ПО ВОЛЕ ВОЛН
ПО ВОЛЕ ВОЛН
НАСТРОЕННЫЙ ВЫПУСК: ЧТО МОЖНО, ЧЕГО НЕЛЬЗЯ
Но не все так просто - чтоб переделки пошли на пользу, а не в ущерб, без четких расчетов и консультаций профессионалов не обойтись.
СИЛА В "Брюках"
Желание поэкспериментировать с выпускной системой пробуждается у многих еще в безмоторном велосипедном детстве: листок бумаги, закрепленный бельевой прищепкой около спиц колеса, трещит практически по-мотоциклетному. Заполучив реальный байк, кое-кто совсем удаляет глушитель - к звучному неудовольствию соседей и дворовых собак. На 1-ый взор, кажется, что мощность, а с ней и наибольшая скорость при всем этом вырастут - сопротивление отработавшим газам снизилось. Часто же все происходит напротив: "максималка" осязаемо падает. Означает, движок совместно с системой выпуска утратил и часть мощности. Почему?
Вспомним посадку в переполненный автобус: оставшиеся на улице дружно наваливаются, "уплотняя" тех, кто снутри, и если шофер успел закрыть двери, до того как человеческая волна качнулась назад, в салоне оказывается наибольшее число пассажиров. То же происходит и в цилиндре двухтактника: при продувке часть свежайшей консистенции увлекается в систему выпуска, а потом отраженной волной сжатия заталкивается в цилиндр. Если нет системы выпуска - такая "дозарядка" невозможна.
В четырехтактном движке картина другая: в выпускной коллектор свежайшая смесь не попадает, зато в надпоршневом пространстве в конце такта выпуска - отработавшие газы. Удалить их поможет подошедшая в подходящий момент волна разрежения.
Как сделать, чтоб отраженная волна оказалась у клапана точно в подходящий момент? Поменять скорость звука не в наших силах: она находится в зависимости от вида газа и его температуры. Остается "играть" расстоянием: длиной участка выпускного тракта до наиблежайшего "акустического зеркала". Роль последнего может играть срез трубы, выходящий в атмосферу либо в резервуар огромного объема, либо же задняя стена резонатора.
Чтоб отраженная волна впору возвратилась к "собственному" цилиндру (к примеру, при 6000 об/мин - через 0,02 с), она должна пройти путь около 8 м, беря во внимание ускорение звука в жарких газах. Трубу пришлось бы сделать длиной около 4 м да еще снабдить глушителем. Расположить такую конструкцию негде. Но для многоцилиндрового мотора есть обычное решение: отраженная волна должна попасть в последующий по порядку работы цилиндр - тогда возможно обойтись более маленькими трубами, соединенными в "паук". Так, для четырехцилиндрового мотора рассчитанную длину нужно поделить на четыре.
Полезный эффект настроенного выпуска проявляется лишь на определенных оборотах мотора, при других он может стать отрицательным: волна в противофазе заместо подхвата вызовет провал. В более частотной системе (настроенной на огромные обороты мотора) подхват выражен посильнее, но ощутим в узеньком спектре оборотов. На "низах" таковой движок окажется даже ужаснее серийного. Потому в паре с обыкновенной коробкой эксплуатировать его глупо. Без сближения передаточных чисел (и роста числа передач) поддерживать рациональные обороты при всем желании не получится. Если же настраивали "на низы", то и рабочий спектр системы будет обширнее, но эффект слабее. Схожим образом рассчитывают системы выпуска неких серийных движков.
ПРЯМЫМ Методом
Увеличивая коэффициент заполнения цилиндра волновой настройкой системы выпуска, конструкторы стремятся к тому же понизить ее сопротивление сгустку газов - из-за этого движок теряет несколько процентов мощности. Ровная гладкая труба неизменного сечения делает малое сопротивление, но без глушителей нельзя: даже длинноватая и зигзагообразная, она отлично звучит - вспомним духовые инструменты.
Простейшее решение, которым многие домохозяйки пользуются, усмиряя брызжущий водопроводный кран, - резинка с вставленным отрезком шланга наименьшего сечения. Схожий глушитель ("резонатор Гельмгольца") изображен на рис. 1. Для действенной работы приходится очень наращивать его объем (что неприемлемо по компоновочным суждениям) либо очень сузивать сечение (а это дополнительные утраты). Потому его обычно употребляют в малофорсированных агрегатах - скутерах и газонокосилках.
Другая система припоминает лабиринт (рис. 2). Звуковые волны неоднократно отражаются от стен камер, накладываются друг на друга и гасятся. Но так как в камерах идет вихрение потока, сопротивление такового глушителя хоть и меньше, чем у предшествующего, все равно существенно. Его употребляют как последний (основной) глушитель. Такой, к примеру, "жигулевский" трехкамерный. А в качестве подготовительных используют "прямоточные" резонаторные системы (рис. 3). В их основной поток газов не меняет направления, ну и сечение трубы повсевременно - они отлично гасят низкочастотные колебания при маленьком своем объеме.
В конце концов, есть главные глушители с наполнителем (рис. 4), где колебания широкого диапазона частот поглощаются огнестойким пористым материалом. Многие производители систем выпуска употребляют "базальтовую вату" - природный волокнистый материал, но передовые (к примеру, "Теш") перебежали на стекловолокно. Оно дороже, зато обладает ценными преимуществами: не впитывает воду, отлично поглощает шум, наименее вредоносно в производстве и, в конце концов, имеет постоянную плотность. А это позволяет обычным взвешиванием точно отмерить необходимое количество - чтоб и объем заполнить, и излишнего сопротивления не создавать.
СТАВЯТ Глас
Действующие сейчас нормы для систем выпуска регламентируют два параметра: сопротивление выпускного тракта и уровень шума. Но вспомним хрюкающий глушитель "Волги" - шум-то в норме, но до чего неприятный! Желание как-то нормировать качество звука реализовано в новеньком эталоне ISO 532В. При разработке новых моделей спецы оценивают звучание, прослушивая запись, сделанную в различных точках снутри и вне автомобиля. Еще пока не предложены формализованные аспекты оценки, приходится полагаться на музыкальный слух профессионалов.
Прямоточная система выпуска не непременно значит тракторный рев на целый квартал. Спецы могут "поставить глас" по желанию клиента, подбирая характеристики как первого резонатора, так и последнего глушителя, в каком можно поменять число камер, перфорацию, вид наполнителя и его количество. Время от времени часть камер преднамеренно оставляют пустыми. Стопроцентно высчитать такую систему не под силу и спецам в этой области: окончательная доводка без натурных испытаний невозможна. Отсюда и немалые цены на фирменную продукцию. Вобщем, любители "прищепки на колесе" останутся довольны и блестящей насадкой на дырявый глушитель.
НАСТРОЕННЫЙ ВЫПУСК: ЧТО МОЖНО, ЧЕГО НЕЛЬЗЯ
Но не все так просто - чтоб переделки пошли на пользу, а не в ущерб, без четких расчетов и консультаций профессионалов не обойтись.
СИЛА В "Брюках"
Желание поэкспериментировать с выпускной системой пробуждается у многих еще в безмоторном велосипедном детстве: листок бумаги, закрепленный бельевой прищепкой около спиц колеса, трещит практически по-мотоциклетному. Заполучив реальный байк, кое-кто совсем удаляет глушитель - к звучному неудовольствию соседей и дворовых собак. На 1-ый взор, кажется, что мощность, а с ней и наибольшая скорость при всем этом вырастут - сопротивление отработавшим газам снизилось. Часто же все происходит напротив: "максималка" осязаемо падает. Означает, движок совместно с системой выпуска утратил и часть мощности. Почему?
Вспомним посадку в переполненный автобус: оставшиеся на улице дружно наваливаются, "уплотняя" тех, кто снутри, и если шофер успел закрыть двери, до того как человеческая волна качнулась назад, в салоне оказывается наибольшее число пассажиров. То же происходит и в цилиндре двухтактника: при продувке часть свежайшей консистенции увлекается в систему выпуска, а потом отраженной волной сжатия заталкивается в цилиндр. Если нет системы выпуска - такая "дозарядка" невозможна.
В четырехтактном движке картина другая: в выпускной коллектор свежайшая смесь не попадает, зато в надпоршневом пространстве в конце такта выпуска - отработавшие газы. Удалить их поможет подошедшая в подходящий момент волна разрежения.
Как сделать, чтоб отраженная волна оказалась у клапана точно в подходящий момент? Поменять скорость звука не в наших силах: она находится в зависимости от вида газа и его температуры. Остается "играть" расстоянием: длиной участка выпускного тракта до наиблежайшего "акустического зеркала". Роль последнего может играть срез трубы, выходящий в атмосферу либо в резервуар огромного объема, либо же задняя стена резонатора.
Чтоб отраженная волна впору возвратилась к "собственному" цилиндру (к примеру, при 6000 об/мин - через 0,02 с), она должна пройти путь около 8 м, беря во внимание ускорение звука в жарких газах. Трубу пришлось бы сделать длиной около 4 м да еще снабдить глушителем. Расположить такую конструкцию негде. Но для многоцилиндрового мотора есть обычное решение: отраженная волна должна попасть в последующий по порядку работы цилиндр - тогда возможно обойтись более маленькими трубами, соединенными в "паук". Так, для четырехцилиндрового мотора рассчитанную длину нужно поделить на четыре.
Полезный эффект настроенного выпуска проявляется лишь на определенных оборотах мотора, при других он может стать отрицательным: волна в противофазе заместо подхвата вызовет провал. В более частотной системе (настроенной на огромные обороты мотора) подхват выражен посильнее, но ощутим в узеньком спектре оборотов. На "низах" таковой движок окажется даже ужаснее серийного. Потому в паре с обыкновенной коробкой эксплуатировать его глупо. Без сближения передаточных чисел (и роста числа передач) поддерживать рациональные обороты при всем желании не получится. Если же настраивали "на низы", то и рабочий спектр системы будет обширнее, но эффект слабее. Схожим образом рассчитывают системы выпуска неких серийных движков.
ПРЯМЫМ Методом
Увеличивая коэффициент заполнения цилиндра волновой настройкой системы выпуска, конструкторы стремятся к тому же понизить ее сопротивление сгустку газов - из-за этого движок теряет несколько процентов мощности. Ровная гладкая труба неизменного сечения делает малое сопротивление, но без глушителей нельзя: даже длинноватая и зигзагообразная, она отлично звучит - вспомним духовые инструменты.
Простейшее решение, которым многие домохозяйки пользуются, усмиряя брызжущий водопроводный кран, - резинка с вставленным отрезком шланга наименьшего сечения. Схожий глушитель ("резонатор Гельмгольца") изображен на рис. 1. Для действенной работы приходится очень наращивать его объем (что неприемлемо по компоновочным суждениям) либо очень сузивать сечение (а это дополнительные утраты). Потому его обычно употребляют в малофорсированных агрегатах - скутерах и газонокосилках.Другая система припоминает лабиринт (рис. 2). Звуковые волны неоднократно отражаются от стен камер, накладываются друг на друга и гасятся. Но так как в камерах идет вихрение потока, сопротивление такового глушителя хоть и меньше, чем у предшествующего, все равно существенно. Его употребляют как последний (основной) глушитель. Такой, к примеру, "жигулевский" трехкамерный. А в качестве подготовительных используют "прямоточные" резонаторные системы (рис. 3). В их основной поток газов не меняет направления, ну и сечение трубы повсевременно - они отлично гасят низкочастотные колебания при маленьком своем объеме.В конце концов, есть главные глушители с наполнителем (рис. 4), где колебания широкого диапазона частот поглощаются огнестойким пористым материалом. Многие производители систем выпуска употребляют "базальтовую вату" - природный волокнистый материал, но передовые (к примеру, "Теш") перебежали на стекловолокно. Оно дороже, зато обладает ценными преимуществами: не впитывает воду, отлично поглощает шум, наименее вредоносно в производстве и, в конце концов, имеет постоянную плотность. А это позволяет обычным взвешиванием точно отмерить необходимое количество - чтоб и объем заполнить, и излишнего сопротивления не создавать.СТАВЯТ Глас
Действующие сейчас нормы для систем выпуска регламентируют два параметра: сопротивление выпускного тракта и уровень шума. Но вспомним хрюкающий глушитель "Волги" - шум-то в норме, но до чего неприятный! Желание как-то нормировать качество звука реализовано в новеньком эталоне ISO 532В. При разработке новых моделей спецы оценивают звучание, прослушивая запись, сделанную в различных точках снутри и вне автомобиля. Еще пока не предложены формализованные аспекты оценки, приходится полагаться на музыкальный слух профессионалов.
Прямоточная система выпуска не непременно значит тракторный рев на целый квартал. Спецы могут "поставить глас" по желанию клиента, подбирая характеристики как первого резонатора, так и последнего глушителя, в каком можно поменять число камер, перфорацию, вид наполнителя и его количество. Время от времени часть камер преднамеренно оставляют пустыми. Стопроцентно высчитать такую систему не под силу и спецам в этой области: окончательная доводка без натурных испытаний невозможна. Отсюда и немалые цены на фирменную продукцию. Вобщем, любители "прищепки на колесе" останутся довольны и блестящей насадкой на дырявый глушитель.