ph-lab.narod.ru

А на выпуске "Паук"

«Настроенный выпуск» - слышали такое словосочетание? А «спортивный выхлоп»? Наверняка вы слышали собственноушно «шпортивный выхлопь». Что же это такое, и для чего оно надо, а так же как такую штуку осуществить на своём автомобильчике. Чтобы отбросить недомолвки сразу скажу, что речь пойдёт не о ревущих «прямотоках» и проржавевших банках. Излишнее звуковое давление лишь следствие наших действий, а не конечная цель. Хотя приданию приятного звучания на многих предприятиях уделяется немалое внимание и денежные средства. Мы обязательно в дальнейшем коснёмся и звучания.

Итак, что же это – настройка работы выпускной системы и зачем оно нах надо? Прежде всего, определимся с основными функциями самой системы:

А чего же мы хотим поиметь? Повысить максимальную мощность движка, изменить его моментную характеристику. Это можно сделать, если лучше выпёрдывать из двигателя окислившийся в воздухе бензин, чем в стоке. Про снижение шума и тем более экологичность выхлопа мы не и не вспоминаем. Самый простой способ - это уменьшить сопротивление выпускной системы прохождению через неё выхлопных газов. Здесь всё лежит на поверхности: трубы выпускной системы малого диаметра, перемены диаметров труб, изгибы, негладкие внутренние поверхности труб, излишне эффективные глушители и прочие сопротивления на пути отработавших газов снижают пропускную способность выпускной системы. Решив эти проблемы, можно несколько увеличить мощность двигателя. Однако нужно знать меру. Например, диаметр выпускных труб после определённого значения продолжать увеличивать не имеет смысла. Для двигателей мощностью порядка 150 л/с подходят трубы диаметра 50-60 мм, 250-350 л/с - 70-90 мм и так далее. Здесь собственно площадь сечения трубы пропорциональна количеству выхлопных газов, а оно зависит от мощности движка. Далее, в трубах не должно быть никаких сужений, перегородок или резких расширений (кроме необходимых для функционирования системы). Каналы выпускной системы должны быть как можно прямее, а радиусы кривизны изгибов как можно больше, если того позволяет конструкция автомобиля, внутренняя поверхность их не должна быть шершавой или неровной. Теперь глушитель. Он может значительно затормозить газы, особенно если это камерный глушитель, в котором газы проходят запутанный лабиринт камер, попутно теряя свою энергию. Поэтому установка прямоточного глушителя для непосвящённых является первой и единственной мерой в тюнинге выпускной системы. Лично в моей практике это тоже был первейший этап. Сначала знакомый предложил, сварить прямоток и меня это даже заинтересовало. Но смущал высокий уровень звукового давления, т.к. я частенько езжу на дальние расстояния, и голова после 2-х часов движения на относительно высоких оборотах становится квадратной. Но после прогара стандартного глушака я почуял небольшое увеличение мощи и решил поставить «пердак». Он был не самодельный и не рычащий PRO SPORT или REMUS, а не сильно дорогой POWERFULL. Рычанием не напрягает и эффект вполне ощутим.

Итак, дело за малым – пердак выбрать, чтоб и рычал породисто и не оказывал огромного сопротивления. Для этих целей применяются прямоточные глушители. Сначала определим, породисто – это как? Нам нужен приятный низкочастотный бархатистый бас. Как его получить? Да просто, в этом нам поможет двигатель V8 литров на 5 – прям американцы старинные. Кстати движки у них низкооборотистые были, и звук получался сочный и низкий. Но ни движком единым жив приятный звук выхлопа. На BMW, например, используют сложную систему труб и кучу разнообразных глушителей, чтобы получить малое сопротивление истечению выхлопных газов и солидное звучание. Разработка выхлопной системы у них это целое исследование – сидят, долго слушают, потом что-то меняют и т.д., пока не получат удовлетворительный результат. У нас нет таких возможностей, да и моторчик у нас не 5-ти литровый, а скромная полторашка (у кого-то 1,6 - радуйтесь). Поэтому единственное, что мы можем сделать, это подобрать банку конечного глушителя таким образом, чтобы звук был поближе к идеалу.

Теперь разберёмся - что же это такое прямоточный глушак? Конструкция достаточно проста:

Ну всё, с пропускной способностью выхлопной системы на этом этапе закончим и перейдём к следующему способу увеличения эффективности выпуска. Этот хитро-мудрёжный способ является более интересным. Для того, чтобы понять как он действует, подробно рассмотрим процессы, происходящие в выпускной системе:

Итак, в момент открытия выпускного клапана, отработавшие газы щемятся на волю со скоростью, превышающей звуковую. При этом они не истекают равномерно из-за величины открытия клапана, изменения давления в цилиндре и своей инерционности. В итоге получается как бы выстрел газами. Он представляет собой мощную волну, распространяющуюся со скоростью звука. Спереди этой волны избыточное давление, после неё давление падает и завершается волна разряжением. Вот это разряжение нас и интересует. Нам необходимо его использовать для продувки камеры сгорания в момент перекрытия клапанов, то есть когда одновременно открыты впускной (начало впуска) и выпускной (конец выпуска) клапаны цилиндра. Это происходит за счёт того, что в таком случае у выпускного клапана будет пониженное давление, а у впускного повышенное (атмосферное или наддувное). Тогда из-за разницы давлений камера сгорания продувается с выводом отработавших газов и всасыванием рабочей смеси. Теперь весь вопрос в том, как вернуть зону разряжения к выпускному клапану и рассчитать необходимый для этого момент времени, так как ширина зоны разряжения довольна мала и подводить её надо точно в положенный срок. Так как зона разряжения формируется в конце такта выпуска и в том же конце его нужно применять, то получаем интервал, равный двум оборотам коленвала (4 полных такта). За время совершения двух оборотов фронт разряжения должен дойти до отражателя и вернуться обратно к клапану. Рассчитать, какое расстояние он пройдёт за это время не сложно, если знать скорость звука (330 м/с). Для примера возьмём 6000 об/мин. Два оборота при такой частоте совершаются за 0,02 секунды, а звуковая волна пройдёт за это время 6,6 метра (3,3 до отражателя и 3,3 обратно к клапану). Получаем примерное расстояние от выпускного клапана до отражателя. При меньших оборотах это расстояние больше, а при больших - меньше. Однако мы не в состоянии прикрутить к автомобилю несколько труб (по одной на каждый цилиндр) длинной более 3 метров (а ведь ещё и глушитель надо в конце ставить). Выход был найден довольно простой: использовать энергию фронта разряжения для продувки не сформировавшего его цилиндра, а следующего по порядку работы. Таки образом мы уменьшаем интервал с двух оборотов (720 градусов) до пол-оборота (180 градусов) для 4-цилиндрового двигателя, трети оборота (120 градусов) для 6-цилиндрового и т.д. Для 4-цилиндрового двигателя этот путь составит около 82 см, что уже вполне приемлемо. Чтобы эти трубы сообщались друг с другом, применяется тот самый таинственный "паук", в виде плавно сходящихся первичных труб, имеющих в конце место соединения в виде вторичной трубы, диаметр которой должен в 2-3 раза превышать диаметр одной первичной. Первичные трубы должны быть одинаковыми по длине, которая составляет порядка 0,82 м для 4-цилиндрового двигателя при 6000 об/мин. Суть этой конструкции в том, что достигая места соединения первичных труб во вторичную скачёк разрежения начинает двигаться в обратном направлении во всех остальных первичных трубах, в одной из которых (следующий по порядку работы цилиндр) он совершит полезную работу.

Помимо "пауков" типа "4 в 1" существуют пауки конструкции "4 в 2 в 1", где попарно соединены первичные трубы цилиндров, отстоящих друг от друга на 180 градусов по коленвалу, а затем две получившиеся трубы соединяются в одну вторичную. Первичные трубы при этом соединяются на расстоянии трети от расстояния частоты резонанса (в нашем случае это 0,82/3, т.е. около 0,27 м), а две образовавшиеся трубы соединяются на расстоянии, соответствующему частоте резонанса. Вот именно такой паук я и купил. Да, купил а не сделал.

К сожалению, настроенному выпуску свойственен один существенный недостаток: при оборотах вдвое меньше тех, на которые настроен выпуск, фаза отражённой волны повернётся на 180 градусов, и вместо разрежения у клапана мы получим избыточное давление, которое будет мешать продувке цилиндров.

Но с этим явлением можно бороться, и в различных автомобилях используется несколько способов. Это могут быть коллекторы типа "А.К." или коллекторы с несовпадающими по размеру стыкующимися с выпускными каналами отверстиями. Суть первых в том, что в обратном направлении они имеют повышенное сопротивление прохождению потоку за счёт оригинальной конструкции. Простым аналогом таких коллекторов являются коллекторы второго типа. Общее в устройстве обоих то, что приёмное отверстие коллектора шире выходного отверстия головки, поэтому из цилиндра газы движутся как бы "по шерсти", а обратно "против шерсти", упираясь в стенки более узкого выпускного канала головки. Недостаток этих методов в том, что в нужном направлении сопротивление потоку газов тоже немного увеличивается. Несовпадение выпускных отверстий головки с впускными отверстиями коллекторов является наиболее простым, а значит и распространённым способом решения этой проблемы. Этот способ я и использовал, т.к. он самый простой и дешёвый. И что самое главное, ничё делать не надо – собрал и забыл.

Также нужно учитывать тот факт, что наиболее заметно эффект продувки за счёт отражённого фронта разряжения действует при больших значениях перекрытия клапанов, порядка 80-90 градусов. Если перекрытие клапанов меньше 70 градусов, то вряд ли Вы добьётесь заметного эффекта. Таким образом, к настроенному выпуску как минимум нужен соответствующий распредвал.

Казалось бы всё, прямоток воткнули, коллектор купили (изготовили), а вот и нет. Есть ещё резервы. Так как выхлопные газы у нас совершают полезную работу, то сохранение их энергии приведёт к росту величины этой работы. Температура газов есть показатель их энергии, поэтому теплоизолировав первичные и вторичную трубы, мы сохраним некоторую часть энергии выхлопных газов. Это можно осуществить, обмотав трубы термостойким материалом, закрепив оный с помощью бандажей или иначе. Задумавшись, чем бы обмотать трубы я нарыл несколько вариантов. В каталогах тюнинговых изданий предлагают специальную ленту для обмотки коллекторов, но её цена заставляет задуматься о том «стоит ли овчинка выделки». Можно обмотать асбестом, но его я не добыл. А вот стеклоткань «добыть» попроще. Стеклоткань достаточно термостойкая. Но просто обматывать ею трубу как-то простовато. Поэтому я решил её пропитать клеящим веществом и намотать на трубу её уже в композитном виде. Так она не будет подпускать агрессивные среды к новому коллектору, да и облазить дольше будет. Для пропитки обычный эпоксидный клей не подходит – у него температурная стойкость не большая и он просто сгорит. Поэтому, посоветовавшись с умудрёнными людьми, я решил использовать силикатный клей. На его основе делают термостойкую краску (силикатный клей + алюминиевая пудра = серебристая краска до 600 градусов). В качестве клея я приобрёл «жидкое стекло». Литровая банка в строительном магазине обошлась в 35руб. По сути силикатный клей – это обычный канцелярский клей (прозрачный такой), т.е. добыть его не сложно и не дорого. Далее, как обычно, пропитываем стеклоткань составом и наматываем заранее нарезанные полосы ткани на предварительно пошкуреный и обезжиренный (спирт, бензин-калоша или растворитель) коллектор.

 

Чё, обрадовались, а вот и рано. Мой паук оказался длинноват. То есть для волновых процессов вроде бы всё в порядке, но вот при установке возникла проблема. Расстояние между фланцем паука и приёмной трубой (раньше между ними стоял нейтрализатор, потом вставка) стало около 70 – 80 мм. Ясен перец, что ни старая вставка, ни нитрак туда теперь не влезут. Пришлось переваривать вставку, поездив перед этим с дырой (старушки этого не любят, обещали безбожно надругаться надо мной :-))). Хотя это временное решение. Собираюсь изготовить новую трубу точно в размер и толстую. Также его "нестандартные" размеры помешали при установке. Когда его засовывали снизу, чтоб надеть на шпильки в ГБЦ, он уперся в кожух, прикрывающий рулевую рейку. Этот кожух пришлось слегка загнуть, а после установки все вернули на место. Кроме того на пауке не оказалось отверстия для ДК (датчика кислорода), поэтому его пришлось отключить и поправить прошивку. В общем проблемы были, но не такие уж жуткие, поэтому будте к ним готовы.

Установка сложностью не пугает. Снимем впускной коллектор вместе с фильтром, патрубком, дроссельным патрубком, ресивером, не забыв при этом отключить провода от датчиков (ДМРВ, ДПДЗ, РХХ(РДВ)). Затем откручиваем стандартный выпускной коллектор от головки (подлазить трудновато, но мы ведь не боимся трудностей!). Снимаем его со шпилек и извлекаем через низ. Помешает стабилизатор, его лучше открутить заранее, хотя мы и так вывернулись. Потом накидываем новую прокладку коллектора, зысовываем паука и прикручиваем всё в обратном порядке. Далее придумываем что-то со вставкой. Рекомендую сразу, пока не нацепили коллектор приварить к нему гофру, а к гофре нужный фланец для ответной части трубы. Всё полетели!

И всё бы хорошо, но, как показала практика, применённая методика обмотки стеклотканью недостаточно хороша. После использования обмотанного коллектора стеклоткань с пропиткой вспучилась, стала иметь вид пены. По консистенции и по прочности эта пена похожа на безе и легко откалывается даже при небольшом нажатии пальцем. Поэтому рекомендую использовать асбест, и возможно без пропитки. Также не забывайте про проволоку.

Ну и в завершение хочу добавить, что тюнингу подлежит не только выпуск, но и впускная система, фазы газораспределения, программа управления двигателем (если двигатель инжекторный), углы опережения зажигания, форма камеры сгорания, впускные и выпускные каналы головки блока цилиндров. Но это в идеале, для максимального эффекта. Так что резервы ещё остались, а значит будут и новые статьи, ждите… :-))

Результат переделки пока неизвестен, ибо появилась другая проблема – двигатель где-то сосёт воздух в обход ДМРВ и смесь бедная. Как следствие двигатель дёргается и не прёт. В общем как починю, обязательно добавлю ощущения. Пока что катался просто с пауком, без остальной выпускной системы. Так что теперь и соседи меня недолюбливают.

А вам, удачи и успехов на личном фронте. Гоняйте!

P.S. Ещё одно маленькое замечание, помимо уже описаных приемуществ есть ещё одно - МАССА. Все детали, ставшие теперь лишними весят намного больше чем один паук. Вот они:
(тут, кстати, ещё и вставыш валяется, который был вместо нейтрализатора)

Статистика: 

   Сайт стартовал 08.06.2004