Настройка выпуска

Правильно сконструированная выхлопная система может дать прирост мощности 18-20 %. Увеличения наполнения и мощности двигателя можно добиться за счёт использования колебаний давлений в выпускном коллекторе. Для этого нужно изменять амплитуду, форму волны или сдвигать волну давления по фазе выпуска, что и означает настройку выхлопной системы. Именно настройкой получают такое протекание колебаний давлений в выпускном коллекторе, при котором в период открытия выпускного клапана за клапаном создается наименьшее давление. От этого увеличивается наполнение двигателя в результате более лучшей очистки цилиндра от продуктов сгорания.

Конструкция выпускного коллектора 4-2-1 (паук 4-2-1) продумана так чтобы выпускные трубы цилиндров были соединены попарно от цилиндров, работающих через промежутки, равные удвоенному углу поворота коленчатого вала между тактами выпуска, а затем на некотором расстоянии от двигателя эти пары снова объединяются в общую выпускную трубу. Смысл настройки такого коллектора заключается в том, чтобы волна давления, возникающая в выпускном коллекторе во время выпуска из одного цилиндра, не мешала выпуску из следующего по порядку работающему цилиндру. Паук 4-2-1 наиболее простой способ настройки выпускного коллектора и может дать прирост крутящего момента в более широком диапазоне оборотов.

Как уже и говорилось основная цель настройки выпускного коллектора – это получение минимального давления за выпускным клапаном в момент его открытия. Но нужно также понимать, что конструкция выпускного коллектора (паука) должна давать возможность получать минимальное давление как можно в более широком диапазоне оборотов двигателя.

Рассмотрим три конструкции выпускного коллектора:

1. Четыре отдельные трубы от каждого цилиндра.

2. Конструкция паука 4-2-1

3. Конструкция паука 4-1

Первая конструкция дает максимальную амплитуду колебания давления-разряжения, но при этом диапазон оборотов, в котором происходит нужный нам эффект отрицательного давления очень узкий, из этого следует, что разрежение очень быстро перейдет в давление и затруднит выхлоп. В связи с этим от такой конструкции давно отказались. Вторая и третья конструкция коллектора (паук 4-2-1, паук 4-1) имеют гораздо ниже амплитуду колебания давления-разряжения чем первая конструкция, но работают в более широком диапазоне оборотов. Конструкция паука 4-2-1 имеет самый широкий диапазон оборотов при самой меньшей амплитуде давления-разряжения, поэтому конструкция лучше всего подходит для использования на гражданских автомобилях. Конструкция паука 4-1 дает возможность получения более высоких показателей, но в более узком диапазоне оборотов.

Точных формул описывающих явления в выпускных коллекторах не существует, поэтому расчет выпускных коллекторов очень сложен и окончательную доводку осуществляют на моторных стендах. Есть формулы которые помогают получить начальные размеры труб при конструировании выпускного коллектора.

Длинна первичной трубы плюс длинна канала в головке равна (5100 * ЕТ)/RPM*6, Где 5100 и 6 – эмпирические коэффициенты. ЕТ – опережение открытия выпускного клапана до нижней мертвой точки в градусах поворота коленчатого вала плюс 180 градусов.

RPM – обороты, при которых желательно получить максимальный эффект настройки. Диаметр первичной трубы берется из соображений, что ее объем должен быть равен двум рабочим объемам одного цилиндра, поэтому диаметр первично трубы рассчитывается по формуле: Диаметр первичной трубы равен 2*корень квадратный из (2*объем цилиндра)/(длинна первичной трубы *3,14) Диаметр вторичной трубы, в которой соединяются первичные трубы рассчитывается с учетом таких показателей, что ее длинна равна длине первичной трубы, а ее объем должен быть равен четырем рабочим объемам цилиндра. Рассчитывается по формуле: Диаметр вторичной трубы равен 2*корень квадратный из объем четырех цилиндров двигателя / (длина первичной трубы*3.14).

Эти формулы используются для первичного расчета коллектора, окончательная доводка выпускного коллектора (паука 4-2-1) ведется на мощностном стенде.