Многие автолюбители не раз слышали о так называемых спортивных выхлопных системах, способных повысить мощность штатного двигателя. Но что это за системы и каков принцип их действия, знают, увы, немногие. И, порой, любители «тюнинга» оснащают машину устройством, которое не только не улучшает динамические характеристики, а, напротив, их снижает. Чтобы дать ответ на то, для чего, собственно, нужен спортивный глушитель, мы воспользовались опытом специалистов компании "Омега-Интер», (www.pikap.ru) которая уже давно занимается доводкой и тюнингом российских автомобилей. Итак, для того, чтобы понять как работает спортивная система выхлопа, давайте рассмотрим принцип действия стандартной. Выхлопная система обычного серийного автомобиля служит для отвода отработавших газов из камеры сгорания мотора. Попутно решается и другая задача — заглушить звук выхлопа.
Движение отработавших газов в выпускной трубе представляет собой колебательный процесс, который может быть согласован экспериментально с колебательным процессом движения горючей смеси во всасывающем тракте с таким расчетом, чтобы улучшить очистку цилиндра от отработавших газов и его наполнение свежей смесью. Давление в выпускной трубе подвержено резким колебаниям в течение всего периода выпуска. В первый момент после открытия выпускного клапана продукты сгорания устремляются в выпускную трубу с весьма высокой скоростью, превышающей скорость распространения звука. Быстрое удаление 50% продуктов сгорания влечет за собой образование в цилиндре разрежения, которое может доходить до 0.5 кгс/см2. Точно так же и в выпускной трубе образуются периоды пониженного давления.
Эксперименты с выпускными трубами доказали, что длина трубы не влияет на эффективность очистки цилиндра в первой стадии процесса выпуска, но зато с увеличением длины трубы в известных пределах увеличивается длительность периода, в течение которого поддерживается разрежение.
Измененная система. С изменением частоты вращения период пониженного давления в выпускной системе не только изменяется по длительности и величине разрежения, но и смещается по углу поворота коленчатого вала. Поэтому каждому режиму работы двигателя соответствует определенная оптимальная длина выпускной трубы. В выпускной системе двигателя присутствуют два процесса. Первый — сдемпфированное в той или иной степени истечение газа по трубам. Второй — распространение ударных волн (звука) в газовой среде.
Оба процесса оказывают влияние на коэффициент наполнения цилиндров. С первым всё просто и понятно. Большое сопротивление потоку газов (к примеру, если заткнуть ветошью выхлопную трубу!) вызовет снижение качества продувки и потерю мощности. Совершенно понятно, что чем короче и большего диаметра труба, тем меньше её сопротивление потоку.
В реальной жизни для полуторалитрового мотора, работающего на оборотах не выше 8000, достаточно диаметра 45 — 50 мм при длине 3 — 3,5 метра. Дальнейшее увеличение диаметра не вызывает существенного уменьшения динамического сопротивления.
Далее понятно, что если в выпускной системе установить на некотором расстоянии от клапана отражатель, который называют резонатором, то на определённых оборотах улучшится продувка цилиндров, что поднимет крутящий момент двигателя. Это явление называется "настроенный выхлоп" и используется для корректировки моментной кривой. Если стоит задача повысить мощность, как для спортивного мотора, то резонатор настраивают на падающий после максимума участок. Таким образом, продлевают момент на большие обороты. Мощность, как известно, произведение угловой скорости на вращающий момент. Если мы хотим получить более "тяговитый" мотор на низах, то настраиваем на растущий участок до максимума.
Что касается борьбой с шумом, то этим занимается глушитель, расположенный как можно дальше, для того, чтобы снизить его влияние на резонансные свойства. Задача глушителя — только погасить звук многократным отражением в лабиринте или направить его в звукопоглощающий материал, оказав как можно меньшее сопротивление потоку газов.
Если обратиться к зарубежной практике, то выясняется, что специалисты в области выхлопных систем могут получить прибавку в мощности более 12 лошадиных сил. Эта солидная прибавка мощности получается заменой всех частей выхлопной системы (приемная труба ("штаны"), катализатор, резонатор, оконечная часть). Спортсмены получают большую прибавку, но за счет того, что у них не связаны руки громкостью выхлопа — спортбайк имеет звуковое давление около 120 децибел (официально разрешенный предел 100 дБ).
Глушитель по «группе А» может дать прибавку и в 30 сил, но ездить по городу будет невозможно. Кстати, любое серьезное вмешательство в выпускную систему требует корректировки системы питания. Исходя из этого — тюнинг 16-клапанного мотора через систему выпуска отработавших газов одно из самых не последних дел в его усовершенствовании. В частном варианте можно ограничиться «оконечной банкой», резонатором и специальной приемной трубой. Замена всех труб на трубы большего диаметра также даст прибавку. В общем, установка цельного выпускного коллектора с равными длинами от выпускных каналов головки до места соединения с приемной трубой даст прибавку до 5-7 лошадиных сил.
А как же звук? Ведь некоторым автолюбителям нужна не мощность, а именно «породистое» звучание двигателя. Варианты — универсальные, вроде Powerful, Remus или Custom выхлоп. Powerful, Remus, а также Supersprint выпускают универсальные глушители — их оконечный бачок с минимальными переделками устанавливается вместо стандартного. Отдача — конечно же, производитель обещает "more powerful engine", стадо лишних кобыл и т.п., но что-что, а звук «породистый» вы получите. Опять же из под бампера будет высовываться не тоненькая трубка глушителя, а солидная труба с большим сечением.