О настроенном выхлопе

Выпускной тракт часто считают источником «бесплатных» лошадиных сил: заменил коллектор или глушитель — и мощность выросла. На деле дополнительная мощность возникает не от самого факта замены, а от правильного расчёта геометрии системы. Разберём, откуда берётся прирост и какие параметры при этом важны.

Откуда берётся момент

Крутящий момент двигателя пропорционален коэффициенту наполнения цилиндра, а мощность — произведению момента на обороты. Наполнение зависит от перепада давления между впускным и выпускным коллекторами в фазе продувки. В конце выпуска, около ВМТ, оба клапана открыты (фаза перекрытия), и камера сгорания сообщается со впускным трубопроводом. Если в этот момент к выпускному клапану приходит фронт разрежения, остатки отработанных газов вытягиваются активнее, в цилиндр заходит больше заряда — эффект сопоставим с работой компрессора.

Следует помнить: любой прирост момента в зоне резонанса компенсируется провалом на оборотах вдвое ниже рабочих — там фаза отражённой волны сдвигается на 180° и приходит уже волна давления, мешающая продувке.

Длина труб и схемы коллектора

Ударная волна движется со скоростью звука, поэтому длина первичных труб определяется оборотами настройки. Для системы, настроенной на 6000 об/мин, путь до отражателя и обратно составляет около 6,6 м, то есть отдельная труба каждого цилиндра — примерно 3,3 м. Реализовать такую схему под кузовом серийного автомобиля невозможно, поэтому используют волну следующего по порядку работы цилиндра, и длина сокращается пропорционально интервалу между цилиндрами: для четырёхцилиндрового мотора — вчетверо, до ≈0,82 м.

Схема «два в два — два в один» (два Y) легко укладывается в штатные кузова: попарно соединяются цилиндры, разнесённые на 180° коленвала, причём точка попарного соединения приходится на треть общей длины трубы.

Типы глушителей

• Ограничитель — заужение сечения за которым следует объём: эффективно гасит шум, но создаёт большое сопротивление потоку.
• Отражатель — лабиринт акустических зеркал; часть энергии теряется при каждом отражении, газовый поток меняет направление.
• Резонатор — замкнутые полости, соединённые с трубой отверстиями: эффективно гасит низкие частоты, сечение не уменьшает.
• Поглотитель — пористая набивка переводит звук в тепло: минимальное сопротивление, но и наименьшее снижение шума; мягкая набивка придаёт звуку бархатистость.

В спорткартах шум ограничен уровнем 100 дБ, поэтому полный отказ от глушителя исключён — выбор всегда компромисс между поглощением звука и сопротивлением потоку. Для мотора объёмом 1600 см³ с моментом до 8000 об/мин вполне достаточно трубы диаметром 52 мм; в гражданском тюнинге с прямоточным «пауком» рекомендуют трубы не менее 55 мм. После банки-камеры объёмом, максимально приближающим акустические характеристики открытого пространства, трубы и глушители на резонансные свойства уже не влияют — их подбирают по сопротивлению и тембру.