Реферат на тему тюнинг выхлопной системы

Обновлено: 05.07.2024

Основные функции выхлопной системы легкового автомобиля. Набор составляющих элементов, их назначение и роль в работе выхлопной системы. Перспективные технологии и материалы, возможности модификации выхлопной системы стандартного легкового автомобиля.

Рубрика	Транспорт
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	12.10.2015
Размер файла	3,6 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ульяновский государственный технический университет

Выхлопная система автомобиля

Выполнил: Мутрисков Д.В.

Студент группы: АТсд-21

Доцент Никитенко В.М.

Аннотация
Введение
- 1. Назначение и общее описание современной выхлопной системы автомобиля
- 2. Конструкция выхлопной системы
- 3. Материалы и технологии, применяемые отечественными производителями при изготовлении компонентов современной выхлопной системы автомобиля
- Глава 4. О модификациях
Введение

На первый взгляд, это одна из самых незаметных и не доставляющая особых хлопот система автомобиля. Для понимания ее роли и значения, можно вспомнить кадры кинохроники, показывающие первые автомобили - грохочущие, испускающие клубы чёрного дыма, медленно передвигающиеся устройства. И сравнить их с современными, тихими, динамичными и экологически безопасными машинами. Часть, и немалую, такого преобразования обеспечила выпускная система автомобиля, которая эволюционировала от простой трубы, которая только выводила отработанные газы наружу до сложного устройства, состоящего из коллекторов, пламегасителей (резонаторов), глушителей, катализаторов, и соединительных труб далеко не прямой формы. У каждого элемента выхлопной системы автомобиля есть собственное предназначение, в совокупности образующих ту современную роль выхлопной системы автомобиля, для которой она и предназначена. Это тема также является актуальной -- следовательно, её следует изучить и обработать полученную информацию из различных источников.

1. Назначение и общее описание современной выхлопной системы автомобиля

Суть явлений, происходящих внутри двигателя внутреннего сгорания, можно кратко охарактеризовать одним словом - взрыв. Это явление сопровождается сопутствующими эффектами - звуковой волной и продуктами сгорания. Выхлопная система автомобиля предназначена для минимизации подобных вторичных явлений в работе двигателей внутреннего сгорания. Выхлопная система предназначена для следующего перечня задач:

· Вывод продуктов сгорания из цилиндров двигателя

· Снижение шума от работы мотора

· Снижение в отработанных газах вредных веществ

· Вывод за пределы автомобиля и исключения попадания в салон токсичных газов

Первоначальной задачей выхлопной системы автомобиля был отвод выхлопных газов и снижение шума работы двигателя внутреннего сгорания. Последняя функция стала осуществимой с изобретением специализированного устройства - глушителя. [1]

По мере развития двигателей внутреннего сгорания и конструкции самого автомобиля, постепенно ужесточались требования к выхлопной системе автомобиля, в первую очередь понижению уровня шума и загрязнения. Это привело как к усложнению конструкции уже имеющихся элементов выхлопной системы, так и к появлению новых - резонаторов, катализаторов, пламегасителей, коллекторов. (Рис. 1, 2)

2. Конструкция выхлопной системы

Работа выхлопной системы производится таким образом: у двигателя внутреннего сгорания в четвертом такте открывается выпускной клапан, и остатки продуктов горения вместе с несгоревшими частицами топлива выводятся из цилиндра. Если двигатель многоцилиндровый, то используется специальное устройство - выпускной коллектор, объединяющие потоки газов из всех цилиндров в один. Приемная труба соединяет выпускной коллектор и катализатор. Последним элементом, которым оснащена система отвода выхлопных газов, и наличие которого является обязательным, является глушитель.

Вот так упрощенно выглядит схема удаления отработанных газов для обычного автомобиля. Однако имеет смысл более подробно рассмотреть отдельные узлы системы и немного коснуться отдельных ее узлов:

· Пламегаситель. Во многих случаях, когда не предъявляются высокие требования к составу отработанных газов, например, в России, практикуют использование пламегасителя вместо катализатора, что оказывается значительно дешевле. Это своеобразная конструкция резонатора, назначение которой -- первичная разбивка потока газов из цилиндров, а также уменьшение кинетической энергии потока газа. Процесс протекает так -- газ резко расширяется, это способствует уменьшению противодавления в системе и сглаживанию ударной волны, что также приводит и к уменьшению шума. В отличие от катализатора, пламегаситель не может выполнить окисление сгоревшего топлива и не снизит в отработанных газах содержание токсичных веществ. Однако при этом он значительно дешевле катализатора и обеспечивает нормальную работу мотора. Устройство пламегасителя само по себе достаточно простое - двойной корпус, выполненный из нержавеющей стали, выдерживающей воздействие очень высоких температур, и внутри отдельные камеры. (Рис. 7, 8) Некоторые модели пламегасителя имеют в конструкции диффузорные рассекатели, которые повышают эффективность работы системы в целом. [1]

· Глушитель. Это устройство для снижения шума от выходящих в атмосферу газов или воздуха, иначе говоря -- акустический фильтр. Глушитель представляет собой металлическую камеру, которая герметично закрыта от внешней среды. Объем камеры составляет несколько литров, чем больше объем, тем более эффективно глушитель справляется со своими задачами: [5] (Рис. 11, 12, 13)

1. Снижение шумового уровня, создаваемого выпускаемой газообразной средой;

2. Снижать кинетическую энергию отработавших газов

Работает глушитель так: выпуск отработанной газообразной среды из цилиндров силового агрегата осуществляется под высоким давлением по выхлопной трубе, расположенной на окончании глушителя. В процессе ее передвижения по выхлопной системе образуются акустические волны, скорость которых превышает скорость газов. За счет преобразования энергии в тепловую снижается шумовой уровень. На сегодняшний день известны несколько типов глушения звуков (ограничитель, отражатель, поглотитель). В современных глушителях используются все типы глушения. [6]

Существует два типа глушителя: активные и реактивные. В активных глушителях шум снижается использованием звукопоглощающего материала. Недостатком подобного глушителя является закоксование внутренней начинки. У реактивных -- используются специальные камеры, резонансные и расширительные. Они образуются благодаря системе перегородок внутри корпуса глушителя и изменяют направление движения отработанных газов, что обеспечивает снижение шума. [1]

3. Материалы и технологии, применяемые отечественными производителями при изготовлении компонентов современной выхлопной системы автомобиля

Выхлопная система оказывает важное влияние на эксплуатационные качества любого автомобиля, что было показано в предыдущих двух главах. Для того, чтобы добиться преследуемых целей и решить задачи самого различного рода, используются новые материалы и новые технологии. Такие же приоритеты есть и у отечественных производителей.

Например, уже для всех отечественных производителей очевидно что закатная технология намного выгоднее штампосварной. Предприятия, которые до сих пор не используют закатку вместо сварного шва, постепенно теряют позиции в наиболее перспективных сегментах рынка -- таких, как сегмент новых автомобилей отечественного производства. [7] Выхлопной системы это также касается и отнюдь не в последнюю очередь.

Наряду с переходом на закатную технологию, ведущие предприятия отрасли отказались и от наполнителя внутри глушителя. Практика эксплуатации глушителей с наполнителем из базальтового волокна показала, что он является очень серьезным накопителем конденсата внутри глушителя, что предотвращает процесс гниения глушителя изнутри. В глушителях с наполнителем конденсат скапливается внутри, взаимодействует с выхлопными газами. В результате в корпусе глушителя образуются серная и азотная кислоты, которые начинают изнутри воздействовать на днище и стенки корпуса. Чтобы уменьшить влияние коррозии на внутренние элементы глушителей, производители переходят на использование конструкции из перфорированных труб. Однако производство глушителей с наполнителем непопулярно ещё и потому, что это достаточно трудоемкий процесс. Размер отверстий перфорации внутреннего узла должен составлять не более 3 мм в диаметре. В противном случае выхлопные газы запросто могут выдуть наполнитель из корпуса. Качественное волокно способно выдержать высокую температурную нагрузку (до 770С?) и, согласно тесту на старение, срок его эксплуатации составляет два года [8]

Подобный подход производители применяют и к другим элементам выхлопной системы - коллекторам, резонаторам.

О материалах

На двигателях сравнительно небольшой мощности (примерно до 100 кВт - это 135 л.с.) применяют приёмные трубы (коллекторы) из жаропрочной стали, на более мощных двигателях используют выпускной коллектор -- изготавливают его литьём из чугуна. [9]

Автомобильные глушители (а также трубы и резонаторы) обычно производятся из следующих материалов:

1. Из нержавеющей стали (практически отсутствуют в продаже из-за большой стоимости и длительного срока изготовления на заказ). Производятся для наиболее популярных марок автомобилей. Срок службы -- не менее 10-15 лет.

2. Из алюминированной стали (стали, покрытой тонким слоем алюминия, срок службы таких глушителей, изготовленной из такой стали -- 3-6 лет); [10]

3. Из чёрной стали без покрытия. Срок службы от 6 месяцев до 2 лет.

Так как элементы выпускной системы работают при высоких температурах, составляющих сотни градусов Цельсия, то обычные антикоррозионные покрытия (краска, мастика) могут защитить металл лишь при хранении и транспортировке, после установки они обгорают. Поэтому их не красят, а делают специальные покрытия на материал, из которого они изготавливаются.

О технологическом уровне

Здесь под технологическим уровнем подразумевается современное технологическое оборудование. Без него производство современной выпускной системы автомобиля весьма затруднительно, а в иных случаях и вовсе оказывается невозможным.

Что имеется на российском рынке выхлопных систем? Директорами двух вышеописанных компаний считается, что российский рынок выхлопных систем отличается высокой насыщенностью и не менее высоким уровнем конкуренции. Крупные производители постоянно повышают качество продукции, осваивают новые технологии и расширяют ассортимент. Появление новых конкурентов при таких условиях маловероятно. Скорее, наоборот, следует ожидать постепенного ухода с рынка различных малых предприятий, чей технологический уровень уже не отвечает современным требованиям рынка. [7]

Полученная информация позволяет сделать вывод о том, что отечественные производители способны составить конкуренцию зарубежным компаниями, однако им недостаёт современного, высокотехнологического оборудования отечественного производства

технология модификация выхлопной легковой

4. О модификациях

Модификация отдельных компонентов выхлопной системы -- это, пожалуй, самая любимая тема молодых специалистов, которые работают в данной области.

Можно произвести модификацию (тюнинг) выхлопа газов. Чем лучше на автомобиле выполнен отвод выхлопных газов, тем легче поступает топливно-воздушная смесь в двигатель. Поэтому важным в доводке и тюнинге автомобиля является замена штатного выхлопа на спортивный. Спортивный выхлоп от заводского отличается следующими параметрами: [1]

· Увеличенный диаметр труб, что способствует лучшей продувке.

Прямоточный глушитель рекомендован для водителей, которые готовы смириться с повышенным шумом ради повышения мощности двигателя. Это глушители, которые оказывают наименьшее сопротивление потоку газа, но работают громче, чем стандартные приборы. Такие глушители дают прибавку мощности в 3-5%, в настроенной системе - 10-20%, не больше. [2]

У ВАЗ-2107 между выпускным клапаном двигателя и приёмной трубой расположена специальная прокладка, которая обеспечивает герметичность и не позволяет отработанным газам выходить под днищем автомобиля. Некоторые автовладельцы используют вместо прокладки гофру, которая снижает вибрацию, однако для установки такой модификации приходится подгонять по размерам все сопутствующие комплектующие. Следует отметить, что многие эксперты советуют оставлять заводскую комплектацию авто, аргументируя это тем, что конструкторы АвтоВАЗа намеренно предусмотрели прокладку, а не гофру. [11]

Также в гоночных автомобилях, где главное не тишина, а скорость -- установкой глушителей вовсе пренебрегают, чтобы не потерять какую-то часть мощности двигателя, которую глушитель способен отнять. [5]

Проведя изучение материалов по выхлопным системам автомобиля и, в частности, отдельных её компонентов, я достиг поставленной цели - изучение выхлопной системы автомобиля. Таким образом, я выяснил, что выхлопная система у каждой автомашины может различаться в зависимости от её технических характеристик и задач данной автомашины, выяснил назначение основных её компонентов и самой системы, выяснил технологии, материалы и технологический уровень отечественных производителей, точку зрения ведущих компаний-производителей выхлопных систем автомобиля. Также были выяснены возможности модернизации отдельных компонентов выхлопной системы и их пригодность для установки на стандартный легковой автомобиль, и, как следствие, актуальность этих модернизаций. Считаю, что данный вопрос по выхлопным системам остаётся актуальным и в современное время и активная работа отечественных производителей над этим вопросом -- есть явное тому подтверждение.

Интернет-ресурсы

1. Сайт с кратким описанием выхлопной системы автомобиля и некоторых её составляющих

3. Сайт с кратким описанием назначений некоторых элементов выхлопной системы и возможностей модификации

4. Сайт команды из Воронежа по драг-рейсингу, содержащий статью о коллекторах, глушителях, выхлопах и методиках расчёта коллектора и глушителей на мощность.

5. Сайт со статейкой об основном предназначении глушителя

7. Сайт с информацией о материалах и современных технологиях, применяемых при изготовлении отечественных выхлопных систем

8. Сайт со статьёй, поясняющей разницу между технологиями производства некоторых элементов выхлопной системы автомобиля

9. Глушитель (акустический фильтр) -- Википедия о глушителях и не только

Рис. 1: Выхлопная система современного автомобиля, с двойной системой выпуска

Рис. 2: Изображение современной выхлопной системы автомобиля с обозначением составляющих её элементов

Рис. 3. Изображение выхлопной системы, которая используется классом легковых автомобилей

Рис. 4. Ленточный катализатор и его составляющие

Рис. 5. Расположение катализатора в выхлопной системе

Рис. 6: Катализаторы под днищем автомобиля

Рис. 8. Внешний вид пламегасителя на практике именно такой

Рис. 11. Устройство глушителя и вектор потока выхлопа (с насадками)

Подобные документы

Назначение, устройство и принцип работы передней и задней подвесок легкового автомобиля ВАЗ. Основные неисправности подвески и их устранение. Техническое обслуживание и ремонт подвески автомобиля. Безопасность при работе с эксплуатационными материалами.

контрольная работа [667,9 K], добавлен 19.01.2015

Подвеска автомобиля как совокупность устройств, связывающих колеса с рамой (кузовом) и предназначенных для уменьшения динамических нагрузок. Типы подвесок, классифицированных по различным признакам. Проектирование подвески для легкового автомобиля.

курсовая работа [766,4 K], добавлен 16.07.2009

Назначение и условия эксплуатации автомобиля. Определение конструктивных параметров исполнительных, силовых и регулирующих элементов рулевого управления и тормозной системы. Разработка технических требований к рулевому управлению и тормозной системе.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.04.2015

Изучение устройства легкового автомобиля ВАЗ-2106 производства Волжского автомобильного завода в г. Тольятти (ВАЗ). Описание конструкции всего автомобиля, конструкции его отдельного узла (сцепление). Тяговый расчет крутящих моментов цилиндров двигателя.

курсовая работа [6,4 M], добавлен 20.12.2010

Основы конструкции подвески автомобиля как промежуточного звена между кузовом автомобиля и дорогой. Требования к подвеске автомобиля. Типы подвесок и их классификация по типам направляющего аппарата (зависимые и независимые) и упругих элементов.

реферат [717,9 K], добавлен 18.12.2011

Назначение и виды тормозных систем современных автомобилей. Преимущества и недостатки гидравлического тормозного привода. Пример конструкции гидравлической тормозной системы автомобиля ВАЗ. Описание схем педального узла и тормозного цилиндра в Pradis.

реферат [4,6 M], добавлен 23.03.2014

Назначение, устройство, техническое обслуживание и ремонт российского легкового автомобиля семейства "Волга" ГАЗ-3110. Система отопления и вентиляции. Неисправности, основные причины и их устранение. Диагностика системы воздухораспределения автомобиля.

Решением многих проблем, связанных с автомобилем, является тюнинг. В чём его главные преимущества, какие существуют разновидности? Какие улучшения автомобиля можно совершить самостоятельно и как это сделать? Тюнинг выхлопной системы — рекомендации, советы, выводы на данную тематику.

Тюнингом автомобиля называют процедуры его улучшения, доработки, производимые для усовершенствования его профессиональных качеств, а также достижения комфорта в использовании и приятном визуальном впечатлении. Тюнинг имеет очень важную особенность – он должен производиться лишь на пользу авто, а не в ущерб уже имеющимся у него характеристикам.

Тюнинг своего автомобиля производит практически каждый человек. Причины необходимости в этом могут быть различными, например, владельцы машин отечественных марок чаще всего нуждаются в тюнинге из-за неудовлетворения рабочими качествами своего автомобиля. Причиной тюнинга более дорогих автомобилей является желание владельца придать своему устройству особый стиль и более приятный внешний вид.

Некоторые пользователи также производят улучшения старых антикварных автомобилей, чтобы актуализировать их качества и иметь возможность удобно ими пользоваться.

Устройство и значение выхлопной системы автомобиля

Особенности функционирования выхлопной системы автомобиля довольно легко понять любому человеку, который в этом заинтересован. Суть выхлопа заключается в удалении газов из камеры сгорания двигателя. Открывающийся выпускной клапан пропускает массы обработанных газов в коллектор.

Независимо от вида двигателя газы после трубы приёма направляются в катализатор, в котором и действует процесс очищения, происходящий под воздействием высоких температур. Количество поступающего в цилиндры воздуха и бензина определяется температурным датчиком. После всего этого газы участвуют в процессе гашения в резонаторе и далее выводятся через глушитель наружу.

Выхлопная система автомобиля имеет следующие элементы:
1. Коллектор, который служит для вывода уже обработанных газов из камеры сгорания. Интересный факт: производить тюнинг коллектора любят очень многие автомобилисты — улучшенный вариант может предоставлять цилиндрам повышенное количество питания и увеличивать таким способом мощность автомобиля.
2. Каталитический нейтрализатор, выполняющий работу очистителя – устраняет и сжигает вредные для человека составляющие газов, обеспечивая им меньшую токсичность.
3. Резонатор, отвечающий за значительное расширение обработанных газов. Из-за него происходит снижение противодавления выхлопа и ослабление ударной волны.
4. Глушитель отвечает непосредственно за вывод газов из автомобиля. От качества глушителя зависит и звук, издаваемый при этом действии. Бывает трёх видов – отражателем, ограничителем и поглотителем. Названия видов отражают преимущественные функции представленного на рынке глушителя.
Для чего необходим тюнинг выхлопа?

Задача выхлопной системы авто – обеспечить качественный вывод газов из коллектора. Тюнинг выхлопа необходим для повышения качества работы выхлопной системы, для уверенности в ёе безопасности. Тюнинг также помогает уменьшить силу звука выходящих из автомобиля газов, также он обеспечивает экологически чистый состав продуктов сгорания, которые не будут причинять вред атмосфере.

Чистота обработанных газов поможет избежать проблем в процессе прохождения проверки технического состояния транспортного средства – техосмотра.

Виды тюнинга выхлопной системы

Тюнинг выхлопной системы разделяется на несколько типов:

Тюнинг выхлопной системы в специализированном ателье

Организовать тюнинг своего транспортного средства вы можете в одном из множества существующих сейчас специализированных городских сервисных центров. Если вы хотите быть уверены в качестве тюнинга и у вас отсутствует опыт в самостоятельном изучении этого вопроса, лучше обратиться в такие заведения, где вам смогут предоставить услуги усовершенствования автомобиля. Найти подходящий центр вы также можете и в интернете, где представлены и услуги сервисов.

Самостоятельный тюнинг выхлопной системы

Процесс самостоятельного усовершенствования выхлопной системы может производиться в гараже, если автолюбитель на достаточно хорошем уровне владеет необходимым оборудованием: болгаркой, сварочными аппаратами и устройством для сгибания труб. При самостоятельном выполнении данного вида улучшения автомобиля необходимо выполнить смену всей конвейерной и стандартизированной выхлопной системы транспортного средства на прямоточную.

Кроме умения работать с оборудованием, важное условие при самостоятельном выполнении тюнинга выхлопной системы – стопроцентное знание этой системы вашего авто: тип, материал и диаметр глушителя, соотношение технических характеристик. Чтобы усовершенствовать механизм работы выхлопа, избежав неприятных последствий, важно учитывать каждую мелкую деталь.

Легче будет совершить собственноручный тюнинг, используя прямоточную оригинальную выхлопную систему, полностью соответствующую структуре и характеристикам автомобиля. Для этого понадобятся инструменты и подъёмник.

Какие виды тюнинга можно сделать своими руками?

Своими усилиями можно произвести несколько видов тюнинга выхлопной системы:
1. Видеотюнинг. Поскольку он производится лишь для улучшения внешнего вида автомобиля, организовать его самостоятельно не составит труда. Достаточно будет сменить старую насадку на глушитель на новую, которая вас больше устраивает в визуальном плане. Насадки вы можете приобрести в магазине автозапчастей или заказать по интернету.
2. Аудиотюнинг. Тоже возможен для самостоятельного выполнения, но требует некоторых инструментов и следования инструкции (представлена ниже).
3. Технический тюнинг рекомендуется выполнять только при особой необходимости и только в специализированных учреждениях – автомобильных салонах, чтобы быть уверенным в безопасности процесса и удовлетворительном конечном результате в виде повышения мощности автомобиля.
Необходимые инструменты и оборудование

Для самостоятельного улучшения выхлопной системы своего автомобиля вам понадобятся следующие приборы:

Пошаговая инструкция по тюнингу своими руками

Чтобы правильно организовать тюнинг выхлопной системы собственноручно, следуйте следующим указаниям:
- приготовьте все нужные в процессе приборы и инструменты;
- выкрутите или высверлите гайки, чтобы произвести снятие прежнего коллектора;
- установите новый системный коллектор на место прежнего, в обязательном порядке хорошо после этого закрутив гайки – в процессе работы автомобиля они испытывают предельные температуры и максимальные нагрузки. Рекомендуется их солидолом или обработанным маслом, чтобы устанавливать было удобнее;
- точно следя за местом установки, поставьте банку от другого авто на прежний глушитель. Если есть проблема различия диаметров, можно решить её с помощью аппарата для сварки;
- попробуйте завести устройство и прислушайтесь к звуку выхлопа при различных оборотах.
Вот таким способом стоит осуществлять тюнинг выхлопной системы. Преимущество такого усовершенствования – возможность автолюбителю самому настроить звук, который он бы хотел слышать при выхлопе.

Заключение

Качественная выхлопная система автомобиля – гарант мощности его двигателя. Тюнинг выхлопной системы решит проблему недостаточной силы автомобиля – может прибавить до 15 %. Также улучшение этой системы позволит добиться нового совершенного звука транспортного средства, который издаётся в процессе его эксплуатации.

Перед улучшением выхлопной системы стоит подумать, зачем вам нужен новый глушитель. После этого стоит выбрать самую подходящую модель глушителя для вашей марки автомобиля.

Помните, что любой глушитель изготавливается под какую-то конкретную модель и может обеспечить ей соотношение высокой мощности и ослабление звука выхлопа.

Вывод

Тюнинг выхлопной системы можно произвести как в салоне, так и в условиях гаража своими руками. Какой вариант для вас более подходящий – решать только вам. Но в любом случае осуществление тюнинга для автомобиля – хороший вариант улучшения его профессиональных характеристик.

Едва ли не самая популярная тема во всех "курилках", так или иначе связанных с тюнингом автомобилей, — выпускные системы двигателей. По крайней мере, я чаще отвечаю на вопросы о выхлопе, чем о клапанах, головках, коленвалах и прочих составляющих настройки двигателей. Причем диапазон вопросов примерно следующий: от "скажите, а как применить формулу для вычисления резонансной частоты (приводится соотношение для резонатора Гельмгольца) к четырехдроссельному впуску?" до "мне друг подарил "паук" со своего спортивного "гольфа". Сколько прибавится лошадиных сил, если я его установлю на свой автомобиль?" или " я строю себе мотор. Какой глушитель купить, чтобы было больше мощности?", или "сколько лошадиных сил прибавится, если я вместо катализатора установлю резонатор?". Причем во всех вопросах красной линией проходит добавочная мощность.

ТАК ДАВАЙТЕ ДЛЯ НАЧАЛА РАЗБЕРЕМСЯ, ГДЕ ЖЕ ЛЕЖИТ ЭТА ДОБАВОЧНАЯ МОЩНОСТЬ. И ПОЧЕМУ ВЫПУСКНОЙ ТРАКТ ВЛИЯЕТ НА РАБОТУ МОТОРА.

Если мы все дружно понимаем, что мощность есть произведение вращающего момента на скорость вращения коленчатого вала (обороты), то понятно, что мощность — зависимая от скорости величина. Рассмотрим чисто теоретический двигатель (не важно, электрический он, внутреннего сгорания или турбореактивный), который отдает постоянный вращающий момент на оборотах от 0 до бесконечности. (кривая 2 на рис. 1) Тогда его мощность будет линейно расти с оборотами от 0 до бесконечности (кривая 1 на рис. 1). Предмет нашего интереса — четырехтактные многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания в силу конструкции и процессов, в них происходящих, имеют рост момента с увеличением оборотов до его максимальной величины, и с дальнейшим увеличением оборотов момент сновападает (кривая 3 на рис. 1). Тогда и мощность будет иметь аналогичный вид (кривая 4 на рис. 1). Важным обстоятельством для понимания функций выпускной системы является связь вращающего момента с коэффициентом наполнения цилиндра.

Давайте себе представим процесс, происходящий в цилиндре в фазе впуска. Предположим, коленчатый вал двигателя вращается настолько медленно, что мы можем наблюдать движение топливовоздушной смеси в цилиндре и в любой момент времени давление во впускном трубопроводе и цилиндре успевает выравниваться. Предположим, что вверхней мертвой точке (ВМТ) давление в камере сгорания равно атмосферному. Тогда при движении поршня из ВМТ в нижнюю мертвую точку (НМТ) в цилиндр попадет количество свежей топливовоздушной смеси, точно равное объему цилиндра. Говорят, что в таком случае коэффициент наполнения равен единице. Предположим, что в вышеописанном процессе мы закроем впускной клапан в положении поршня, соответствующем 80% его хода. Тогда мы наполним цилиндр только на 80% его объема и масса заряда составит соответственно 80%. Коэффициент наполнения в таком случае будет 0.8. Другой случай. Пусть некоторым образом нам удалось во впускном коллекторе создать давление на 20% выше атмосферного. Тогда в фазе впуска мы сможем наполнить цилиндр на 120% по массе заряда, что будет соответствовать коэффициенту наполнения 1.2. Так, теперь самое главное. Вращающий момент двигателя совершенно точно на кривой момента соответствует коэффициенту наполнения цилиндра. То есть вращающий момент там выше, где коэффициент наполнения выше, и ровно во столько же раз, если, конечно, мы не учитываем внутренние потери в двигателе, которые растут со скоростью вращения. Из этого понятно, что кривую момента и, соответственно, кривую мощности определяет зависимость коэффициента наполнения от оборотов. У нас есть возможность влиять в некоторых пределах на зависимость коэффициента наполнения от скорости вращения двигателя с помощью изменения фаз газораспределения. В общем случае, не вдаваясь в подробности, можно сказать, что чем шире фазы и чем в более раннюю по отношению к коленчатому валу область мы их сдвигаем, тем на больших оборотах будет достигнут максимум вращающего момента. Абсолютное значение максимального момента при этом будет немного меньше, чем с более узкими фазами (кривая 5 на рис. 1). Существенное значение имеет так называемая фаза перекрытия. Дело в том, что при высокой скорости вращения определенное влияние оказывает инерция газов в двигателе. Для лучшего наполнения в конце фазы выпуска выпускной клапан надо закрывать несколько позже ВМТ, а впускной открывать намного раньше ВМТ. Тогда у двигателя появляется состояние, когда в районе ВМТ при минимальном объеме над поршнем оба клапана открыты и впускной коллектор сообщается с выпускным через камеру сгорания. Это очень важное состояние в смысле влияния выпускной системы на работу двигателя. Теперь, я думаю, пора рассмотреть функции выпускной системы. Сразу скажу, что в выпускной системе присутствует три процесса. Первый — сдемпфированное в той или иной степени истечение газов по трубам. Второй — гашение акустических волн с целью уменьшения шума. И третий — распространение ударных волн в газовой среде. Любой из названных процессов мы будем рассматривать с позиции его влияния на коэффициент наполнения. Строго говоря, нас интересует давление в коллекторе у выпускного клапана в момент его открытия. Понятно, что чем меньшее давление, а лучше даже ниже атмосферного, удастся получить, тем больше будет перепад давления от впускного коллектора к выпускному, тем больший заряд получит цилиндр в фазе впуска. Начнем с достаточно очевидных вещей. Выпускная труба служит для отвода выхлопных газов за пределы кузова автомобиля. Совершенно понятно, что она не должна оказывать существенного сопротивления потоку. Если по какой то причине в выпускной трубе появился посторонний предмет, закрывающий поток газов (например, соседи пошутили и засунули в выхлопную трубу картошку), то давление в выпускной трубе не будет успевать падать, и в момент открытия выпускного клапана давление в коллекторе будет противодействовать очистке цилиндра. Коэффициент наполнения упадет, так как оставшееся большое количество отработанных газов не позволит наполнить цилиндры в прежней степени свежей смесью. Соответственно, двигатель не сможет вырабатывать прежний вращающий момент. Весьма важно понимать, что размеры трубы и конструкция глушителей шума в серийном автомобиле достаточно хорошо соответствуют количеству отработанных газов, вырабатываемых двигателем в единицу времени. Как только серийный двигатель подвергся изменениям с целью увеличения мощности (будь то увеличение рабочего объема или увеличение момента на высоких оборотах), сразу увеличивается расход газа через выпускную трубу и следует ответить на вопрос, а не создает ли теперь в новых условиях избыточного сопротивления серийная выпускная система. Так что из рассмотрения первого процесса, обозначенного нами, следует сделать вывод о достаточности размеров труб. Совершенно понятно, что после некоторого разумного размера увеличивать сечение труб для конкретного двигателя бессмысленно, улучшения не будет. А отвечая на вопрос, где же мощность, можно сказать, что тут главное не потерять, прибрести же ничего невозможно. Из практики могу сказать, что для двигателя объемом 1600 куб. см, имеющего хороший вращающий момент до 8000 об./мин., вполне достаточно трубы диаметром 52 мм. Как только мы говорим о сопротивлении в выпускной системе, необходимо упомянуть о таком важном элементе, как глушитель шума. Так как в любом случае глушитель создает сопротивление потоку, то можно сказать, что лучший глушитель — полное его отсутствие. К сожалению, для дорожного автомобиля это могут себе позволить только отчаянные хамы. Борьба с шумом — это, как ни верти, забота о нашем с вами здоровье. Не только в повседневной жизни, но и в автоспорте действуют ограничения на шум, производимый двигателем автомобиля. Должен сказать, что в большинстве классов спортивных автомобилей шум выпуска ограничен уровнем 100 дб. Это довольно лояльные условия, но без глушителя ни один автомобиль не будет соответствовать техтребованиям и не сможет быть допущенным к соревнованиям. Поэтому выбор глушителя — всегда компромисс между его способностью поглощать звук и низким сопротивлением потоку.

ТЕПЕРЬ, НАВЕРНОЕ, СЛЕДУЕТ ПРЕДСТАВИТЬ СЕБЕ, КАКИМ ОБРАЗОМ ЗВУК ГАСИТСЯ В ГЛУШИТЕЛЕ.

Акустические волны (шум) несут в себе энергию, которая возбуждает наш слух. Задача глушителя состоит в том, чтобы энергию колебаний перевести в тепловую. По способу работы глушители надо разделить начетыре группы. Это ограничители, отражатели, резонаторы и поглотители.

Принцип его работы прост. В корпусе глушителя имеется существенное заужение диаметра трубы, некое акустическое сопротивление, а за ним сразу большой объем, аналог емкости. Продавливая через сопротивление звук, мы колебания сглаживаем объемом. Энергия рассеивается в дросселе, нагревая газ. Чем больше сопротивление (меньше отверстие), тем эффективней сглаживание. Но тем больше сопротивление потоку. Наверное, плохой глушитель. Однако в качестве предварительного глушителя в системе — довольно распространенная конструкция.

В корпусе глушителя организуется большое количество акустических зеркал, от которых звуковые волны отражаются. Известно, что при каждом отражении часть энергии теряется, тратится на нагрев зеркала. Если устроить для звука целый лабиринт из зеркал, то в конце концов мы рассеем почти всю энергию и наружу выйдет весьма ослабленный звук. По такому принципу строятся пистолетные глушители. Значительно лучшая конструкция, однако так как в недрах корпуса мы заставим также газовый поток менять направление, то все равно создадим некоторое сопротивление выхлопным газам. Такая конструкция чаще всего применяется в оконечных глушителях стандартных систем.

Глушители резонаторного типа используют замкнутые полости, расположенные рядом с трубопроводом и соединенные с ним рядом отверстий. Часто в одном корпусе бывает два не равных объема, разделенных глухой перегородкой. Каждое отверстие вместе с замкнутой полостью является резонатором, возбуждающим колебания собственной частоты. Условия распространения резонансной частоты резко меняются, и она эффективно гасится вследствие трения частиц газа в отверстии. Такие глушители эффективно в малых размерах гасят низкие частоты и применяются в основном в качестве предварительных, первых в выпускных системах. Существенного сопротивления потоку не оказывают, т.к. сечение не уменьшают.

Способ работы поглотителей заключается в поглощении акустических волн неким пористым материалом. Если мы звук направим, например, в стекловату, то он вызовет колебания волокон ваты и трение волокон друг о друга. Таким образом, звуковые колебания будут преобразованы в тепло. Поглотите ли позволяют построить конструкцию глушителя без уменьшения сечения трубопровода и даже без изгибов, окружив трубу с прорезанными в ней отверстиями слоем поглощающего материала. Такой глушитель будет иметь минимально возможное сопротивление потоку, однако и хуже всего снижает шум. Надо сказать, что серийные выпускные системы используют в большинстве случаев различные комбинации всех приведенных способов. Глушителей в системе бывает два, а иногда и больше. Следует обратить внимание на особенность конструкций глушителей, которая в случае самостоятельного изготовления не позволяет достичь эффективного снижения шума, хотя кажется, что все сделано правильно. Если внутри глушителя у его стенок нет поглощающего материала, то источником звука становятся стенки корпуса. Многие замечали, что некоторые глушители имеют снаружи асбестовую обкладку, прижатую дополнительным листом фальшкорпуса. Это и есть та мера, которая позволит ограничить излучение через стенки и предотвратить нагрев соседних элементов автомобиля. Такая мера характерна для глушителей первого и второго типов. Есть еще одно обстоятельство, которое нельзя обойти вниманием в статье о тюнинге. Это тембр звука. Часто пожелания клиента к тюнинговой компании состоят в том, чтобы посредством замены глушителя добиться "благородного" звучания мотора. Надо заметить, что если требования к выпускной системе не распространяются дальше изменения "голоса", то за дача существенно упрощается. Можно сказать, что, вероятнее всего, для таких целей больше подходит глушитель поглотительного типа. Его объем, количество набивки, а также сама набивка определяют спектр частот, интенсивно поглощаемых. Практически любая мягкая набивка поглощает в большей степени высокочастотную составляющую, придавая бархатистость звуку. Глушители резонаторного типа гасят низкие частоты. Таким образом, варьируя размеры, содержимое и набор элементов, можно подобрать тембр звучания.

ТЕПЕРЬ МОЖНО ПЕРЕЙТИ К ВОПРОСУ, НАИБОЛЕЕ ПОПУЛЯРНОМУ И БОЛЕЕ СЛОЖНОМУ. КАКИМ ОБРАЗОМ ДВИГАТЕЛЬ БЛАГОДАРЯ НАСТРОЙКЕ ВЫПУСКНОЙ СИСТЕМЫ МОЖЕТ ПОЛУЧИТЬ ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ МОЩНОСТЬ?

Как мы уже уяснили, коэффициент наполнения, вращающий момент и мощность зависят от перепада давления между впускным и выпускным коллекторами в фазе продувки. Выпускную систему можно построить таким образом, что распространяющиеся в трубах ударные волны, отражаясь от различных элементов системы, будут возвращаться к выпускному клапану в виде скачка давления или разрежения. Откуда же появится разрежение, спросите вы. Ведь в трубу мы всегда только нагнетаем и никогда не отсасываем. Дело в том, что в силу инерции газов за скачком давления всегда следует фронт разрежения. Именно фронт разрежения интересует нас больше всего. Нужно только сделать так, чтобы он был в нужном месте в нужное время. Место нам уже хорошо известно. Это выпускной клапан. А время нужно уточнить. Дело в том, что время действия фронта весьма незначительное. А время открытия выпускного клапана, когда фронт разрежения может создать полезную для нас работу, сильно зависит от скорости вращения двигателя. Да и весь период фазы выпуска нужно разбить на две составляющие. Первая — когда клапан только что открылся. Эта часть характеризуется большим перепадом давления и активным истечением газов в выпускной коллектор. Отработанные газы и без посторонней помощи после рабочего хода покидают цилиндр. Если в этот момент волна разрежения достигнет выпускного клапана, маловероятно, что она сможет повлиять на процесс очистки. А вот конец выпуска более интересен. Давление в цилиндре уже упало почти до атмосферного. Поршень находится около ВМТ, значит, объем над поршнем минимален. Да еще впускной клапан уже приоткрыт. Помните? Такое состояние (фаза перекрытия) характеризуется тем, что впускной коллектор через камеру сгорания сообщается с выпускным. Вот теперь, если фронт раз режения достигнет выпускного клапана, мы сможем существенно улучшить коэффициент наполнения, так как даже за короткое время действия фронта удастся продуть маленький объем камеры сгорания и создать разрежение, которое поможет разгону топливовоздушной смеси в канале впускного коллектора. А если представить себе, что как только все отработанные газы покинут цилиндр, а разрежение достигнет свое го максимального значения, выпускной клапан закроется, мы сможем в фазе впуска получить заряд больший, чем если бы очистили цилиндр только до атмосферного давления. Этот процесс дозарядки цилиндров с помощью ударных волн в выпускных трубах может позволить получить высокий коэффициент наполнения и, как следствие, дополнительную мощность. Результат его действия примерно такой, как если бы мы нагнетали давление во впускном коллекторе с помощью компрессора. В конце концов, какая разница, каким образом создан перепад давления, заталкивающий свежую смесь в камеру сгорания, с помощью нагнетания со стороны впуска или разрежения в цилиндре? Такой вот процесс может вполне происходить в выпускной системе ДВС. Осталась сущая мелочь. Нужно такой процесс организовать.

Первым необходимым условием дозарядки цилиндров с помощью ударных волн надо назвать существование достаточно широкой фазы перекрытия. Строго говоря, нас интересует не столько сама ширина фазы как геометрическая величина, сколько интервал времени, когда оба клапана открыты. Без особых разъяснений понятно, что при постоянной фазе с увеличением скорости вращения время уменьшается. Из этого автоматически следует, что при настройке выпускной системы на определенные обороты одним из варьируемых параметров будет ширина фазы перекрытия. Чем выше обороты настройки, тем шире нужна фаза. Из практики можно сказать, что фаза перекрытия менее 70 градусов не позволит иметь заметный эффект, а значение для настроенных на обычные 6000 об/мин систем составляет 80 — 90 градусов.

Второе условие уже определили. Это необходимость вернуть к выпускному клапану ударную волну. Причем в многоцилиндровых двигателях вовсе необязательно возвращать ее в тот цилиндр, который ее сгенерировал. Более того, выгодно возвращать ее, а точнее, использовать в следующем по порядку работы цилиндре. Дело в том, что скорость распространения ударных волн в выпускных трубах — есть скорость звука. Для того чтобы возвратить ударную волну к выпускному клапану того же цилиндра, предположим, на скорости вращения 6000 об/мин, надо расположить отражатель на расстоянии примерно 3,3 метра. Путь, который пройдет ударная волна за время двух оборотов коленчатого вала при этой частоте, составляет 6,6 метра. Это путь до отражателя и обратно. Отражателем может служить, например, резкое многократное увеличение площади трубы. Лучший вариант — срез трубы в атмосферу. Или, наоборот, уменьшение сечения в виде конуса, сопла Лаваля или, совсем грубо, в виде шайбы. Однако мы договорились, что различные элементы, уменьшающие сечение, нам неинтересны. Таким образом, настроенная на 6000 об/мин выпускная система предполагаемой конструкции для, например, четырехцилиндрового двигателя будет выглядеть как четыре трубы, отходящие от выпускных окон каждого цилиндра, желательно прямые, длиной 3,3 метра каждая. У такой конструкции есть целый ряд существенных недостатков. Во-первых, маловероятно, что под кузовом, например, Гольфа длиной 4 метра или даже Ауди А6 длиной 4,8 метра возможно разместить такую систему. Опять же, глушитель все-таки нужен. Тогда мы должны концы четырех труб ввести в банку достаточно большого объема, с близкими к открытой атмосфере акустическими характеристиками. Из этой банки надо вывести газоотводную трубу, которую необходимо оснастить глушителем.

Короче, такого типа система для автомобиля не подходит. Хотя справедливости ради надо сказать, что на двухтактных четырехцилиндровых мотоциклетных моторах для кольцевых гонок она применяется. Для двухтактного мотора, работающего на частоте выше 12 000 об/мин, длина труб сокращается более чем в четыре раза и составляет примерно 0,7 метра, что вполне разумно даже для мотоцикла.

Слайд 2: Задача выхлопной системы авто – обеспечить качественный вывод газов из коллектора. Тюнинг выхлопа необходим для повышения качества работы выхлопной системы, для уверенности в её безопасности. Тюнинг также помогает уменьшить силу звука выходящих из автомобиля газов, также он обеспечивает экологически чистый состав продуктов сгорания, которые не будут причинять вред атмосфере

Слайд 3: Виды тюнинга выхлопной системы Тюнинг выхлопной системы разделяется на несколько типов:

Слайд 4

Слайд 5: 2. Видеотюнинг производится для улучшения внешнего вида автомобиля. Чаще всего представлен заменой насадок на глушитель. Не требует большого количества затрат и встревания в структуру выхлопной системы

Слайд 7: 4. Тюнинг для увеличения мощности двигателя. Технический тюнинг нужен для повышения мощности автомобиля (до 15 %). Недостатком является увеличение расходования бензина, так что чаще всего данный вид тюнинга не производится без сильной необходимости

Слайд 8: На звук глушителя может влиять несколько факторов. Обычно это связано с объемом и силой двигателя. Его размеры оказывают наибольшее влияние на резонанс выхлопа. Объем пространства, вытесняемого ДВС, определяет непосредственное количество выброса отработанного газа

Слайд 9: Безусловно, звук также зависит от типа и конструкции глушителя, наличия или отсутствия наконечников. Последние используются не только для усиления, но и ослабления выходного шума

Слайд 10: Известно несколько эффективных способов изменить звук выхлопа на авто своими руками. Многие просто ненамного улучшают его и делают внешний вид акустического фильтра невероятно стильным. Другие, увеличивают рев или убавляют его. Все эти способы являются тюнингом

Слайд 11: Как улучшить звук выхлопа Аудиодоработка вместе с изменением внешнего вида глушителя — один из самых распространённых способов улучшить звук выхлопа на машине. Транспортное средство после этого становится уникальным — привлекает внимание красивым видом и басистым звучанием, ассоциирующимся с мощностью авто. В этом случае даже малолитражные транспортные средства выглядят солидными и представительными

Слайд 12: Как сделать звук тише Существует несколько методов, помогающих сделать выхлоп на авто приятным для слуха

Слайд 13: Замена подвесных резинок. Часто акустический фильтр начинает шумно работать из-за ослабления креплений. Сюда относятся не только подвесные резинки, но и хомуты, муфты, прокладки. Чтобы все основательно доработать, надо заменить поврежденные фиксаторы новыми. Некачественная подвесная резинка усиливает лишнюю вибрацию, приводит к трению компонентов выхлопа о кузов

Слайд 14: Использование нормальных глушителей и демпферов. Выпускная система автомобиля не сгнивает полностью. Наоборот, сквозная коррозия на этом участке возникает точечно с сохранением толщины и прочности металла рядом. Это позволяет не покупать новую банку, а ремонтировать её. Однако в случае сильного повреждения фильтра и демпфера лучше сразу заменить детали

Слайд 16: Монтаж дополнительного резонатора. Конструктивно это устройство с множеством компонентов. Сквозь него пробиваются потоки газа, теряя свою силу и звук. Дальше они движутся с меньшим импульсом. Располагается элемент в средней части выхлопа

Слайд 17

Как сделать громкий выхлоп Самый простой способ — это поставить прямоточный глушитель: Аккуратно демонтировать штатный акустический фильтр. Подготовить основу конструкции — вырезать старую банку и убрать внутреннее наполнение. Смонтировать прямоток — соединить заводской патрубок с новой, заранее купленной трубой большого диаметра, что даст возможность проходить сквозь неё отработанным газам без какого-либо сопротивления. Уложить жаростойкую изоляцию — сваренную конструкцию обматывают материалом плотно, чтобы не оставалось пробелов.

Слайд 18: Чем плотнее укладывается изоляция, тем более сильным, басовитым станет звук выхлопа. Правильнее сверху дополнительно защитить обмотку тонким слоем нержавейки, а затем стянуть всю конструкцию стальными хомутами

Слайд 19: Можно ли регулировать громкость выхлопа

Слайд 21: Об электронных выхлопах

Слайд 22: Управляемый активный электронный выхлоп подразумевает монтаж карбоновых динамиков в любое свободное место под машиной. А чтобы контролировать его, надо поставить регулируемую заслонку. Она позволит вернуть стоковый звук, когда это необходимо, с помощью пульта или телефона. Подобные системы штатно применяются на некоторых автомобилях премиум сегмента

Слайд 23: Как удлинить либо укоротить глушитель автомобиля

Слайд 24: Чтобы удлинить акустический фильтр, ставят дополнительную насадку большего диаметра, чем у заводской трубы. Кроме того, это удастся сделать полуавтоматической сваркой с проволокой 0,8 мм. Обязательно надо соединять материал и нержавейку. Сверху для защиты покрасить всю конструкцию финской Tikkurila. Такая доработка позволяет снизить шум выхлопной системы

Слайд 25: Укорочение глушителя позволяет улучшить внешний вид машины. Особенно это заметно на моделях с длинным торчащим акустическим фильтром. Резать получится болгаркой. Однако сильно укорачивать деталь нельзя, так как отработанные газы будут плавить пластик бампера

Слайд 26: Плюсы и минусы тюнинга выхлопа

Слайд 27

Положительные факторы модернизации системы выхлопа: • это увеличение мощности, особенно в дизельных автомобилях, но часто приходится жертвовать экологичностью; • Увеличивается срок службы двигателя, за счет снижения нагрузки при грамотном и продуманном тюнинге; • Разумеется, меняется звук работы силового агрегата. Причем существуют системы с изменяемым звуком. При желании можно включить спортивный режим, а можно включить и городской. • Также меняется дизайн выхлопных наконечников, которые могут добавить окончательный штрих к образу измененного автомобиля; • Профессиональный тюнинг выхлопной системы подразумевает практически полное создание с нуля, а не замену определенных элементов. В качестве материала выбирается нержавеющая сталь, что повышает долговечность.

Слайд 28

Минусы тюнинга: • К сожалению, профессиональная и качественная модернизация выхлопной системы — это не дешевое удовольствие, доступное не каждому автовладельцу; • Возможные проблемы при перерегистрации автомобиля из-за модернизации системы автомобиля. Однако тюнинг можно выполнить практически незаметно; • Прибавка в мощности может оказаться меньше чем ожидалось. • Увеличение расхода топлива, что связано с большей мощностью, а также с изменением манеры езды на более агрессивную.

Слайд 29

Заключение Качественная выхлопная система автомобиля – гарант мощности его двигателя. Тюнинг выхлопной системы решит проблему недостаточной силы автомобиля – может прибавить до 15 %. Также улучшение этой системы позволит добиться нового совершенного звука транспортного средства, который издаётся в процессе его эксплуатации. Перед улучшением выхлопной системы стоит подумать, зачем вам нужен новый глушитель. После этого стоит выбрать самую подходящую модель глушителя для вашей марки автомобиля.

Слайд 30

Вывод Тюнинг выхлопной системы можно произвести как в салоне, так и в условиях гаража своими руками. Какой вариант для вас более подходящий – решать только вам. Но в любом случае осуществление тюнинга для автомобиля – хороший вариант улучшения его профессиональных характеристик.

Читайте также: