Выхлопная система для тюнингованного автомобиля

«Банки»

Глушители для тюнинга по форме похожи, но по содержанию различаются. Чтобы пригасить звук от выхлопа, используются различные конструкции внутри «банки». Более простая компоновка предполагает направлять звуковые волны на звукопоглощающий материал. Более сложные глушители состоят из лабиринта отражателей, где звук после многократного отражения от стенок теряет свою силу. Для обычного глушителя этих функций достаточно. Но для тюнинга важно, чтобы создавалось как можно меньшее сопротивление.

Часть глушителя на виду, поэтому важен и внешний вид: одинарные или двойные, прямые или загнутые вниз, матовые, никелированные, из некрашеной нержавейки. Есть даже дорогие титановые. Вид глушителя подбирается под общий стиль тюнингованного автомобиля.

Не менее важным является придание уникального звучания. Многие фирмы разрабатывают конструкции «банок», различных по тембру и тональности. Перед покупкой на сайтах производителей можно прослушать, какой звук будет у автомобиля. Правда, после монтажа и притирки он может немного измениться.

Чем больше объём «банки», тем эффективнее шумоподавление. Басовитость звучания можно получить, используя прямые трубы, а также резким увеличением диаметра трубы на выходе из глушителя. Используемое в «банке» синтетическое волокно на мощность практически не влияет, оно нужно для подавления высоких шумов. После любой серьёзной переделке выпускной системы необходимо корректировать систему питания.

Виды «пауков»

Различают длинные и короткие пауки. От обычных выхлопных систем они отличаются формой конструкции и схемой соединения приёмных труб с окнами. Для 4-х цилиндровых моторов схема труб для коротких пауков компонуется по формуле 4->1, для длинных 4->2->1. К длинным паукам подсоединяется соединительная муфта по схеме 2->1. У коротких геометрия более сложная.

Коллекторы с компоновкой 4->1 выдают дополнительную мощность в узком диапазоне >6000 оборотов/минуту. Поэтому применяются только в глубоко тюнингованных автомобилях с высокофорсированными моторами, оснащёнными широкофазными распределительными валами. Данная схема в основном подходит для серьёзных спортивных «тачек», участвующих в стритрейсинге, или соревнованиях.

Для любительского тюнинга больше подходят коллекторы с компоновкой 4->2->1. Они функционируют в широких диапазонах оборотов мотора, обеспечивая реальный прирост крутящего момента и мощности без кардинальной переделки ходовой части. Такая система «паук» пригодна даже для тюнинга ВАЗов, добавляя не самому тяговитому мотору дополнительные 5-7% дополнительной мощности. Прямоточную систему рекомендуется дополнить резонаторами пониженного сопротивления, промежуточными трубами прямой формы с увеличенным внутренним диаметром. Жёсткое соединение пауков можно заменить на шаровые соединения или гофрированные сильфоны. Гофрированное соединение смягчает удары от детонации при запуске мотора и резком наборе мощности. Шаровые соединения менее долговечны, зато не создают вредного резонанса.

Как это работае?

Выхлопная система подвержена резким колебаниям давления в течение всего времени выпуска газов. Когда открывается выпускной клапан, газы выталкиваются в выпускную трубу со скоростью выше скорости звука. Так как продукты сгорания выходят стремительно, то после выхлопа 50% газов в цилиндрах образуется разряженное пространство. Разряжение доходит до 0,5 кгс/см2. Похожая ситуация наблюдается и в выпускной трубе с возникновением периодов пониженного давления. Поэтому при движении по выпускной трубе отработавших газов неизбежно возникают колебания. Этот, в принципе-то, вредный процесс можно обратить на пользу автомобилю. Методом экспериментов согласовывают колебания в выхлопной системе с колебаниями, возникающими при движении горючей смеси в всасывающем тракте. Улучшается наполнение цилиндров свежей смесью и ускоряется очистка их от отработавших газов.

Исследования показывают, что на первом этапе процесса выпуска отработанных газов по выхлопной системе собственная длина трубы практически не оказывает влияния на степень очистки цилиндров. Зато длина трубы влияет на время рязряжения воздуха. При изменении частоты вращения двигателя также изменяется время существования пониженного давления, сохраняющегося в выпускной системе. Изменения касаются и величины разряжения, и её длительности. Также на систему влияет угол смещения при повороте коленвала. Поэтому «пауки» и подразделяются по размерам на длинные и короткие. Необходимая выхлопная система выбирается с учётом характеристик работы конкретного мотора.

Коэффициент наполнения цилиндров ДВС зависит от ряда процессов выпускной системы. В частности, от распространения звука в газовой среде и демпфированного выходя газов по трубам. В последнем случае чем большее сопротивление испытывают потоки газов, тем хуже качество продувки и больше потерь в мощности. Этот факт учитывается при проектировании тюнингованных выхлопных систем. Чем у «паука» больший диаметр трубы, чем она короче, тем поток газов испытывает меньше сопротивления. Двигателю легче работать, его КПД возрастает. Например, для двигателей с оборотами до 8000 достаточная длина трубы составляет 3-3,5 м при диаметре 45-50 мм. Удлинять трубу не позволяют размеры современных легковых автомобилей. А увеличивать диаметр трубы более 50 мм бессмысленно, так как динамическое сопротивление уменьшаться заметно уже не будет, а габаритные размеры и вес «паука» увеличатся. Таковы законы термодинамики.

Хороший эффект даёт установка внутри выхлопной системы специального отражателя, называемого резонатором. Его размещают на расчётном расстоянии от клапана. Данная конструкция при достижении определённых оборотов улучшит продувку цилиндров. Соответственно вращающий момент двигателя увеличится. Называется эта система – «настроенный выхлоп». Её применяют для корректировки моментной кривой. Когда перед тюнингистом стоит задача повысить мощность на манер спортивных двигателей, резонатор настраивается на уменьшающийся после максимума участок. То есть, момент продлевается на большие обороты. Когда требуется сделать двигатель более тяговитым на низах, резонатор настраивается на растущий участок, предшествующий максимальному подъёму.