ВПУСК и ВЫПУСК

Техника / Автомобили-техника / Устройство автомобиля - техника авто / Двигатель - техника авто
Administrator
1 254
28-02-2017, 21:35
0

Система впуска
Доработка впускной системы нацелена на снижение сопротивления воздуху на впуске и увеличение объема воздуха, поступающего в цилиндры. В перечень частей, требующих доработки или замены, зависимо от степени «тюнингования», входят: воздушный фильтр, дроссельный патрубок, ресивер и впускной коллектор. Модернизация системы впуска повлечет за собой также установку прямоточного выпускного коллектора, «верхового» распредвала и конфигурации программы управления движком. Рассмотрим все по порядку.
Фильтр нулевого сопротивления-обеспечивает не нулевое, а значительно сниженное сопротивление воздушному сгустку. Стандартные воздушные фильтры имеют в своем составе фильтрующий элемент, изготовленный из очень плотного материала, к тому же и конструкция таких фильтров не совсем удачна исходя из убеждений количества пропускаемого воздуха. В фильтрах же нулевого сопротивления имеющиеся микроскопические отверстия в фильтрующем элементе позволяют прогонять еще большее количество воздуха. Способствует этому и большая площадь фильтрации: поверхностная площадь «спортивного» фильтра до 5 раз больше, чем площадь стандартного. По типу фильтрующего элемента «нулевики» бывают 2-ух типов. 1-ый вариант: нетканый хлопковый материал, армированный стальной сетью и уложенный гофром (в просторечии — «сетка»).
Второй- мелкоячеистый полиуретан (эти фильтры именуют «поролоновыми»). «Сетка» обладает минимальным сопротивлением всасыванию, а «поролоновые» элементы лучше задерживают пыль и имеют гигантскую поверхность очистки. Поэтому «поролон» употребляется во внедорожных гонках, а более чувствительные к загрязнению, но владеющие минимальным сопротивлением, «сетки»- на «асфальтовых» машинах. Некоторые компании делают фильтрующий материал двойным: 1-ая ступень, с большими размерами пор, отвечает за огромные частицы, 2-ая задерживает небольшую пыль. Выбирая фильтр, необходимо навести внимание на плотность стыковочного патрубка, надежно обеспечиваемую только одним способом: резиновой манжетой в качестве уплотнения. Многие производители, желая сберечь, делают весь корпус из пластика и считают «резинку» излишеством. Для кольцевых гонок оно может быть и так. В каждодневной эксплуатации, где важен ресурс мотора, а значит, высокая степень фильтрации воздуха, пыль, «подсасываемая» через ненадежное уплотнение, «приканчивает» мотор ранее срока.
Фильтры бывают моющиеся и сухого типа. Для моющихся в продаже имеются особенные комплекты, состоящие из промывки и пропитки. Промывка предназначена для смывания грязищи с поверхности фильтра, пропитка служит для задерживания малеханьких частиц пыли и грязищи, задерживая их на стенках фильтра, не позволяя тем попасть в движок. Пропитка маслом позволяет прирастить размер отверстий фильтрующей сетки, а, значит, и снизить сопротивление сгустку воздуха. Фильтрующий элемент в фильтрах сухого типа ничем не пропитан, но также имеет возможность многократного использования (моется или продувается в обратную сторону).
Установка фильтра имеет свои особенности. Чтобы исключить попадание в цилиндры горячего воздуха, в подкапотном пространстве принципно выбрать место, которое было бы очень удалено от всех источников тепла. Также следует ставить и защитный тепловой экран. Не следует устанавливать фильтр очень низко – загрязнившись, он быстро лишится собственных характеристик. В продаже имеются системы впуска холодного воздуха. Обычно, они представляют из себя алюминиевый либо карбоновый (зависимо от производителя) конус, плотно одетый на фильтрующий элемент и служащий экраном от тёплого воздуха, идущего от мотора. К впускному отверстию присоединяется гофр, забирающий «за бортом» более незапятнанный и холодный воздух. Особенная форма корпуса и самого фильтрующего элемента делают дополнительные завихрения, способствующие наполнению цилиндров мотора. В итоге имеем: холодный воздух, получаемый с улицы, уменьшенное сопротивление за счет нулевика и пассивный наддув при движении автомобиля.
Необходимо подчеркнуть, что установка фильтра нулевого сопротивления имеет смысл только тогда, когда весь движок подвергся доработке. Ведь чудес не бывает. Снизить сопротивление сгустку можно только за счет роста проходных отверстий, другими словами — ухудшить качество фильтрации. Поэтому при установке «нулевика» на стандартный мотор игра не стоит свеч: глупо получать резвее теоретическую прибавку мощности за счет снижения ресурса мотора. Не считая того, существует миропонимание, что пропитка фильтра, попадая на измерительный элемент датчика расхода воздуха, искажает его показания, а то и выводит из строя.
Следующий шаг — увеличение дроссельной заслонки. Увеличенный дроссель снижает скорость воздушного потока и способствует увеличению производительности впускной системы по воздуху. Самый экономичный вариант — на разборке покупается заслонка от более громоздкого автомобиля, которая и устанавливается на свою машину.
Далее идет замена стандартного впускного ресивера на увеличенный «спортивный». Спортивный ресивер имеет значительно больший объем и более короткие впускные патрубки. Больший, чем у стандартного, объём позволяет, при правильной конструкции и настройке, сгладить пульсации воздуха. Чем больше его объем, тем резче «подхватит» движок после сброса газа и повторного нажатия педали в пол.
Короткие впускные трубопроводы сдвигают больший коэффициент наполнения цилиндров в область огромных оборотов мотора. Длинные впускные трубопроводы обеспечивают не нехорошее наполнение и соответственно высокий крутящий момент при низких оборотах. Таким образом, при жестких, нерегулируемых впускных трубопроводах имеет место кандидатура: или хороший крутящий момент в диапазоне низких оборотов мотора и пониженная номинальная мощность, или высокая номинальная мощность и уменьшенная тяга при низких оборотах. Идеал – впускная система с изменяемой геометрией каналов, которая зависимо от оборотов и открытия дросселя употребляет разные длины коллектора и улучшает наполнение во всем диапазоне оборотов.
Есть системы впуска, где впускной коллектор в его обыкновенном понимании отсутствует как таковой, вместо него инсталлируются недлинные трубки — «дудки», настроенные на определенные, обычно очень высокие обороты. Употребляются они при желании выжать из мотора все и стоят достаточно дорого. Это уже высшая ступень в тюнинге систем впуска атмосферных автомобилей- многодроссельный впуск, где на каждый цилиндр приходится по отдельной дроссельной заслонке и коллектору. Такой подход позволяет резко прирастить количество воздуха подаваемого в камеры сгорания.
Многодроссельный впуск обеспечивает меньшие по сравнению с ресивером холостые обороты, более устойчивую работу мотора на низких и средних оборотах. Ну а работа мотора на огромных оборотах вне всяких похвал. Несколько дроссельных заслонок вместо одной значительно ускоряют отклик автомобиля на нажатие педали газа. Побочные эффекты: сниженный ресурс мотора и завышенный расход горючего. Многодроссельный впуск будет по настоящему эффективен только при разработке под определенный мотор. Спецам предстоит решить много теоретических задач и провести массу практических испытаний, пока они реализуют свои идеи в жизнь. И все равно газодинамика не укладывается в формулы, поэтому после производства системы снова нужны расчеты, доводки и новые испытания.
«Мультидроссель» тупо использовать для низкофорсированных или «средних» движков: «дудки» должны быть последней стадией форсировки после конфигурации степени сжатия и перепрограммирования блока управления. Если речь идет не о специально сконструированном, а о стандартном моторе, требуется замена форсунок на более производительные, полное изменение системы выпуска: пара впуск/выпуск должна правильно соответствовать друг другу. Распредвалы, коленвалы, поршни, кольца и другие детали тоже, естественно, меняются. Если суммировать все переделки, фактически выходит совершенно другой мотор.
Система выпуска
Как серийный движок подвергся изменениям с целью роста мощности (будь то увеличение рабочего объема или увеличение момента на огромных оборотах), слету растет расход газа через выпускную трубу и серийная выпускная система делает избыточное сопротивление. «Неправильный» выброс может «задавить» движок, повысив давление в цилиндре на такте выпуска, что приведет к росту работы насосных ходов. Не считая того, большущее сопротивление выхлопной системы препятствует наполнению цилиндра смесью, потому что не все выхлопные газы успеют покинуть цилиндр и займут часть объема свежей смеси.
Движение отработавших газов в выпускной трубе представляет собой колебательный процесс, который может быть согласован экспериментально с колебательным процессом движения горючей смеси во всасывающем тракте с таким расчетом, чтобы улучшить очистку цилиндра от отработавших газов и его наполнение свежей смесью. Давление в выпускной трубе подвержено резким колебаниям в течение всего периода выпуска. В 1-ый момент после открытия выпускного клапана продукты сгорания устремляются в выпускную трубу со скоростью, превосходящей скорость распространения звука. Быстрое удаление продуктов сгорания тянет за собой образование в цилиндре разряжения. Точно так же и в выпускной трубе образуются периоды пониженного давления.
Опыты с выпускными трубами доказали, что длина трубы не влияет на эффективность очистки цилиндра в первой стадии процесса выпуска, но зато с увеличением длины трубы в известных границах растет длительность периода, в течение которого поддерживается разряжение. С конфигурацией частоты вращения период пониженного давления в выпускной системе не только изменяется по длительности и величине разряжения, ну и двигается по углу поворота коленчатого вала. Поэтому каждому режиму работы мотора соответствует определенная наилучшая длина выпускной трубы.
В выпускной системе ДВС находятся два процесса. 1-ый — сдемпфированное в той или другой степени истечение газа по трубам. 2-ой — распространение ударных волн (звука) в газовой среде. Оба процесса оказывают влияние на коэффициент наполнения цилиндров. С первым всё просто и понятно. Большущее сопротивление сгустку газов вызовет снижение характеристики продувки и утрату мощности. Совершенно понятно, что чем короче и большего поперечника труба, тем меньше её сопротивление сгустку. Практикой испытано, что для полуторалитрового мотора, работающего на оборотах не выше Восемь тысяч достаточно поперечника 40 5 — 50 мм при длине Три — 3,5 метра. Дальнейшее увеличение поперечника не вызывает существенного уменьшения динамического сопротивления.
Большая часть утрат на выпуске приходится на выпускной коллектор. В спорте и тюнинге штатный заменяют на так называемый «паук» — отличается формой и порядком соединения приемных труб с выпускными окнами. «Пауки» бывают «короткие» и «длинные» (два У). Если взять 4-цилиндровый движок, то схема труб «длинного» строится по формуле «4 трубы в Два трубы в Один трубу», а «короткого»- «4 в 1». Коллектор «4 в 1» дает дополнительную мощность только в очень узком диапазоне оборотов, за 6 тысяч об/мин, и его обычно употребляют для высокофорсированных движков с широкофазными распредвалами, другими словами на спортивных автомобилях. Коллекторы «4 в Два в 1» подходят для любительского тюнинга, так как обеспечивают некоторый прирост мощности и крутящего момента в довольно широком диапазоне оборотов.
В прямоточной системе употребляют также промежуточные прямые трубы увеличенного поперечника, резонаторы пониженного сопротивления. Если в выпускной системе расположить на некотором расстоянии от клапана отражатель, который называют резонатором, то на определённых оборотах улучшится продувка цилиндров, что поднимет вращающий момент мотора. Это явление называется «настроенный выхлоп» и употребляется для корректировки моментной кривой. Если стоит задача повысить мощность, как для спортивного мотора, то резонатор настраивают на падающий после максимума участок. Таким образом, продлевают момент на большие обороты. Если же мы хотим получить более «тяговитый» мотор на низах, то настраиваем на растущий до максимума участок.
Если автомобиль оборудован каталитическим нейтрализатором, то вместо него устанавливают пламегаситель прямоточного типа — резонатор, способный выдерживать самые большие температурные и механические нагрузки.Экологические нормы стран СНГ еще допускают такие переделки.
Для снижения шума устанавливается оконечный глушитель (так наз. «банка»), расположенный как можно дальше, для того, чтобы снизить его воздействие на резонансные свойства. Прямоточный глушитель работает по принципу поглощения. Он состоит из внешнего корпуса, в каком проходит перфорированная труба. Место меж корпусом и трубой заполнено теплостойким стекловолокном или другим аналогичным материалом. Мелкоячеистая сетка отделяет волокна набивки от трубы. Это необходимо для того, чтобы волокна ваты не выдувались из глушителя. Шум выхлопа отлично рассеивается наполнителем через перфорации. Такой глушитель практически не оказывает сопротивление выхлопу.
Частотность и громкость звука, который издает прямоточный глушитель, определяется его размерами, количеством и качеством материала набивки, поперечником отверстий в трубе, а так же количеством этих отверстий. Глушитель делает свои функции до тех пор, пока у него есть набивка. Когда же набивка истончается, он начинает звенеть.