ведет к улучшению показателей тяги на низких оборотах, а уменьшение соответственно улучшит показатели на высоких.

Данная зависимость легко объяснима: она влияет на время прохода по трубам ударной волны, возникающей в первичном трубопроводе при открытии клапана, от выпущенных из цилиндров отработанных газов. Волна отражается, пройдя по трубопроводу, и частично возвращается в цилиндр, способствуя:

• выводу из него отработанных газов;
• всасыванию в цилиндр атмосферного воздуха.

Рост объема воздуха и топлива в цилиндре позволяет двигателю развить большую мощность. Эффект продувки цилиндра, который называют резонансным, — одна из главных задач создания выпускного коллектора. Над совершенствованием ее решения трудятся ведущие инженеры автоконцернов.

Если первичные выпускные трубопроводы выполнены в одной длине, эффект приобретает регулярность. Основные затраты времени специалистов связаны с оптимизацией подбора длины первичных выпускных трубопроводов.

Конструкционный элемент: коллектор и его параметры

Первичные выпускные трубопроводы объединяются в выпускном коллекторе, который является одним из ведущих элементов всей выхлопной системы. Модели коллекторов разнообразны. Цена зависит от сложности конструкции.

При простейшей схеме между сходящимися трубопроводами в центре конструкции образуется застойная область. Это чревато появлением сильных тормозящих потоков отработанных газов, завихрений. В более дорогостоящих моделях такой области нет. В совершенных коллекторах первичные выпускные трубопроводы объединяются особым образом, что позволяет избежать появления застойной области. Эффект достигается за счёт деформации сходящихся концевых участков трубопроводов. Самый совершенный коллектор имеет вид отдельной детали с вставленными в нее концами первичных трубопроводов.

Очевидно, что длина коллектора влияет на получаемую мощность двигателя. Чем она больше, тем более смещен пик мощности в сторону высоких оборотов. При выборе длины коллектора инженеры ориентируются на минимизацию образующихся при слиянии потоков газов завихрений.

Мощность также зависит от внутреннего объема коллектора, его ширины. Она определяет уровень взаимодействий между отдельными выхлопами или импульсами выхлопа. Правильная ширина для каждой модели ТС определяется путем проведения испытаний.

Еще один важный параметр — углы конусности. Чем они меньше, тем более плавными будут изменения проходного сечения любого элемента выхлопной системы. Особенно важен правильно подобранный угол конусности в выпускном коллекторе. Любое резкое его сужение негативно влияет на свободное движение отработанных газов.

Не менее существенно на конструкцию коллектора влияет подкапотное пространство модели. В некоторых из них особенности расположения двигателя существенно усложняют конструирование выпускного коллектора и оптимизацию его параметров.

Каталитические нейтрализаторы отработанных газов и все, что находится за ними

Как показывают тестирования, отсутствие каталитического нейтрализатора не может существенно положительно или отрицательно повлиять на работу выхлопной системы. Если же он стоит, то важно, чтобы он был правильно спроектирован и грамотно подобран. Учитывается угол конусности его корпуса, который следует учитывать и для турбированных, и для атмосферных двигателей.

Плавное расширение корпуса каталитического нейтрализатора на входе важнее плавного сужения этого корпуса на выходе. Если поток отработанных газов использует не всю площадь сечения активных элементов системы, каталитический нейтрализатор не работает с должной эффективностью.

Все, что находится за нейтрализатором, выполняет задачи поддержания максимально возможной скорости истечения потока отработанных газов. Слишком широкая труба – это снижению скорости, потеря части крутящего момента на малых оборотах. Слишком узкая – обратный эффект, т.е. снижение мощности на высоких оборотах.

Если при ремонте выхлопной системы вы стремитесь добиться оптимальных и наиболее эффективных результатов, обратитесь в компанию SPB-GLUSHAC.RU. Опытные мастера нашего автосервиса по ремонту выхлопных систем в СПб добиваются самых лучших результатов, достигают нужного баланса всех элементов системы и сохранения первоначальных эксплуатационных характеристик вашего автомобиля.

Мы приглашаем воспользоваться нашими услугами владельцев автотранспорта в Санкт-Петербурге, Приморском районе, Выборгском районе, Красногвардейском районе и других районах Ленобласти. Отремонтированный глушитель будет создавать минимальное сопротивление потоку отработанных газов и снижать шум выхлопа, не в ущерб мощности автомобиля.