Тюнинг выхлопная труба: Доступ ограничен: проблема с IP

Содержание

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 — зачем он нужен

6 августа 2017

Тюнинг представляет собой улучшение качеств определенной системы, включая и выхлопную систему. Профессиональный тюнинг выхлопной системы специалистами автосервиса в Москве будет выполнен на высоком уровне качества, в самые сжатые сроки. Здесь ценят каждого клиента, осуществляют индивидуальный подход. Для вас — тюнинг и ремонт выхлопных систем в быстрые сроки по адекватной стоимости. Вы сможете на сайте узнать цены, заглянуть в галерею и прочитать отзывы тех, кто уже воспользовался услугами профессионалов и решил поделиться своими впечатлениями. Все остаются довольны результатом работы профессионалов. Специалисты с большим опытом, массой знаний и умений выполнят все необходимые работы на высшем уровне качества. Вы останетесь довольны результатом. Можете в этом даже не сомневаться.

Под тюнингом системы выхлопа подразумевается установка прямотока.

таким образом становится возможным увеличить мощность автомобиля при движении на пятнадцать процентов по сравнению с первоначальной. Для того чтобы поставить прямоток, снимается вся выхлопная система в полном объеме.

При установке прямотока авто работает более шумно. Основным предназначением выхлопной системы конвейерного автомобиля является отвод из впускного коллектора отработанных газов. Кроме того, выхлопная система выполняет и вспомогательные функции. Это глушение звука эксплуатируемого двигателя, а также обеспечение экологической чистоты большинства продуктов сгорания на выходе.

Последняя функция весьма важна для того, чтобы при тюнинге выхлопной системы обратить внимание на потенциальные изменения в экологической части глушителя.

Существуют различные виды тюнинга. Аудио-тюнинг производят для создания выхлопной системой машины рыкающих и бурчащих звуков, приятных на слух. Они характеризуют всю мощность двигателя в вашем автомобиле. В подобном виде тюнинга потребуется полностью заменить нейтролизатор на пламегаситель.

Видео-тюнинг — это огромное разнообразие визуальной красоты глушителя. Здесь есть специальные насадки на глушитель — в хвосте. Подобный тюнинг отличается тем, что здесь не понадобится вмешательства в конструкцию выхлопной системы. Кроме того, не нужны существенные затраты.

Технический тюнинг системы выхлопа заключается в потенциальном увеличении мощности машины — до пятнадцати процентов.

Тюнинг выхлопных систем

+7 (495) 142-09-55

http://тюнинг-выхлопной-системы.москва

г.Москва

На правах рекламы

 

Еще больше интересного в нашем канале Яндекс.Дзен. Подпишитесь!

Читайте также

  • #новость партнера
  • #Россия

12 примеров очень странного тюнинга выхлопной системы автомобиля | Автомобильная культура CARAKOOM

Тюнинг выхлопной системы — это один из самых бюджетных способов тюнинга автомобиля. Но некоторые автовладельцы способны всё испортить даже на этом этапе…

Не забывайте также посмотреть предыдущую часть >>

Зачем тянуть выхлоп через всё днище автомобиля, если можно упростить конструкцию и вывести выхлопную трубу прямо через капот? Ведь правда?

К тому же теперь водитель сможет всегда видеть, как поднимается крышечка на торце трубы, когда нажимаешь побольше газа.

Перед вами, наверное, одна из самых популярных бредовых модификаций выхлопа. Люди думают, что так будет круче. Вот и всё.

12 примеров очень странного тюнинга выхлопной системы автомобиля

Угадай, какая из этих выхлопных труб настоящая?! Не знаю как вам, но мне кажется, что владелец этого автомобиля сделал какую-то дичь с выхлопной системой своего автомобиля.

У него тут скопление из сразу шести выхлопных труб, причем все они разных диаметров и с разной толщиной стенок.

Я понятия не имею, зачем он так сделал, ведь это даже смотрится плохо. Особенно какая-то странная металлическая «бабочка» между двумя правыми патрубками.

12 примеров очень странного тюнинга выхлопной системы автомобиля

Если вы хотите посмотреть на действительно странные тюнинг-решения, то отправляйтесь на сходку клуба владельцев автомобилей Honda.

Просто походите между рядов и увидите различные решения, которые в голову нормальным людям просто не придут.

Например, вот такую выхлопную трубу, которая уходит вертикально вверх, а затем загибается, словно голова у лебедя. Видимо, чтобы вода не затекала…

12 примеров очень странного тюнинга выхлопной системы автомобиля

Если и есть категория автолюбителей, способных поспорить с хондаводами в странности тюнинга, то это владельцы пикапов. В США в попытках выделиться они идут на самые «смелые» доработки.

Посмотрите, например, на этот старенький Ford F-150. Видите изогнутую бочку у него в кузове? Думаете, везет на свалку? Не-а!

Это как раз та самая выхлопная труба. Владелец почему-то посчитал такое решение хорошей идеей.

12 примеров очень странного тюнинга выхлопной системы автомобиля

На следующей фотографии видно, как такое же решение выглядит с другого ракурса.

Владельцы пикапов просто вырезают дыру в полу грузового отсека сразу за кабиной и выводят через неё вертикальную выхлопную трубу.

Решение максимально странное, ведь занимает место в кузове. Да и выглядит, если честно, так себе.

12 примеров очень странного тюнинга выхлопной системы автомобиля

С дизельными Volkswagen в США всё не так гладко. Если продажи новых автомобилей запретили из-за подделки результатов экологических тестов (гуглите «дизельгейт», если интересно), то владельцы стареньких экземпляров частенько прибегают к странному тюнингу выхлопной системы.

То сделают вертикальный выхлоп (вы увидите это ниже), то вообще выведут выхлопную трубу прямо через капот.

Обратите внимание на черноту на кузове автомобиля. Это сажа от выхлопа. Вероятно, дымит этот агрегат ого-го как!

12 примеров очень странного тюнинга выхлопной системы автомобиля

А вот тот самый вертикальный выхлоп, о котором я писал в предыдущем абзаце.

Две массивные хромированные трубы вертикально поднимаются и загибаются на 45 градусов на торцах.

Скорее всего, тут также стоит система дымогенерации. Она не позволяет топливу полностью догорать, в результате чего из выхлопных труб идет черный дым.

12 примеров очень странного тюнинга выхлопной системы автомобиля

BMW 128i с кузовом купе — отличный автомобиль для водителя. Его 3,0-литровый рядный шестицилиндровый мотор обеспечивает отличную динамику.

Но владельцу чем-то не понравилась выхлопная система, состоящая из сдвоенных патрубков, расположенных слева под бампером.

Тогда он решил добавить еще две выхлопные трубы. Правда фейковые. Странные они, американцы…

12 примеров очень странного тюнинга выхлопной системы автомобиля

Выхлопная труба этого пикапа своей формой, размером и расположением мне напомнила… водосток у старого многоэтажного дома.

Но владельцу, похоже, это нравится. Вероятнее всего, он компенсирует этим размер сами знаете чего.

А вообще, в любом деле нужно знать меру.

12 примеров очень странного тюнинга выхлопной системы автомобиля

Хозяин старенького Suzuki Vitara всю жизнь мечтал стать дальнобойщиком. А что прекрасно характеризует американские тягачи? Конечно же красивые хромированные вертикальные трубы!

Когда наш герой понял, что быть дальнобойщиком ему не суждено, он решил добавить немного «грузового» стиля своего автомобилю.

Где-то на свалке он раздобыл старые трубы от какого-то тягача и установил их перед задними колесными арками.

12 примеров очень странного тюнинга выхлопной системы автомобиля

Когда ты решаешь самостоятельно установить кастомную выхлопную систему на свой автомобиль, иногда всё идет не по плану.

В данном случае горе-механику не удалось нормально закрепить новый глушитель. Тогда он привязал его веревочкой к бамперу.

А чтобы он не стучал о кузов, передавая неприятные вибрации, была сделана «прокладка» из… пустой пластиковой бутылки!

12 примеров очень странного тюнинга выхлопной системы автомобиля

Пожалуйста, скажите этому парню, что он всё сделал неправильно. Не должен глушитель торчать в метре сзади от автомобиля.

Владелец старенькой Honda (да-да, опять Хонда!) решил не заморачиваться с переделкой выхлопного тракта, а просто установил новый глушитель позади штатного, воткнувшись в стандартную выхлопную трубу.

Странно, нелепо, безумно…

12 примеров очень странного тюнинга выхлопной системы автомобиля
ПРЕДЫДУЩАЯ ЧАСТЬ >>

Тюнинг выхлопа

Audi A6

BMW E46 330

BMW X5

BMW Z4

Citroen Space Tourer

Honda Legend

Kia Sportage

Land Rover Sport

Mazda 3

Mercedes Benz G350

Porsche Boxter

Porshe Cayman S

Range Rover Sport

Toyota LC200

UAZ 469

Volkswagen Passat CC

Изготовление выхлопной системы Porsche Boxter

Читать подробнее

Изготовление выхлопной системы + Toyota Land Cruiser 200

Читать подробнее

Dodge Challenger

Читать подробнее

Тюнинг выхлопной системы Chevrolet Camaro

Читать подробнее

Изготовление задней части выхлопной системы BMW 5 серии VII (G30G31)

Читать подробнее

Mercedes-Benz C-класс разводка выхлопной системы на две стороны

Читать подробнее

Toyota Camry разводка выхлопной системы на две стороны

Читать подробнее

Kia Stinger

Читать подробнее

Volvo V50

Читать подробнее

Установка выхлопной системы Mercedes Glc Amg 43

Читать подробнее

Mercedes C 63

Читать подробнее

Изготовление выхлопной системы Jeep Cherokee 4л

Читать подробнее

Land Rover Sport

Читать подробнее

Kia Optima IV

Читать подробнее

Изготовление выхлопной системы Митсубиси Легнум

Читать подробнее

Honda Accord

Читать подробнее

Ford Exporer

Читать подробнее

Установка насадок Nissan Teana

Читать подробнее

Volkswagen Touareg

Читать подробнее

Audi s6

Читать подробнее

Установка насадок Ford Focus II

Читать подробнее

Установка спортивных глушителей Honda Accord

Читать подробнее

Установка спортивного глушителя и насадок на Audi A6

Читать подробнее

Установка насадок Мазда СХ-7

Читать подробнее

Установка насадок Range Rover Sport

Читать подробнее

Чип тюнинг и тюнинг выхлопа Mazda CX7

Читать подробнее

Тюнинг выхлопной системы Lexus LX570

Тюнинг выхлопной системы Lexus GS300

Тюнинг выхлопной системы Porsche Cayman

Тюнинг выхлопной системы мотоцикла BMW

Тюнинг выхлопной системы BMW X6

Установка насадок BUZZER на Nissan Teana

Тюнинг выхлопной системы — цена в Москве, стоимость тюнинга выхлопной системы на YouDo

Тюнинг выхлопной системы — что нужно знать?

Профессиональный тюнинг выхлопной системы авто выполняется квалифицированными специалистами, предлагающими свои услуги на YouDo. Опытные мастера произведут диагностику, ремонт и обслуживание выпускных труб любой сложности.

Цены на тюнинг системы выпуска рассчитываются исполнителями YouDo индивидуально. Сроки проведения работ будут зависеть от профессионализма выбранного вами специалиста и сложности задания.

Сколько стоит замена глушителя?

У мастеров, зарегистрированных на сайте YouDo, цена на профессиональный тюнинг выхлопной системы в Москве и Московской области может варьироваться. Она зависит от нескольких факторов:

  • объем и сложность работ
  • сроки выполнения задания
  • модель и марка автомобиля
  • параметры, которые необходимо изменить (высоту звука выхлопа, внешний вид выхлопной трубы и т. д.)
  • необходимость проводить транспортировку машины в специализированный сервисный центр

Конечную стоимость установки новой выхлопной системы назовет выбранный вами мастер YouDo после того, как оценит фронт работ. При определении стоимости специалистом будет учтен и бюджет, которым вы располагаете. Ознакомиться с примерными расценками на тюнинг вы можете в профилях исполнителей на YouDo.

Как работают специалисты YouDo?

В назначенное время мастер, зарегистрированный на YouDo, приедет на место стоянки автомобиля и произведет диагностику выхлопной стабилизирующей системы. Он учтет ваши пожелания и предложит оптимальный вариант модернизации выхлопной системы.

Квалифицированные исполнители YouDo выполняют несколько видов тюнинга:

  • изменение внешнего вида – подбор и крепление насадок, разводка глушителя, монтаж обвесов и бампера
  • уменьшение или усиление звуковых показателей выхлопа (мастера производят подбор глушителя для снижения/увеличения громкости без потери мощности транспортного средства)
  • тюнинг глушителя для усиления мощности двигателя
  • обмотка коллекторов
  • комбинирование различных вариантов тюнинга автомобильных выхлопных систем

Где можно заказать обслуживание транспортного средства?

Заказать услуги тюнинга выхлопных систем в Москве и Московской области вы можете на сайте YouDo. Квалифицированные исполнители гарантируют высокий уровень сервиса и применяют исключительно современное профессиональное оборудование. Стоимость услуг у мастеров YouDo на 20-30% ниже, чем в специализированных сервисах, где на ценообразование влияют накладные расходы.

Воспользоваться помощью опытных исполнителей YouDo вы можете после публикации заявки на сайте. Оцените портфолио, отзывы и рейтинг мастеров на youdo.com. Выберите автослесаря или специализированное ателье, где сделать профессиональный тюнинг выхлопной системы можно на наиболее выгодных для вас условиях.

Дизайн и теория выхлопной системы Performance

Эффективная выхлопная система является характерным элементом любого транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. Определение акустического профиля и влияние на диапазон мощности — дизайн выхлопной системы — это более динамичная наука, чем соединение нескольких труб и крепление нескольких глушителей. Выхлопная система автомобиля является одной из наиболее часто модифицируемых областей, когда редуктор завладевает их поездкой.

Мы все ищем тот правильный звук, который объявляет себя боевой песней для нашей предпочтительной автомобильной демографической группы, а тем, кто ищет максимальную производительность, требуются настроенные длины и формы для достижения желаемой мощности.

Существует множество неправильных представлений о том, как настраиваются выхлопные системы и какие термины, такие как противодавление и продувка, действительно означают для производительности. Надеемся, что с помощью этой ссылки вы будете лучше подготовлены к разработке того, что нужно вашей конкретной выхлопной системе, и как добраться до места назначения.

Давайте разберемся

Выхлопная система стоит больше, чем сумма ее частей, и каждый компонент должен быть адаптирован для работы со следующей деталью, расположенной ниже по потоку, и так далее.Начнем с головки блока цилиндров — обычно мы не думаем о фактическом выпускном отверстии в головке как о части выхлопной системы — но, тем не менее, именно здесь все начинается. Небольшое понимание конструкции впускного коллектора головки блока цилиндров и выхлопной трубы поможет визуализировать то, что происходит после того, как сгоревшие газы покидают двигатель.

Направляющие

предназначены для обеспечения неограниченного потока при высокой скорости. По этой причине портирование должно выполняться с осторожностью, чтобы не нарушить спроектированную гидродинамику головы.Когда выпускной клапан открывается, расширяющиеся горячие газы устремляются из выпускного отверстия, поддерживаемого движением поршня вверх. В OEM-приложениях это обычно означает, что ряд цилиндров вместе сбрасывается в выпускной коллектор.

Коллекторы OEM

не оптимизированы для потока.

Выпускные коллекторы, как правило, вызывают первое разочарование, когда речь заходит о выхлопной трубе. Поскольку литая конструкция была разработана для простоты производства, они, как правило, тяжелые и не обеспечивают желаемого смешивания импульсов выхлопных газов.Хотя некоторые производители улучшили коллектор неравной длины, от него часто отказываются в пользу решений для вторичного рынка.

Наиболее распространенным из них является «коллектор» — термин «коллекторы» действительно относится к первым трубчатым выпускным коллекторам, позволяющим отводить выхлопные газы из двигателя. Эти трубы известны в выхлопной промышленности как основные, потому что за ними обычно следуют последующие трубы разного размера.

Типовой блок коллекторов с длинными трубами, состоящий из четырех коллекторов.

Первичные элементы имеют разную длину и расположение для достижения различных желаемых эффектов — в конечном итоге это приводит к вторичным элементам, 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 самых разных размеров — до четырех или пяти между первичным коллектором и коллектором. Теория этой конструкции заключается в создании прогрессивной скорости выхлопа для оптимизации продувки ближайшего к цилиндру и предотвращения ограничения на выходе.

После того, как отдельные отрезки трубы проходят через моторный отсек, их часто соединяют вместе — этот сфабрикованный союз известен как коллектор.

После коллекторов допускается идеально прямая трубка, чтобы обеспечить некоторую стабилизацию вновь смешанных завихряющихся газов перед тем, как они попадут в глушитель. Гамбит типов глушителей, теорий и итераций длится столько же, сколько дорога домой после провала теста на шумовое загрязнение на трассе. Мы рассмотрим основные конкурирующие проекты и рассмотрим достоинства и недостатки каждого из них.

Размер имеет значение

Одной из первых проблем при сборке или покупке выхлопной системы является ее размер. Длина и диаметр трубы напрямую влияют на то, как окончательная система влияет на двигатель и звук выхлопа, так как во всех гоночных приложениях форма должна следовать функции — и быть информированной ею. Мы проконсультировались с Винсом Романом из Burns Stainless, компетентными органами по компонентам выхлопа для высокотехнологичных приложений.

Они дали нам некоторое представление о том, как размер и дизайн выхлопа могут повлиять на производительность.

Настройка системы выпуска отработавших газов в соответствии с конкретным приложением является индивидуальной задачей. Рабочий объем, размер выпускного клапана, система впуска, профиль кулачка, конструкция выпускного отверстия и диапазон оборотов — все это влияет на решение о том, какую форму должна принять выхлопная система. Общие эмпирические правила понять нетрудно, но правильное их применение может вызвать затруднения.

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

«Когда у вас есть выхлопной коллектор без коллектора, эта продувочная волна достигает конца трубы и возвращается обратно, вступает в силу важное соотношение. Чем больше отношение площадей, тем сильнее вакуумная волна. Когда у вас есть одна труба, отношение площади на конце трубы бесконечно, потому что вы открываете ее для атмосферы», — проиллюстрировал Роман.

Онлайн-калькуляторы настройки выхлопной системы могут предложить примерный размер, но могут не учитывать конкретное приложение. Предоставлено Speed-Wiz.

«Когда вы стреляете той же трубкой 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 набираете обороты, мы ослабили эту волну, чтобы она не снижала производительность», — продолжил он.

Длина первичных трубок может быть столь же важна, как и диаметр трубок.Подумайте о тромбоне и о том, как изменяется высота ноты по мере того, как слайд выдвигается или приближается. Более длинная первичная трубка будет иметь те же характеристики, что и характеристики малого диаметра, а трубка короткой длины будет похожа на трубку большого диаметра. .

«Когда открывается выпускной клапан, возникает волна давления, которая начинает двигаться вниз по трубе, когда она достигает конца трубы, она разворачивается в виде вакуумной волны и возвращается обратно, ударяя по цилиндру. Вы хотите иметь возможность рассчитать время, когда эта волна ударит прямо вокруг закрытия выпускного отверстия, что поможет нам сделать, так это удалить остатки из цилиндра, и впуск начнет заполняться», — объяснил Роман.

Общепринятой практикой является размер первой длины первичного контура настолько близкой к диаметру выпускного клапана, насколько это возможно. Таким образом, нет резкого падения скорости из-за увеличения объема от входного отверстия до выхлопной трубы – после длины не менее одного фута обычно начинают увеличивать диаметр. В применении с несколькими клапанами для обеспечения потока должна быть достигнута золотая середина.

Сначала немного теории: противодавление и очистка

Колебания давления от положительного к отрицательному хорошо видны на протяжении всего цикла двигателя. График предоставлен Grumpyvette.

Термин «противодавление» — наиболее часто неправильно используемая фраза, иллюстрирующая важность очистки. Продувка — это эффект, создаваемый использованием инерционной энергии высокоскоростного импульса выхлопных газов. Принцип Бернулли был первым, кто определил это явление, и он применялся ко всему, от мячей для гольфа до самолетов.

Высокоскоростной импульс выхлопных газов несет с собой энергию; при движении импульса в пространстве он вытесняет следующий за собой объем.Это создает зону низкого давления, похожую на слабый вакуум. Представьте себе, когда вы катитесь по автостраде, гигантский полуприцеп проезжает мимо вас, двигаясь намного быстрее — когда грузовик приближается сзади, вас выталкивает за пределы вашей полосы носовая волна сжатого воздуха, создаваемая грузовиком, и когда грузовик, наконец, проезжает, возникает противоположный эффект — ваш автомобиль втягивается в область низкого давления, тянущуюся за буровой установкой. Тот же принцип используется при драфте во многих видах автоспорта.

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

Эффект продувки создается за счет использования комбинации выхлопной системы и коллектора соответствующего размера. При правильном выполнении в освобожденном цилиндре остается область низкого давления, готовая для поступающего всасываемого заряда. Когда впускной клапан открывается, воздушно-топливная смесь может попасть внутрь еще 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 используется тонкий баланс, который в значительной степени обусловлен разделением кулачков распределительного вала (обычно чем меньше, тем больше, потому что увеличенное перекрытие клапанов оставляет выпускной клапан слегка открытым, втягивая этот вакуум, в то время как впускной клапан открыт), и выпускной клапан размер.

Цель состоит в том, чтобы создать максимально возможную скорость выхлопных газов при сохранении наилучшего возможного потока — эти два приоритета противоположны друг другу, когда речь идет о размере трубки, поэтому поиск точки соприкосновения — это вопрос изучения приоритетов.

Кулачковая карта показывает нам, где происходит перекрытие клапанов, и помогает продувке. График предоставлен Grumpyvette.

Обратное давление — это термин, который вводит многих в заблуждение, заставляя думать, что это полезная характеристика, поскольку их двигатель каким-то образом нуждается в противодавлении для правильной работы. Непонимание возникает, когда мы пытаемся увеличить скорость выхлопных газов за счет ограничения диаметра трубы — ограничение, т. е. противодавление, может быть побочным продуктом или симптомом, но не целью. Ограниченная выхлопная система — не что иное, как помеха.В конце концов, двигатель — это просто воздушный насос, чем больше воздуха и топлива мы можем пропустить через него, тем больше мощности он будет производить.

Типы и характеристики коллекторов

Коллекторы

— это смесительные камеры выхлопной системы, эта общая камера позволяет изготовителю двигателя извлечь выгоду из тщательного выбора распределительного вала, тактичного расположения отверстий под головку и других параметров, предусмотренных для сборки. Коллекторы проявляются во множестве вариаций и техник изготовления. Два основных типа формируются и сливаются.

Формованные коллекторы проще и дешевле в производстве.

Формованные коллекторы чаще встречаются в бюджетных системах и состоят из куска гидроформованного листового металла, предназначенного для размещения концевых концов первичных коллекторов. Коллекторы слияния изготавливаются из отводов труб, отфрезерованных под двумя углами для создания шва, по которому их можно соединить в две, три, четыре, пять, шесть или восемь вариантов труб.

Идея коллектора состоит в том, чтобы позволить одному цилиндру получать выгоду от скорости выхлопных газов соседнего цилиндра. В отличие от зумов, где каждая выхлопная труба независима, собранный выхлоп имеет явные преимущества и различия в звучании. В правильно спроектированной выхлопной системе первичные трубы синхронизированы в коллекторе, чтобы ориентировать порядок воспламенения по круговой схеме. Импульсный шаблон создает эффект завихрения, который еще больше улучшает очистку.

Сборщики слияния

трудоемки в изготовлении.

Наиболее распространенные схемы коллекторов обычно называются «четыре в один» и «три Y».Эти компоновки, чаще всего используемые на четырех- и восьмицилиндровых двигателях, имеют совершенно разные характеристики. Вы можете услышать, что подача мощности двигателя описывается как пиковая, экспоненциальная или линейная и плоская — на эти характеристики влияет выбор коллектора. Чтобы визуализировать разницу, помните о концепции вакуумного сигнала.

«Угол слияния коллекторов — это то, что встречается довольно часто, наш стандартный коллектор составляет 15 градусов — в ходе наших исследований и испытаний мы обнаружили, что угол слияния в любом месте от 7 до 15 градусов дает вам примерно одинаковую производительность. Меньше семи градусов и коллекторы становятся слишком длинными, и возникают потери на сопротивление, круче 15 градусов и вы начинаете слишком сильно поворачивать поток», — заключил Роман.

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

Жатки

Tri-Y на драгстере.

В схеме тройного Y-образного коллектора используются три простых коллектора типа «два в одном», соединенных в один выпускной патрубок. Поскольку эти коллекторы спарены, весь ряд цилиндров не видит импульсные сигналы от других цилиндров одновременно — вместо этого импульсы очистки слабее, но отправляются чаще. Это обеспечивает более равномерную подачу мощности и, как правило, меньшую пиковую мощность, но более полезную подачу.

Выбор того, какое расположение коллектора лучше всего подходит для вашей комбинации двигателей, может сбить с толку и стать движущейся целью, когда дело доходит до настройки.

«Имея дело с 4-цилиндровыми и плоскими кривошипными двигателями V8, мы обнаружили, что, поскольку импульсы в коллекторе относительно далеко друг от друга, четыре в один и тройной примерно одинаковы, мы можем оптимизировать оба. Когда мы говорим о двигателях с кривошипно-шатунным механизмом, в которых два последовательных цилиндра работают с одной стороны, мы обнаруживаем, что теоретически трехцилиндровый двигатель может привести к лучшей производительности, потому что мы можем разделить эти импульсы на первом коллекторе». – напомнил Роман.

Существует бесчисленное множество вариаций на эти темы, от 180-головок, прославившихся благодаря GT40, до коллекторов с шестью и восемью в одном, которые генерируют воющие нотки выхлопа от грубых отечественных силовых установок.

Типы глушителей

Глушители — необходимое зло в глазах большинства фанатов скорости, но они не должны мешать производительности. Глушители в стиле OEM обычно снижают шум, заставляя выхлопные газы проходить через лабиринт камер, перфорированных труб и крутых изгибов, в основном полагаясь на замедление выхлопных газов для достижения своей цели.

Рынок послепродажного обслуживания глушителей резко вырос благодаря последнему поколению энтузиастов, которые требуют возможностей и выбора, как ни один предыдущий потребитель.Самый простой способ классифицировать конструкции глушителей — по методологии, используемой для гашения звука. Наиболее часто встречающиеся школы мысли — это набивные глушители, глушители с камерами, технология отражающего звука и настраиваемый диск.

В период расцвета хот-роддинга между стоковым выхлопом и широко открытым был только один вариант — стеклопакет. Уплотнительные глушители, как правило, имеют сквозную конструкцию — внутренняя перфорированная или жалюзийная трубка обернута синтетическим материалом, таким как мат из стекловолокна, а затем заключена во внешний корпус.Эти глушители полагаются на изоляционные свойства набивки для гашения шума, но, как известно, со временем они ухудшаются.

Камерные глушители редко бывают прямопроходными и обычно направляют выхлопные газы вокруг перегородок или пластин, приваренных внутри к корпусу глушителя. Классический звук маслкара 70-х характеризуется глушителем с камерой, и они доступны во множестве размеров и уровней шума.

Глушители с технологией Reflective Sound являются одними из новейших на рынке.Заимствуя технологию шумоподавления, которая может быть у вас в наушниках, эти глушители настроены для конкретного двигателя и сопоставляют определенную длину и амплитуду нежелательных звуковых волн друг с другом. Этот эффект компенсации означает, что внутренние части глушителя обеспечивают наименьшее ограничение потока выхлопных газов, фактически прямая труба с несколькими отверстиями.

Последняя конструкция глушителя — одна из самых простых и уникальных, редко встречающаяся за пределами гоночных кругов. Настраиваемый глушитель дискового типа был разработан одной компанией — Supertrapp.Эти системы являются модульными и используют стопку или стальные диски, сформированные таким образом, чтобы они вставлялись друг в друга, но позволяли газам выходить между ними. Диски могут быть добавлены или удалены из стопки, чтобы изменить уровень шума и повлиять на смесь.

Наиболее часто используемые в приложениях, где требуется некоторое ослабление шума, но не установлен максимальный уровень децибел, эти искрогасители дискового типа распространены во всем сообществе внедорожников и даже среди лучших команд шоссейных гонок, таких как Flying Lizard, как видно на их Ауди Р8.

Источник фото: Люк Маннел

Выводы

Если и есть что-то, что можно вынести из этого краткого поверхностного введения в гидродинамику и выхлопную систему, так это то, что все дело в уравновешивании скорости и потока. Максимальное использование обоих поможет вашему тщательно отобранному пакету работать наилучшим образом. Соберите систему, соответствующую вашим потребностям и подходящую для вашей силовой установки. Трубы огромного диаметра могут выглядеть круто, но любой, кто разбирается во всех тонкостях конструкции выхлопа, сообщит вам о выборе.

Power Flow Systems, Inc. — Объяснение настройки выхлопной системы

Настройка выхлопной системы имеет решающее значение для авиационного двигателя. Легче настроить авиационный двигатель, чем автомобильный или мотоциклетный, потому что диапазон используемых оборотов намного уже. Основным препятствием является то, что места внутри капота очень мало!

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 снизить давление в выпускном отверстии непосредственно перед его закрытием, чтобы оно было ниже давления во впускном коллекторе в это время… это называется фазой перекрытия. В этот момент в цилиндр может быть втянута свежая смесь и одновременно удалены из него отработанные газы. При ненастроенном выхлопе давление в выхлопе в этот момент будет больше, чем на впуске, и отработавшие газы останутся в цилиндре или даже обратным потоком во впускной коллектор.

Мощность, развиваемая при сжатии свежего холодного газа, будет намного больше, чем при таком же ходе, при котором цилиндр частично заполняется отработавшими горячими газами.

Но прежде чем мы приступим к очистке, давайте посмотрим, что происходит внутри цилиндров вашего двигателя. Ваш двигатель проходит 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 воспламеняет и взрывает сжатую смесь.Этот взрыв заставляет поршень двигаться вниз по цилиндру, производя необходимую мощность для поворота винта. Затем открывается выпускной клапан, когда поршень выталкивает большую часть отработавшей топливно-воздушной смеси, и цикл начинается сначала.

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

Когда отработавшая топливно-воздушная смесь выходит из цилиндра, она направляется через набор коллекторов в общий коллектор и выталкивается из выхлопной трубы за счет остаточного давления. Подобно садовому шлангу с перегибом, давление в выхлопной системе нарастает, что затрудняет выход отработавшей газовой смеси из следующего цикла. Так что теперь выхлоп не течет так свободно, как должен, оставляя немного 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 есть два «набора» труб; первичный (комбинация коллектор/коллектор) и вторичный (труба после коллектора).Первичная часть состоит из четырех независимых трубок, которые соединяются в коллекторе 4-1 (см. ниже). Когда каждая «выхлопная затяжка» отработавшего топлива проходит через первичные фильтры, она оставляет после себя вакуум. В нашей настроенной выхлопной системе мы отрегулировали длину каждой трубы так, чтобы вакуум достиг коллектора как раз вовремя, чтобы «высосать» выхлоп из следующего цилиндра. Выхлопные газы не только выталкиваются цилиндром, но и «извлекаются» вакуумом, поэтому во время следующего цикла в цилиндр войдет больший и свежий заряд. Настроенная выхлопная система действительно способствует более плавной, прохладной и, наконец, более мощной работе двигателя.

Создать «Настроенный выхлоп Power Flow Systems» не так просто, как вы думаете. Изготовление настроенной выхлопной системы начинается с гибки трубы. Трубогибочные станки представляют собой мощные гидравлические машины, которые перемещают гибкую «оправку» внутри трубы в то же время, когда труба изгибается по определенному радиусу. Мы сгибаем трубы на оправке так, чтобы площадь поперечного сечения трубы не уменьшалась, что помогает обеспечить плавный и нетурбулентный поток воздуха везде, где это возможно.Мы сгибаем оправкой коллекторные трубы, коллекторы и узлы глушителя. В некоторых случаях мы можем изготовить трубы с несколькими изгибами как единое целое. Разработка этого процесса требует больших затрат, а для некоторых компонентов экономически неэффективна.

Вернувшись в Дейтона-Бич, наш родной город, выхлопные трубы сварены. Это основа нашего мастерства, так как все наши выхлопные системы изготавливаются вручную. Каждая система построена на калиброванном приспособлении. Мы контролируем производство на каждом этапе и следим за тем, чтобы все было построено с соблюдением самых жестких допусков.

Чтобы значительно снизить риск отравления угарным газом, мы «Испытаем давлением» каждую сборку коллектора. Мы достигаем этого, затыкая шлицевые соединения, погружая их в воду и повышая давление в системе как минимум до 2 фунтов на квадратный дюйм. Затем мы проверяем вокруг сварных швов наличие пузырьков воздуха, указывающих на утечку. Если есть только самая маленькая утечка, мы отбраковываем деталь. Однако, если коллектор проходит испытание, он покидает Daytona для отжига.

Каждый из наших сварных коллекторов проходит отжиг. Этот процесс включает нагрев коллектора до температуры более 1800 градусов по Фаренгейту в огромной печи, а затем медленное охлаждение сборки в контролируемой среде. Это снимает напряжение сварных швов вплоть до молекулярного уровня, снижая вероятность преждевременного растрескивания. Наши коллекторы еще раз проходят испытания под давлением, а затем покрываются нержавеющей сталью авиационного качества.

Наши опорные стержни согнуты (при необходимости), сварены и покрыты порошковой краской.

После сварки наши выхлопные трубы подвергаются электрополировке или керамическому покрытию. Процесс электрополировки химически изменяет поверхность нержавеющего металла, погружая металл в химическую ванну и посылая электрический заряд как через химическую, так и через нержавеющую часть.Это приводит к удалению грязи и копоти и переносу блестящей части металла, хрома, на поверхность металла, не оставляя ничего, кроме красивого блеска. Со временем высокие температуры выхлопных газов повлияют на блестящий глушитель, что приведет к постепенному обесцвечиванию трубы глушителя. Трубке можно вернуть ее первоначальный «блеск», отполировав ее имеющимся в продаже средством для полировки нержавеющей стали и не допуская попадания масла. Альтернативой обесцвечиванию детали было найти способ не допустить воздействия на нее тепла.

В мае 2003 г. компания Power Flow Systems, Inc. получила одобрение FAA на эксклюзивный процесс керамического покрытия своих выхлопных труб. Керамическое покрытие предотвратит обесцвечивание или «посинение» выхлопной трубы. Этот процесс доступен только для новых глушителей в сборе — его нельзя применить к бывшим в употреблении глушителям. Существующие клиенты могут приобрести новый глушитель и зажим в сборе, или вы можете перейти на керамическое обновление во время размещения заказа.

Глушители после полировки или керамического покрытия «набиваются» сеткой из нержавеющей стали с внешней оболочкой из базальтового волокна.

Наконец, когда все детали собраны, система готова к отправке. Мы тестируем каждую систему, собирая ее и устанавливая на наше приспособление для контроля качества. Мы четко помечаем положение каждого коллектора, поскольку он подходит к коллектору, что значительно упрощает установку для вашего механика.

Для того, чтобы ваш выхлоп дошел до вас в целости и сохранности, мы используем специальную машину, которая развертывает вспенивающуюся пену. Эта пена, обернутая в лист пластика, полностью окружает вашу выхлопную систему, обеспечивая ее полную защиту от небрежных транспортных компаний.

Все продукты, производимые Power Flow Systems, Inc., проходят строгие процедуры обеспечения качества. Мы являемся держателем одобрения производителя запчастей FAA (PMA) для всей нашей сертифицированной продукции. Это означает, что вся наша производственная система находится под строгим контролем Федерального авиационного управления (FAA).

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

Например:

  • Все трубки в наших системах изготовлены из нержавеющей стали 321, и трубы согнуты на оправке, а не отлиты или сформированы. Наши коллекторы/стояки и внутренние коллекторные трубы имеют толщину 0,049 дюйма. Типичные оригинальные выхлопные системы имеют толщину 0,035 дюйма. Это означает, что наши системы на 40% толще оригинальных.

  • 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 вырезаны лазером, а не штампованы, и приварены два раза к каждому коллектору/стояку (внутри и снаружи), в то время как в оригинальных системах обычно используется только внешний сварной шов. Тепловая конструкция 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 в кабину угарного газа.

  • Конструкция обогрева карбюратора, используемая в настроенных выхлопных системах Power Flow, имеет площадь поверхности на 50 % больше, чем у оригинала. В нашей выхлопной системе не используются хомуты в тех местах, где коллекторы/стояки соединяются с системой центрального коллектора. Вместо этого мы используем скользящие посадки с жесткими допусками, которые не только сокращают техническое обслуживание, но и значительно снижают вероятность растрескивания, связанного с вибрацией и другими нагрузками. Каждая из наших комплексных систем собирается на опоре двигателя перед отправкой, чтобы обеспечить беспроблемную установку на самолете заказчика.

  • Каждая выхлопная система проходит около 160 проверок качества перед отправкой.Ни для одного из наших продуктов нет повторяющихся сервисных бюллетеней (SB) или директив по летной годности (AD). Наша секция обогрева салона требует только визуального осмотра каждые 100 часов или ежегодного осмотра в соответствии с оригинальными инструкциями производителя самолета.

После того, как мы определились с нашим следующим самолетом, мы проводим ряд тестов до и после. Перед любым изготовлением мы установим наши инструменты для сбора данных. К ним относятся полный комплект калиброванных приборов Electronics International, датчики температуры головки цилиндров (CHT) и температуры выхлопных газов (EGT) для каждого цилиндра, расходомер топлива, датчик OAT, датчик температуры нагрева карбюратора, шумомер, оптический тахометр, калиброванный высотомер и индикатор воздушной скорости.

Затем мы делаем время для набора высоты и запускаем полный газ на заданной высоте. Каждый полет записывается на видеокассету для последующего просмотра. Затем наши данные загружаются в наш компьютер и анализируются.

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

После установки нашего прототипа мы приступаем к дальнейшим летным испытаниям. После просмотра данных мы вносим необходимые изменения в длину или маршрут трубы. Когда у нас есть продукт, которым мы довольны, мы отправляем окончательные запросы на сертификацию в FAA.

Обычной практикой является использование динамометра (Dyno) для измерения характеристик 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, мощность!

Нам посчастливилось посетить Ly-Con. Компания Ly-Con, расположенная в Калифорнии, занимает лидирующие позиции в области капитального ремонта высокопроизводительных двигателей.У них есть самое современное оборудование, в том числе динамометрический стенд для авиационных двигателей. Чтобы доказать, на что способна наша система, и, надеюсь, побороть некоторый скептицизм, мы установили настроенный выхлоп Power Flow на одном из их испытательных стендов и сравнили показатели динамометрического стенда с тем же двигателем, но с выхлопом OEM Cessna. Использовался двигатель Lycoming O-320 A1A мощностью 160 л.с.3 л.с.

Разница в 23,8 л.с.! Эти дополнительные лошади действительно дают вам впечатляющий угол наклона на подъемах Vx и Vy. Это, безусловно, самая впечатляющая разница, которую вы заметите при первом полете после установки.

Основной целью процесса сертификации является получение дополнительного сертификата типа (STC) и разрешения на производство деталей (PMA) от FAA. Это позволяет нам продавать и устанавливать наши настроенные выхлопные системы.

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

Первый шаг включает в себя подачу заявления на STC/PMA в местный офис FAA.В этой заявке указано, какой продукт мы хотим сертифицировать, и на каком самолете этот продукт будет установлен. Приложение также включает график завершения различных этапов проекта, а также некоторые административные данные.

Далее, после изготовления всех сборочных чертежей (коллекторы, коллекторы и т.д.), они передаются на рассмотрение. Затем нам необходимо дождаться Заявления о соответствии, которое, когда оно будет подписано FAA, гласит, что нам разрешено перейти к утвержденному предложению по тестированию.Преодоление этого препятствия составляет 75% успеха. После того, как все согласовано, мы переходим к осмотру и тестированию готовой сборки. Здесь представитель FAA наблюдает за установкой и летными испытаниями. Если все соответствует, представитель FAA вносит рекомендацию для STC. Затем эта рекомендация проверяется, и, если проблем нет, нам отправляется STC!

Звучит довольно просто? Что ж, было бы так, но имейте в виду, что если будет обнаружено что-то, что не соответствует строгим допускам FAA, на исправление могут уйти недели.Это может варьироваться от простой повторной сварки коллектора до помещения самолета в экспериментальную категорию на три месяца.

Мы стараемся работать с FAA как можно эффективнее, но иногда единственным выходом является терпение.

Энергии | Бесплатный полнотекстовый | Настройка выхлопа двигателя внутреннего сгорания за счет комбинированного воздействия переменного диаметра выхлопной трубы и системы синхронизации выпускного клапана

1. Введение

Расход жидкости и производительность двигателя в значительной степени зависят от геометрии и рабочих параметров впускной и выпускной систем. двигателя.Волновая настройка впускного и выпускного коллекторов в двигателе ранее была источником большого интереса из-за ее возможностей для улучшения характеристик двигателя без полной зависимости от таких компонентов, как нагнетатели и турбонагнетатели [1,2,3,4]. Характер конструкции системы впуска приводит к тому, что сторона впуска оказывает большее влияние на поток жидкости в цилиндр, что жизненно важно для достижения улучшенных характеристик двигателя. Впускной коллектор двигателя существенно влияет как на объемный КПД, так и на крутящий момент [5,6,7,8,9].Однако это не означает, что выхлопная система не обладает способностью влиять на характеристики двигателя [10,11,12]. Волны давления в жидкости, образующиеся на выпускном клапане, сильно зависят от геометрии и общей конструкции выпускного коллектора [13,14,15]. При правильной регулировке выпускного коллектора производительность двигателя может быть заметно улучшена. Буш и др. [14] подчеркнули важность истории изменения давления в выпускном отверстии двигателя. Двигатель создает волну давления в жидкости в конце рабочего такта, когда открывается выпускной клапан.Как только выпускной клапан открывается, волна положительного давления, образованная в жидкости, движется из цилиндра через выпускное отверстие, как показано на рисунке 1а. Эта положительная волна сжатия помогает выводить выхлопные газы из двигателя. Как только волна достигает конца трубы, где площадь изменяется, она отражается обратно в виде волны отрицательного разрежения или расширения, как показано на рисунке 1b. Эти волны возвращаются через выпускной канал к цилиндру. Хотя волна движется обратно по трубе, она все еще выталкивает газ из двигателя, поскольку это отрицательная волна. При правильном расчете времени волна давления разрежения, возвращающаяся в цилиндр, может достичь начала перекрытия клапана. Это когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно. Если это произойдет, в цилиндр через впускное отверстие может быть подан дополнительный свежий заряд. Этот процесс, известный как продувка, может значительно повысить производительность двигателя. В дополнение к подаче дополнительного свежего заряда, продувка способствует лучшему оттоку выхлопных газов из двигателя. Это также помогает удалить оставшиеся выхлопные газы в цилиндре [10,11,16,17,18].Движение волн разрежения и сжатия в выхлопной системе имеет решающее значение для общего успеха двигателя. Фазирование этих волн давления может быть осуществлено путем регулировки различных переменных в конструкции двигателя. Многие из этих переменных связаны с геометрией выхлопного тракта и работой клапана. Обычно длина более явно влияет на настройку волн, так как разные длины позволяют разным моментам прихода волн в начале периода перекрытия клапанов [19]. Диаметр может не влиять на время распространения волн давления, но влияет на их интенсивность.Было проведено мало исследований о влиянии различных диаметров выхлопной трубы. Тем не менее, некоторые исследования проанализировали и опубликовали потенциальные преимущества. Кесгин [20], Коста и соавт. [21] и Baechtel [16] показывают, что изменения диаметра трубы могут иметь несколько результатов. Увеличение диаметра трубы приводит к уменьшению давления и скорости газа. Это также уменьшает трение в трубах, поэтому газы двигаются легче. Поршень прилагает меньше усилий для выталкивания выхлопных газов из цилиндра.Это в конечном итоге повышает эффективность двигателя. Однако волны низкого давления, которые отражаются обратно в цилиндр, плохо справляются с продувкой. Кроме того, трубы большего размера могут оказаться нецелесообразными в зависимости от размеров и стоимостных ограничений. Напротив, трубы меньшего размера имеют более высокие скорость и давление. Эта более высокая скорость помогает увеличить импульс выхлопных газов в цилиндре, что улучшает вакуумирование цилиндра, тем самым создавая лучшие волны продувки. Недостатком является заметное увеличение усилия прокачки и ограничение работы двигателя.Чтобы максимизировать общий потенциал, требуется надлежащий баланс. Предыдущие тесты были проведены для понимания влияния геометрии двигателя на настройку волны. Sammut и Alkidas [22] провели исследование, в котором длина трубы и фаза газораспределения варьировались для наблюдения за изменениями объемного КПД. Они пришли к выводу, что изменение длины впускной системы положительно повлияло на объемную эффективность, но изменение длины выхлопной системы показало очень небольшие изменения. Наблюдая за влиянием фаз газораспределения, они пришли к выводу, что фазы газораспределения не влияли на настройку впуска, но были видны на настройку выпуска.В конечном счете, настройки впуска и выпуска не зависят друг от друга, и изменения в геометрии двигателя действительно играют роль в его поведении. В этой конкретной статье основное внимание будет уделено потоку жидкости, выходящему из выхлопной трубы, за счет изменения диаметра направляющей выхлопной трубы, изменения фаз газораспределения выпускных клапанов и, что наиболее важно, их совместного действия. Ранее Кесгин [20] наблюдал эффект регулировки выхлопной трубы. фазы газораспределения по вытеканию жидкости из выхлопа. Было показано, что фазы газораспределения оказывают большее влияние на процесс газообмена.Определенные ситуации с выпускным клапаном могут вызвать различные негативные последствия для двигателя. Открытие клапана слишком рано приводит к потере работы. Слишком позднее открытие приводит к созданию избыточного давления в цилиндре. Это избыточное давление препятствует движению поршня в такте выпуска и снижает общую производительность. Слишком раннее закрытие клапана приводит к улавливанию избытка выхлопных газов в цилиндре, что снижает объемный КПД. Слишком позднее закрытие приводит к перекрытию клапанов, при котором обратный поток выхлопных газов возвращается на впуск, снижая производительность следующего цикла двигателя.Надлежащая система изменения фаз газораспределения эффективно снижает насосные потери, а также повышает экономию топлива [12, 23, 24, 25, 26]. Бонатеста и др. [27] даже упоминают, что стратегия оптимизации фаз газораспределения может улучшить пиковую экономию топлива на 5–8% в дополнение к минимизации потерь при продувке выхлопных газов, что впоследствии увеличивает мощность двигателя. Исследования Lee et al. [28], Ли и соавт. [29], Кэрнс и соавт. [12], Денг и соавт. [30] и Yeom et al. [31] также показывают, что регулировка фаз газораспределения может снизить выбросы NO X , а также достичь высокой мощности и эффективности.

Предыдущие исследования показали, что диаметр трубы и фазы газораспределения для системы выпуска отработавших газов играют важную роль в общей работе двигателя. В данной статье эти значения тестируются и сравниваются с предыдущими результатами в диапазоне скоростей от 2000 до 11 000 об/мин с шагом 200 об/мин. Кроме того, комбинированное влияние фаз газораспределения и диаметра выхлопных газов также анализируется, чтобы выяснить их влияние на характеристики двигателя. Таким образом, новизна этого исследования заключается в комбинированном воздействии на характеристики двигателя, которое ранее не проводилось. Результаты этого исследования могут быть применены к двигателям S1 без нагнетателя или турбонагнетателя для повышения крутящего момента и мощности. С точки зрения конструкции, для той же мощности, что и у оригинальной модели двигателя, двигатель можно уменьшить, используя результаты этого исследования. Следовательно, это уменьшит общий вес двигателя, что приведет к снижению расхода топлива и выбросов.

Наука и внедрение высокоэффективных выхлопных систем

Звук и ярость

ПРИМЕЧАНИЕ. Все наши продукты, конструкции и услуги являются УСТОЙЧИВЫМИ, ОРГАНИЧЕСКИМИ, БЕЗГЛЮТЕНОВЫМИ, НЕ СОДЕРЖАТ ГМО и не будут расстраивать чьи-либо драгоценные ЧУВСТВА или тонкие ЧУВСТВА

ЭТО ИЗМЕНЕННАЯ ВЕРСИЯ СТАТЬИ

Джека Кейна, КОТОРАЯ ПОЯВЛЯЛАСЬ В ВЫПУСКЕ 036 журнала
RACE ENGINE TECHNOLOGY MAGAZINE

Введение

Слишком часто производители двигателей и шасси не задумываются о выхлопе двигателя, однако его конструкция и конструкция оказывают существенное влияние по характеристикам автомобиля. Выхлопная система может быть жизненно важным инструментом для оптимизации работы двигателя благодаря тому, как ее конструкция манипулирует волнами давления, которые могут иметь решающее значение для наполнения и продувки цилиндров. С другой стороны медали выхлопная система представлена несколько проблем. Это основной путь потерь тепловой энергии, и это может стать кошмаром для автомобильной упаковки.

Окружающая среда, в которой выхлопная система соревнований, и особенно коллекторы двигателя, должна выдерживать, может быть описана только как жестокая комбинация температур, напряжений, коррозии и вибрации.Современная технология выхлопных газов может помочь уменьшить проблемы и помочь максимизировать потенциал. выигрыши системы.

Рисунок 1
Двигатель BMW Formula One на полной мощности

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

Основы

Вычисление того, что на самом деле происходит во время цикла выхлопа, является очень сложной задачей в потоке сжимаемой жидкости, детали которой подробно объясняется в нескольких текстах, мой любимый — «Проектирование и моделирование четырехтактных двигателей» профессора Гордона Блэра.Для целей В этой статье следующее чрезмерно упрощенное объяснение послужит иллюстрацией принципов.

Событие выхлопа состоит из двух отдельных компонентов. Первый – это удаление отработавших газов из цилиндра, которое происходит в виде импульса горячий газ, выходящий из цилиндра и стекающий по первичной трубе коллектора. Во-вторых, это (гораздо более быстрое) движение волны давления в порту, вызванное скачком давления, возникающим при открытии выпускного клапана, и различными отражениями этой волны.Воспользовавшись этим давлением волны (второй компонент) могут значительно улучшить очистку цилиндра (первый компонент) и сильно способствовать притоку свежего заряда.

Что касается первого компонента, то при первом открытии выпускного клапана в 4-тактном поршневом двигателе давление в цилиндре все еще намного выше атмосферного. В безнаддувном двигателе с искровым зажиганием, работающем на бензине и работающем при высоком BMEP, давление может составлять 7 бар и более, а давление в выпускное отверстие на клапане где-то около 1 бар (атмосферное).Когда клапан открывается, перепад давления на быстро меняющемся отверстии клапана (соотношение давлений примерно 7) запускает поток выхлопных газов через отверстие, а выброс создает давление в порту (за клапаном) быстро увеличиваться или «всплески».

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, что может улучшить настройку волны давления (второй компонент). и может быть полезным в отношении эффектов инерции.Однако, если диаметр слишком мал, будут потери потока и, как следствие, градиент давления. увеличения, которые могут компенсировать любое усиление настройки. Таким образом, выбор правильного диаметра трубок является важной частью конструкции.

В начале цикла выпуска перепад давления на клапане высок, поэтому мгновенная скорость частиц газа через небольшой отверстие выпускного клапана очень большое. Когда-то после середины такта выпуска большая часть выхлопных газов покинула цилиндр.В то время клапан площадь отверстия довольно велика, а давление в цилиндре приближается к атмосферному, что приводит к тому, что мгновенная скорость частиц через клапан быть намного ниже. Именно на этой фазе цикла выхлопа второй компонент становится важным.

Чтобы помочь с объяснением второго компонента, Рисунок 2 показывает следы давления в цилиндре (черный), давление порта на впускной клапан (светло-синий) и давление порта на выпускном клапане (красный), взятые из моделирования двигателя с высоким BMEP, работающего вблизи оптимальной настройки. точка как для впуска, так и для выпуска.

Рисунок 2
Впускное отверстие, выпускное отверстие и давление в цилиндре с эффективной настройкой

Второй компонент является результатом «скачка» давления, который происходит в EVO, показан пиком на красной линии в Рисунок 2 , сразу после ЭВО. Этот всплеск давления или волна давления движется вниз по трубе с суммой локальной скорости звука и скорости частиц газового потока. Всякий раз, когда волна давления сталкивается с изменением площади поперечного сечения трубы, генерируется отраженная волна давления, которая распространяется в противоположном направлении. направление.Если изменение площади увеличивается (ступенька, коллектор, атмосфера), то смысл отраженной волны давления (сжатие или расширение) перевернутый. Если изменение площади уменьшается (например, конец другого порта с закрытым клапаном или сопло турбонагнетателя), значение отраженная волна не инвертируется.

Амплитуда отраженной волны в первую очередь определяется пропорциональным изменением площади поперечного сечения (отношение площадей), но амплитуда уменьшился в любом случае.В целях приближения скоростью частицы можно пренебречь, потому что ее эффект самокомпенсируется во время круговорот волны. Однако при высокоточном моделировании это необходимо учитывать. Эти волны иногда называют волнами конечной разности, из-за методов конечно-разностного численного моделирования, используемых для расчета их характеристик распространения.

В случае текущего основного коллектора волна положительного давления (сжатия), инициированная EVO, отражается обратно как отрицательное давление (расширение) волны.Если можно организовать приход отраженной волны отрицательного давления обратно к выпускному клапану во время последней части выпускного цикла, в результате более низкое давление в канале улучшит удаление выхлопных газов из цилиндра и снизит давление в цилиндр 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.

Обратите внимание на Рисунок 2 , как давление в цилиндре (черный) и давление в выпускном отверстии (красный) становится сильно отрицательным примерно с середины выхлопа. ход до ВМТ).Обратите также внимание на то, как отраженная волна положительного давления второго порядка во впускном тракте (светло-голубая) достигает задней части впускного клапана только что перед IVO и работает вместе с правильно рассчитанным отрицательным давлением выхлопных газов, чтобы начать подачу свежего заряда в цилиндр.

Если, с другой стороны, волна отрицательного давления выхлопных газов достигает неоптимального времени, ее последствия могут быть вредными для очистки цилиндра и проглатывание свежего заряда. Отраженная положительная волна при перекрытии (от сопла турбокомпрессора, например) может вытолкнуть большое количество выхлопных газов назад в цилиндр и систему впуска.

На рисунке 3 показаны те же три кривых давления, когда двигатель работает значительно выше точек настройки впуска и выпуска. Кроме того к снижению 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 выхлопа.

Рисунок 3
Впускной порт, выпускной порт и давление в цилиндрах с плохой настройкой

Момент прихода отрицательной волны на заднюю (левую) сторону выпускного клапана определяется оборотами двигателя, скоростью звука в трубе и расстояние от клапана до соответствующего изменения площади. Эти три фактора приведут к тому, что настройка выхлопа будет то настраивать, то расстраивать двигатель. диапазон рабочих скоростей. Сложные конструкции могут создавать системы, имеющие более одной точки настройки. Наиболее ярким примером настройки импульса выхлопа является ярко продемонстрирована работа двухтактных двигателей с продувкой картера и поршневыми портами.

На соответствующем расстоянии настройки от выпускных клапанов первичные трубы от двух или более цилиндров часто соединяются вместе в коллекторную трубу большего размера. что обеспечивает увеличение площади для генерации описанных выше отраженных волн.

Используя систему 4-в-1 в качестве примера, четыре основные трубы в идеале будут иметь одинаковую длину центральной линии и будут резко переходить в область, имеющую примерно в три-четыре раза больше площади первичного контура. Чем больше площадь поперечного сечения коллекторной трубы плюс площадь всех других трубок при той же перехода по сравнению с площадью активной первичной трубки (отношение площадей), тем больше будет амплитуда отраженной волны. Однако у коллекционера есть оптимальный размер: слишком большая площадь и настройка волны в коллекторе будет уменьшена.Оптимальная длина связана с количеством цилиндров, подаваемых в него.

Эффект прямого коллектора, как правило, представляет собой очень пиковую настройку, в которой длина основных частот может варьироваться для создания эффекта «качания» кривая крутящего момента вокруг своего пика. Удлинение трубок поднимает часть кривой ниже пикового момента 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 создание дополнительные волны меньшей амплитуды (дополнительные, меньшие шаги, например) или попытки увеличить ширину (длительность) импульса за счет импульса амплитуду с помощью конической секции, чтобы продлить изменение площади в течение более длительного периода времени.

На рисунке 4 показано одно из таких устройств, известное в Штатах как «сборщик слияния». Первичные волны сходятся в большую площадь сопла. чем основная площадь, но меньше конечного размера коллектора.Это немного дольше поддерживает скорость газа, помогая очищать соседние трубы, и меньшее отношение площадей уменьшает амплитуду отраженной волны. Участок за соплом сужается до конечного диаметра коллектора, позволяя потоку замедляется с лучшим восстановлением давления, чем при резком переходе, и увеличивает ширину отраженной волны. Характеристики отраженного волна может быть настроена с различными площадями сопла, различным конечным диаметром и длиной коллектора, а также длиной конической части.Чистый эффект обычно направлен при увеличении определенной части кривой крутящего момента и при расширении диапазона оборотов, в котором это усиление эффективно.

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 идеальный газ (который имитирует воздух) является функцией жесткости газа, деленной на плотность. Когда кто-то выполняет арифметические действия, необходимые для создания уравнения, которое использует известные параметры, условия жесткости и плотности заменяются эквивалентами из закона идеального газа, в результате чего получается уравнение: Va (акустическая скорость в метрах в секунду) = квадратный корень ( S x R x T), где S — отношение удельных теплоемкостей (приблизительно 1.4 для воздуха при 25°С, 1,35 для выхлопных газов при 500°К), R – газ постоянная (приблизительно 287 Дж/кг-°К для воздуха, 291 для выхлопных газов), а Т — абсолютная температура (°Кельвина, что составляет °С + 273).

Это сводится к тому, что если у вас есть удельная теплоемкость и значение газовой постоянной для данного газа (или смеси газов), скорость звука изменяется только с температурой. Чтобы добавить немного сложности, мгновенная температура выхлопных газов варьируется вдоль выпускного тракта, возможно, до 150 ° C в первичная трубка.

Следующим интересным принципом является то, что по мере увеличения отношения давлений в плавно уменьшающемся сопле скорость частиц в наименьшем поперечном сечении площадь увеличивается с увеличением отношения давлений, пока не достигнет локальной скорости звука. Как только он достигнет скорости звука, независимо от того, насколько больше отношение давлений становится, скорость частиц газа остается звуковой («дроссель»). Увеличение давления на входе увеличит массовый расход из-за повышенной плотности перед соплом, но скорость частиц через сопло остается звуковой.

Для воздуха, протекающего в плавно снижающемся сопле, коэффициент давления, который вызывает звуковой поток («критический коэффициент давления»), немного меньше 2,0. Для негладких и неравномерных сопел (например, выпускной клапан) степень критического давления выше, но эффект тот же. Это означает, что для некоторых В течение периода времени после EVO скорость потока частиц газа через выпускной клапан соответствует локальной скорости звука, которая, как будет показано далее, достаточно высока при выпуске. температуры газа.

Опять же, следует отметить, что эти объяснения сильно упрощены. Существует несколько высококлассных пакетов программного обеспечения для моделирования двигателей, которые, как говорят, Модель работы двигателя, включая явления выхлопной системы, достаточно точно. Эти модели настолько сложны, что могут учитывать такую ​​эзотерику. как локальные градиенты температуры вдоль основной, вторичной и коллекторной труб. Для обеспечения точности эти модели полагаются на точные данные двигателя, включая коэффициенты текучести на различных подъемниках.По-видимому, трудно определить точные данные коэффициента расхода для клапанов, особенно при высоких перепадах давления. что сильно влияет на пределы точности вычислений.

При этом несколько дизайнеров сказали мне, что симуляции, как правило, менее точны в предсказании различных эффектов коллектора с точки зрения реального мировые эффекты геометрии, углов трубы и тому подобное. Один из подходов к этой проблеме заключался в использовании моделирования CFD (трехмерного анализа) для коллекторов и сопряжения эти результаты с одномерным моделированием труб.

Выхлопные материалы

Обычно коллекторные системы изготавливаются из сварных наборов отрезков 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 не достаточно места для захвата между изгибы для формирования труб из цельного куска трубы. В некоторых случаях, когда изгибы расположены не слишком близко друг к другу, трубы можно сгибать как единое целое с помощью оправки. трубогиб, который сохранит круглое сечение трубы на всем протяжении изгиба и перехода.Типичный изгиб выхлопных труб, обычно используемый в автомобильных выхлопных газах. магазины не подходят для этой цели, так как эти трубогибы ужасно искажают поперечное сечение изгибов и уменьшают площадь поперечного сечения.

Радиусы изгиба трубы (радиус осевой линии изгиба в плане) выражаются в единицах, кратных диаметру трубы. Например, «изгиб 1,5D». трубка диаметром 2 дюйма будет иметь радиус изгиба 3 дюйма. Один изготовитель описал специальное оборудование, которое он разработал для изготовления высококачественных выхлопных труб. из листа.Первая машина раскатывает листы в прямые отрезки труб необходимого диаметра. Вторая машина завершает прямой участок трубы с непрерывный сварной шов полуавтоматическим способом в среде инертного газа. Третья машина делает то, что раньше считалось невозможным: изгибает трубы из инконеля толщиной 0,50 мм. в секции радиусом менее 1D, сохраняя при этом точную геометрию поперечного сечения.

Существует несколько материалов, обычно используемых в коллекторах и выхлопных системах для соревнований, 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., термин стал чем-то вроде общего обозначения семейства аустенитных суперсплавов на основе никеля и хрома, которые обладают хорошей прочностью при экстремальных температурах и устойчивы к окислению и коррозии. Благодаря превосходным высокотемпературным свойствам инконель может обеспечить повышенную надежность в коллекторных системах и в некоторых приложений, это единственный материал, который подойдет. Свойства высокотемпературной прочности могут позволить уменьшить вес конструкций, поскольку при заданной надежности требования, инконель позволяет использовать трубки с гораздо более тонкими стенками, чем те, которые можно 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, сплав на твердом растворе. содержащий 58% никеля, 22% хрома, 9% молибдена, 5% железа, 3.5% ниобия, 1% кобальта. Он имеет хорошую свариваемость с использованием процессов дуговой защиты в инертном газе и хорошую свариваемость. формуемость в отожженном состоянии и имеет более низкую скорость теплового расширения, чем нержавеющие сплавы, обычно используемые в выхлопных системах. Свариваемость и формуемость оба важны из-за несколько ограниченной доступности размеров труб из инконеля, что часто приводит к необходимости формировать секции труб из листа. Выход прочность этого сплава при 650 °C (1200 °F) составляет 345 МПа (50 тысяч фунтов на квадратный дюйм), а при 870 °C (1600 °F) она составляет впечатляющие 276 МПа (40 тысяч фунтов на квадратный дюйм).Как и многие металлы, высокотемпературный прочность уменьшается по мере того, как увеличивается количество времени, в течение которого детали подвергаются воздействию экстремальных температур.

Трубки из инконеля

почти необходимы в высокопроизводительных двигателях с турбонаддувом, и несколько знающих игроков сказали мне, что все автомобили Формулы-1 и некоторые Команды Кубка используют Inconel для своих коллекторов как для надежности, так и для снижения веса.

Один строитель сказал мне, что некоторые команды регулярно используют заголовки, сделанные из 0.Трубка из инконеля с толщиной стенки 50 мм (0,020 дюйма). Он также сказал мне, что ввиду сильной жары нагрузки, вызванной выхлопными газами современных двигателей Формулы-1, он серьезно сомневался, что набор коллекторов из нержавеющей стали, даже со стенкой 1,6 мм (0,065 дюйма), будет выживать. Рисунок 1 , двигатель BMW F-1, работающий на полную мощность, графически иллюстрирует эти сложные условия.

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

Что касается использования нержавеющей стали, мне рассказал осведомленный источник, что в гонках NASCAR Cup нержавеющие сплавы 304 и 321 использовались чаще, чем сплавы Inconel, в зависимости от предпочтений различных команд. Менеджер одной известной команды сказал мне, что ввиду того, что тонкостенные коллекторы из инконеля (а) очень хрупкие и легко повреждаются в результате непреднамеренного неправильного обращения, (б) «гротескно» дороги и (в) обеспечивают почти неизмеримую прибыль на 3600-фунтовом автомобиле, по его мнению, что использование заголовков Inconel не является разумным управлением его ресурсами. Для того, чтобы взглянуть на величину связанных с этим затрат, один производитель сказал, что один 1-D U-образный изгиб 2-дюймового диаметра и 0,032-дюймовой стенки трубы из инконеля будет стоить где-то около 200 долларов, тогда как такой же изгиб из нержавеющей стали 321 будет стоить около 200 долларов. в пределах 65 долларов.

Несмотря на то, что титан достаточно хорошо работает в выпускных клапанах, практические предельные температуры для титановых сплавов, пригодных для изготовления трубок, указаны на около 300 ° C (575 ° F), что делает этот материал подходящим для изготовления легких выхлопных труб в различных областях, а также в некоторых мотоциклах.Моя любимая Поставщик титана сообщает, что коммерчески чистый титан 1 и 2 класса (ЧЧ) использовался для выхлопных систем двухтактных мотоциклов, участвующих в соревнованиях, на протяжении десятилетий. Для облегчения многие из этих систем были изготовлены с использованием трубок со стенками 0,50 мм и рассматривались как расходный материал, который заменялся после каждой встречи.

Можно подумать, почему те же самые материалы, которые используются для титановых выпускных клапанов, не используются для выпускных труб. По-видимому, простая причина заключается в соотношении затрат и выгод, поскольку ориентировочная стоимость тонких листов Ti-6242 оценивалась более чем в 150 долларов за фунт при крупных закупках.Добавьте к этому тот факт, что этому материалу не хватает пластичности. быть легко сформированным в трубы, плюс тот факт, что будут проблемы со сваркой швов катаной трубы, и еще больше проблем с формированием сварных прямых труб в изгибы, и становится очевидным, что есть более подходящие материалы для использования в выхлопных трубах.

Формула-1

Недавно у меня была возможность подержать в своих усталых, измученных руках основную трубку коллектора, которая, как утверждается, предназначалась для почти современного применения F-1.Фотографии указанного оборудования не разрешались, но воспроизведение по памяти, показанное на Рисунок 5 , иллюстрирует очень интересную особенность, существование ступени большого диаметра в первичке, достаточно близко к фланцу.

Рисунок 5
Первичный коллектор Formula-One

На рисунке показана одна ступенька шириной 10 мм, расположенная на расстоянии примерно 125 мм от фланца. Однако эксперты говорят, что в 2008 году две ступени меньшего размера (каждая по 5 мм) в первичном встречаются чаще, в зависимости от исследований и убеждений разработчиков.Первый шаг обычно находится на расстоянии от 100 до 200 мм от фланца. Если есть секунда шага, он обычно находится еще на 100-150 мм за пределами первого шага, и, как правило, размеры трубок колеблются от 50 до 65 мм. (от 1,97″ до 2,56″), хотя конкретные проекты, кажется, сильно различаются от команды к команде.

Мое первое впечатление, которым поделился ряд экспертов, с которыми я разговаривал, заключалось в том, что, поскольку эти двигатели работают до 19 000 об/мин, то и первичная длина необходимый для достижения отрицательного импульса давления во время перекрытия, был настолько коротким, что из-за ограничений по упаковке коллектор располагался слишком далеко от клапаны, чтобы инициировать своевременное отражение. Однако немного больше размышлений и быстрый расчет выявил совсем другую теорию.

В целях приближения предположим, что средняя температура выхлопных газов в первичном контуре около головки составляет 1500°F (815°C). Скорость звука в воздухе Уравнение (достаточно точное для аппроксимации, по словам профессора Блэра) дает скорость звука 661 м/с (2168 футов в секунду). При 18 000 об/мин (300 об/с) один вращение вала занимает 3,33 миллисекунды (мс) или 3333 микросекунды (мкс).Следовательно, один градус вращения кривошипа занимает 9,26 мкс (3333 ÷ 360). Если первый шаг в первичном составляет 200 мм от задней части выпускных клапанов, затем, используя расчетную скорость звука как приблизительную скорость распространения конечная волна давления, 400-миллиметровый путь туда и обратно от клапана до ступеньки и обратно занимает около 600 микросекунд, или 65 градусов хода коленчатого вала.

Предположим, что в двигателе с частотой вращения 18 000 об/мин открытие выпускного клапана, достаточное для обеспечения значимого потока, происходит в районе 100° после ВМТ. Таким образом, ясно, что это первое отражение приурочено к приходу обратно к клапанам еще до того, как поршень достигнет НМТ. С какой целью? Напоминая, что во время продувки, в цилиндре имеется достаточная степень давления для создания дроссельного (звукового) потока через отверстие выпускного клапана, тогда это, безусловно, было бы выгодно поддерживать эту скорость газа как можно дольше.

Известный инженер мира Формулы-1 подтвердил, что это как раз и является причиной одного или нескольких шагов большой величины в первичном: поставить отрицательную давление в задней части выпускного клапана рассчитано таким образом, чтобы увеличить продолжительность критического соотношения давлений.

Кубок НАСКАР

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

С системой нумерации цилиндров GM (1-3-5-7 слева) и порядком включения {18436572; перестановка 4-7 не допускается в Cup}), расстояние между импульсами выхлопа слева сторона (выраженная в градусах поворота коленчатого вала) составляет 270°-180°-90°-180°, а расстояние с правой стороны составляет 90°-180°-270°-180°. Это неравномерное расстояние между импульсами серьезно препятствует созданию хорошо настроенной выхлопной системы, которая может быть достигнута с помощью равномерно распределенных импульсов и коллектора 4-в-1.

Эта сложность настройки привела (более десяти лет назад) к повторному внедрению конфигурации 4-в-2-в-1 (так называемая «Tri-Y»), которая была как минимум с 1960-х гг. В «Tri-Y» цилиндры на каждом ряду спарены, чтобы обеспечить максимальное разделение между импульсами. Используя приведенную выше нумерацию схеме, первичные части цилиндров 1 и 5 и 3 и 7 будут объединены в несколько более крупные вторичные трубы, которые после соответствующей длины будут объединены в более крупный коллектор. Справа соседние основные цвета спарены (2 и 4, 6 и 8). Это обеспечивает расстояние между импульсами в каждой вторичной обмотке 450°-270°. Пример такой конфигурации показан на Рисунок Шесть .

Рисунок 6
Пример системы коллектора 4-2-1

Настройка этого типа системы не очень интуитивна. Несколько высокопоставленных экспертов в Кубке сказали мне, что их команды потратили много времени на моделирование. используя очень сложное (и дорогое) программное обеспечение для моделирования, чтобы прийти «в поле», а затем точно настроить дизайн на динамометрическом стенде. И, как и следовало ожидать, Существуют различные конструкции жатки для длинных, коротких и ограничительных гусениц.

Один эксперт упомянул, что, хотя точно смоделировать поведение основных цветов относительно просто, очень сложно точно смоделировать вторичные и коллекторы, так как теоретические отражения существенно меняются из-за особенностей геометрии (радиусы изгиба, углы пересечения, сопло и диффузор). углы и др.), которые вызывают деструктивные помехи и затухание импульсов. При этом несколько экспертов согласились с тем, что эмпирические правила все еще применяются: лучше низкие частоты нужны меньшие и более длинные трубки; для лучшего хай-энда нужны большие и короткие лампы.

Существуют дополнительные проблемы при проектировании и настройке заголовка чашки. Команды по изготовлению шасси часто накладывают ряд ограничений на основную длину и расположение изгиба, чтобы чтобы не мешать критическим элементам, таким как места поворота верхних рычагов. Преобладающее мнение состоит в том, что с точки зрения времени прохождения круга улучшение поворота машины является важным фактором. разумный компромисс против небольшого увеличения мощности. Простой заголовок, показанный на рис. 6 просто для иллюстрации концепции, представляет собой заголовок dyno, построенный почти без учета каких-либо ограничений по упаковке.Подумайте, насколько сложно реализовать эту концепцию в очень узком моторном отсеке. кубкового вагона, стесненного выступающими трубами рамы, точками подбора подвески, внешним масляным насосом длиной 230 мм и т.п.

Учитывая существующие ограничения на упаковку, действительно повезло, что первичные длины в системе 4-2-1 не столь критичны, как длины второстепенные. Несколько экспертов сказали мне, что двигатели очень чувствительны к изменениям длины второстепенных секций, и что большая часть усилий по разработке сосредоточена по вторичным вопросам слияния, длины, диаметра и шага.

Забегая вперед, свод правил Кубка NASCAR дает интересное представление о дополнительных проблемах с выхлопной системой. Правила содержат требования о том, что выхлопная система для каждого ряда двигателя V8 должна быть полностью отдельной и не может соединяться ни в каком месте, кроме одной трубы «X» или «H». в плотно ограниченной области выхлопных труб и должен заканчиваться двумя выхлопными трубами, которые выходят из-под лонжеронов рамы в плотно ограниченной области с правой стороны из машины.Кроме того, трубы от коллектора до выхода должны быть из магнитной стали с внутренним диаметром не более 101,6 мм (4,0 дюйма) и длиной окружности не более чем 336,5 мм (13,25″).

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

Рисунок 7
Выход выхлопной трубы под рамой NASCAR

Из-за того, что круглое сечение обеспечивает наибольшую площадь поперечного сечения для данной окружности, необходимая овальность выхода трубы ставит отверстие на конце выхлопной трубы. Если выходное сечение имеет минимальную высоту 51 мм, предельная длина окружности (при толщине стенки трубы 1,6 мм) дает площадь поперечного сечения что составляет всего 77% от круглой выхлопной трубы диаметром 101,6 мм. Эта уменьшенная площадь может быть ограничением потока при высоких оборотах.

Лучшее топливо и веселая машинка

На высших уровнях дрэг-рейсинга, в частности Top Fuel и Funny-Car, выхлопные системы могут показаться очень простыми. Системы заголовков, известные как «масштабирование», состоят из одной трубы на каждом цилиндре, выбрасываемой прямо в атмосферу, причем каждая трубка изогнута так, что 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 выхлопных газов. силы сотрясения.

В дополнение к шуму, примечательной особенностью этих выхлопных систем является большой объем открытого беловатого пламени, стоящего прямо на концах этих труб, как показано на рисунке. в Рисунок 8 . Этот фронт пламени является побочным продуктом двух пересекающихся параметров.

Рисунок 8
Вторичное сжигание

Во-первых, эти двигатели с высоким наддувом, питаемые нитрометаном, имеют заявленный расход топлива в диапазоне от 80 до 90 галлонов в минуту. С таким количеством при подаче топлива ясно, что за впускным клапаном будет скапливаться некоторое количество топлива.Когда воздухозаборник открывается, часть собранного топливо будет либо в жидкой форме, либо в смеси, которая слишком богата для сгорания (недостаточное количество молекул кислорода). Кроме того, эти двигатели, по-видимому, используют большое количество перекрываются, чтобы способствовать охлаждению. Сочетание избыточного топлива и длительного перекрытия обеспечивает нетривиальное количество сырого топлива и топливной смеси. короткое замыкание прямо в выхлопной трубе и нагрев во время движения. Когда он выходит из первичного контура, он находит в изобилии кислород и инициирует энергетический выброс. вторичное горение.Комбинация большого изменения импульса массового расхода через двигатель плюс это вторичное сгорание была рассчитана по формуле по крайней мере, один аэрокосмический инженер для создания нормальных сил реакции, превышающих 2500 фунтов (1130 кг).

Учитывая, что трубы расположены под углом как в поперечной, так и в продольной плоскостях, эта сила реакции выхлопа может существенно повлиять на устойчивость автомобиля. Вертикаль Компонент, очевидно, обеспечивает прижимную силу шасси. Задний компонент добавит тягу.Если все в равновесии, боковые компоненты создаваемые левым и правым наборами труб, должны уравновешиваться и сводиться к нулю. Однако мне сказали, что потеря одного цилиндра на Funny-Car может привести к водитель испытывает реальные трудности с управлением автомобилем. Это связано с тем, что потеря одного цилиндра разбалансирует боковую тягу и добавляет момент рыскания от теперь-асимметричная тяга назад. Тот же самый (весьма заслуживающий доверия) источник сообщил мне, что потеря двух цилиндров на одном и том же ряду наверняка приведет к тому, что автомобиль неуправляемый.

Как и следовало ожидать, длина основных частот играет решающую роль в настройке двигателя. Мне сказал ведущий инженер известной команды Funny-Car, что потребовались значительные усилия по разработке только для того, чтобы вывести газы из-под кузова Funny-Car.

Этот источник также сказал, что когда они пробовали коллекторные системы, в результате двигатели работали «ужасно». Теория состоит в том, что огромное количество поток выхлопных газов в относительно замкнутое пространство поднял давление в коллекторе настолько, что создал разрушительную закупорку в трубе коллектора.

Что касается самих труб, то общеизвестно, что «слишком резкий изгиб» первичного контура или «слишком большая длина» резко снижает производительность двигателя. Судя по всему, в нитрометановых двигателях с наддувом любая настройка со стороны выпуска (кулачок, порты, коллекторы) требует существенной переделки. на кривых подачи топлива. После экспериментов с различными изменениями выхлопной системы, а затем работы по приведению топливной системы в соответствие с изменениями двигателя, чистое изменение производительности обычно считалось не стоящим времени и усилий. После определения рабочей комбинации опыт показал, что усилия по развитию в областях, отличных от выхлопной системы, будут более продуктивными.

Мне сказали, что в настоящее время не предпринимается больших усилий по разработке выхлопной системы Funny Car в результате нескольких практических и экономических факторы. Трудно представить уровень сложности, связанный с разработкой двигателя на системе, которая плохо подходит для динамометрического стенда и, следовательно, должна быть проверены на треке в 5-секундных тестовых сессиях.Без учета зарплат, логистики, транспорта, питания, проживания и прочих «накладных расходов» расходы, личные расходы на «еще один пробный запуск» приближаются к десяти тысячам долларов.

Мото-ГП

Нил Сполдинг, штатный эксперт Race Engine Technology по мотоциклам, предоставил мне галерею подробных фотографий, показывающих различные стратегии, используемые в мотоциклах. Moto-GP (F-1 в мотогонках), чтобы формировать кривые мощности двигателя с тонкой настройкой выхлопа, а также множество информации об этих машинах, в том числе тот факт, что использование трубок из инконеля довольно распространено.

В нескольких статьях RET Нил обсуждал трудности с передачей доступной мощности на землю в Moto-GP и усилия, которые прилагают производители. предпринятые для улучшения имеющегося сцепления, включая реализацию неравномерных порядков стрельбы, чтобы благотворно повлиять на пятно контакта шин. Неровный интервал импульсов выхлопа требует некоторого нестандартного мышления, чтобы извлечь выгоду из настройки выхлопа. Чтобы линеаризовать кривую мощности двигателя (сгладить крутящий момент кривая) широко используется схема 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 трубах сразу за фланцем, ступени в первичных трубы, сужающиеся-расходящиеся коллекторы, прямые коллекторы, расходящиеся конические коллекторы и многое другое.

На рисунке 9 показана мучительная система 4-2-1, разработанная для мотоцикла Yamaha 990 cc с неравномерным расположением цилиндров 4 2005 года выпуска. На рисунке показан расходящийся конус. в первичной сразу за фланцами. Нил сказал мне, что нынешняя система для 800-кубового двигателя имеет значительно более короткие первичные и вторичные тот факт, что двигатели объемом 800 куб. см развивают скорость до 18 000 об / мин, тогда как 990-е были в диапазоне 16 000 об / мин.

Рисунок 9
Yamaha 990 2005 года выпуска

На рис. 10 показаны отдельные пакеты, использованные в экспериментальном 990-кубовом двигателе Kawasaki, который, как сообщается, имел коленчатый вал с плоской плоскостью, но сработали пары цилиндров вместе. Обратите внимание на очень длинные конусообразные расширительные трубы и уменьшенный диаметр выходного отверстия, что поможет уменьшить экстремальную пиковую характеристику мощности. это происходит, когда первичный элемент открывается прямо в атмосферу (что составляет очевидный бесконечный коэффициент площади расширения).Обратите также внимание на то, как нижняя труба имеет большая длина центральной линии и более длинный конический конец. Это также поможет распространить потенциально очень пикантную мелодию этих дудочек на более широкий диапазон оборотов.

Рисунок 10
2005 Экспериментальный Kawasaki 990

Применение с турбонаддувом

По словам инженеров по турбонагнетателям, наиболее важным аспектом проектирования хорошей системы коллектора для применения с турбонаддувом является максимальное восстановление энергии импульса выхлопа. Эта рекуперация энергии имеет по крайней мере два компонента.

Во-первых, подача равномерно распределенных импульсов выхлопа на турбину. Для этого полезно сначала поработать с движком (или блоком движка). который имеет равномерно распределенные интервалы стрельбы. В случае применения, в котором цилиндры, питающие данную турбину или секцию турбины, имеют одинаковый интервал, длины первичные трубы должны быть как можно ближе к одинаковой длине.

Второй компонент заключается в максимальном восстановлении энергии скорости пульса. Для этой цели корпуса турбин доступны в разъемном корпусе или «двойная спираль», конфигурации, в которых в центре корпуса сопла турбины имеется разделительная стенка для разделения набегающего потока на два отдельных потоки. Это позволяет достичь почти идеального разделения импульсов в 240 градусов коленчатого вала на рядном 6-цилиндровом двигателе за счет группировки передних 3 цилиндров в один. сторону корпуса и три задних цилиндра в другую сторону. Того же эффекта можно добиться на двигателе V6, сгруппировав каждый ряд по отдельности.

Несмотря на то, что конструкция разъемного корпуса увеличивает смачиваемую площадь (следовательно, сопротивление пограничного слоя) газовому потоку, преимущества более чем компенсируют увеличение сопротивления. В в случаях, когда рекуперация энергии импульса была оптимизирована, это часто возможно на основе расчетов с использованием потерь давления и температуры на турбине, наблюдать очень высокий КПД турбины, который, по мнению некоторых экспертов, превышает 100%.

Импульсы, расположенные через равные промежутки, но слишком близко друг к другу, снижают эффективность рекуперации энергии этого импульса. По-видимому, это явление наблюдается на рядных 4-цилиндровых двигателях с равномерным пламенем, а также на отдельных рядах двигателей V8 с плоским коленчатым валом, где разделение импульсов составляет 180°. Мне сказали, что идеальный пульс разделение было около 240 градусов коленчатого вала, и что на равномерном огне (одноплоскостной коленчатый вал) рядный-4 (в отличие от двухплоскостных коленчатых валов используется в некоторых мотоциклетных двигателях Moto-GP) лучше разделить концевые цилиндры на одну сторону, а центральные два на другую сторону турбины, чем запустите все четыре вместе в неразделенный корпус прокрутки.То же самое относится к каждому ряду двигателей V8 с одноплоскостным коленчатым валом.

Что касается неравномерного интервала между импульсами каждого ряда двухплоскостного кривошипа V8, существует соглашение, что очень трудно организовать интервал между импульсами в полезный способ. Было продемонстрировано, что там, где на каждом берегу используется небольшая турбина, использование короткотрубной системы 4 в 2 (та же идея, что и обсуждаемая 4-2-1) выше) питание турбины с двойной спиралью могло бы использовать полученное разделение 450 — 270 с точки зрения рекуперации энергии импульса. Если один большой турбо могут быть расположены таким образом, что длины трубок от каждого ряда могут быть примерно равными, тогда разделение основных цветов для достижения разделения на 180° было бы преимущество.

Когда это целесообразно, снижение потерь тепла (энергии) до того, как выхлопные газы достигнут турбины, позволяет турбине быть более эффективной. Это было сделано с трубками с двойными стенками, отражающими покрытиями и обертками. Однако изоляция труб для снижения теплопотерь, конечно же, повысит рабочую температуру котла. сами трубы, для которых могут потребоваться материалы для экстремальных условий эксплуатации, тогда как в неизолированной форме было бы достаточно более доступных материалов.

Другим важным соображением системы выпуска отработавших газов, чтобы обеспечить наиболее эффективную работу вестгейта при управлении наддувом, является расположение входной порт вестгейта так, чтобы он подвергался воздействию общего давления потока выхлопных газов, а не сбоку, где он видит только статическое давление.

Оптимизация настройки выхлопной трубы на 4-тактном двигателе с использованием моделирования на JSTOR

Абстрактный Программное обеспечение для моделирования характеристик двигателя

стало неотъемлемой частью инструментария конструктора двигателей.Однако оптимизация конкретной конструкции с помощью такого программного обеспечения часто бывает сложной и трудоемкой. Это связано в первую очередь с количеством параметров, необходимых для адекватной характеристики двигателя, и взаимозависимостью этих параметров друг от друга. В этом документе сообщается об использовании алгоритмов оптимизации, встроенных в пакет программного обеспечения для моделирования VIRTUAL 4-STROKE™, которые помогают автоматизировать процесс проектирования двигателя и сократить время разработки для достижения конкретных целей производительности.Предыдущий документ Блэра и др. (2), представленный обществу на SETC 2001, продемонстрировал способность прогнозировать поведение настроенных выхлопных систем на одноцилиндровом 4-тактном мотоциклетном двигателе с использованием VIRTUAL 4ᖎSTROKE. Эти компоновки двигателя и трубопровода теперь оптимизированы с помощью моделирования для достижения нескольких различных целей производительности, включая максимальную мощность и крутящий момент как в широком, так и в узком диапазоне частот вращения двигателя. Представлена ​​быстрая, точная и надежная стратегия оптимизации. Демонстрируется преимущество такой технологии как ценного и эффективного инструмента проектирования.Экспериментальная проверка моделирования проводилась на динамометрическом стенде двигателя. Представлено сравнение с измеренными данными тормоза для каждой оптимизированной конструкции.

Информация об издателе

SAE International — это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и соответствующих технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой отраслях промышленности. Основными компетенциями SAE International являются обучение на протяжении всей жизни и добровольная разработка согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является Фонд SAE, который поддерживает множество программ, в том числе A World In Motion® и серию Collegiate Design Series.

Зачем нужен тюнинг выхлопной системы, кроме звука? Купить с доставкой, установкой, доступной ценой и гарантией

Выхлопную систему можно разделить на три очень важных элемента. Впускной коллектор выполняет роль коллектора выхлопных газов, а также проводника этих газов к выходу в трубу.Катализатор или нейтрализатор очищает газы, делая их наименее токсичными. Глушитель – это основное устройство, предназначенное для снижения шума при выходе выхлопных газов в атмосферу. Сам глушитель устроен так, что он может гасить скорость выхлопных газов, после которых возникает непосредственный шум на выходе.

Зачем нужен тюнинг выхлопной системы?

Этот вопрос является ключевым при определении автолюбителем делать тюнинг выхлопной системы или нет. Перед тем, как самостоятельно заняться настройкой выхлопной системы, обязательно нужно задать себе этот вопрос. Довольно часто бывает так, что при ремонте выхлопной системы автолюбитель задает вопрос о тюнинге этой же системы. Условно тюнинг выхлопной системы можно разделить на несколько видов:

  • Настройка звука. Это тюнинг, который делается для того, чтобы выхлопная система автомобилиста создавала приятные на слух «рычащие и рычащие» звуки, которые характеризовали бы всю мощность двигателя автомобиля. В этом виде тюнинга автолюбителю потребуется полная замена нейтрализатора.Замените на пламегаситель. Кроме того, необходимо установить глушитель выхлопной трубы.
  • Визуальный тюнинг — заключается в наибольшем разнообразии визуальной красоты глушителя — в насадках на глушитель — в «хвосте». Этот тюнинг отличается тем, что не требует для себя особого вмешательства в конструкцию выхлопной системы, а также не требует от автолюбителя особых затрат. Также можно заметить «язык дракона» — это выброс пламени из выхлопной трубы.Но такой тюнинг выхлопной системы требует непосредственного вмешательства в конструкцию выхлопной системы. Однако эффект будет заметен автомобилистом только в период стоянки транспортного средства.
  • Технический тюнинг. Этот вид тюнинга выхлопной системы – это потенциальное увеличение мощности автомобиля (до 15%). Помимо хорошей стороны, есть и отрицательная сторона: расход топлива автомобиля может значительно возрасти. Люди редко решаются на этот вид тюнинга выхлопной системы.Зачастую это делается при особой необходимости или бешеном желании автомобилиста.

Какой тюнинг выхлопной системы выбрать?

В случае самостоятельного тюнинга выхлопной системы автолюбителю придется произвести тотальную замену всей конвейерной и штатной выхлопной системы автомобиля на прямоточную. Если разобраться, то эту процедуру можно сделать своими руками в своем гараже. Но это возможно при условии, что мастер владеет специальными навыками и оборудованием в виде болгарки, сварочного и гибочного станка.

Но помимо обязательного наличия навыков и оборудования для технического тюнинга всей выхлопной системы, вам придется подробно изучить точный расчет всей системы: тип глушителя, соответствие всем техническим характеристикам указанным автомобиля, диаметр глушителя и материал его изготовления. В этом виде тюнинга важна каждая мелочь. Это важно, потому что мощность автомобиля прибавляется и улучшается, а не снижается.

Именно поэтому, вся процедура тюнинга выхлопной системы своими руками будет проще, но все же дороже, сделать с использованием прямоточной фирменной выхлопной системы из титана или нержавейки, которая соответствовала бы всей конструкции и параметры автомобиля. Установка этой системы не составит особых проблем, понадобится только яма (подъемник) и инструменты. Прежде чем приступить непосредственно к тюнингу выхлопной системы вашего автомобиля, необходимо определиться: зачем она нужна? Если особой необходимости в ней нет, а желание основано на слухах и советах друзей, то лучше оставить добротную и надежную выхлопную систему, которая не подведет в трудную минуту.

Теория настроенной трубы

Теория настроенной трубы и практика
Лодки модели PMB
Вернуться к Главная страница     НАЗАД НА БЕСПЛАТНУЮ ТЕХНИЧЕСКУЮ ПРОДУКЦИЮ

Теория настроенной трубы, часть 1

 

Как работают двухтактные расширительные камеры.

Вы знаете, что замена выхлопа труба и длина трубы на вашей лодке могут иметь заметное влияние на мощностные характеристики двигателя, а вы на сколько и почему?

Сколько.Двухтактный 125-кубовый двигатель со стандартным выхлопная система может сжечь не более 125 см³ топливно-воздушной смеси. А двухтактный 125-кубовый двигатель с хорошо настроенной выхлопной системой может воспламениться около 180 см3 топливно-воздушной смеси.

Почему. Проще говоря, это потому, что двухтактный выхлоп система, обычно называемая «расширительной камерой», использует волны давления, исходящие из камеры сгорания в эффективно наддув вашего двигателя.
На самом деле расширительные камеры созданы для использования звуковых волн. (создается в процессе сгорания) для первого всасывания цилиндра очистить от отработавших газов — и в процессе откачать свежий воздух/газ смесь (известную как «заряд») в саму камеру, а затем запихать весь заряд обратно в цилиндр, наполнив его до большей давления, чем можно было бы достичь, просто выпуская воздух из выхлопных газов. порт в открытую атмосферу.Это явление было впервые обнаружен в 1950-х годах Уолтером Кааденом, работавшим в Восточногерманская компания MZ. Кааден понимала, что сила звуковые волны, исходящие из выхлопной системы, и открыли совершенно новое поле в теории и настройке двухтактных двигателей.
Выхлопное отверстие двигателя можно рассматривать как генератор звука. Каждый раз, когда поршень открывает выпускное отверстие, импульс выхлопные газы, выбрасывающиеся из порта, создают положительное давление волна, исходящая из выпускного отверстия.Звук будет с той же частотой, с которой вращается двигатель, то есть двигатель вращение при 24 000 об/мин создает звук выхлопа при 24 000 об/мин или 399 циклов в секунду, следовательно, общая длина расширительной камеры определяется оборотами двигателя, а не рабочим объемом.
Конечно, эти волны не излучаются во всех направлениях, поскольку есть труба, прикрепленная к порту. Ранние два инсульта были прямые трубы, простая трубка, прикрепленная к выхлопной трубе порт.Это создало единую «отрицательную» волну, которая помогла отсасывать отработавшие выхлопные газы из цилиндра. А так как звук волны, которые начинаются в конце трубы, распространяются на другой конец в скорости звука, был только небольшой диапазон оборотов, где возврат отрицательной волны достигнет выпускного отверстия на полезной скорости. время: при слишком низких оборотах волна вернется слишком рано, отскакивая от порта.А при слишком высоких оборотах поршень прошел бы цилиндр достаточно далеко, чтобы закрыть выхлопной порт, снова ничего хорошего.
Действительно, единственным преимуществом этой грубой системы трубопроводов было то, что она было легко настроить: вы просто начали с длинной трубы и начали выключая его до тех пор, пока двигатель не будет работать лучше всего на той частоте вращения, которую вы хотел.
Итак, после анализа этой выхлопной системы с прямым выхлопом, тюнеры поняли, что волны давления могут быть созданы, чтобы помочь тянуть отработанные газы из цилиндра.После этого тюнеры понял, что эти волны давления можно использовать еще Кроме того, с помощью расходящегося конуса для увеличения прочности отрицательная волна, а затем к ней добавился бы сходящийся конус. увеличьте мощность еще больше, как объяснено далее….

Выхлоп открывается вниз такта и волна давления исходит из выпускного отверстия в коллекторная труба.Эта волна давления проходит через выхлопные газы которые находятся в трубе со скоростью звука. Это давление волна, которая движется с этой скоростью, а не сами выхлопные газы. (Представьте себе ручей, и вы бросаете в него камень. Волны от этого камень будет двигаться по течению быстрее, чем скорость воды. ) Так или иначе, волна достигает переднего расходящегося конуса и слабая отрицательная волна (отрицательное давление или всасывание) (законы физики) отправляется обратно в выпускной порт, который достигает выпускное отверстие при открытых передачах помогает удалить выхлопные газы из цилиндра, что в свою очередь помогает свежей смеси из картера вверх через переходы в цилиндр.( часть из которых войдет в переднюю часть шапки)

НАСТРОЙКА МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРУБ

Длина переднего конуса и его расстояние от цилиндра (длина коллектора) определяет количество времени, что волна снижения давления от выхлопных газов делает это работа по опорожнению цилиндра от выхлопных газов, а затем помощь свежая смесь из картера в цилиндр.Если заголовок слишком короткий, тогда энергия волны от переднего конуса впустую, потому что отрицательная волна (отстой) достигает выпускное отверстие, в то время как давление в цилиндре все еще высокое после горение. Он должен прибыть туда, когда давление в цилиндр низкий, но все еще есть выхлопные газы, которые необходимо извлечено. Если длина заголовка слишком велика, волна поступают позже оптимального, и выхлопные газы не полностью снят с цилиндра.Передний конус должен быть достаточно длинным чтобы создать волну, чтобы помочь свежей смеси в цилиндр, но он также должен продолжать работать достаточно долго, чтобы позволить некоторые свежие смесь в первую часть заголовка. это смесь который будет вынужден вернуться в цилиндр. Если он слишком короткий, то он не пропускает смесь в коллектор. Если это слишком долго, затем он уменьшает длину заднего конуса, и это необходимо достаточно долго, чтобы вся несгоревшая смесь в коллекторе принудительно возвращаться в цилиндр.Волна давления продолжается в задний конус и немедленно посылает волну положительного давления (законы физики!) Спуститесь по настроенной трубе к выпускному отверстию вытеснение несгоревшей свежей смеси обратно в цилиндр. То сила волны увеличивается по мере того, как задний конус становится меньше и длина выполнена так, чтобы возвратная волна давления от ее самый конец в месте соединения со стингером совпадает с точкой закрытия выпускного отверстия. При этом самая критическая длина (Начало жала к выхлопному порту) верно, то максимальная мощность достигнуто. Если эта критическая длина слишком мала, то возвращаемый волна выталкивает горячие газы обратно в цилиндр, резко повышение температуры сгорания в цилиндре. Если эта длина слишком долго максимальная мощность не будет достигнута, потому что максимальная наддува или наполнения цилиндров не произойдет, хотя мощность в поворотах будет лучше, потому что настроенная длина будет больше совпадают с пониженными оборотами в поворотах.

В заключение мы видим, что длина переднего конуса и расстояние от выпускного отверстия очень важны добиться максимального наполнения цилиндра и втянуть немного смеси в коллектор и расстояние от поршня до начала стингера крайне важно получить максимальное наполнение (наддув) цилиндр. . Когда мы регулируем настроенную длину трубы на наших двигателях, мы перемещают несколько предметов одновременно, начало переднего конуса, конец переднего конуса, начало заднего конуса и конец заднего конус/начало жала.

ПОДЛЕЖИТ ОКОНЧАТЕЛЬНОМУ ЗАВЕРШЕНИЮ

 

Теория настроенной трубы СРАВНЕНИЕ ТРУБ И ДЛИН ТРУБ

Настроенная длина L , как показано на диаграмма — это длина, которую большинство людей используют для сравнения. Хорошо для сравнения, но наиболее важной является длина TL .Много разных трубок можно использоваться на двигателе, но эта настроенная длина TL всегда останется то же самое в пределах нескольких миллиметров для конкретных оборотов (если все остальные факторы остаются постоянная, содержание нитрометана, содержание масла, плотность воздуха, температура и т. д.). Это относится ко всем двухтактным двигателям, бензиновым (газовым) или работающим накаливания. (нитро). Мы знаем это по многим скамейкам и на воде. тесты проводились на разных двигателях.Уточним: если вы запуск настроенной трубы на ее оптимизированной длине (длина, которая дает наибольшей мощности или скорости) и эта труба не имела лыски в центральном сечении и вы хотели перейти на трубу с плоским в центре или в нижней части. Вы должны измерить TL на старой трубе, а затем установить TL на старой трубе. новую трубу той же длины, чтобы дать вам отправную точку для корректирование.
 
НАСТРОЙКА ВЫПУСКНОЙ СИСТЕМЫ

Длина трубы определяется оборотами, моментом выхлопа и скорость звука в выхлопной системе.Последняя часть должна оставаться почти такой же, что бы вы ни делали с синхронизацией выхлопа или оборотами.
1. Уменьшите длину трубы, и скорость вращения будет выше, увеличьте длину трубы и обороты будут ниже.
2. Если вы увеличиваете время выхлопа, а обороты остаются прежними, то длина трубы нужно будет дольше.
 
3. Если вы увеличиваете число оборотов в минуту, но время выпуска остается прежним, то длина трубы должна быть меньше.  

Если вы можете измерить скорость вращения вашего синхронизация двигателя и выхлопа, то вы можете использовать простой расчет, чтобы показать, как сколько вам нужно изменить длину трубы при изменении временных рамок и об/мин.

Вот несколько простых расчетов для газ двигатели, в которых температура выхлопных газов не зависит от содержания нитрометана.
(Для этих расчетов можно измерить длину трубы между любыми точками, которые вы хотите, но норма от штекера до самого широкого часть конуса)

Если вы сядете на лодку, хорошо работает, а длина трубы была оптимизирована, чтобы изменить скорость вращения или время выхлопа следующие расчеты могут помочь найти новое необходимая длина трубы.

Труба длина от лицевой стороны коллектора до самой широкой части переднего конуса. = L
Время выхлопа = Е
Постоянный = К
об/мин =R    
Просто в качестве теоретического примера …. Если об / мин 15 000, время выхлопа составляет 175 градусов (длительность), а длина трубы 330мм тогда….

Сначала вы определяете константу для вашей установки. Итак..

К = R x L K =  15000 x 330     = 28286
—————— ——————
Е 175

В этом примере это даст число K, равное 28286, и, как я уже писал ранее, K останется то же самое, что вы делаете..
Если вы хотите, чтобы двигатель работал при 16 000 оборотов, уравнение изменится на ..

L= Е х К поэтому         L  = 175 x 28285      =  309 мм, новая труба. длина от поверхности коллектора до самой широкой части конуса.
————- —————                         
р 16000

Таким образом, длина новой трубы составит 309 мм.

Если вы хотите увеличить время выхлопа до 180 градусов и работать на 15 000 об/мин тогда

Д = 180 х 28286
——————   =  339 мм 90 519 15000

СТИНГЕРЫ   Стингер длина должна быть отделена от диаметра жала, потому что, хотя они связан, на практике вам нужно будет сильно изменить длину жала влиять на противодавление.Диаметр стингера имеет решающее значение для труб рабочая температура и, следовательно, мощность. Если жало больше оптимального, их увеличение будет иметь небольшой эффект, но опустив его вниз, вы сможете найти размер, который дает наилучшие результаты. сила. Обычно меньшее жало улучшает максимальную мощность, потому что температура выхлопных газов повысится, что приведет к меньшая длина трубы. Если вы нажмете слишком маленькое жало, то мощность будет вдруг начнёт проваливаться в поворотах и ​​мотор начнёт глохнуть перегреваться.Чтобы получить наилучшую мощность, обычно удлиняют жатку и делают жало меньше, чтобы получить лучшую общую производительность. Больше жало приведет к расширению диапазона мощности, но двигатель не сделать такой же пик хп.
Длина стингера важна, потому что он является частью резонанса трубы. То неправильная длина стингера снизит производительность в верхнем диапазоне оборотов группа. то есть между пиковым крутящим моментом и пиковой мощностью. Возможно, будет один или две длины стингера, которые будут срезать обороты на определенном уровне, уменьшая «overrev», который дает лучшую максимальную скорость.Будет одно жало длина, которая дает наилучшую общую мощность и обороты. я не нахожу способа подсчитать, что длина жала, методом проб и ошибок — единственный путь. Это не зависит от объема двигателя, только от конструкции трубы. Например, мой лучший Труба .21 проходит через 100 мм стингер, но мой лучший .90 работает около 60 мм. Один правда, очень короткие жала длиной до 20 мм обычно не работают и чрезвычайно длинные жала от 150 мм до 200 мм могут работать очень хорошо.Однажды Найдена наилучшая длина жала, похоже, она не меняется, если длина трубы изменен.

PS По длине стингера разница в производительности всего несколько процентов, но каждый по нитке!!

Скорость звука в выхлопной системе зависит от EGT (температура выхлопных газов). Чем выше температура, тем дольше длина трубы должна быть для заданных оборотов.. EGT будет варьироваться в зависимости от следующего факторы..Диаметр стингера (меньше стингер = выше EGT) , топливо настройка иглы. (более бедная смесь повысит EGT.) Топливная смесь. Высокий содержание масла снижает EGT, высокое содержание нитрометана также снижает EGT.

Несколько полезных фактов.   объем трубы реально связан только с рабочим объемом двигателя потому что различные диаметры трубы (коллектор, живот и стингер) функция площади выпускного отверстия, и если двигатель имеет больший рабочий объем, у него обычно большая площадь выпускного отверстия.Часто говорят, что большее объемная труба менее пиковая или имеет более широкий разброс мощности. Это не на самом деле так. Объем сам о себе позаботится при расчете трубы. Важны в первую очередь (и главное) длина от длина поршня до начала стингера и во-вторых длина коллектора, конус длина, длина живота, а затем диаметр жатки, диаметр живота и диаметр стингера. Обычно хорошая труба имеет поперечное сечение дна. площадь примерно в 10 раз больше площади выпускного отверстия с диаметром стингера около 0.от 5 до 0,6 площади выпускного отверстия и коллектора примерно в 1,2 раза больше выхлопа район порта. Под выпускным отверстием я подразумеваю фактическое отверстие во вкладыше, а не отверстие, где крепится выпускной коллектор.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *