Sistemul de evacuare al motorului cu ardere atmosferică reprelucrare

Proiectarea sistemului de evacuare pentru motoarele fără turbocompresor (așa-numitul „aspirata“), diferă oarecum de la structura sistemului de evacuare pentru un motor turbo, cu cele mai multe dintre diferențele se referă la „cap“, o parte a sistemului de evacuare și, în special, la galeria de evacuare.

Scopul sistemului de evacuare „aspirat“ este aceeași cu cea a motoarelor turbo - cu cea mai mare viteză posibilă și contrapresiunii minimă crearea devia gazul de eșapament în atmosferă, dar că toate asemănările scop. Apoi începe compromisurile necesare pentru a se conforma cu cerințele privind zgomotul, de mediu și de aspect, cu unele dintre aceste compromisuri va duce inevitabil la o anumită pierdere de putere.

Proiectarea galeria de evacuare are cel mai mare impact semnificativ atât asupra performanței motorului și pe dezvoltarea puterea lor maximă. „Corectă“ este determinată de proiectarea numărului colector de evacuare mare de factori. Un factor important este porțiunea de proiectare fluxurile de gaze de eșapament evacuate absorbit din cilindrii individuali. Există două opțiuni pentru proiectarea unor astfel de parcele pentru motoare cu patru cilindri :. „421“ și „41“ In varianta „421“ sunt două țeavă de eșapament primare sunt combinate într-o secundă, după care cei doi rezultat țeavă secundar sunt combinate între ele. În exemplul de realizare, „41“, patru țeavă de eșapament primare converg într-un punct. Ambele variante au avantajele lor, dar în exemplul de realizare, „41“ impulsuri de evacuare interacționează unele cu altele în așa fel încât cuplul maxim. Mai jos este o reprezentare schematică a celor două opțiuni:

Diametrul conductelor de evacuare primare

Atunci când o mică reducere a gazelor de eșapament suma alocată în diametru de țevile de eșapament primare pot crește viteza de curgere a gazului de eșapament să curgă. Cu cat mai mare valoarea estimată a gazului de eșapament care urmează să fie alocate, cu atât mai mare trebuie să fie diametrul țevilor de eșapament primare.

Volumul alocat gazelor de evacuare depinde de volumul de lucru al sarcinii arborelui de turație a motorului și de rotație. Cu cât volumul fiecărui cilindru, cu atât mai mare trebuie să fie diametrul acestui cilindru de la priza de evacuare a conductei primare.

Cele de mai sus se aplică și turația motorului: cu cât această frecvență, cu atât mai mare cantitatea de gaze de eșapament evacuate din cilindru pe unitatea de timp și cu atât mai mare trebuie să fie diametrul gazului de evacuare evacuare țeavă de eșapament primar. Volumul epuizat de cilindru și creșterile gazelor de eșapament odată cu creșterea sarcinii motorului.

Astfel, dimensiunea optimă a conductelor de evacuare primară se determină în fiecare caz ca un compromis între necesitatea de a crește viteza de curgere a fluxului de gaze de evacuare, precum și necesitatea de a crește capacitatea conductei.

Atunci când un diametru prea mare al țevii de eșapament primar este imposibil să se asigure o viteză de curgere dorită a debitului gazului de eșapament. Reducerea vitezei de curgere duce la scăderea cuplului, cu o reducere semnificativă a vitezei conduce de asemenea la o reducere a puterii maxime dezvoltate de motor.

Un compromis rezonabil între viteză și lățime de bandă asigură un cuplu bun la turații mici, și tracțiune suficientă la viteze mari.

Lungimea conductelor de evacuare primare

Lungimea conductelor de eșapament primare are un impact semnificativ asupra performanței motorului. Creșterea această lungime îmbunătățește tracțiunea la viteze reduse, în timp ce reducerea acesteia îmbunătățește tracțiunea la viteze mari. Această dependență se explică faptul că, în funcție de lungimea de diferența de fus orar tubulatură de evacuare în care se inmultire unda de șoc în gazele de eșapament evacuate din cilindru, sunt reflectate și sa întors înapoi în cilindru. Aceste unde de șoc sunt generate într-o linie principală de eșapament în momentul deschiderii supapei de evacuare, și, după ce a trecut în jurul conductei, aceste valuri sunt reflectate de colectorul de evacuare și parțial întors înapoi la cilindru. Revenind la cilindru, astfel de unde promovează îndepărtarea gazelor de evacuare din cilindru, și aspirația cilindrului de aer. Creșterea cantității de aer și combustibil în cilindru mărește puterea dezvoltată de motor. Acest efect este, de asemenea, cunoscut sub numele de efect (rezonant) epurarea cilindru, cu furnizarea acestui efect este una dintre sarcinile principale corect proiectate galeria de evacuare. Efectuarea toate țevile de eșapament primare având aceeași lungime permite acest efect pentru a da o mai mare regularitate. Ca rezultat, aerul aspirat în cilindrii devine mai uniformă și amplificată datorită efectelor de rezonanță. Când acest schimb de gaz din cilindru și, în special, eliminarea din acesta evacuare și aerul de admisie se realizează nu numai de accident vascular cerebral, dar și datorită efectului cilindrului de purjare descrisă mai sus. Atunci când în curs de dezvoltare „personalizate“ colectoare de evacuare pentru „Subaru“ este adesea trecute cu vederea este faptul că lungimea canalului de evacuare a cilindrului este, de fapt, de asemenea, se referă la țeava de eșapament, și să ia în considerare necesitatea este lungimea totală a conductei și canalul. Problema este complicată de faptul că diferite „Subaru“ porturi de evacuare auto au lungimi diferite. Reticenta pentru a ține seama de aceste diferențe duce la incapacitatea de a profita din plin de beneficiile pe care le poate oferi un bine conceput „eliberare starea de spirit.“

Mai jos canalele de evacuare prezentate schematic „Subaru“ butelii. După cum se vede în figură, canalele Un canal B. mai

După cum reiese din cele de mai sus, costul major al timpului în timpul testului sunt asociate cu alegerea corectă a lungimii conductelor de eșapament primare, în timpul căreia trebuie să țină seama de lungimea canalelor de evacuare a cilindrului.

Conductele de evacuare a colectorului de evacuare primare sunt combinate în conducta principală a sistemului de evacuare. Există o varietate de exemple de realizare a porțiunii corespunzătoare colector - de simplu și ieftin de fabricat la extrem de complexe și costisitoare. Cea mai simplă metodă de combinare țevile de eșapament primare este prezentată în partea stângă a ilustrației redusă de mai jos.

În această realizare, în centrul dintre conducte convergente format regiune stagnant în care există puternice decelerează flux de evacuare vortex. Absența unui astfel de domeniu, principalul avantaj al colectoarelor îmbunătățite. Un exemplu de realizare a unui astfel de colector este prezentată în ilustrația din partea dreaptă mai sus. După cum se vede în figură, în acest exemplu de realizare, țevile de eșapament primare converg fără a forma o regiune de stagnare. Acest exemplu de realizare este relativ ieftin de fabricat și oferă rezultate bune. Când acest efect se realizează simplu prin deformarea corespunzătoare a porțiunilor de capăt ale conductelor convergente.

Cu toate acestea, soluția tehnică cea mai perfectă este prezentată mai jos colectorul format ca o parte separată, în care se introduc porțiunile de capăt ale conductelor de evacuare primare. Prezentat mai jos proba produs de «Burns inoxidabil» este una dintre cele mai bune galeriile de evacuare disponibile în comerț. Rețineți că, în porțiunea contopire de evacuare formate curge provenite din țevile de eșapament primare.

Lungimea colectorului va afecta, de asemenea, performanța motorului. De obicei, cu creșterea lungimii vârfului puterii colectorului este deplasat spre o viteză mai mare. În orice caz, lungimea colectorului trebuie să fie suficientă pentru a reduce la minimum turbulențe generate în timpul fluxurile de gaze de eșapament de fuziune mutuală care provin din țevile de eșapament primare. Lungimea insuficientă a porțiunii antet corespunzătoare dă naștere la vârtejuri, poate afecta serios fluxul de gaze de eșapament. Cu toate acestea, colector, există un alt parametru important, al căror selecție este imposibilă fără testarea extinse. Acest parametru este volumul interior al rezervorului, care este, de asemenea, depinde în mare măsură de performanța motorului.

Lățimea (sau volumul interior) colector determină în principal natura interacțiunilor care au loc între impulsurile individuale ale gazelor de evacuare sau gazelor arse. Prea mare o lățime a rezervorului previne între aceste impulsuri interacțiuni dorite care duc la apariția efectului de rezonanță purjarea cilindrului descris mai sus, și, de asemenea, reduce expirarea vitezei gazului de eșapament. Lățimea manifold insuficientă, în contrast, este capabil să împiedice liber gazele de eșapament de evacuare prin crearea unei presiuni prea mari. „Dreapta“ în fiecare caz determinată numai prin testarea lățimea galeriei.

Evident, mai mic unghiul de conicitate al galeriei de evacuare, și este, în general mai lin decât orice schimbare în secțiunea transversală de curgere a oricărui element al sistemului de evacuare, cu atât mai bine. Cu toate acestea, este în unghiul conicitate colectorul de evacuare, la care orificiul colectorului intră în conducta orificiul principal al sistemului de evacuare, este unul dintre cei mai importanți factori. Orice îngustare bruscă a galeriei de evacuare poate interfera serios cu procesul de evacuare liber de evacuare.

Trecând diametrul fiecăreia dintre punctele la care se varsă în spațiul interior al galeriei de evacuare principal conductele de evacuare primară, trebuie să se conformeze cât mai aproape posibil de diametrul canalelor de evacuare a cilindrului. În caz contrar, în colectorul de evacuare este în mod inevitabil da naștere unor vârtejuri nedorite suplimentare. Nu trebuie să uităm că vârtejul în galeria de evacuare au un impact negativ mai mare asupra fluxului de fluxul de gaze reziduale vârtejuri decât în ​​orice altă parte a sistemului de evacuare. Potrivit multor profesioniști credibile pentru a reduce turbulențele care apar în rezervor este posibilă printr-o schimbare pas în zona de curgere a galeriei de evacuare. Cu toate acestea, acest lucru duce la un colector complex și costisitor.

Mai mult decât atât, limitări substanțiale asupra structurii aranjamentului colector impune un spațiu compartimentul motorului vehiculului. Faptul că motoarele de canale de evacuare cilindri „Subaru“ situate pe laturile opuse ale motorului, complică în mod considerabil proiectarea galeriei de evacuare pentru aceste vehicule. La motoarele cu cilindrii orizontal opus complexitatea schimbarea lungimii țevii de eșapament primar este comparabil cu complexitatea fabricării unui nou colector de evacuare, prin care în timpul procesului de testare pentru a determina lungimea corectă a tubulaturii este foarte consumatoare de timp. Asigurați-o astfel încât lungimea conductelor de evacuare primare având în vedere canalele lor cilindru de evacuare aferente au fost strict identice, iar aceste linii în timp ce se potrivesc în mod corespunzător în structura compartimentului motorului, este o provocare, și chiar și mai dificilă sarcina de setări de eliberare fine pentru a optimiza efectul cilindrii de purjare rezonante, pentru care lungimile conductelor individuale sunt modificate cu câte 0,5 - 1 inch, și are nevoie de designer de mare talent.

Catalizator

Având în propriul nostru stand cu role permite testarea comparativă echipate și care nu sunt echipate cu sisteme de evacuare convertor catalitic motoare auto „atmosferice“. Conform rezultatelor testului, se poate argumenta că absența convertorului catalitic nu este în măsură să aducă un avantaj semnificativ în comparație cu prezența în sistemul de evacuare proiectat în mod corespunzător convertor catalitic.

Factorul determinant azhnym obstacol serios pentru modul în care calea de curgere a gazului de eșapament va fi un convertor catalitic, un unghi conic carenei. Deoarece zona de curgere a corpului catalizatorului depășește substanțial secțiunea transversală de curgere și în afara carcasei tubulaturii de evacuare, variația prea puternică a secțiunii transversale de curgere poate întârzia în mod semnificativ fluxul de gaze de eșapament.

Cele de mai sus se aplică în mod egal ambelor convertoare catalitice motoare turbo, și „aspirata“. În plus, este necesar să se asigure trecerea intra in interiorul carcasei convertorului catalitic prin gazul de eșapament încă secțiune activă de lucru a elementelor acestui catalizator. În cazul în care debitul de gaze de evacuare nu este utilizat întreaga suprafață a secțiunii transversale a elementelor active, convertorul catalitic de gaz de eșapament nu va funcționa cu eficiență corespunzătoare. Din motivele de mai sus expansiunea buna a carcasei convertorului catalitic la intrare chiar mai important decât o contracție lină a carcasei la ieșirea.

O parte a sistemului de evacuare aflat după convertorul catalitic de-a lungul fluxului de gaze de eșapament

Pentru a dezvolta partea „dreapta“ a sistemului de evacuare din aval al convertorului catalitic de-a lungul fluxului de gaz de eșapament este mai ușor decât să dezvolte o „corectă“ galeria de evacuare. Sarcina principală rămâne posibil să se mențină expirarea vitezei de evacuare a gazelor. tub prea larg reduce viteza de curgere a gazului de eșapament și pierderea unei părți din cuplul la viteze reduse. tub prea îngust reduce puterea maximă (puterea la viteze mari). Optim în fiecare caz soluția este, ca întotdeauna, rezultatul unui compromis. Este important să se asigure o suprafață interioară netedă a conductelor și utilizarea corespunzătoare a tehnologiei de conducte flexibile. Toba de eșapament trebuie să genereze cea mai mică posibilă rezistența la curgere a gazului de eșapament și în același timp suficient de a reduce zgomotul de evacuare. De fapt, toate „trucuri“ de proiectare din spate a sistemului de evacuare sunt limitate la cele de mai sus. Este evident că această parte a sistemului de evacuare este într-adevăr mult mai simplu colector de evacuare.