Настройка выхлопной системы своми руками

Среди большого количества всевозможных систем современного автомобиля далеко не последнее место занимает система выхлопа, от исправного функционирования которой зависит не только «самочувствие» самого транспортного средства, но и уровень загрязнения окружающей среды, что не может не сказаться на природе и живых организмах. В данной статье хотелось бы уделить внимание настройке выхлопной системы, которая помогает оптимизировать ее работу, улучшая некоторые характеристики. Однако для начала вспомним, что же такое система выхлопа и каковы ее функции в автомобиле.

Назначение и принцип работы выхлопной системы

Конечно, любой грамотный водитель и без разъяснений знает, что система выхлопа автомобиля – незаменимый элемент любого транспортного средства. Поэтому в случае неисправности большинство ответственных автовладельцев стараются уделять ей как можно больше внимания. И правильно, ведь «здоровье» такой системы существенно влияет на состояние «организма» машины. Так, к примеру, исправный глушитель снижает уровень загрязняющих веществ, которые содержатся в выхлопных газах и могут накапливаться на стенках труб.

Именно благодаря глушителю выхлопные газы удаляются с системы почти беззвучно, но это лишь при условии ее исправного состояния. В противном случае водитель, да и все окружающие, услышат слишком громкие звуки, свидетельствующие о необходимости проведения ремонтных мероприятий.

Принцип работы выпускной системы довольно простой и включает в себя выполнение следующих последовательных действий: когда впускной клапан открывается, отработанные газы переходят во впускной коллектор, после чего в системах с бензиновым двигателем они перемещаются дальше по приемной трубе, а в системах с дизельным мотором – сначала задействуют крыльчатку турбокомпрессора, и уже потом оказываются в приемной трубе.

Затем, преодолев указанный путь, отработанные газы перемещаются в катализатор, где вредные примеси оседают на поверхности активного элемента. Стоит отметить, что работоспособность катализатора обусловлена высокими температурными показателями (250оС и выше), а контролем состава газов занимается специальный датчик – лямбда-зонд.

В отдельных случаях выхлопные системы могут иметь два датчика: один на входе катализатора, а второй – на выходе из него. Такие системы способны более точно отображать соотношение воздуха и топлива в топливовоздушной смеси. Датчики посылают сигнал на систему управления впрыском, после чего, в зависимости от уровня вредных примесей, происходит регулировка подачи в цилиндры топлива или воздуха.

Преодолев препятствие в виде катализатора, выхлопные газы «гасятся» в резонаторе и поступают в глушитель. На этом участке направление их движения резко меняется, а шумовое сопровождение уменьшается, после чего отработанные газы выходят в атмосферу.

Надо отметить, что эффективность вывода газов напрямую зависит от диаметра выводных труб, а также от чистоты катализатора и глушителя. Если эти нормы не будут соблюдены, то отработанные газы начнут накапливаться в цилиндрах, тем самым вызывая снижение мощности силового агрегата, а в некоторых случаях и поломку всей топливной системы.

Что нужно знать о настройке выхлопной системы?

Настройка выхлопной системы предусматривает согласование движения отработанных газов внутри выпускной трубы с движением горючей смеси во впускном тракте, что улучшает очистку цилиндров и повышает качество наполнения их свежей смесью.

Давление газов во впускной трубе резко меняется в течении всего периода выпуска. Как только впускной клапан открывается, продукты сгорания с огромной скоростью направляются к выпускной трубе, из-за чего в цилиндре образуется разрежение, а в выпускной трубе наблюдаются периоды пониженного давления. Если увеличить длину трубы – увеличится и период разрежения, что, в свою очередь, поспособствует лучшему отводу продуктов сгорания.

Понятие «настройки глушителя» часто подразумевает уменьшение или увеличение звукового эффекта. В первом случае для достижения цели устанавливают тюнинговую выхлопную систему прямоточного типа, которая позволяет получить достаточно громкий звук с преобладанием низкочастотных басов.

Применяемый для такого тюнинга пламегаситель прямоточного типа может обладать достаточно простой конструкцией: обычно все устанавливаемые после него элементы тоже относятся к прямоточному типу и серьезная обработка потока не требуется. Главное, чтобы сам пламегаситель был надежным, обладал двухслойным корпусом и проходным сечением, соответствующим мощности конкретного мотора.

Но, к сожалению, в ассортименте многих известных брендов тюнинга (таких как Remus, Supersprint, APEXi и т.д.) прямоточные резонаторы, обладающие двухслойным корпусом, практически отсутствуют, причиной чего является строгий контроль чистоты выхлопных газов, который осуществляется в странах Запада.

Более популярным вариантом подобных устройств там выступают катализаторы с металлической основой, обладающей низким сопротивлением. Вторым штатным решением западной настройки системы выхлопа является установка штатного катализатора после настроенного коллектора - «паука». Спрос на детали, которые можно было бы установить вместо катализатора, отсутствует, поэтому от западных производителей и нет соответствующего предложения.

Ремонт и настройка выхлопной системы, преследующие цель сделать автомобиль менее шумным, – это еще одна своеобразная форма тюнинга. Для осуществления задачи автовладельцы подбирают универсальные детали, которые различаются по размеру и диаметру внутренней трубы. К примеру, можно приобрести штатные пламегасители (подходят для конкретной модели транспортного средства). Изделия высокого качества, как правило, обладают двухслойным корпусом, а в некоторых случаях – еще и правильным внутренним устройством, практически как у оригинальных деталей.

Идеальный вариант – использование оригинальных запчастей, ведь детали, предназначенные для автомобилей, не имеющих каталитического нейтрализатора отработанных газов, обладают массой достоинств, среди которых двухслойный корпус, нержавеющая сталь (используется чаще всего) и «гашение» шума за счет комбинированных методов его поглощения и отражения. При этом, главная роль отведена дополнительной камере с имеющимся внутри диффузором, который на европейских автомобилях представлен в виде шайбы, а на японских – в виде перфорированного конуса.

В дополнительной камере процесс обработки потоков газа проходит по принципу отражения, причем набивка из нержавеющей сетки и базальтового волокна в этом случае выполняет второстепенную роль и при выгорании не сильно сказывается на «звучании».

Однако везде есть свои недостатки, и оригинальные пламегасители не стали исключением. Во-первых, стоят они недешево, а во-вторых, даже если деньги есть, то Вы не всегда сможете найти оригинальные детали на машины, выпускающиеся только с катализаторами.

Особенности строения выпускной системы на разных типах двигателей

Как уже отмечалось ранее, настройка системы выхлопа проводится путем подбора длины выпускных трубопроводов, причем немаловажную роль здесь играет и площадь их сечения. На начальном этапе указанные параметры можно определить с помощью расчетного метода, однако в дальнейшем все равно потребуется проверка и уточнение полученных данных, которая проводится на испытательном стенде. С целью сокращения числа опытов, необходимых для достижения требуемого результата, в ходе выполнения задачи рекомендуется воспользоваться приемами из теории планирования эксперимента.

Практика строения выхлопных систем доказывает, что чем больше цилиндров будет объединено в одном выпускном трубопроводе, тем меньшей будет возникающая в нем результирующая амплитуда давления, которая появится в результате наложения друг на друга отдельных волн.

Учитывая это, во избежание нежелательной «накладки», выпускная система выполняется в виде нескольких трубопроводов, расположенных на подобии веера, то есть один над другим. В каждый из этих трубопроводов осуществляется выпуск газов не больше чем из трех цилиндров, а для предотвращения наложения волн газовые потоки объединяются трубопроводами таким образом, чтобы обеспечить чередование поступления газа в каждый из трубопроводов с гранично возможным интервалом.

Кроме того, важно, чтоб длина выпускных трубопроводов была одинаковой, но, из-за ограничений в габаритах, на практике это не всегда получается. Выполнить указанные условия поможет упомянутое веерообразное расположение трубопроводов, а обеспечение их одинаковой длины дает возможность настроить выхлопную систему на определенный диапазон частоты вращения коленвала.

В двигателях, дополненных турбонаддувом, выход Y-образной трубы (когда два тракта через некоторое расстояние объединяются в один) соединяется с входом в турбину, а в обычных моторах (без наддува) – с идущим к глушителю трубопроводом. Естественно, длина этой Y-образной трубы существенно сказывается на мощностной характеристике силового агрегата, но подобрать подходящий размер, при котором двигатель будет развивать максимальную мощность, можно лишь с помощью уже упомянутого испытательного стенда.

В первую очередь, необходимость в данном атрибуте вызвана тем, что длина такой трубы зависит от конструктивных особенностей впускной системы и газораспределительных фаз, которые обусловлены профилем кулачков установленного распредвала.

Также нужно отметить, что для обеспечения прохождения возросшего объема выхлопных газов, поперечное сечение в месте соединения двух трактов Y-образной трубы тоже должно быть больше. В четырехцилиндровых двигателях однорядного типа интервалы между появлением вспышек, появляющихся в последовательно работающих цилиндрах, составляют 180° поворота коленвала. Если в таких двигателях встречаются порядки работы цилиндров типа 1-3-4-2 или 1-2-4-3, то вышеуказанному требованию (при наличии 4-х выпускных каналов) будет соответствовать объединение первого и четвертого, а также второго и третьего цилиндров в один выпускной трубопровод.

У отдельных 4-х цилиндровых моторов оба средних выпускных канала соединены уже в головке блока цилиндров. В этом случае достичь точного согласования довольно трудно, но получить неплохие результаты при наличии Y-образной выпускной трубы для 1 и 4 цилиндров и общей трубы для 2 и 3 цилиндров вполне реально. Для этого лишь нужно, чтобы труба, общая для цилиндров 2 и 3, до места ее соединения с Y-образной трубой обладала примерно таким же объемом, что и последняя. Подобное расположение выпускных каналов можно встретить у некоторых английских двигателей, например, «MGB» или «Mini».

В однорядных шестицилиндровых двигателях присутствует порядок работы цилиндров в последовательности 1-5-3-6-2-4, а на моторах компании «Audi» и некоторых двигателях от компании «Mercedes» работа цилиндров выполняется в последовательности 1-4-3-6-2-5. В обоих случаях появление вспышек проходит равномерно с интервалом 120о. Выполнение вышеуказанных условий здесь достигается путем применения двух выпускных трубопроводов, расположенных веером. Один трубопровод объединяет 1 и 3 цилиндры, а второй – 4 и 6 соответственно. Таким образом, чередование выпусков газа в один трубопровод происходит равномерно и с интервалом в 240о.

Для оппозитных (угол развала блоков цилиндров равен 180о) и Y -образных двенадцатицилиндровых силовых агрегатов, оборудованных коленвалом, кривошипы которого размещены согласно продольно-симметричной схеме, объединение газовых потоков выпускными трубопроводами на каждом блоке цилиндров может выполняться аналогичным образом.

Немного труднее дело обстоит с Y-образным восьмицилиндровым двигателем, оборудованным крестообразной (несимметричной) схемой расположения кривошипов коленвала. При таком размещении последовательность работы цилиндров в правом и левом блоках будет неодинаковой, из-за чего такие двигатели нельзя считать двумя четырехцилиндровыми моторами.

В некоторых случаях, когда место в моторном отсеке ограничено, данное обстоятельство в расчет не принимается, что, в результате, существенно снижает эффективность выхлопной системы. В этом случае, для ее оптимальной настройки, необходимо направить трубопровод от цилиндра одного блока к цилиндру второго таким образом, чтобы после объединения труб выпуск каждого из двух цилиндров в общий трубопровод происходил через одинаковые интервалы времени. Такой мотор имеет наиболее часто встречающийся порядок работы цилиндров, а интервалы между вспышками в цилиндрах составляют 90° поворота коленчатого вала.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.