Меню

Глушители для дизелей устройство

Глушитель дизель генератора: сфера применения

В частных домах, на предприятиях и в других сферах могут использоваться дизельные генераторы для выработки электричества.

Такое устройство удобно в использовании, но если оно стоит внутри помещения, то нужно позаботиться об отводе выхлопных газов, а также подавлении шума.

Виды применяемых глушителей для дизель-генераторов (для мини и больших электростанции)

Для этого используется глушитель дизельного генератора, который можно установить своими руками.

Принцип работы

Генератор, работающий на дизельном топливе, после фильтрации выпускает воздух под давлением через установленный в системе фильтр. Дополнительно из сопла пропускается немного дизеля, за счет чего все элементы перемешиваются и передвигаются по системе, уменьшаясь в объеме. Внутри температура стремительно растет, после чего топливо загорается.

Таким образом, работает генератор, а контроль скорости работы проводится через специальные регуляторы, которые могут быть как механическими, так и электронными, в зависимости от модели дизельного генератора. Во время работы естественно выделяются газы, которым нужно дать выход, а также приглушить работу устройства. Для этих целей используется глушитель.

Отвод газов

Чтобы избавится от газов в помещении, где стоит станция, потребуется сделать правильный их отвод. Для этого можно пользоваться подручными. Для отвода газов нужно:

Порядок работы таков:

Дабы мощность устройства не пострадала, осталась на прежнем уровне, а не ниже, диаметр трубки необходимо брать на 30% больше чем патрубок генератора. Длина трубки лучше чтобы была минимальной, без наличия углов, ведь каждый угол забирает до 15% мощности.

Глушитель дизель генератор

Есть много разных вариантов установки глушителя на электростанцию с отводом газов. Для отвода некоторые применяют трубу из металла, а также гофрированный переходник. При этом переходник используется обязательно, в противном случае глушитель за короткое время оторвется из-за присутствия вибраций. Кроме того, переходник не позволит переходить вибрации на несущие части.

Возможные места установки глушителей ДГУ

Каждый отрезок нарезанной трубы нужно обработать, создавая резьбу, чтобы накрутить углы. В случае отсутствия приспособлений для нарезки резьбы или мало опыта, можно отдать работу токарю. Далее, конструкция собирается, а стыки заделываются герметиком. Самое дорогое в данном случае – переходник. После сборки все выводится, как и в первом случае в отверстие в потолке или стене.

Оптимальный вариант на все электрогенераторы – установка нержавеющих трубок. Они могут выдерживать высокие температуры и служат длительное время.

Причины выхода из строя и неисправности глушителя

Нередко глушители прогорают, это происходит из за неправильной работы генератора а также низкого качества материалов, которые применяют при изготовлении изделия. Проблему в системе выпуска можно легко определить по звуку работающего двигателя. В случае неисправности можно услышать неспецифический «секущий» звук. Причиной может быть прогоревшая прокладка или трещина в трубе, чем ближе к мотору находиться повреждение — тем резче звучание. Такая неисправность устраняется либо заменой прохудившейся детали либо сваркой.

Выпускной тракт может греметь из за обрыва или ослабления фиксирующих креплений, устранить такой дефект не составляет труда. Исправная выхлопная система не должна создавать никаких посторонних звуков кроме равномерного звука выхлопа. Любые неисправности в выхлопной системе ведут к неоправданным рискам возникновения пожара, поступления в помещение выхлопных газов и выхода из строя самого генератора.

Источник

Виды, устройство и принцип работы глушителя автомобиля

Глушитель автомобиля предназначен для снижения уровня шума выхлопных газов в системе выпуска до соответствия с международными стандартами. Он представляет собой металлический корпус, внутри которого выполнены перегородки и камеры, образующие каналы со сложными маршрутами. Когда через последние проходят отработавшие газы, происходит поглощение звуковых колебаний различной частоты и преобразование их в тепловую энергию.

Функции глушителя в системе выпуска

В системе выпуска отработавших газов двигателя глушитель устанавливается после катализатора (для автомобиля, работающего на бензине) или сажевого фильтра (для дизельных моторов). В большинстве случаев их предусматривается два:

На практике устройство глушителя автомобиля обеспечивает следующие приводящие к снижению шума преобразования выхлопа:

Особенности работы и виды глушителей

В современных автомобилях используются два вида глушителей: резонансные и прямоточные. Оба могут устанавливаться в комплексе с резонатором (предварительным глушителем). В некоторых случаях прямоточная конструкция может заменять передний глушитель.

Устройство резонатора

Конструктивно резонатор глушителя, который также называют пламегасителем, представляет собой перфорированную трубу, находящуюся в герметичном корпусе, разделенном на несколько камер. Он состоит из следующих элементов:

Конструкция резонансного глушителя

В отличие от предварительного, главный резонансный глушитель устроен сложнее. Он состоит из нескольких перфорированных труб, установленных в общем корпусе, которые разделены перегородками и находятся на разных осях (см. рис. Глушитель в разрезе):

Таким образом, резонансный глушитель использует все виды преобразования звуковых волн различных частот.

Особенности прямоточного глушителя

Основным недостатком резонансного глушителя является эффект создания противодавления, который возникает в результате перенаправления потока отработавших газов (при его столкновении с перегородками). В связи с этим многие автомобилисты выполняют тюнинг системы выхлопа, устанавливая прямоточный глушитель.

Конструктивно прямоточный глушитель состоит из следующих элементов:

На практике глушитель-прямоток имеет следующий принцип работы: через все камеры проходит одна перфорированная труба. Таким образом, гашение шума путем изменения направления и сечения потока газов отсутствует, а подавление шумов реализуется исключительно благодаря интерференции и поглощению.

За счет беспрепятственного прохождения выхлопа через прямоточный глушитель возникающее противодавление очень мало. Однако на практике большого прироста мощности это не обеспечивает (от 3% до 7%). С другой стороны, у автомобиля появляется характерное для спортивных автомобилей звучание, поскольку присутствующие в нем шумопоглощающие технологии устраняют только высокие частоты.

От того, как работает глушитель, зависит комфорт водителя, пассажиров и пешеходов. Так при длительной эксплуатации повышенный шум может причинять серьезные неудобства. На сегодняшний день установка в конструкции прямоточного глушителя для автомобиля, перемещающегося в городской черте, является административным нарушением, которое грозит штрафами и предписанием о демонтаже устройства. Связано это с превышением норм шума, заданных стандартами.

Источник

mi-27mod › Блог › Резонаторы и глушители моего производства. Небольшой ликбез.

Для большинства моих подписчиков не секрет что я специализируюсь на изготовлении элементов выхлопной системы, а именно на изготовлении резонаторов и глушителей.

К написанию данной записи побудил очередной вопрос «почему так дорого?». Вопрос символический или риторический я не знаю, но так как это я слышу не в первый раз то решил немного разжевать эту тему.

Начнем с резонатора.
Сначала внесу небольшую выдержку из Википедии:
Пламегаситель или «предварительный глушитель» (также известный как «резонатор») — обеспечивает отражение волн выхлопа (отсюда название «резонатор») и первую ступень снижения шума и пульсаций газов.

Приведу основные критерии тишины выхлопной системы и ее элементов:
— Диаметр трубы. Чем больше тем громче, но это не значит что лучше. Всему есть свои разумные размеры. Сюда же можно отнести и изгибы самой трубы, но они уже влияют на громкость в меньшей степени.
Поток выхлопного газа должен иметь скорость на выходе, а не свободно метатться по трубе.
Тут принцип «пацаны одобряют» или «говорят что сразу полетит» при выборе диаметра не подойдет, лучше посмотрите графики чуть ниже. Придумано не мной, а проверенно многочисленными замерами.

Объем резонаторов/глушителей и их количество. Тут все наоборот нежели с диаметром трубы, чем больше — тем тише. Если нет возможности сделать большой резонатор/глушитель, то можно установить два поменьше.

Читайте также:  Запчасти для эндоскопов pentax

Чем больше объем тем лучше, но нужно использовать этот объем с умом, потому что чем больше волна преломляется тем тише. То есть чем ниже скорость потока выхлопных газов, тем тише звук выхлопа.

Внутренняя набивка резонаторов глушителей должна держать температуру выхлопных газов и не должна вылетать со временем (для справки: температура выхлопных газов атмосферного/турбированного автомобиля обычно не превышает 800 градусов, выше только при использовании спортивного топлива).

Вернемся к моему процессу изготовления. Для меня изготовление резонаторов обкатано и каких либо радикальных изменений в его конструкции уже не будет.
Конструкция проста: перфорированная труба и набивка.
Естественно все делается не ТЯП ЛЯП. Изначально труба расчеркивается по лекалу, далее устанавливается на специальное приспособление и сверлится. Все это нужно что бы ряды и отверстия были ровными и в необходимом количестве.

После сверления трубу необходимо обработать с внутренней стороны для удаления заусенций образовавшихся в процессе сверления, которые в последствии могут испортить звук своим свистом.

Основная часть готова, укладываем звукопоглощающий материал (набивку). Я использую стеклорогожу или по простому крупная, плетенная стеклоткань.
Данная стеклорогожа не плавится в печи на раскаленных углях, а плетенная структура предотвращает ее вылетание через отверстия. Так же проверял ткань после использования резонатора на автомобиле, даже цвет не поменяла.

Уложили ткань, зафиксировали и закрываем корпус.

На днях было изготовлено два резонатора на 50 и 60мм трубе.

Единственно над чем еще стоит поработать это «внешность» моей продукции. Все таки качество качеством, а красота играет тоже не маловажную роль.

Заварили корпус, почистили, протерли и красим. Краска высокотемпературная, до 650 градусов. На Волге после 4000 км. краска все так же сидит на трубе и глушителях с резонаторами, лишь на коллекторах места ошелушилась, но там и температура выше.

Кстати, направление потока в моем резонаторе тоже играет роль.

Глушитель.
Тут все сложнее, а именно сама конструкция, так как глушитель или конечная банка должна придать окончательный звук и сделать его необходимой громкости. Потому конструкция везде может быть разной.
Но принцип всегда один: ниже скорость потока на выходе — тише звук.
Пустые камеры гасят низы, заполненные камеры — верха. Различное деление потока так же создает глушение звука за счет наложения волн.

К тому же, в отличии от резонаторов которые имеют +/- стандартные размеры, глушители изготавливаются по индивидуальным размерам, разной формы и разной сложности.

И приведу пример вчерашней работы по изготовлению круглого глушителя.

Немного калькуляции затрат на производство одного резонатора/глушителя:
— Труба от 250 руб.
— Листовой металл от 150 руб.
— Набивка от 250руб.
— Краска, растворитель — от 30 руб.
— Расходы на резак, болгарку, сварку, свет и т.д. — *** руб.

А теперь скажите сколько такая работа должна стоить?

Комментарии 198

Здравствуйте. А какую набивку в глушителе используете?

На сценик 2 резонатор в какую стоимость будет стоить

Привет, для хороших шовчиков полуавтомат нужен, если из чермета варишь. Или аргон, если нержа.

То и было MIG поварено)))

Металл тонкий? Или проволока толстая? Или опыта мало? Полуавтоматические швы аккуратнее можно положить.

Скажим так, в его случае играют все факторы, и тонкий метал, и подача проволки много, или ток мал был.
В его случае, я бы варил большим током, и точками, тогда был бы низинький катит, и красивый шов)
Но, есть минус, тогда деталь долго варится, или надо было делать зазоры, тогда шов вплавлялся а нутыр, и красивее было бы)
Позже фото прикреплю)

Подскажи как с размерами определиться, длина, диаметр наружний, длина резонатор, сколько на стекло ткани витков.

Чем длиньше тем лучше, а вот наружный диаметр 100-120мм делай что бы сильно снизу не торчал

Глушак на 3х литровый турбо мотор очень тихий в какую цену обойдется?

грамотно.швы по аккуратней и можно ставить пломбу и задирать ценник.я пробовал из нерж варить разбирали как горячие пирожи.Удачи в трудах

Михаил, заинтересовала фраза про глушитель на уаз взамен штатного, если можно в личку отпишитесь — стоимость, какие улучшения наблюдаются в двигателе и т.п.

Добрый вечер, а можно попросить у вас чертеж или хотя бы размеры глушителя для Уаз, есть желание самостоятельно сделать

таджик на стройке ржавым гвоздем лучше сварит.кусок г а не глушитель

Источник

Carburettor › Блог › Лучшая статья о принципах работы выхлопной системы 1

Журнал ТЮНИНГ
Текст Александр Пахомов.

Едва ли не самая популярная тема во всех «курилках», так или иначе связанных с тюнингом автомобилей, — выпускные системы двигателей. По крайней мере, я чаще отвечаю на вопросы о выхлопе, чем о клапанах, головках, коленвалах и прочих составляющих настройки двигателей. Причем диапазон вопросов примерно следующий: от «скажите, а как применить формулу для вычисления резонансной частоты (приводится соотношение для резонатора Гельмгольца) к четырехдроссельному впуску?» до «мне друг подарил «паук» со своего спортивного «гольфа». Сколько прибавится лошадиных сил, если я его установлю на свой автомобиль?» или » я строю себе мотор. Какой глушитель купить, чтобы было больше мощности?», или «сколько лошадиных сил прибавится, если я вместо катализатора установлю резонатор?». Причем во всех вопросах красной линией проходит добавочная мощность.

ТАК ДАВАЙТЕ ДЛЯ НАЧАЛА РАЗБЕРЕМСЯ, ГДЕ ЖЕ ЛЕЖИТ ЭТА ДОБАВОЧНАЯ МОЩНОСТЬ. И ПОЧЕМУ ВЫПУСКНОЙ ТРАКТ ВЛИЯЕТ НА РАБОТУ МОТОРА.

Если мы все дружно понимаем, что мощность есть произведение вращающего момента на скорость вращения коленчатого вала (обороты), то понятно, что мощность — зависимая от скорости величина. Рассмотрим чисто теоретический двигатель (не важно, электрический он, внутреннего сгорания или турбореактивный), который отдает постоянный вращающий момент на оборотах от 0 до бесконечности. (кривая 2 на рис. 1) Тогда его мощность будет линейно расти с оборотами от 0 до бесконечности (кривая 1 на рис. 1). Предмет нашего интереса — четырехтактные многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания в силу конструкции и процессов, в них происходящих, имеют рост момента с увеличением оборотов до его максимальной величины, и с дальнейшим увеличением оборотов момент сновападает (кривая 3 на рис. 1). Тогда и мощность будет иметь аналогичный вид (кривая 4 на рис. 1). Важным обстоятельством для понимания функций выпускной системы является связь вращающего момента с коэффициентом наполнения цилиндра.

Давайте себе представим процесс, происходящий в цилиндре в фазе впуска. Предположим, коленчатый вал двигателя вращается настолько медленно, что мы можем наблюдать движение топливовоздушной смеси в цилиндре и в любой момент времени давление во впускном трубопроводе и цилиндре успевает выравниваться. Предположим, что вверхней мертвой точке (ВМТ) давление в камере сгорания равно атмосферному. Тогда при движении поршня из ВМТ в нижнюю мертвую точку (НМТ) в цилиндр попадет количество свежей топливовоздушной смеси, точно равное объему цилиндра. Говорят, что в таком случае коэффициент наполнения равен единице. Предположим, что в вышеописанном процессе мы закроем впускной клапан в положении поршня, соответствующем 80% его хода. Тогда мы наполним цилиндр только на 80% его объема и масса заряда составит соответственно 80%. Коэффициент наполнения в таком случае будет 0.8. Другой случай. Пусть некоторым образом нам удалось во впускном коллекторе создать давление на 20% выше атмосферного. Тогда в фазе впуска мы сможем наполнить цилиндр на 120% по массе заряда, что будет соответствовать коэффициенту наполнения 1.2. Так, теперь самое главное. Вращающий момент двигателя совершенно точно на кривой момента соответствует коэффициенту наполнения цилиндра. То есть вращающий момент там выше, где коэффициент наполнения выше, и ровно во столько же раз, если, конечно, мы не учитываем внутренние потери в двигателе, которые растут со скоростью вращения. Из этого понятно, что кривую момента и, соответственно, кривую мощности определяет зависимость коэффициента наполнения от оборотов. У нас есть возможность влиять в некоторых пределах на зависимость коэффициента наполнения от скорости вращения двигателя с помощью изменения фаз газораспределения. В общем случае, не вдаваясь в подробности, можно сказать, что чем шире фазы и чем в более раннюю по отношению к коленчатому валу область мы их сдвигаем, тем на больших оборотах будет достигнут максимум вращающего момента. Абсолютное значение максимального момента при этом будет немного меньше, чем с более узкими фазами (кривая 5 на рис. 1). Существенное значение имеет так называемая фаза перекрытия. Дело в том, что при высокой скорости вращения определенное влияние оказывает инерция газов в двигателе. Для лучшего наполнения в конце фазы выпуска выпускной клапан надо закрывать несколько позже ВМТ, а впускной открывать намного раньше ВМТ. Тогда у двигателя появляется состояние, когда в районе ВМТ при минимальном объеме над поршнем оба клапана открыты и впускной коллектор сообщается с выпускным через камеру сгорания. Это очень важное состояние в смысле влияния выпускной системы на работу двигателя. Теперь, я думаю, пора рассмотреть функции выпускной системы. Сразу скажу, что в выпускной системе присутствует три процесса. Первый — сдемпфированное в той или иной степени истечение газов по трубам. Второй — гашение акустических волн с целью уменьшения шума. И третий — распространение ударных волн в газовой среде. Любой из названных процессов мы будем рассматривать с позиции его влияния на коэффициент наполнения. Строго говоря, нас интересует давление в коллекторе у выпускного клапана в момент его открытия. Понятно, что чем меньшее давление, а лучше даже ниже атмосферного, удастся получить, тем больше будет перепад давления от впускного коллектора к выпускному, тем больший заряд получит цилиндр в фазе впуска. Начнем с достаточно очевидных вещей. Выпускная труба служит для отвода выхлопных газов за пределы кузова автомобиля. Совершенно понятно, что она не должна оказывать существенного сопротивления потоку. Если по какой то причине в выпускной трубе появился посторонний предмет, закрывающий поток газов (например, соседи пошутили и засунули в выхлопную трубу картошку), то давление в выпускной трубе не будет успевать падать, и в момент открытия выпускного клапана давление в коллекторе будет противодействовать очистке цилиндра. Коэффициент наполнения упадет, так как оставшееся большое количество отработанных газов не позволит наполнить цилиндры в прежней степени свежей смесью. Соответственно, двигатель не сможет вырабатывать прежний вращающий момент. Весьма важно понимать, что размеры трубы и конструкция глушителей шума в серийном автомобиле достаточно хорошо соответствуют количеству отработанных газов, вырабатываемых двигателем в единицу времени. Как только серийный двигатель подвергся изменениям с целью увеличения мощности (будь то увеличение рабочего объема или увеличение момента на высоких оборотах), сразу увеличивается расход газа через выпускную трубу и следует ответить на вопрос, а не создает ли теперь в новых условиях избыточного сопротивления серийная выпускная система. Так что из рассмотрения первого процесса, обозначенного нами, следует сделать вывод о достаточности размеров труб. Совершенно понятно, что после некоторого разумного размера увеличивать сечение труб для конкретного двигателя бессмысленно, улучшения не будет. А отвечая на вопрос, где же мощность, можно сказать, что тут главное не потерять, прибрести же ничего невозможно. Из практики могу сказать, что для двигателя объемом 1600 куб. см, имеющего хороший вращающий момент до 8000 об./мин., вполне достаточно трубы диаметром 52 мм. Как только мы говорим о сопротивлении в выпускной системе, необходимо упомянуть о таком важном элементе, как глушитель шума. Так как в любом случае глушитель создает сопротивление потоку, то можно сказать, что лучший глушитель — полное его отсутствие. К сожалению, для дорожного автомобиля это могут себе позволить только отчаянные хамы. Борьба с шумом — это, как ни верти, забота о нашем с вами здоровье. Не только в повседневной жизни, но и в автоспорте действуют ограничения на шум, производимый двигателем автомобиля. Должен сказать, что в большинстве классов спортивных автомобилей шум выпуска ограничен уровнем 100 дб. Это довольно лояльные условия, но без глушителя ни один автомобиль не будет соответствовать техтребованиям и не сможет быть допущенным к соревнованиям. Поэтому выбор глушителя — всегда компромисс между его способностью поглощать звук и низким сопротивлением потоку.

Читайте также:  Запчасти на глубинный вибратор булава со шлангом

ТЕПЕРЬ, НАВЕРНОЕ, СЛЕДУЕТ ПРЕДСТАВИТЬ СЕБЕ, КАКИМ ОБРАЗОМ ЗВУК ГАСИТСЯ В ГЛУШИТЕЛЕ.

Акустические волны (шум) несут в себе энергию, которая возбуждает наш слух. Задача глушителя состоит в том, чтобы энергию колебаний перевести в тепловую. По способу работы глушители надо разделить начетыре группы. Это ограничители, отражатели, резонаторы и поглотители.

Принцип его работы прост. В корпусе глушителя имеется существенное заужение диаметра трубы, некое акустическое сопротивление, а за ним сразу большой объем, аналог емкости. Продавливая через сопротивление звук, мы колебания сглаживаем объемом. Энергия рассеивается в дросселе, нагревая газ. Чем больше сопротивление (меньше отверстие), тем эффективней сглаживание. Но тем больше сопротивление потоку. Наверное, плохой глушитель. Однако в качестве предварительного глушителя в системе — довольно распространенная конструкция.

В корпусе глушителя организуется большое количество акустических зеркал, от которых звуковые волны отражаются. Известно, что при каждом отражении часть энергии теряется, тратится на нагрев зеркала. Если устроить для звука целый лабиринт из зеркал, то в конце концов мы рассеем почти всю энергию и наружу выйдет весьма ослабленный звук. По такому принципу строятся пистолетные глушители. Значительно лучшая конструкция, однако так как в недрах корпуса мы заставим также газовый поток менять направление, то все равно создадим некоторое сопротивление выхлопным газам. Такая конструкция чаще всего применяется в оконечных глушителях стандартных систем.

Глушители резонаторного типа используют замкнутые полости, расположенные рядом с трубопроводом и соединенные с ним рядом отверстий. Часто в одном корпусе бывает два не равных объема, разделенных глухой перегородкой. Каждое отверстие вместе с замкнутой полостью является резонатором, возбуждающим колебания собственной частоты. Условия распространения резонансной частоты резко меняются, и она эффективно гасится вследствие трения частиц газа в отверстии. Такие глушители эффективно в малых размерах гасят низкие частоты и применяются в основном в качестве предварительных, первых в выпускных системах. Существенного сопротивления потоку не оказывают, т.к. сечение не уменьшают.

Способ работы поглотителей заключается в поглощении акустических волн неким пористым материалом. Если мы звук направим, например, в стекловату, то он вызовет колебания волокон ваты и трение волокон друг о друга. Таким образом, звуковые колебания будут преобразованы в тепло. Поглотите ли позволяют построить конструкцию глушителя без уменьшения сечения трубопровода и даже без изгибов, окружив трубу с прорезанными в ней отверстиями слоем поглощающего материала. Такой глушитель будет иметь минимально возможное сопротивление потоку, однако и хуже всего снижает шум. Надо сказать, что серийные выпускные системы используют в большинстве случаев различные комбинации всех приведенных способов. Глушителей в системе бывает два, а иногда и больше. Следует обратить внимание на особенность конструкций глушителей, которая в случае самостоятельного изготовления не позволяет достичь эффективного снижения шума, хотя кажется, что все сделано правильно. Если внутри глушителя у его стенок нет поглощающего материала, то источником звука становятся стенки корпуса. Многие замечали, что некоторые глушители имеют снаружи асбестовую обкладку, прижатую дополнительным листом фальшкорпуса. Это и есть та мера, которая позволит ограничить излучение через стенки и предотвратить нагрев соседних элементов автомобиля. Такая мера характерна для глушителей первого и второго типов. Есть еще одно обстоятельство, которое нельзя обойти вниманием в статье о тюнинге. Это тембр звука. Часто пожелания клиента к тюнинговой компании состоят в том, чтобы посредством замены глушителя добиться «благородного» звучания мотора. Надо заметить, что если требования к выпускной системе не распространяются дальше изменения «голоса», то за дача существенно упрощается. Можно сказать, что, вероятнее всего, для таких целей больше подходит глушитель поглотительного типа. Его объем, количество набивки, а также сама набивка определяют спектр частот, интенсивно поглощаемых. Практически любая мягкая набивка поглощает в большей степени высокочастотную составляющую, придавая бархатистость звуку. Глушители резонаторного типа гасят низкие частоты. Таким образом, варьируя размеры, содержимое и набор элементов, можно подобрать тембр звучания.

Читайте также:  Гофра глушителя вольво s80

ТЕПЕРЬ МОЖНО ПЕРЕЙТИ К ВОПРОСУ, НАИБОЛЕЕ ПОПУЛЯРНОМУ И БОЛЕЕ СЛОЖНОМУ. КАКИМ ОБРАЗОМ ДВИГАТЕЛЬ БЛАГОДАРЯ НАСТРОЙКЕ ВЫПУСКНОЙ СИСТЕМЫ МОЖЕТ ПОЛУЧИТЬ ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ МОЩНОСТЬ?

Как мы уже уяснили, коэффициент наполнения, вращающий момент и мощность зависят от перепада давления между впускным и выпускным коллекторами в фазе продувки. Выпускную систему можно построить таким образом, что распространяющиеся в трубах ударные волны, отражаясь от различных элементов системы, будут возвращаться к выпускному клапану в виде скачка давления или разрежения. Откуда же появится разрежение, спросите вы. Ведь в трубу мы всегда только нагнетаем и никогда не отсасываем. Дело в том, что в силу инерции газов за скачком давления всегда следует фронт разрежения. Именно фронт разрежения интересует нас больше всего. Нужно только сделать так, чтобы он был в нужном месте в нужное время. Место нам уже хорошо известно. Это выпускной клапан. А время нужно уточнить. Дело в том, что время действия фронта весьма незначительное. А время открытия выпускного клапана, когда фронт разрежения может создать полезную для нас работу, сильно зависит от скорости вращения двигателя. Да и весь период фазы выпуска нужно разбить на две составляющие. Первая — когда клапан только что открылся. Эта часть характеризуется большим перепадом давления и активным истечением газов в выпускной коллектор. Отработанные газы и без посторонней помощи после рабочего хода покидают цилиндр. Если в этот момент волна разрежения достигнет выпускного клапана, маловероятно, что она сможет повлиять на процесс очистки. А вот конец выпуска более интересен. Давление в цилиндре уже упало почти до атмосферного. Поршень находится около ВМТ, значит, объем над поршнем минимален. Да еще впускной клапан уже приоткрыт. Помните? Такое состояние (фаза перекрытия) характеризуется тем, что впускной коллектор через камеру сгорания сообщается с выпускным. Вот теперь, если фронт раз режения достигнет выпускного клапана, мы сможем существенно улучшить коэффициент наполнения, так как даже за короткое время действия фронта удастся продуть маленький объем камеры сгорания и создать разрежение, которое поможет разгону топливовоздушной смеси в канале впускного коллектора. А если представить себе, что как только все отработанные газы покинут цилиндр, а разрежение достигнет свое го максимального значения, выпускной клапан закроется, мы сможем в фазе впуска получить заряд больший, чем если бы очистили цилиндр только до атмосферного давления. Этот процесс дозарядки цилиндров с помощью ударных волн в выпускных трубах может позволить получить высокий коэффициент наполнения и, как следствие, дополнительную мощность. Результат его действия примерно такой, как если бы мы нагнетали давление во впускном коллекторе с помощью компрессора. В конце концов, какая разница, каким образом создан перепад давления, заталкивающий свежую смесь в камеру сгорания, с помощью нагнетания со стороны впуска или разрежения в цилиндре? Такой вот процесс может вполне происходить в выпускной системе ДВС. Осталась сущая мелочь. Нужно такой процесс организовать.

Первым необходимым условием дозарядки цилиндров с помощью ударных волн надо назвать существование достаточно широкой фазы перекрытия. Строго говоря, нас интересует не столько сама ширина фазы как геометрическая величина, сколько интервал времени, когда оба клапана открыты. Без особых разъяснений понятно, что при постоянной фазе с увеличением скорости вращения время уменьшается. Из этого автоматически следует, что при настройке выпускной системы на определенные обороты одним из варьируемых параметров будет ширина фазы перекрытия. Чем выше обороты настройки, тем шире нужна фаза. Из практики можно сказать, что фаза перекрытия менее 70 градусов не позволит иметь заметный эффект, а значение для настроенных на обычные 6000 об/мин систем составляет 80 — 90 градусов.

Второе условие уже определили. Это необходимость вернуть к выпускному клапану ударную волну. Причем в многоцилиндровых двигателях вовсе необязательно возвращать ее в тот цилиндр, который ее сгенерировал. Более того, выгодно возвращать ее, а точнее, использовать в следующем по порядку работы цилиндре. Дело в том, что скорость распространения ударных волн в выпускных трубах — есть скорость звука. Для того чтобы возвратить ударную волну к выпускному клапану того же цилиндра, предположим, на скорости вращения 6000 об/мин, надо расположить отражатель на расстоянии примерно 3,3 метра. Путь, который пройдет ударная волна за время двух оборотов коленчатого вала при этой частоте, составляет 6,6 метра. Это путь до отражателя и обратно. Отражателем может служить, например, резкое многократное увеличение площади трубы. Лучший вариант — срез трубы в атмосферу. Или, наоборот, уменьшение сечения в виде конуса, сопла Лаваля или, совсем грубо, в виде шайбы. Однако мы договорились, что различные элементы, уменьшающие сечение, нам неинтересны. Таким образом, настроенная на 6000 об/мин выпускная система предполагаемой конструкции для, например, четырехцилиндрового двигателя будет выглядеть как четыре трубы, отходящие от выпускных окон каждого цилиндра, желательно прямые, длиной 3,3 метра каждая. У такой конструкции есть целый ряд существенных недостатков. Во-первых, маловероятно, что под кузовом, например, Гольфа длиной 4 метра или даже Ауди А6 длиной 4,8 метра возможно разместить такую систему. Опять же, глушитель все-таки нужен. Тогда мы должны концы четырех труб ввести в банку достаточно большого объема, с близкими к открытой атмосфере акустическими характеристиками. Из этой банки надо вывести газоотводную трубу, которую необходимо оснастить глушителем.

Короче, такого типа система для автомобиля не подходит. Хотя справедливости ради надо сказать, что на двухтактных четырехцилиндровых мотоциклетных моторах для кольцевых гонок она применяется. Для двухтактного мотора, работающего на частоте выше 12 000 об/мин, длина труб сокращается более чем в четыре раза и составляет примерно 0,7 метра, что вполне разумно даже для мотоцикла.

Источник