Владельцу автомобиля приходится подбирать диаметр выхлопной трубы, чаще всего, в целях модификации их «железного друга». Правильно подобрать размеры конструкции очень важно, ведь в ином случае понизится мощность, уменьшиться безопасность вождения. Основная функция выхлопных труб – уменьшение шума от двигателя посредством вывода скопившихся газов и эффекта глушения. Чем эффективнее вывод газов, тем меньшее давление будет в выхлопной системе, что увеличивает мощность двигателя.
Что нужно учесть при расчете диаметра?
Неопытные поклонники тюнинга часто применяют трубу с большими диаметрами, что ухудшает мощность. Однако при расчете значение имеет не только величина вывода, но и иные факторы: особенности потока, скорость движения газов. Конструкции с большим диаметром делают поток медленнее, изделия с небольшими размерами – наоборот, быстрее. Важен баланс между скоростью движения газов и впуском объема двигателя. Следует избегать создания обратного давления, когда газы, для которых не обеспечен быстрый вывод, задерживаются в системе.
Идеальная система: несколько труб различных размеров для каждого диапазона оборотов. Однако это решение не является доступным для многих людей, поэтому устанавливается система, подходящая под все обороты, в том числе и под высокие.
В некоторых автомобилях установлена система двойного диаметра, что повышает мощность, но уменьшает крутящие параметры. Выхлопные трубы рекомендуется полировать для того, чтобы вывод газов был быстрее за счет уменьшения трения.
Какой диаметр подобрать?
Параметры систем вывода газов зависят от объема воздуха, перерабатываемого двигателем. Объем воздуха же зависит от мощности и объема двигателя. В соответствии с этой информацией можно порекомендовать примерные размеры труб.
К примеру, на 1,6 литровый двигатель устанавливаются выхлопные трубы диаметром 3,8-5 см. На 2,5 литровый двигатель достаточно конструкций размером 5 – 6,4 см. Для двигателей большего размера можно установить конструкции размером 7,6 см. Если объем двигателя выше 2,5 литра, лучше потратиться на двойную систему вывода газов. Как очевидно, чем выше объем двигателя, тем большим должен быть размер трубы.
Для того чтобы определить размер выхлопной конструкции в двойной системе требуется поделить объем двигателя на два, а затем производить расчет в соответствии с правилами, данными выше. К примеру, мотор на 3 литра оборудуется двумя выхлопными конструкциями на 3,8 и 5 см, мотор на 5 литров – конструкциями на 5 см и 6,4 см.
Под этими параметрами подразумевается один размер на протяжении всей выхлопной конструкции (в том числе глушитель). Теоретически глушитель и выхлопную конструкцию можно сделать больше, однако на мощность это не повлияет, однако сделает звуки ниже.
В том случае, если соединение имеет конусообразную форму, можно выполнить установку большей и меньшей конструкции. Так увеличится скорость движения газов. Конструкции с большим диаметром, напротив, сделают движение газов медленней. В конструкцию не должен помещаться кулак. В этом случае она однозначно велика и снижает эффективность системы.
Дополнительные рекомендации
На показатели мощности также влияет форма коллектора. Лучше приобретать модифицированные коллекторы. Они обеспечивают наилучший результат. Обычную систему для вывода газов можно улучшить, пройдясь по внутренней поверхности шлифовальным кругом, зафиксированным на дрель. Также можно сделать систему из нержавеющей стали. Это тоже позволяет улучшить показатели.
Оптимальные системы: 4-2-1. То есть, начало системы – это 4 конструкции, соединяющиеся в 2, а затем в одну. Также существуют системы 4-1 и 4-2. Они обеспечивают максимальную мощность и эффективны при предельно высоких оборотах. Часто такие системы устанавливаются на гоночные автомобили.
В том случае, если диаметр труб слишком велик, движение газов уменьшится. Тот же эффект оказывают катализаторы. Однако, если вы можете заменить старую конструкцию на новую с нормальными размерами, то катализатор убрать нельзя, так как это обязательная деталь авто. Увидеть типы выхлопных конструкций и различные системы для машин вы можете на фото.
Глушитель – что это такое?
Глушитель в контексте автомобиля – это деталь, основное назначение которой снижение уровня шума от работающего двигателя. Данный показатель уровня шума установлен ГОСТом и при превышении его значения сотрудники ГИБДД вправе запретить эксплуатацию транспортного средства. Как правило, про глушитель вспоминают, когда он разрушается, впервую очередь от коррозии, и увеличившийся уровень шума начинает доставлять неудобства водителю и окружающим.
В спортивных автомобилях глушитель также является элементом тюнинга в плане придания приятного звучания двигателя (тюнинг для увеличения мощности будет рассмотрен ниже). В завимисмости от конфигурации выхлопной системы звук может отличаться значительным образом. У мощных автомобилей помимо всего прочего как правило есть управляемые заслонки, направляющие выхлопные газы в обход глушителя при режимах максимальной мощности. Это приводит к увеличению громкости и привлечению внимания окружающих. Прирост мощности от этого минимален
Если сравнивать шум от разных типов двигателей, то он принципиально отличается и не зависит от типа глушителя. Самые громкие – это атмосферные бензиновые двигатели ввиду высоких рабочих оборотов. Далее по уровню шума дизели, так как их рабочие обороты как правило тише. Самые тихие – турбомоторы, так как у них значительное количество энергии, содержащейся в выхлопных газах используется для раскрутки турбины.
Если рассматривать процессы, происходящие в выхлопной системе вцелом и в глушителе в частности, то основных процесса два – ударная звуковая волна и перенос непосредсвенно газов. Самое интересное в процессе переноса газов, это чередование циклов повышенного и пониженного давления. То есть при открытом выпускном клапане газы выходят и разгоняются, после закрытия клапана поток газов продолжает движение по инерции и в районе выпускного коллектора образуется разрежение. В спортивных машинах на этом принципе основан отбор картерных газов. Для этого вблизи выпускного коллектора врезатется обратный клапан, только впускающий газ и при фазах пониженного давления происходит забор картерных газов. Что касается звуковой волны, то она многократно отражается внутри выхлопной системы, отражается от глушителя обратно. При этом образуется так называемая обратная волна, которая может привести к повышенному шуму и снизить максимальную мощность.
Устроены глушители очень по разному. В качественных глушителях дополнительно применяется набивка, уменьшающая звук. Для выравнивания давления потока суммарный объём выхлопной системы должен быть порядка объёма самого двигателя. Само выравнивание осуществляется за счёт наличия в глушителе нескольких камер с перетоком воздуха между ними через лабиринт из труб, как правило перфорированных. Большой объём выхлопной системы снижает шум ещё и за счёт охлаждения газов и уменьшения их объёма. Обратная сторона сильного охлаждения выхлопных газов – образование конденсата. Вплоть до того, что зимой выхлопная магистраль может перемёрзнуть – такие случаи не редки. К кузову глушитель, как и прочие элементы выхлопной системы как правило крепятся резиновыми подвесами. Это служит как для целей амортизации, так и для изолции шума от выхлопной системы от кузова автомобиля и его салона соответственно.
Конструктивно выхлопная система состоит из нескольких банок. Разные банки нужны для разных целей. Первой банкой в современных авто является катализатор, он служит цели экологии, дожиганию смеси, уменьшению вредных веществ в выхлопных газах. Его после выхода из строя как правило меняют на пламягаситель, далее идёт пара резонатор + глушитель. Резонатор уменьшает шум от звукововой волны, глушитель выравнивает давление, также снижая уровень шума. В современных дизельных двигателях дополнительно ставится сажевый фильтр и впрыск мочевины (adblue), которые также снижает содержание вредных веществ в выхлопных газах.
Срок службы глушителей у новых авто как правило вполне достатчен для прохождения гарантийного периода. Выбор альтернативных глушителей очень велик. Однако дешёвые глушители могут быть сделаны из тонкого металла, это может привести к дребезгу и неприятному шуму. А если и сталь не очень качественная, то он может сгнить буквально за год. У меня у самого разваливался резонатор. По своему опыту могу сказать, что дренажные отверстия в последней банке ощутимо продлевают её срок службы. Это без теплоизоляции. Сейчас у меня вся магистраль теплоизолирована.
Тонкая настройка выхлопной системы способна увеличить мощность двигателя. Это достигается за счёт резонанса в узком диапазоне частот, но для этого нужно рассчитать требуемую длину всех элементов и изготовить требуемую магистраль это довольно дорого. Более простой способ – устранение затычных мест, ступенек. Которых в массовых глушителях и трубах множество. Бездумное увеличение сечения выхлопной системы, зачастую не даст ничего кроме повышения уровня шума и проблем с окружающими. Выхлопная система из нержавейки прослужит дольше, но цена подобного решения с учётом ручной подгонки под конкретный автомобиль малоцелесообразна.
Планы и суровая реальность
Вопрос модернизации выхлопной системы практически всегда акутален для 402го двигателя, так как штатный выпуск в самом конце имеет сечение менее 4 см, что сопоставимо с сечением одной камеры карбюратора. Наиболее простым решением проблемы – является замена выхлопной системы на используемую в Волгах с двигателем крайслер. Там сечение системы от катализатора до гуся 60 мм, после него – 50 мм. Небольшую сложность при этом представляет крепление системы, так как каждая банка системы 402го крепится с одного конца, а банки от крайслера крепятся с двух сторон, то есть придётся делать дополнительные крепления и дырявить кузов. В отдалённых планах я планировал проделать то же.
Однако вдруг у меня пром.труба отвалилась от штанов и вопрос модификации выхлопной системы встал ребром. От идеи менять банки я пока решил воздержаться, пока не изучу штатное крепеление банок на на Волге с двигателем краслер. Дело в том, что я изучал этот вопрос и находил немало жалоб на то, что с колхозным креплением банки бились об кузов. Да и погода не распологает к сотворению кронштейнов. Также дополнительным аргументом за то, чтобы отложить внедрение крайслеровских банок было то, что пару лет назад я менял последнюю банку, то есть она почти новая. Решено было ограничиться компенсатором (гофрой) и новой пром.трубой.
У компенсатора две задачи: первая – гасить колебания элементов системы, уменьшая усилия на излом, в том числе и гасить искривление кузова на кочках, а вторая – это за счёт снижения жёсткости системы уменьшать уровень шума, уберать резонансные шумы.
Далее возник вопрос, а какого сечения должна быть пром.труба. Штатная система у 402го такая – две трубы внешним диаметром 51 мм (2 дюйма) сходятся в одну, диаметром 51 мм. У крайслера, напомню диаметр пром.трубы 60 мм. После раздумий, решил оставить как есть, штатная система никоим образом не ограничивает выпуск, так как во-первых фазы выпуска всех цилиндров не пересекаются во времени, во-вторых длина промежуточной трубы меньше любой из приёмных, то есть если 51 мм и огранивает выпуск, то ещё на уровне штанов и пром.труба никоим образом не добавит дополнительного сопротивления. В третьих, в эффективной выпускной системе должна использоваться кинетическая энергия газов. При выпуске из одного цилиндра газы разгоняются, набирая скорость и кинетическую энергию, после закрытия клапана газы продолжают двигаться по инерции, создавая разрежение в приёмных трубах, облегчая выпуск выхлопных газов для следующего цилиндра. И вот здесь, сохранив в пром.трубе то же сечение, что и в приёмных трубах, получим эфефект сохранения кинетической энергии – газы разогнавшись до определённой скорости в приёмных трубах, продолжат движение с той же скоростью и в промежуточной трубе. Ежели мы увеличим сечение пром. трубы, то скорость потока замедлится, а кинетическая энергия уйдёт на нагрев пром.трубы и шум. Таким образом, делать сечение выхлопной диметром "как у вашей бывшей", неразумно и вредно, более того можно ещё и потерять в мощности. По поводу последних банок и узкого сечения в раздумьях. В малом сечении есть небольшой смысл – высокая скорость выхлопа отбрасывает их подальше от машины. Встречал жалобы от владельцев прямотока на то, что выхлоп тянет в салон.
Делать выхлоп из нержавейки я смысла не вижу. Зачем, чтобы он пережил машину и её хозяина 🙂 ?
Компенсатор (гофра)
Прокачку выхлопа начал с покупки гофры. В одном из магазинов обнаружилась такая вот гофра 51*100 типа ВАЗ:
Прямой эфир
soul_fly 28 июля 2012, 00:31
soul_fly 28 июля 2012, 00:24
soul_fly 31 июля 2011, 13:48
soul_fly 12 мая 2011, 22:52
soul_fly 11 мая 2011, 23:26
Блоги
- История автомобилей марки ГАЗ0.00
- Ремонт0.00
- Доработки0.00
- Путешествия0.00
Штатная выхлопная система двигателя ЗМЗ 406 имеет ряд недостатков:
1. Малый диаметр выпускной системы: первые 2 банки имеют проходное сечение 51мм, а через мост и далее идет уже 38мм. Для мотора объемом 2.3л и оборотами под 6000 это маловато. Штатная система душит мотор и не дает ему показать все на что он способен.
2. Она рассчитана таким образом, чтобы максимальный резонанс попадал на 4200 об/мин.
Тем самым мы получаем вот такую ВСХ:
Максимальный крутящий момент как раз приходится на те самые 4200 об/мин.
Но как и описано в статье О настроенном выхлопе на оборотах в двое меньших мы получаем провал, а ведь это самые нужные обороты при движении в городском цикле.
3. Штатные банки глушителя и резонатора спроектированы еще во времена тихоходного 24Д и кочевали от машины к машине вплоть до появления двигателя крайслер, вместе с ним пришли и новые более правильные глушители. Но тем не менее и здесь есть что улучшить.
А теперь давайте подумаем, как нам это исправить.
Любая выхлопная система начинается с коллектора.
Для атмосферного варианта существует 2 типа коллекторов: 4-1 (так называемый «паук») и 4-2-1.
Об их достоинствах и недостатках можно прочитать в статье О настроенном выхлопе.
Скажу лишь, что коллектор 4-1 сделанный на заказ стоит порядка $500, а штатный 4-2-1 в районе $100.
И так как «паук» лучше штатного не в 5 раз, то я выбираю штатный.
Штатный коллектор, а точнее его нижняя часть (в народе штаны) требует некоторой доработки. Штатно все трубы сходятся в одну диаметром 2"(51мм), а нам нужно чтобы было 2.5"(63мм), потому требуется немного поработать сваркой и болгаркой.
Далее идет первый резонатор — в штатной системе он играет основную роль, именно благодаря его конструкции возникает мощная обратная волна.
Я предлагаю отказаться от него и тем самым сделать характеристику мотора более равномерной, без провалов и подъемов.
Глушители и резонаторы.
Сейчас на рынке существует масса предложений по качественным (и не очень) выхлопным системам.
Из легкодоступных я бы, пожалуй, порекомендовал две:
FOX — это торговая марка немецкой компании «ATJ Autotechnik GmbH». Компания была основана в 1993 году. Про-филь компании — производство высококачес-твенных выхлопных систем и их компонентов для широкого спектра легковых автомобилей, а также производство индивидуальных (тюнинговых) и спортивных выхлопных систем.
Несмотря на то что контора из Европы, цены весьма приемлемые (одна банка в среднем стоит $100).
Рекомендуемые примеры применения схемы выхлопных систем 
Я предпочитаю серию G.
Серия “G” представлена глушителями различной конструкции камеры. Конструкция камеры обозначаются первыми символами в номенклатурном номере изделия. Всего конструкции – 8
Мне, как правило, нужно минимальное сопротивление — потому я выбираю тип U.
Используемый материал при производстве глушителей:
— камера глушителя — алюминированная сталь толщиной 1,0 мм.
— внутренние перегородки – алюминированная сталь толщиной 1,2 мм.
В глушителях используется перфорированная труба из нержавеющей стали марки AISI-409 с толщиной стенки 1,2 мм.
Наполнитель глушителей – жаростойкое базальтовое волокно.
Использование двух-трех банок типа U дает минимально возможное сопротивление на выпуске, но за это приходится платить повышенным уровнем шума.
Если уровень шума является критичной величиной, то рекомендую в качестве последней банки посмотреть себе другие типы глушителей серии G.
Если есть тяга к экспериментам, можно попробовать глушители серии F.
Второй производитель, о котором бы я хотел упомянуть — это MG-Race
Это российская компания, которая снискала себе славу качественных и недорогих компонентов для выхлопных систем.
С ассортиментом и ценами можно ознакомится на сайте компании.
В целом ассортимент похож на предыдущего производителя, равно как и цены.
Отдельно хотелось бы отметить, что все перечисленные выхлопные системы собираются на сварку(!), а не на хомуты и по сути являются неразборными.
Для кого-то это прозвучит как минус, но лично я считаю что это большой плюс. Тем более в случае необходимости все же можно демонтировать систему целиком на яме или подъемнике, для этого в конструкции нужно предусмотреть 2 места разъединения: сразу после коллектора и в районе заднего моста.
Срок службы у всех выхлопных систем составляет 2-3 года, именно поэтому я утверждал и утверждаю, что нет никакого смысла покупать банки из полированной нержавеющей стали. Банка может быть и протянет более 3 лет, а вот набивка внутри — нет. Лучше купить простую банку из алюминизированной стали + блестящую насадку (если уж очень хочется).
Диаметр трубы.
Не стоит гнаться за большими диаметрами. Для атмосферного мотора с объемом 2.3-2.5л оптимальным будет диаметр трубы в 2.5", т.е. 63мм. Выпускная система большего диаметра не даст особых плюсов, но будет иметь больший вес и большую цену.
Итак, что мы получили в итоге.
Штатный коллектор 4-2-1 с переходом в трубу 2.5"(63мм).
Банки FOX с проходным сечением 2.5" без заужений.
Труба изогнутая диаметром 2.5" для перехода через мост.
Получился не очень шумный прямоток достаточного сечения.
График момента будет иметь более равномерный вид, но при этом его пиковое значение теоретически должно стать меньше.
На деле машина начинает ехать легче, мотор раскручивается легко до максимальных оборотов. Ощущается некоторая прибавка момента на низких оборотах.
Такая выхлопная система будет работать даже если все остальное осталось без переделок, но максимальную отдачу и эффективность она сможет показать только вместе с другими доработками. К таким доработкам относится: доработка впуска и изменение программы управления двигателем.
Об этих двух не менее важных вещах я поведаю чуть позже.