Настроенный выхлоп

В двигателе внутреннего сгорания геометрия выхлопной системы может быть оптимизирована («настроена») для максимизации выходной мощности двигателя. Настроенные выхлопные системы сконструированы таким образом, что отраженные волны давления достигают выхлопного отверстия в определенный момент цикла сгорания.

Двухтактные двигатели

Расширительные камеры

В двухтактных двигателях, в которых выпускное отверстие открывается за счет открытия поршня (а не отдельного клапана), настроенная выхлопная система обычно состоит из расширительной камеры. Камера расширения предназначена для создания волны отрицательного давления, помогающей заполнить цилиндр следующим впускным зарядом, а затем для создания волны положительного давления, которая уменьшает количество свежего впускного заряда, выходящего через выпускное отверстие ( блокировка порта ).

Однопоточная продувка

В альтернативной конструкции двухтактных двигателей выпускное отверстие открывается/закрывается с помощью тарельчатого клапана , а впускное отверстие управляется поршнем (открывается при открытии поршня). Момент закрытия выпускного клапана предназначен для облегчения заполнения цилиндра следующим впускным зарядом (как в четырехтактных двигателях).

В двигателе с оппозитным поршнем используется прямоточная продувка, однако в этой конструкции используются порты цилиндра с поршневым управлением, причем один поршень управляет впускным отверстием, а другой - выпускным. Аналогичным образом, в двигателях с разделенным одинарным двигателем используется прямоточная продувка: поршень в одном цилиндре управляет перепускным отверстием (где впускная смесь поступает в цилиндр), а другой поршень управляет выпускным отверстием.

Четырехтактные двигатели

В четырехтактном двигателе , выпускной коллектор предназначенный для максимизации выходной мощности двигателя, часто называют «экстракторами» или «коллекторами». Длина труб и места их слияния предназначены для облегчения заполнения цилиндра следующим впускным газом с использованием продувки выхлопных газов . ^{[ 1 ]} Места слияния выхлопных труб отдельных цилиндров называются «коллекторами». Диаметры выхлопной системы рассчитаны таким образом, чтобы минимизировать противодавление за счет оптимизации скорости газа.

Экстракторы/коллекторы обычно имеют трубы одинаковой длины для каждого цилиндра, тогда как более простой выпускной коллектор может иметь трубы разной длины.

Выхлопная система Rotax 912s авиационного двигателя
Длинные коллекторы трубок (белого цвета) на гоночном автомобиле.
Жатки «Зуми» на драгстере

выхлоп 4-2-1

Выхлопная система 4-2-1 — это тип выпускного коллектора для двигателя с четырьмя цилиндрами на ряд, например, рядного четырехцилиндрового двигателя или двигателя V8 . Схема системы 4-2-1 следующая: четыре трубки (первичные) отходят от головки блока цилиндров и сливаются в две трубки (вторичные), которые, в свою очередь, окончательно соединяются, образуя одну трубку коллектора. ^{[ 2 ]}

По сравнению с выхлопной системой 4-1, выхлопная система 4-2-1 часто производит больше мощности на средних оборотах двигателя (об/мин), тогда как выхлопная система 4-1 производит больше мощности на высоких оборотах. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Пары цилиндров

Целью выхлопной системы 4-2-1 является увеличение продувки за счет объединения выхлопных путей определенных пар цилиндров. Таким образом, пары цилиндров определяются интервалами между событиями зажигания, которые определяются порядком зажигания , а для двигателей с неравномерным порядком зажигания - интервалом зажигания.

Для рядного четырехцилиндрового двигателя с типичным порядком зажигания 1-3-4-2 соединение цилиндров 1 и 4 и цилиндров 2 и 3 считается «непоследовательным», поскольку спаренные цилиндры не следуют друг за другом при воспламенении. заказ. Такое непоследовательное расположение обеспечивает равномерное расстояние в 360 градусов между интервалами зажигания в каждой паре цилиндров. Последовательное соединение приведет к неравномерному расстоянию, например, 180 градусов и 540 градусов для пар цилиндров 1 и 2 и 3 и 4. Это последовательное соединение используется во многих мотоциклетных двигателях. ^{[ нужна ссылка ]}

Для двигателя V8 с типичной перекрестной конструкцией выхлопные трубы 4-2-1 часто называют выхлопными системами Tri-Y. Традиционно парными были только цилиндры одного ряда, в результате чего расстояние между ними составляло 90–630 градусов (последовательно), 180–540 градусов или 270–450 градусов. Обычно предпочтение отдается интервалу 270, требующему разных пар в каждом банке; например, 1 и 2 и 3 и 4 в одном банке, а 1 и 3 и 2 и 4 в другом. Естественно, такие выхлопы чувствительны к конкретному используемому порядку зажигания. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Даже интервалы в 360-360 градусов возможны только в том случае, если для соединения цилиндров разных рядов используется перекрестный выпускной коллектор.

Длина труб

Комбинация импульсов давления выхлопных газов от каждого цилиндра определяет необходимую длину труб. Как правило, более короткие трубы помогают производить больше мощности при более высоких оборотах двигателя, а более длинные трубы способствуют крутящему моменту на низких оборотах, тем самым изменяя диапазон мощности . ^{[ 7 ]} Однако газы имеют тенденцию охлаждаться при прохождении через более длинные трубы, что снижает эффективность каталитического нейтрализатора.

В двигателе с турбонаддувом ключевым фактором длины выхлопных труб является обеспечение равномерно распределенных импульсов давления на турбине турбокомпрессора. ^{[ 5 ]}

См. также

Двухтактные двигатели

Четырехтактные двигатели

Ссылки

^ Проектирование и настройка двигателей для соревнований , Филип Х. Смит , стр. 137-138.
^ «Что делает выхлопная система 4-2-1?» . www.howstuffworks.com . 21 декабря 2011 года . Проверено 24 сентября 2019 г.
^ «4-1 против 4-2-1 головой – в чем разница? Что дает больше силы?» . www.redline360.com . 19 октября 2012 года . Проверено 24 сентября 2019 г.
^ «Тестирование и сравнение заголовка Dyno, Tri Y против 4 в 1» . www.superstreetonline.com . Проверено 24 сентября 2019 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Технология выхлопных систем: наука и внедрение высокоэффективных выхлопных систем» . www.epi-eng.com . Проверено 25 октября 2019 г.
^ «Обмен порядка стрельбы» . www.enginelabs.com . Проверено 25 октября 2019 г.
^ «Страница двигателя Билла Шервуда — Выхлоп» . www.billzilla.org . Проверено 24 сентября 2019 г.

[1] Проектирование и настройка двигателей для соревнований , Филип Х. Смит , стр. 137-138.

[2] «Что делает выхлопная система 4-2-1?» . www.howstuffworks.com . 21 декабря 2011 года . Проверено 24 сентября 2019 г.

[3] «4-1 против 4-2-1 головой – в чем разница? Что дает больше силы?» . www.redline360.com . 19 октября 2012 года . Проверено 24 сентября 2019 г.

[4] «Тестирование и сравнение заголовка Dyno, Tri Y против 4 в 1» . www.superstreetonline.com . Проверено 24 сентября 2019 г.

[epi-eng01-5] Перейти обратно: ^а ^б «Технология выхлопных систем: наука и внедрение высокоэффективных выхлопных систем» . www.epi-eng.com . Проверено 25 октября 2019 г.

[6] «Обмен порядка стрельбы» . www.enginelabs.com . Проверено 25 октября 2019 г.

[7] «Страница двигателя Билла Шервуда — Выхлоп» . www.billzilla.org . Проверено 24 сентября 2019 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]