Доводка выхлопной системы атмосферных ДВС

Конструкция выхлопной системы для двигателей без турбокомпрессора (так называемых «атмосферников ») несколько отличается от конструкции выхлопной системы для турбированных двигателей, причём большая часть отличий относится к «головной » части выхлопной системы и в частности к выпускному коллектору.

Цель выхлопной системы «атмосферников » такая же, как и у турбированных двигателей – с максимально возможной скоростью и с созданием минимального противодавления отвести ОГ в атмосферу, но на этом все сходства заканчиваются. Дальше начинаются компромиссы, необходимые для соблюдения требований по шумности, экологичности и компоновке, причём некоторые из этих компромиссов неизбежно приводят к определённым потерям мощности.

Конструкция выпускного коллектора оказывает наиболее существенное влияние как на мощностную характеристику двигателя, так и на развиваемую им максимальную мощность. «Правильность » конструкции выпускного коллектора определяется огромным количеством факторов. Важным фактором является конструкция участка слияния потоков ОГ, отводимых от отдельных цилиндров. Существует два варианта конструкции таких участков для четырёхцилиндрового двигателя: «421 » и «41 ». В варианте «421 » два первичных выпускных трубопровода объединяются в один вторичный, после чего два получившихся вторичных трубопровода объединяются между собой. В варианте «41 » четыре первичных выпускных трубопровода сходятся в одной точке. Оба варианта имеют свои преимущества, но в варианте «41 » импульсы выхлопов взаимодействуют друг с другом таким образом, что достигается максимальный крутящий момент. Ниже приведено схематичное изображение обоих вариантов:

Диаметр первичных выпускных трубопроводов

При небольшом объёме отводимых ОГ уменьшение диаметра первичных выпускных трубопроводов позволяет увеличить скорость протекания по ним потока ОГ. Чем больше предполагаемый объём отводимых ОГ, тем больше должен быть диаметр первичных выпускных трубопроводов.

Объём отводимых ОГ зависит от рабочего объёма, частоты вращения вала и нагрузки двигателя. Чем больше объём каждого цилиндра, тем больше должен быть диаметр отходящего от этого цилиндра первичного выпускного трубопровода.

Сказанное действительно и для частоты вращения вала двигателя: чем больше эта частота, тем больший объём ОГ выпускается из цилиндра за единицу времени и тем большим должен быть диаметр отводящего эти ОГ первичного выпускного трубопровода. Объём выпускаемых из цилиндра ОГ увеличивается и с увеличением нагрузки двигателя.

Таким образом, оптимальные размеры первичных выпускных трубопроводов определяются в каждом конкретном случае как компромисс между потребностью увеличить скорость протекания потока ОГ и потребностью увеличить пропускную способность трубопровода.

При чрезмерно большом диаметре первичного выпускного трубопровода невозможно обеспечить требуемую скорость протекания потока ОГ. Снижение скорости этого потока приводит к снижению крутящего момента, причём значительное снижение этой скорости приводит также и к снижению развиваемой двигателем максимальной мощности.

Разумный компромисс между скоростью и пропускной способностью позволяет обеспечить как хороший крутящий момент на малых оборотах, так и достаточную тягу на высоких оборотах.

Длина первичных выпускных трубопроводов

Длина первичных выпускных трубопроводов оказывает заметное воздействие на мощностные характеристики двигателя. Увеличение этой длины улучшает тягу на низких оборотах, в то время как её уменьшение улучшает тягу на высоких оборотах. Указанная зависимость объясняется той зависящей от длины выпускных трубопроводов разницей во времени, с которой ударные волны, распространяющиеся в выпущенных из цилиндра ОГ, отражаются и возвращаются обратно в цилиндр. Эти ударные волны возникают в первичном выпускном трубопроводе в момент открытия выпускного клапана, причём, пройдя по всему трубопроводу, эти волны отражаются от выпускного коллектора и частично возвращаются обратно в цилиндр. Вернувшись в цилиндр, такие волны способствуют удалению из цилиндра ОГ и всасыванию в цилиндр воздуха. Увеличение количества воздуха и топлива в цилиндре приводит к увеличению развиваемой двигателем мощности. Данный эффект также известен как эффект (резонансной ) продувки цилиндра, причём обеспечение такого эффекта является одной из основных задач правильно спроектированного выпускного коллектора. Выполнение всех первичных выпускных трубопроводов имеющими одинаковую длину позволяет придать этому эффекту большую регулярность. В результате подсос воздуха в цилиндры становится более равномерным и дополнительно усиливается за счёт резонансных эффектов. При этом газообмен в цилиндре и в частности удаление из него ОГ и впуск воздуха осуществляется не только за счёт хода поршня, но и за счёт описанного выше эффекта продувки цилиндра. При разработке «настроенных » выпускных коллекторов для «Субару » нередко забывают о том, что длина выпускного канала цилиндра фактически также относится к выпускному трубопроводу, и учитывать нужно именно суммарную длину трубопровода и этого канала. Вопрос усложняется тем, что различные выпускные каналы автомобилей «Субару » имеют различную длину. Нежелание учитывать эти различия приводит к невозможности в полной мере воспользоваться преимуществами, которые способен обеспечить правильно спроектированный «настроенный выпуск».

Ниже схематично показаны выпускные каналы цилиндров «Субару ». Как видно на рисунке, каналы А длиннее каналов Б.

Как становится очевидно из вышесказанного, основные затраты времени при испытаниях бывают связаны с правильным подбором длины первичных выпускных трубопроводов, в ходе которого приходится учитывать длину выпускных каналов цилиндров.

В выпускном коллекторе первичные выпускные трубопроводы объединяются в основной трубопровод выхлопной системы. Известны самые различные варианты выполнения соответствующего участка коллектора – от простых и недорогих в изготовлении до весьма сложных и затратных. Простейший способ объединения первичных выпускных трубопроводов показан в левой части приведённой ниже иллюстрации.

Однако наиболее совершенным техническим решением является показанный ниже коллектор, выполненный в виде отдельной детали, в которую вставляются концевые участки первичных выпускных трубопроводов. Показанный ниже образец производства фирмы «Burns Stainless» является одним из лучших доступных в продаже выпускных коллекторов. Обратите внимание на то, как выполнен участок слияния потоков ОГ, поступающих из первичных выпускных трубопроводов.

Длина коллектора также влияет на мощностную характеристику двигателя. Обычно с увеличением длины коллектора пик мощности смещается в сторону высоких оборотов. В любом случае, длина коллектора должна быть достаточной для сведения к минимуму завихрений, возникающих в ходе взаимного слияния потоков ОГ, поступающих из первичных выпускных трубопроводов. Недостаточная длина соответствующего участка коллектора приводит к возникновению завихрений, способных серьёзно затормозить поток ОГ. Однако у коллектора существует и другой важный параметр, подбор которого невозможен без обширных испытаний. Этим параметром является внутренний объём коллектора, от которого тоже во многом зависит мощностная характеристика двигателя.

Ширина (или внутренний объём) коллектора в основном определяет характер взаимодействий, возникающих между отдельными выхлопами или импульсами выхлопа. Слишком большая ширина коллектора препятствует возникновению между такими импульсами желательных взаимодействий, приводящих к возникновению описанного ранее эффекта резонансной продувки цилиндра, а также приводит к снижению скорости истечения ОГ. Недостаточная ширина коллектора, напротив, способна затруднить свободное истечение ОГ за счёт создания слишком высокого противодавления. «Правильная » в каждом конкретном случае ширина коллектора определяется лишь путём испытаний.

Очевидно, что чем меньше угол конусности выпускного коллектора, и в общем случае чем плавнее любое изменение проходного сечения любого элемента выхлопной системы, тем лучше. Однако именно в выпускном коллекторе угол конусности, под которым проходное сечение этого коллектора переходит в проходное сечение основного трубопровода выхлопной системы, является одним из важнейших факторов. Любое резкое сужение выпускного коллектора способно сильно помешать процессу свободного истечения ОГ.

Проходной диаметр каждого из участков, на которых первичные выпускные трубопроводы вливаются в главное внутреннее пространство выпускного коллектора, должен как можно точнее соответствовать диаметру выпускных каналов цилиндров. В противном случае в выпускном коллекторе неизбежно возникнут дополнительные нежелательные завихрения. Нельзя забывать, что завихрения в выпускном коллекторе оказывают большее негативное воздействие на протекание потока ОГ, чем завихрения в любой иной части выхлопной системы. По данным многих заслуживающих доверия специалистов, уменьшить возникающие в коллекторе завихрения можно путём ступенчатого изменения площади проходного сечения выпускного коллектора. Однако это приводит к усложнению и удорожанию коллектора.

Кроме того, существенные ограничения на конструкцию коллектора накладывает компоновка подкапотного пространства автомобиля. То, что выпускные каналы цилиндров двигателей «Субару » расположены с противоположных сторон двигателя, существенно усложняет задачу конструирования выпускного коллектора для этих автомобилей. Для двигателей с горизонтальным оппозитным расположением цилиндров сложность изменения длины первичного выпускного трубопровода сравнима со сложностью изготовления нового выпускного коллектора, вследствие чего при испытаниях процесс определения правильной длины этих трубопроводов занимает очень много времени. Сделать так, чтобы длина всех первичных выпускных трубопроводов с учётом относящихся к ним выпускных каналов цилиндров была строго одинакова, а сами эти трубопроводы при этом приемлемым образом вписались в компоновку подкапотного пространства, является непростой задачей, а ещё более сложная задача тонкой настройки выпуска для оптимизации эффекта резонансной продувки цилиндров, для чего длины трубопроводов индивидуально модифицируются с шагом 0,5 – 1 дюйм, и вовсе требует от конструктора большого таланта.

Каталитические нейтрализаторы ОГ

Наличие собственного динамометрического стенда позволяет проводить сравнительное тестировании оснащённых и не оснащённых каталитическими нейтрализаторами ОГ выхлопных систем «атмосферных » автомобильных двигателей. По результатам испытаний можно утверждать, что отсутствие каталитического нейтрализатора не способно принести существенного выигрыша по сравнению с присутствием в выхлопной системе правильно спроектированного каталитического нейтрализатора ОГ.

ажным фактором, определяющим, насколько серьёзное препятствие на пути потока ОГ будет представлять собой каталитический нейтрализатор, является угол конусности его корпуса. Поскольку проходное сечение корпуса каталитического нейтрализатора существенно превышает проходное сечение входящих и выходящих из этого корпуса выхлопных трубопроводов, слишком резкое изменение этого проходного сечения способно существенно затормозить поток ОГ.

Сказанное в равной степени относится к каталитическим нейтрализаторам как турбированных двигателей, так и «атмосферников ». Кроме того, необходимо обеспечить прохождение поступающих вовнутрь корпуса каталитического нейтрализатора ОГ сквозь всё рабочее сечение активных элементов этого нейтрализатора. В случае, когда потоком ОГ используется не вся площадь сечения этих активных элементов, каталитический нейтрализатор ОГ не будет работать с должной эффективностью. По названной причине плавное расширение корпуса каталитического нейтрализатора на входе даже важнее плавного сужения этого корпуса на выходе.

Часть выхлопной системы, расположенная после каталитического нейтрализатора по ходу потока ОГ

Разработать «правильную » часть выхлопной системы, расположенную после каталитического нейтрализатора по ходу потока ОГ, проще, чем разработать «правильный » выпускной коллектор. Основной задачей остаётся поддержание максимально возможной скорости истечения ОГ. Слишком широкая труба приводит к снижению скорости потока ОГ и потере части крутящего момента на малых оборотах. Слишком узкая труба приводит к снижению максимальной мощности (мощности на высоких оборотах). Оптимальное в каждом конкретном случае решение является, как всегда, результатом компромисса. Важно обеспечить гладкую внутреннюю поверхность трубопроводов и правильно использовать технологию гибки труб. Глушитель должен создавать как можно меньшее сопротивление потоку ОГ и одновременно с этим в достаточной мере снижать шумность выхлопа. Собственно говоря, все «хитрости » конструирования задней части выхлопной системы ограничиваются вышесказанным. Очевидно, что эта часть выхлопной системы действительно заметно проще выпускного коллектора.

Материалы: http://azlk-team.ru/articles/stati_s_clubazlknet/dovodka_vykhlopnojj_sistemy_atmosfernykh_dvs/

Без выхлопной системы автомобиля отработанные выхлопные газы скапливались бы под капотом автомобиля, а возможно и попадали в салон. К тому же звук работающего двигателя без выхлопной системы вызывает скорее дискомфорт, чем восхищение.

Для удаления отработанных газов от двигателя внутреннего сгорания используется выхлопная система автомобиля. Она состоит из выпускного коллектора, кислородного датчика, приемной трубы, резонатора, выхлопного тракта, катализатора, глушителя. В старых автомобилях катализатор мог отсутствовать. Его и сейчас иногда специально вырезают, чтобы не менять часто из-за плохого бензина.

Выпускной коллектор соединяется непосредственно с двигателем автомобиля. Он объединяет все выводы от цилиндров в один.

Кислородный датчик устанавливается в выпускном коллекторе. Его чувствительная часть должна соприкасаться с выпускными газами. Он предназначен для управления топливной смесью.

Приемная труба является соединительным элементом между выпускным коллектором и остальными частями выхлопной системы.

Резонатор гасит пламя, которое вырывается при неполном сгорании топливной смеси в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания.

Катализатор предназначен для фильтрации вредных веществ. Его наличие обязательно и регламентируется стандартом ЕВРО-3,4.

Глушитель имеет многостенную структуру и специальное шумопоглащающее наполнение. Его предназначение, как нетрудно догадаться из названия, это снижение уровня шума.

Выхлопной тракт представляет собой соединительную трубу, объединяющие различные части выхлопной системы для автомобилей.

Кроме вышеупомянутых частей устройство выхлопной системы может включать и другие элементы. Очень часто систему отвода отработанных газов дополняют различными гофрами, что позволяет снизить уровень вибрации.

Если глушитель и резонатор работает отлично, то у автомобиля ровный и приятный звук, но при повреждении появляется громкий «рев» и система нередко начинает стрелять. Кроме неприятного звука поломка выхлопной системы может вызывать следующие проблемы:

• Уменьшение мощности мотора;
• Нестабильные обороты двигателя;
• Попадание в салон выхлопных газов;
• Появление копоти над глушителем.

К счастью устройство выхлопной системы позволяет заменить только вышедшую из строя деталь. Это позволяет значительно сэкономить, ведь ремонтировать поломку стоит сразу, иначе это может обернуться гораздо более серьезным ремонтом.

Самой частой причиной поломки выхлопной системы является прогорание швов или элементов системы. Иногда такую проблему можно устранить при помощи сварки, но длительность такого ремонта невелика и рано или поздно вам придется заменить поврежденную деталь. Второй причиной поломки является скопление реагентов и солей, а также различных химических соединений. В совокупность с резкими перепадами температур это и является причиной поломок функциональных частей системы выпуска. В особенности подвержен такому воздействию резонатор.

Очень часто простая поломка глушителя не позволяет вам продолжить движение и даже добраться до сервиса становиться проблематично. Это бывает при обрыве зацепов, креплений или при разрыве соединительной трубы. Тогда схема выхлопной системы разделяется, и передвигаться на таком автомобиле уже невозможно. Просто обрыв креплений или резинок можно отремонтировать при помощи толстой проволоки. Закрепив глушитель, вы сможете медленно продолжить движение. При разрыве соединительной трубы вам поможет гофра или широкий соединительный хомут. Соедините две части между собой и закрепите.

Конечно, родной звук это не вернет, но вы сможете продолжить ехать на автомобиле. Разрыв трубы можно качественно заварить, но место сварки, как правило, снова приходит в негодность под действием высокой температуры и вредных факторов, поэтому при первом громком звуке стоит задуматься о замене глушителя. Появление дыры в резонаторе не мешает вам ехать дальше, но говорит о том, что его необходимо срочно заменить.

Выпускная система автомобиля – это та часть, на которой можно немного сэкономить, установив аналог, но поступать так стоит в крайнем случае. Не оригинальные глушитель и резонатор могут не давать достаточный отвод выхлопных газов. Как результат ваш мотор не сможет выдавать полную мощность, и увеличится износ деталей. Всегда стоит менять только на оригинальные запчасти или выбирать наиболее качественные аналоги.

Вопрос выбора запчастей для выхлопной системы стоит и при тюнинге автомобиля. Самое первое, с чего многие начинают, это замена системы выпуска, установки прямоточного глушителя и более широкой выпускной трубы. В такой системе также может полностью отсутствовать резонатор. При выборе таких деталей стоит учитывать, что ваш автомобиль станет звучать по-другому, и вы можете получить предписание за внесение изменений в конструкцию автомобиля. Лучше все-таки избежать переделки выхлопной системы для автомобиля.

Оставить комментарий Отменить

• Эксплуатация
• Характеристики
• Тюнинг
• Отзывы
• Конкуренты
• Тесты
• Другие модели КИА
• Полезное
• Новости

Задать вопрос эксперту

Здравствуйте! Массово такой проблемы нет, да на практике не встречались с этим. Может просто кто-.

Здравствуйте. Ваш бюджет, мягко говоря, очень высок для этого авто. Достойный вариант можно подыс.

Здравствуйте! Ничего плохого в контрактном движке нет, просто надо понять его текущее состояние.

Материалы: http://kiarioinfo.ru/poleznoe/ustroystvo-vykhlopnoy-sistemy-avtomobilya.html

Выхлопная система предназначена для удаления продуктов сгорания из цилиндров двигателя, снижения уровня шума истекающих газов и токсичности отработавших газов, а также улавливания твердых частиц (сажи) в отработавших газах дизелей.

Основными элементами системы выпуска являются выпускной коллектор (1), выпускных труб с различными переходниками и элементами крепления, одного или нескольких глушителей (3), резонаторов (2) и каталитических нейтрализаторов, а также фильтра твердых частиц (для некоторых дизелей).

Выходя из двигателя, выхлопные газы попадают в выпускной коллектор, где потоки от разных цилиндров объединяются в одну трубу, и поступают в каталитический нейтрализатор. Нейтрализатор представляет собой набор тонких сот, покрытых специальным материалом-катализатором, и предназначен для снижения токсичности отработавших газов, посредством восстановления оксидов азота и использования полученного кислорода для дожига угарного газа и недогоревших углеводородов:

После катализатора, выхлопные газы попадают в глушитель, служащий для снижения шумности выхлопа. Типичный глушитель состоит из лабиринта решеток и отверстий, проходя через которые выхлопные газы значительно снижают скорость и температуру.

Покидая глушитель, выхлопные газы выходят в атмосферу через трубу, которую мы видим позади автомобиля.

В выпуске присутствуют два основных процесса:

1. прохождение газа по трубам,

2. распространение звука в газовой среде.

Оба процесса оказывают влияние на коэффициент наполнения цилиндров. Сопротивление потоку газов снижает качество продувки и мощность.

Так как прокачиванием отработавшего воздуха занимается мотор (затрачивая на это определенные силы), то снизив сопротивление системы выхлопа потоку газов, мы повышаем среднее эффективное давление в цилиндре и соответственно свободную мощность движка. Для двигателей с турбонаддувом снижение сопротивления в выпускном коллекторе позволяет более полно использовать энергию отработавших газов для обеспечения наддува. В случае применения эжекционной системы охлаждения уменьшение сопротивления в системе выпуска повышает эффективность этой системы.

Настройка выпускной системы согласовывает движение отработанных газов в выпускной трубе и движение горючей смеси во впускном тракте для улучшения очистки цилиндров и наполнения их свежей смесью. Давление газов в выпускной трубе резко изменяется в течение всего периода выпуска. Сразу после открытия выпускного клапана продукты сгорания устремляются в выпускную трубу со сверхзвуковой скоростью, что образует в цилиндре разряжение. В выпускной трубе образуются периоды пониженного давления. Увеличение длины трубы увеличивает период разряжения, что способствует лучшему отводу продуктов горения.

Большая часть потерь на выпуске приходится на выпускной коллектор. В спорте и тюнинге штатный коллектор заменяют на так называемый "паук" (перейти в группу), который отличается формой и порядком соединения приемных труб с выпускными окнами. Установка спортивного выпускного коллектора – это законно, но непопулярно, потому что машина не начинает “прикольно пердеть”, хотя определенные изменения в звуке выхлопа присутствуют. И зря непопулярно, потому что прибавка в производительности двигателя реально чувствуется.

Присутствие в системе выпуска резонатора (перейти в группу) (отражателя, находящегося на определенном расстоянии от выпускного клапана) улучшает продувку цилиндров, что поднимает крутящий момент двигателя. Это явление используется для изменения кривой крутящего момента. Мощность - произведение момента на обороты. Если нужно повысить мощность в зоне высоких оборотов, резонатор настраивается на спадающий после максимума участок оборотов, расширяя «зону действия» крутящего момента. Если нужно увеличить крутящий момент в зоне низких оборотов, резонатор настраивается на растущий до максимума участок.

Замена нейтрализатора на пламегаситель – это незаконно, поскольку в теории, тест на газоанализаторе вы уже не пройдете.

Для снижения шума используется глушитель (перейти в группу), который располагается как можно дальше от выпускных клапанов для снижения его влияния на резонансные свойства. Задача - гашение звука выхлопа при минимальном сопротивлении потоку газов.

Ощутимая прибавка мощности получается при правильном подборе и корректной установке всех частей выхлопной системы.

В нашем интернет-магазине есть специальное предложение на покупку комплекта системы выхлопа! Более подробно вы можете ознакомиться в статье Выхлопная система Ваз (ссылка) или в группе товаров Комплекты выхлопной системы (ссылка).

Правда о ненадежности наложенного платежа и о том, что если бы МоторТюнинг не был качественным магазином, какой был бы нам смысл затрачивать усилия на развитие?

В статье мы рассмотрим значение выхлопного коллектора. Их виды, принцип работы и тюнинг.

Статья посвящена составляющим выхлопной системы. И для чего нужен тюнинг выхлопа.

Материалы: http://motor-tuning.pro/news/265