В двигателе внутреннего сгорания геометрия выхлопной системы может быть оптимизирована («настроена») для максимизации выходной мощности двигателя. Настроенные выхлопные трубы сконструированы таким образом, чтобы отраженные волны давления приходили в выхлопное отверстие в определенный момент цикла сгорания.
Двухтактные двигатели
Камеры расширения
В двухтактных двигателях, где выхлопное отверстие открывается за счет открытия поршня (а не отдельным клапаном), настроенная выхлопная система обычно состоит из камеры расширения. Камера расширения предназначена для создания волны отрицательного давления, чтобы помочь в заполнении цилиндра следующим всасываемым зарядом, а затем для создания волны положительного давления, которая уменьшает количество свежего всасываемого заряда, выходящего через выпускное отверстие ( блокировка порта ).
Непоточная уборка
В альтернативной конструкции двухтактных двигателей выпускной канал открывается / закрывается с помощью тарельчатого клапана, а впускной канал управляется поршнем (открывается при открытии поршнем). Момент закрытия выпускного клапана предназначен для облегчения заполнения цилиндра следующей заправкой на впуске (как для четырехтактных двигателей).
В оппозитно-поршневом двигателе используется однопоточная продувка, однако в этой конструкции используются поршневые порты цилиндров, один из которых управляет впускным портом, а другой - выпускным. Точно так же в одинарных двигателях используется однопоточная продувка, при этом поршень в одном цилиндре управляет передаточным каналом (где всасываемая смесь входит в цилиндр), а другой поршень управляет выпускным отверстием.
Четырехтактные двигатели
В четырехтактным двигателем , выпускной коллектор , который предназначен , чтобы максимизировать выходную мощность двигателя часто называют «экстракторы» или «заголовки». Длина труб и места слияния предназначены для облегчения заполнения цилиндра следующей заправкой на впуске с использованием продувки выхлопных газов . [1] Места, где сливаются выхлопные трубы отдельных цилиндров, называются «коллекторами». Диаметр выхлопной системы рассчитан на минимизацию противодавления 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 двигателя самолета Rotax 912s
Заголовки "Zoomie" на драгстере
4-2-1 выхлопы
4-2-1 выхлопная система представляет собой тип выпускного коллектора для двигателя с четырьмя цилиндрами в банке, таких как рядный четыре двигателя или двигателя V8 . Схема системы 4-2-1 выглядит следующим образом: четыре трубы (первичные) отходят от головки блока цилиндров и сливаются в две трубы (вторичные), которые, в свою очередь, в конце концов соединяются, образуя одну коллекторную трубу. [2]
По сравнению с выхлопной системой 4-1, 4-2-1 часто производит больше мощности на средних оборотах двигателя (RPM), в то время как выхлоп 4-1 производит больше мощности на высоких оборотах. [3] [4]
Пары цилиндров
Выхлопная система 4-2-1 предназначена для увеличения продувки за счет слияния выхлопных каналов определенных пар цилиндров. Следовательно, пары цилиндров определяются интервалами между событиями зажигания, которые определяются порядком зажигания и - для двигателей с неравномерно распределенным порядком зажигания - интервалом зажигания.
Для рядного четырехцилиндрового двигателя с типичным порядком работы 1-3-4-2, спаренные цилиндры 1 и 4 и цилиндры 2 и 3 считаются "непоследовательными", поскольку спаренные цилиндры не следуют друг за другом при запуске. заказывать. Такое непоследовательное расположение приводит к равномерному расстоянию в 360 градусов между интервалами зажигания в каждой паре цилиндров. Последовательное спаривание приведет к неравномерному зазору, например, 180 градусов и 540 градусов для пар цилиндров 1 и 2, 3 и 4. Это последовательное спаривание используется во многих двигателях мотоциклов. [ необходима цитата ]
Для двигателя V8 с типичной кросс-плоскостной конструкцией выхлопы 4-2-1 часто называют выхлопами «Tri-Y». Традиционно, только цилиндры в одном ряду были спарены, что приводило к расстоянию 90-630 градусов (последовательный), 180-540 градусов или 270-450 градусов. Как правило, предпочтение отдается интервалу 270, требующему разных пар в каждом банке; например, 1 и 2 и 3 и 4 в одном ряду, а 1 и 3 и 2 и 4 в другом - естественно, такие выхлопы чувствительны к конкретному порядку зажигания. [5] [6] Даже интервалы в 360–360 градусов возможны только в том случае, если используется перекрестный выпускной коллектор для соединения цилиндров из отдельных рядов.
Длина трубы
Комбинирование 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 к охлаждению, когда они проходят по более длинным трубам, что снижает эффективность каталитического нейтрализатора.
В двигателе с турбонаддувом ключевым фактором, определяющим длину выхлопных труб, является подача равномерно распределенных импульсов давления на турбину турбонагнетателя. [5]
Смотрите также
Двухтактные двигатели
| Четырехтактные двигатели
|
Рекомендации
- ^ Дизайн и Тюнинг конкуренции двигателей , Philip H. Smith , pp137-138
- ^ "Что делает выхлопная система 4-2-1?" . www.howstuffworks.com . 21 декабря 2011г . Проверено 24 сентября 2019 года .
- ^ «Заголовки 4-1 против 4-2-1 - в чем разница? Что дает больше силы?» . www.redline360.com . 19 октября 2012 . Проверено 24 сентября 2019 года .
- ^ "Header Dyno Testing & Comparison, Tri Y vs. 4 Into 1" . www.superstreetonline.com . Проверено 24 сентября 2019 года .
- ^ а б «Технология выхлопных систем: наука и внедрение высокоэффективных выхлопных систем» . www.epi-eng.com . Проверено 25 октября 2019 года .
- ^ «Смена порядка стрельбы» . www.enginelabs.com . Проверено 25 октября 2019 года .
- ^ "Страница двигателя Билла Шервуда - Выхлоп" . www.billzilla.org . Проверено 24 сентября 2019 года .