Выхлопная система машины схема

Выхлопная система машины схема

Спортивный прямоточный глушитель — неизменный атрибут тюнинга, одинаково часто встречающийся и на серьезно заряженных машинах, и на экземплярах с цветными брызговиками и светящимися форсунками омывателя. А какой эффект дает прямоточный глушитель на самом деле? Чтобы выяснить это, мы провели инструментальные испытания нескольких популярных спортивных, прямоточных глушителей.

Прямоточная выхлопная система.

Сначала немного теории. Для чего предназначена и как работает система выпуска? Вопрос этот кажется элементарным только на первый взгляд. Начнем с того, что система выпуска отработанных газов выполняет несколько задач одновременно. Первая и самая простая — отвод выхлопных газов за пределы кузова автомобиля. Вторая задача выпуска — обеспечение наилучшего наполнения цилиндров топливовоздушной смесью.

В современных моторах фазы впуска и выпуска заметно перекрываются и в момент, когда открыты оба клапана, важно создать за выпускным клапаном разрежение, благодаря которому отработанные газы будут активнее покидать цилиндр, освобождая место для свежей порции смеси. Чтобы этого добиться, используют инерцию и неравномерность истечения выхлопных газов из двигателя. Дело в том, что после закрытия выпускного клапана, в коллекторе образуется зона пониженого давления, двигающаяся по трубе со скоростью звука.

Если создать на пути этой волны препятствие, она отразится и, при правильном расчете соотношения между оборотами двигателя и расстоянием до этого препятствия, окажется у выпускного клапана в момент, когда он будет снова открыт. Для автомобильного двигателя это расстояние оказывается очень большим, поэтому фронт разрежения от одного цилиндра возвращают к двигателю в момент открытия клапана другого. Этот процесс организуется с помощью настроенного выпускного коллектора (так называемый «паук») с трубами равной длины, а препятствием для волны служит соединение этих труб в одну.

Наконец, третьей задачей выпускной системы является собственно глушение шума. Ни простая труба, ни настроенный выпускной коллектор справиться с ней не в состоянии — требуется глушитель. Правда, на гоночных автомобилях встречаются системы, по сути, без глушителей, но, как правило, только на турбированных моторах, где турбина, «перемалывая» поток выхлопных газов, сама снижает его энергию и сглаживает колебания. Итак, чтобы снизить шум, требуется глушитель.

Они бывают нескольких типов. Первый тип глушителя — резонатор, состоящий обычно из перфорированной трубы и окружающей ее камеры. За счет резонанса, возникающего в камере, такой глушитель эффективно гасит звук определенной частоты. Как правило, современные резонаторы имеют несколько камер различного размера и при скромных габаритных размерах неплохо гасят низкочастотные шумы.

Стандартный оконечный глушитель обычно представляет собой лабиринт из перегородок, при отражении от которых часть энергии газа переходит в тепло, а звук затихает. Кроме того, за счет установки внутри глушителя перфорированных труб, в нем также как в резона­торе применяется эффект подавления звука определенных частот.

Спортивный глушитель во многом похож по конструкции на резонатор. Отличие лишь в том, что между корпусом и трубой с отверстиями у него проложен звукопоглощающий материал. Как правило, это базальтовая вата, состоящая из длинных минеральных волокон. Чтобы волокна не выдувались потоком газа наружу, между трубой и ватой размещают заградительный барьер из очень мелкой сетки или специальной проволоки. И все равно, ресурс прямоточного глушителя определяется не коррозией металлического корпуса, а сроком удержания волокон, по истечении которого глушитель начинает звенеть, как пустое ведро.

MagnaFlow

Откуда рёв прямоточного глушителя?

В штатной системе выпуска низкочастотную составляющую шума, как уже было написано, в основном глушит резонатор, но и на долю глушителя, главная задача которого — пригасить высокочастотный сигнал, «низов» тоже хватает. А в спортивном глушителе набивка из минеральной ваты способна эффективно глушить только высокочастотные составляющие звука, поэтому низкочастотный шум попросту «пролетает» по прямоточному глушителю практически без помех. Именно из-за этого его голос получается низким. Недаром говорят, что глушитель «басит», «бубнит» или «рычит». Особенно явно это чувствуется в салоне, куда высокочастотные составляющие проникают хуже низкочастотных.

И все бы ничего, если бы не одно но...
У салона, как замкнутого объема, да и у панелей кузова неизбежно имеются собственные резонансные частоты. Звук глушителя имеет в своем спектре ярко выраженные максимумы, их еще называют гармониками, частота которых кратна оборотам двигателя. Как только частота гармоники становится близкой к собственной резонансной частоте кузова, шум резко усиливается, а в его спектральной характеристике появляется ярко выраженный максимум. Как оказалось, у ВАЗ-2112 в «проблемной» для прямоточного глушителя области оказались две мощные гармоники, из-за которых шум в салоне резко увеличивается в районе 2500—2800 об/мин и 4200—4500 об/мин. Если провести на этих режимах спектральный анализ, легко увидеть в диапазоне 60—400 Гц пару пиковых частот, которые оказываются кратны этим оборотам. Очевидно, при разработке стандартного глушителя на «десятку» инженеры ВАЗа смогли максимально «задавить» эти гармоники за счет отражений звуковых волн внутри глушителя, а тюнинговые прямоточные глушители пропускают их без особых помех.

Звучание прямоточного глушителя задается его размерами, количеством и материалом набивки, а также диаметром и числом отверстий в трубе. Но как не настраивай прямоточный глушитель, общая тенденция остается. Вата хорошо поглощает высокие частоты, а с низкими справляется плохо. Зато прямоточный глушитель оказывает наименьшее сопротивление выхлопным газам.

Среди владельцев ВАЗовских машин распространено мнение, что стандартная система выпуска сильно «душит» мотор. Особенно 16-клапанный, ведь выпускная система на нем такая же, как и на менее мощном «восьмиклапаннике». Поэтому, установка спортивного глушителя с заметно меньшим сопротивлением выходу отработанных газов — сильный козырь в светофорных гонках. Есть и прямо противоположное мнение: на стандартном моторе прямоточный глушитель прибавки мощности не дает. Единственная его задача — пустить пыль в глаза, а точнее — рев в уши. Прямоточный глушитель — самый простой способ заставить поверить окружающих, что у машины мощный мотор и соответствующая динамика. К сожалению владельца машины, чтобы развеять эту иллюзию, часто хватает одного параллельного старта...

Последнее мнение разделяют профессионалы: в любой серьезной тюнинговой фирме вам предложат программу доработок двигателя, в которой установка прямоточного глушителя будет стоять далеко не на первом месте. Другое дело — серьезно «заряженный» мотор. Если двигатель имеет увеличенный рабочий объем или форсирован по оборотам, стандартная система выпуска уже может не справляться с более мощным потоком газов, создавая ему слишком высокое сопротивление при высоких оборотах двигателя. Но и в этом случае один прямоточный глушитель не способен решить проблему — необходима замена всей системы выпуска на спортивную, чтобы дыхание мотора ничто не стесняло. Для этого устанавливают другой выпускной коллектор, прозванный в народе за свой внешний вид «пауком», применяют трубы большего диаметра, убирают катализатор (или меняют на его спортивную версию). И все же, очень часто приходится видеть спортивные, прямоточные глушители на совершенно стандартных машинах. Дают ли они хоть что-то кроме громкого звука? И, кстати, насколько громок звук спортивного, прямоточного глушителя?

Тесты прямоточных глушителей.

Замер шума в ближнем поле: микрофон установлен на расстоянии 25 см от среза глушителяЧтобы разобраться во всем этом, мы отправились на Дмитровский автополигон, в лабораторию виброакустики. Там, в специальной безэховой камере, можно не только определить уровень и спектр производимого глушителем шума, но и с помощью мощностного стенда «Schenck» (Германия) измерить крутящий момент на заданных оборотах двигателя, а следовательно рассчитать развиваемую автомобилем мощность. В качестве базы мы взяли совершенно стандартный ВАЗ-2112 с 16-клапанным мотором и решили испытать на нем четыре наиболее распространенных на московском рынке спортивных, прямоточных глушителя. Это продукция известных итальянских марок «PowerFul» и «ASSO», российский прямоточный глушитель «SVR» и, конечно, немецкий «Remus». Кроме того, чтобы понять, какое влияние оказывает на работу мотора остальная часть выпускной системы, мы включили в программу испытаний две полные системы. Это система «SVR» с диаметром трубы, увеличенным до 54мм против стандартных 45мм, а также итальянский комплект «Supersprint», диаметр труб у которого еще больше — 60мм. Мощность измерялась на трех режимах работы: 1500 об/мин (на этих оборотах обычно происходит трогание с места), 3700 об/мин (обороты максимального крутящего момента по паспортным данным) и 5400 об/мин (90% от максимальных оборотов двигателя, далее – отсечка).

Спектроанализатор "Larson Davis 2900B"Одновременно с помощью профессионального измерителя-анализатора шума «Larson Davis 2900B» фиксировался уровень и спектр производимого автомобилем шума. По правилам ЕЭК-ООН №51 внешний шум измерялся при работе автомобиля на третьей передаче в диапазоне оборотов двигателя 1500—5400 об/мин. Верхняя планка оборотов по этим правилам определяется как 90 процентов от оборотов максимальной мощности, а передача выбирается из расчета развиваемой автомобилем на дороге скорости. Впрочем, наши измерения нельзя считать сертификационными, поскольку эти правила предполагают замеры шума на дороге с определенным покрытием. Однако для сравнения разных прямоточных глушителей такая методика вполне пригодна. Замеры производились в двух точках позади автомобиля. Первый: микрофон устанавливался под углом 60 градусов к продольной оси автомобиля на расстоянии 25см от среза выхлоп­ной трубы. Второй: микрофон фиксировал шум точно по оси машины на расстоянии четырех метров позади нее и на высоте 1,2м. Условно говоря, первый микрофон измеряет шум самого прямоточного глушителя (так называемый замер в ближнем поле), а второй — шум всего автомобиля в целом (замер в дальнем поле). Внутренний шум измерялся на тех же режимах работы двигателя тоже в двух точках — в районе головы водителя и в области голов задних пассажиров. Естественно, все измерения проводились с закрытыми дверями и окнами.

Прямоточный глушитель «PowerFul».

Диаметр входной трубы: 48мм
Диаметр оконечной насадки: 102мм
Максимальный уровень внутреннего шума: 81,8дБ
Максимальный уровень внешнего шума: 108,9дБ
Это, пожалуй, один из самых популярных глушителей на рынке. Секрет успеха, скорее всего, кроется в привлеки-тельной цене и эффектном внешнем виде прямоточного глушителя. Чего стоят одни буквы «PowerFul», «пробитые» в торце хромированного глушителя, выглядывающего из-под бампера. Неожиданностью стало то, что диаметр входной трубы оказался на три миллиметра больше, чем у стандартного глушителя. Испытания показали, что глушитель «Powerful» самый тихий из нашей шестерки. Из всех спортивных глушителей он наиболее близок к штатному глушителю по звуковому спектру, хотя снаружи «Powerful» все равно «ревёт» намного громче стандартного глушителя. А максимальный уровень внутреннего шума с ним оказался даже чуть ниже, чем со штатным глушителем! Похоже, что упор при создании этого прямоточного глушителя был сделан именно на приемлемый уровень звукового давления.

Прямоточный глушитель «ASSO».

Диаметр входной трубы: 42мм
Диаметр оконечной насадки: 102мм
Максимальный уровень внутреннего шума: 83,4дБ
Максимальный уровень внешнего шума: 111 дБ
Итальянская марка «ASSO» пока не так известна на отечественном рынке, как глушители «Powerful», хотя производственная линейка фирмы не менее разнообразна. Есть в ней и глушитель для ВАЗ-2112. Как и «PowerFul», прямоточный глушитель «ASSO» щеголяет оконечной насадкой большого диаметра, но сам глушитель более скромного размера, а его входная труба оказалась по диаметру даже меньше, чем у штатного. По характеристикам глушитель «ASSO» является полной противоположностью предыдущему образцу. Во-первых, прибавка от его установки, пусть и небольшая, есть во всем диапазоне оборотов, а не только «вверху». Во-вторых, «ASSO» — наиболее громкий из испытанных нами прямоточных глушителей. И, если по уровню внешнего шума с ним еще могут поспорить системы с трубами большого диаметра, то в салоне «ASSO» «перекрикивает» всех. При этом его спектр наиболее «горбатый», из-за чего звук глушителя кажется более «злым». Этим же, скорее всего, и объясняется высокий общий уровень шума.

Прямоточный глушитель «Remus».

Диаметр входной трубы: 45/54 мм
Диаметр оконечной насадки: 89мм
Максимальный уровень внутреннего шума: 84,0дБ
Максимальный уровень внешнего шума: 109,8дБ
диаметр входной трубы/диаметр патрубка на входе в корпус
Прямоточные глушители фирмы «Remus» уже несколько лет продаются на российском рынке, однако «банки», адаптированной для «двенадцатой», среди них до сих пор нет. Можно взять прямоточный глушитель для «десятки», но тогда нужно будет укорачивать хромированную насадку. Второй вариант — универсальный прямоточный глушитель — по сути, корпус с оконечной насадкой и коротким входным патрубком. Чтобы установить его, нужно либо потратиться еще на трубу, либо использовать куски старого глушителя, а кроме того, необходимо придумать собственную схему крепления «банки». Мы выбрали последний вариант итоге потратив на установку прямоточного глушителя «Remus» полдня. Как оказалось, наши титанические усилия не окупились. Если на высоких оборотах прибавка мощности еще заметна, то на низких она близка к нулевой. В салоне прямоточный глушитель «Remus» «рычит» почти также громко, как глушитель «ASSO», при этом моторные гармоники выделяются из общего спектра еще сильнее, а высокочастотные составляющие немного приглушены. Последнее, по-видимому, и придает звуку глушителя породистость, из-за которой так ценится спортивный, этот глушитель.

Прямоточный глушитель «SVR».

Диаметр входной трубы: 43мм
Диаметр оконечной насадки: 54мм
Максимальный уровень внутреннего шума: 84,0дБ
Максимальный уровень внешнего шума: 110,2дБ
Спортивный глушитель, изготовленный московской фирмой «SVR Conversions», внешне малопривлекателен: маленький корпус из нержавеющей стали оканчивается обычной стальной трубой. Впрочем, изготовители готовы по желанию клиента приварить в конец трубы любую насадку: хоть фирменную, хоть дешевую турецкую. Но при этом «гадкий утенок» оказался самым эффективным среди оконечных, прямоточных глушителей! Глушитель «SVR» дает наибольшую прибавку мощности на всех режимах, при этом по уровню создаваемого звукового давления он сравним с наиболее тихим глушителем «PowerFul». Да и монтировать глушитель небольшого размера с маленькой выходной трубой проще, чем импортные аналоги. Единственным недостатком с точки зрения звука можно считать резкий пик звукового давления на месте водителя в диапазоне от 4100 до 4600 об/мин.

Прямоточная выхлопная система «SVR» в сборе.

Диаметр трубы: 52мм
Диаметр оконечной насадки: 54мм
Максимальный уровень внутреннего шума: 84,4дБ
Максимальный уровень внешнего шума: 115,9дБ
Полная система выпуска «SVR» с выпускным коллектором, выполненным по схеме 4-2-1, и трубами большего диаметра. После сборки выпуск стал «сечь» в шаровом соединении коллектора с резонатором. Пришлось ставить более мощные стягивающие пружины и использовать герметик. Кстати, «шар» расположен дальше, чем у стандартной системы, и его иное расположение по отношению к опорам силового агрегата, по признанию создателей, чаще приводит к обрыву резинок, на которых выпуск подвешивается к кузову. Кроме того, неудобно расположено отверстие под кислородный датчик и, чтобы подключить лямбда-зонд, пришлось расплести жгут проводки. Оконечный, прямоточный глушитель в этой системе симпатичнее предыдущего глушителя, благодаря корпусу и выходной трубе из полированной нержавейки. Испытания на стенде показали, что полная система «SVR» добавляет больше мощности, чем один прямоточный глушитель. Особенно это заметно на высоких оборотах, где прибавка достигла максимального в нашем тесте показателя — 6,4 процента. Однако «большая» труба производит и большой шум. Сростом оборотов полная система перекрывает по шуму все оконечные, прямоточные глушители. В частности, на максимальных оборотах система «SVR» оказывается на пять децибел громче глушителя той же фирмы. При этом внутренний шум сохраняется на уровне остальных спортивных, прямоточных глушителей. Это закономерно, ведь звук попросту «улетает» через большую трубу назад.

Прямоточная выхлопная система «Supersprint» в сборе.

Диаметр входной трубы: 60мм
Диаметр оконечной насадки: 95x80мм
Максимальный уровень внутреннего шума: 82,2дБ
Максимальный уровень внешнего шума: 115,8дБ
Комплект «Supersprint» существенно дороже, чем «SVR» не только из-за своего итальянского происхождения. Во-первых, этот комплект полностью сделан из нержавеющей стали, включая коллектор и все трубы. Во-вторых, диаметр основной трубы глушителя еще больше — 60мм. Эта система изначально создавалась в расчете на максимально заряженные моторы, в том числе большого объема. Даром, что образец от «Supersprint» устанавливается на «двенадцатую» за полчаса и без каких-либо проблем. В отличие от системы «SVR», итальянский «паук» сделан по схеме 4-1, трубы коллектора заметно короче. В теории такая схема должна дать прибавку мощности на более высоких, чем у «SVR», оборотах, уже за границей рабочего диапазона стандартного мотора. Измерения показали, что по мощности автомобиль с итальянской системой остался на уровне предыдущего варианта, разница лишь в нюансах. Так что 60 миллиметров стандартному мотору без надобности. При этом, если по внутреннему шуму паритет также сохраняется, то снаружи, за счет большего диаметра трубы, «Supersprint» no громкости оказывается явным лидером. У выхлопной системы «Supersprint» короткий «паук» настроен на очень высокие обороты мотора.

Результаты тестов спортивных глушителей.

Спектр шума в ближнем поле на 2500об/минСпектр шума в ближнем поле на 4500об/минСпектр шума в районе головы водителя на 2500об/минСпектр шума в районе головы водителя на 4500об/мин

Максимальный уровень шума, дБ B1 B2 H1 H2 стандартный 81,9 76,4 95,7 84,3 «PowerFul» 81,8 78,7 108,9 90,0 «ASSO» 83,4 82,6 111,0 91,8 «Remus» 84,0 81,3 109,8 90,8 «SVR» 84,0 80,3 110,2 90,6 «SVR» в сборе 84,4 80,8 115,9 94,0 «Supersprint» в сборе 82,2 82,6 115,8 92,7 В1 — в зоне передних сидений
В2 — в зоне задних сидений
H1 — в ближнем поле
Н2 — в дальнем поле
результаты, пересчитанные по шкале А

Уровень звукаУровень звукаУровень звукаУровень звука

Измерение крутящего момента и мощности 1500об/мин 3700об/мин 5400об/мин стандартный 95,7Nm / 20,4ЛС 114,4Nm / 60,2ЛС 97,1Nm / 74,6ЛС «PowerFul» 94,5Nm / 20,2ЛС 114,4Nm / 60,2ЛС 98,7Nm / 75,9ЛС «ASSO» 97,3Nm / 20,8ЛС 116,2Nm / 61,2ЛС 98,5Nm / 75,7ЛС «Remus» 96,3Nm / 20,6ЛС 115,8Nm / 61,0ЛС 100,4Nm / 77,1ЛС «SVR» 97,7Nm / 20,9ЛС 117,0Nm / 61,6ЛС 100,4Nm / 77,1ЛС «SVR» в сборе 97,9Nm / 20,9ЛС 120,0Nm / 63,2ЛС 103,4Nm / 79,4ЛС «Supersprint» в сборе 97,3Nm / 20,2ЛС 120,4Nm / 63,4ЛС 102,4Nm / 78,7ЛС без учёта потерь в трансмиссии

Результаты испытаний не стали сюрпризом. Сказать, что спортивный, прямоточный глушитель по сравнению со штатным глушителем совсем не прибавляет мотору мощности, нельзя. Все оконечные глушители дают несколько процентов прибавки на средних и высоких оборотах двигателя. «Внизу» эта прибавка либо меньше, либо вовсе никакая. Полные системы с «пауком» вместо штатного коллектора, большими трубами и без катализатора прибавляют больше мощности. Наиболее заметно это на высоких оборотах, где мотору особенно необходимо свободное дыхание. Однако прирост все равно не поражает воображение. Максимум — около семи процентов прироста мощности на высоких оборотах. Причем использование 60-миллиметровой трубы не дает преимущества по сравнению с 54-миллиметровой. Полуторалитровому моторчику со стандартными настройками и распредвалами столько просто не надо.
Итак, мощность увеличивается незначительно — в лучшем случае на 3—5 л.с. Зато как растет шум! Если по уровню внутреннего шума некоторые прямоточные глушители еще могут сравниться со штатным, то снаружи все протестированные образцы голосят безбожно. На первый взгляд может показаться, что прибавка в шесть-десять децибел (относительно звука стандартного глушителя) невелика — те же несколько процентов, что и в случае с мощностью. Но не надо забывать, что звуковое давление измеряется не по линейной, а по логарифмической шкале. И при пересчете получаются уже не проценты, а разы! Попросту говоря, на некоторых режимах автомобиль с прямоточной системой шумит как десять стандартных «двенадцатых»!
Так стоит ли тратиться на спортивный, прямоточный глушитель? Очевидно, что ответ на этот вопрос лежит в области личных предпочтений. Вы отдаете приоритет скорости и динамике автомобиля? Тогда лучше потратить эти средства на другие компоненты тюнинга, например, на форсированный двигатель. Если же для вас основная цель — произвести на светофоре впечатление на окружающих или подзадорить самого себя, то спортивный, прямоточный глушитель для этого подходит прекрасно. Главное, чтобы после старта вам удалось продемонстрировать соперникам хромированное дуло своего прямоточного глушителя.

Выхлопная система машины схема
Выхлопная система машины схема

Схемы выхлопных систем Выхлопная система машины схема
Схемы выхлопных систем Выхлопная система машины схема

Выхлопная система отвечает за вывод отработавших газов Выхлопная система машины схема
Выхлопная система отвечает за вывод отработавших газов Выхлопная система машины схема

Шевроле Нива ремонт: запчасти, колеса, тюнинг, обвес Выхлопная система машины схема
Шевроле Нива ремонт: запчасти, колеса, тюнинг, обвес Выхлопная система машины схема

Выхлопная система машины схема Выхлопная система или как понять принцип ее работы
Выхлопная система машины схема Выхлопная система или как понять принцип ее работы

Выхлопная система машины схема Тюнинг выхлопной системы. Установка паука и банки
Выхлопная система машины схема Тюнинг выхлопной системы. Установка паука и банки

Выхлопная система машины схема Выхлопная система, катализатор, лямбда-зонд
Выхлопная система машины схема Выхлопная система, катализатор, лямбда-зонд

Похожие статьи