Что такое прямоточная система выхлопа
Чтобы понять для чего устанавливать прямоточный глушитель, важно знать, как работает выхлопная система автомобиля.
Основные задачи:
- Наполнение цилиндров подготовленной топливовоздушной смесью, а в дизельных авто – формирование топливной смеси в камере сгорания;
- Обеспечение вывода газов отработанного топлива от двигателя и салона за пределы автомобиля;
- Уменьшение выброса токсичных газов и вредных веществ в атмосферу благодаря встроенному каталитическому нейтрализатору;
- Уменьшение уровня шума в салоне и окружающем пространстве.
Принцип работы выхлопной системы, частично основан на законе инерции.
Благодаря действию данного закона за клапаном выпуска формируется зона разряжения в которую и устремляются газы, а их место сразу же занимает свежая порция топливной смеси.
Происходит это благодаря тому, что фазы впуска топлива и выпуска газов перекрывают друг друга, так предусмотрено в конструкции современных двигателей.
После закрытия выпускных клапанов, рядом с зоной повышенного давления, сформировавшейся в результате выхода выхлопных газов под напором, в коллекторе формируется еще одна зона — низкого давления, которая перемещаться по выхлопной трубе со скоростью звука.
Попадая в глушитель, зона разряжения встречает сопротивление в виде перегородок, отражается и идет в обратном направлении к клапанам.
Идеальный случай, когда данная зона подойдёт к мотору в момент открытия клапанов, но зависит это от частоты работы двигателя и расстояния до препятствия.
А так как в современных машинах такое расстояние большое, зона разряжения от одного цилиндра в итоге в момент открытия клапана, попадает к другому, а не к тому, от которого уходила.
Благодаря конструкции «паука» (выпускного коллектора), где предусмотрены трубы одной длины, происходит эффект затухания колебаний, так как зоны разряжения уходят из 4 –х труб в одну, где на стыке последних создается сопротивление, а также они частично гасят друг друга.
Но в шумоподавлении лидирующую роль играет глушитель, ведь выпускной коллектор и другие элементы неспособны сильно уменьшить шумность.
Но на многих спортивных автомобилях такое устройство можно и не найти, роль глушителя там играет специальная турбина, которая сглаживает колебания и уменьшает силу выхлопа за счет перемалывания выходящего потока газов.
Термолента
Это еще один довольно распространенный вариант тюнинга выхлопной системы «Ауди» и многих других авто. В чем его суть? Выпускной коллектор сильно разогревается, и чтобы его стенки не остывали, внешнюю часть обрабатывают термолентой. Таким образом, при стабильно большой температуре, газы будут лучше покидать поверхность труб, без завихрений. Всего на коллектор уйдет около пяти метров такой ленты. Обматывается она спирально, так, как на фото ниже.
Виды устройств
В стандартную схему выхлопной системы современного автомобиля входят резонатор (идет первый от двигателя) и сам глушитель.
Резонатор обрезает низкочастотные колебания, а глушитель как низкочастотные, так и высокочастотные, что в комплексе приводит к хорошему результату.
Но в указанную выше схему как совместно, так и по отдельности могут входить следующие типы глушителей:
- Из алюминированной стали;
- Из нержавеющей стали;
- Глушители ограничители, поглотители и отражатели;
- Резонаторного типа;
- Прямоточные (спортивные) аналоги.
Из алюминированной стали
Устройства из аллюминированной стали характеризуются не только большим сроком службы, от 5 до 10 лет, но и высокой ценой.
Подобрать такой глушитель для своего авто будет затруднительно, так как выпуском таких устройств занимаются только несколько компаний, а самому сделать будет проблематично.
Из нержавеющей стали
Устройства недорогого сегмента, но и срок службы у них всего от 2 до 5 лет. Большой плюс – можно подобрать элемент практически к любому автомобилю.
Ограничители
Используются, как правило, в виде дополнительного устройства, устанавливаемого перед основным.
Принцип работы основан на создании низкого акустического сопротивления.
Конструктивно это выполнено так – в трубе большой диаметр переходит в маленький, затем идет резкое увеличение объема по принципу большой бутылки с узким горлышком. Звук, заходя в большое пространство, уменьшается.
Отражатели
Используются в качестве вторичного глушителя, установленного после основного.
Выхлопные газы попадая в устройство, встречают на своем пути группу акустических зеркал. Отражаясь, от них поочередно газы рассеивают свою энергию, а на выходе получается слабый звук.
Поглотители
Могут использоваться в качестве основного глушителя. Принцип работы основан на поглощении колебаний пористым материалом, как правило, стекловатой, волокна которой колеблясь нагреваются, тем самым преобразуя звук в тепловую энергию. Конструктивно близки к прямоточным аналогам.
Считаются малоэффективными, так как поглощают только высокочастотные колебания, низкочастотные же пропускает.
Резонаторного типа
Как правило, используются первыми в выхлопных системах в качестве дополнительных.
Принцип шумопоглощения основан на наличии камер разного размера, проходя которые звук эффективно приглушается.
Устроено все так: по центру резонатора проходит труба с прорезями, которую вокруг окружают камеры разного объема. Через прорези выхлопные газы проникают в камеры, где теряется их энергия.
После этого звуки попадают в основное устройство, где еще больше уменьшаются.
Прямоточные
Еще их называют спортивными глушителями. Как правило, изготавливаются из нержавеющей стали. Устанавливаются на спортивные и тюнингованные автомобили.
После установки прямоточного глушителя улучшается всасывание в цилиндры топливовоздушной смеси, понижается сопротивление в выхлопной системе создаваемое обычными аналогами.
Прямоточный глушитель конструктивно чем-то похож на резонатор, имеется такая я же труба с отверстиями и пустые полости, отгороженные перегородками. Только вот сами полости заполняются базальтовой ватой (или другим материалом), которая выдерживает большие температуры.
Состоящая из длинных минеральных волокон базальтовая вата хорошо поглощает звуки, но только до того времени, пока ее не выдует из прямоточника и даже специальные заградительные металлические сетки не спасают ситуацию.
Если прямоточный глушитель, при постукивании по нему, начал звучать как пустая металлическая емкость, то его нужно снова заполнять ватой или менять. Да и звук, издаваемый выхлопной системой, будет другим.
Замена катализатора
Еще один способ тюнинга, который стал повсеместно применяться на инжекторных ВАЗах – это установка прямой трубы или пламегасителя на место катализатора. Дело в том, что последний имеет плотную конструкцию внутри и препятствует свободному выходу газов. Установка пламегасителя выполняется просто: старый катализатор вырезается, а на его место приваривается тюнингованный элемент.
Важно, чтобы диаметр его на выходах соответствовал или был не короче самой приемной трубы и резонатора, между которыми производится вваривание.
Издаваемые звуки и их особенности
После установки прямоточной системы выхлопа сразу меняется исходящий от машины звук, как правило, он низкочастотный «рычащий», «басистый» и «бубнящий».
Это происходит потому, что размещенная в полостях прямотока минеральная вата убирает только высокие частоты, оставляя при этом неизменными низкие басы.
Также очень сильно уменьшается сопротивление выхлопным газам, а это влияет на увеличение мощности двигателя (но только в комплексе с другими мероприятиями).
Но характер звуков во многом зависит от количества отверстий и их диаметра в центральной трубе, а также характеристик материала, заложенного в полости.
Как было замечено, минеральная вата не держит низкие частоты, а ведь двигатель в большинстве случаев издает звуки именно в низком диапазоне.
Поэтому не удивительно, когда автомобиль с прямотоком издает через глушитель звуки работы мотора, и чем с большей частотой последний работает, тем сильнее закладывает уши.
Особенно хорошо это ощущается в салоне автомобиля, когда такие звуки, совпадая по частоте с колебаниями кузова (а они приближены к частоте работы двигателя), приводят к резонансным колебаниям внутри машины и сила звука увеличивается в разы.
Поэтому сделать тихий прямоточный глушитель практически невозможно.
Технологии звукопоглощения
Выхлопная система, а в частности глушитель, может использовать одну или сразу несколько технологий звукопоглощения:
- изменение сечения потока газов;
- изменение направления движения газов;
- поверхностное поглощение звуковой волны.
В зависимости от того, какие частоты преобладают в спектре звука выхлопа двигателя, такой метод звукоподавления и применяют. У примеру, для подавления низких частот эффективно применение нескольких резонаторных разнообъемных резонаторных камер. Применение разного сечения входных и выходных труб хорошо борются с высокими частотами. А в принципе, глушитель, как хороший музыкальный инструмент, настраивается исключительно под конкретную марку двигателя. Тогда и эффективность шумоподавления гораздо выше, и меньше падения мощности.
Мощность и прямоток, три разных мнения
Многие владельцы автомобилей ВАЗ или, к примеру, Митсубиси Лансер 10, Мазда 3, устанавливая на свои транспортные средства прямоточные системы выхлопа преследуют несколько целей, как правило, их две:
- Тюнинговать свой автомобиль;
- Повысить мощность двигателя, мол установка спортивного аналога оставит многих сзади при трогании на светофоре.
Мнение первое – это действительно так. Насчет тюнинга споров нет, этот момент мы упускаем. А вот насчет увеличения мощности существует другое мнение, и оно противоположное.
Мнение второе – спортивный глушитель без глубокого тюнинга двигателя не даст прироста мощности и частично оно совпадает с мнением специалистов.
Третье мнение от профессионалов – ощутимое увеличение мощности двигателя возможно только после существенной его переработки, а прямоточный глушитель, это второстепенная часть вопроса.
Тюнингованный силовой агрегат вырабатывает больше выхлопных газов, а, следовательно, стандартная выхлопная система не будет, особенно на больших оборотах, справляться со своими задачами.
Поэтому необходимо будет увеличивать диаметр всех труб, ставить тюнингованный коллектор, а уже потом прямоточный глушитель.
Как раз на спортивных автомобилях устанавливают не простые двигателя, а требующие к себе особого внимания. И как раз прямоточная система выхлопа вписывается в общую картину тюнингового мотора.
Зачем это нужно
Не стоит говорить, что доработанная система выхлопа придаст автомобилю сверхмощность, но вот уровень создаваемого двигателем рева способен напугать соседей и прохожих, ненароком оказавшихся рядом с «ласточкой». Но зато на трассе ваш автомобиль будут пропускать вперед и провожать удивленными взглядами водители «крутых» иномарок, двигатель которых имеет даже большую мощность, чем ваш. Но вот обычная система выхлопа, не прошедшая модернизации и так называемого тюнинга, не дает двигателю работать на полную мощность.
Вот так выглядит прямоточный глушитель:
Прямоточный глушитель
Всего две трубы разного диаметра, помещенных одна в другую. Зато какой эффект!
Делаем прямоточный глушитель своими руками
Если вы хотите изготовить и установить прямоток на свой автомобиль, то лучше такие эксперименты проводить с отечественными автомобилями, к примеру, ВАЗ.
Выхлопную систему Митсубиси Лансер 10, Мазда 3 и других иномарок лучше тюнинговать, обратившись в специальные фирмы, которые занимаются этим профессионально.
Конструкцию прямотока мы разбирали выше. Чем отличается спортивный глушитель от обычного показано ниже.
Тюнинговать будем выхлопную систему ВАЗ – 2110 (8 клапанный объемом 1.6 литра).
Для этого понадобятся следующие материалы и инструменты:
- Металлическая труба диаметром 52 миллиметра (чуть больше 2 – х дюймов);
- Болгарка с диском для резки металла 1 (1.6) мм;
- Сварочный аппарат, желательно инверторный;
- Металлические губки (ершики) для чистки посуды – не менее 50 шт.
Ход работ
Демонтируйте старое устройство или подготовьте аналогичное взятое, к примеру, с разборки.
Вырежьте в нем желоб и все внутренности, как показано ниже.
Оставьте с обоих сторон по 4 см выступа для того, что можно было вварить в этот участок новую трубу.
Подготовьте новую трубу, для этого обрежьте ее по размерам и просверлите в ней отверстия диаметром 6-8 мм на расстоянии 1-2 см друг от друга.
Это трудоемкая работа, поэтому можно воспользоваться альтернативным методом – болгаркой с диском в 1,6 – 3,2 мм прорежьте отверстия в трубе в виде елочки на расстоянии друг от друга, 1-2 см.
Приварите трубу с отверстиями к отрезкам в глушителе и заполните все пространство металлическими ершиками.
С обратной стороны электрод может недостать, ничего страшного, оставленное отверстие будет дополнительным к остальным просверленным или пропиленным. А если пойдете на принцип, то придется вырезать другую сторону глушителя.
Приварите внешнюю часть обратно и при необходимости обновите трубу, идущую от прямотока в сторону выхлопа.
Полностью зачистите устройство, вскройте грунтовкой и покрасьте, это продлит срок его службы.
Стоит подробнее остановиться на наполнителе. В описанном выше примере использовалась металлическая сетка, но все же лучшим вариантом будет керамзит (в середине), а сверху наложить огнеупорную минвату.
На каких авто это возможно?
Произвести тюнинг данной системы можно на любом автомобиле. Но, как правило, с ней экспериментируют на отечественных автомобилях. Причем это не только легковушки. Тюнинг выхлопной системы «Патриота» — довольно распространенное явление. Как ни странно, но сюда тоже устанавливают прямоток и делают другие доработки.
Очень часто тюнинг выхлопной системы начинается с выпускного коллектора. Так, на четырехцилиндровые автомобили устанавливают «Паук 4-2-1». Это делается с целью увеличения мощности. Но как говорят специалисты, получить прибавку можно только незначительную, да и то только на «верхах».
Среди наиболее популярных производителей стоит отметить:
Самостоятельно сделать «паука» очень сложно, в отличие от глушителя (о его изготовлении мы расскажем немного позже). При выборе «паука» важно обратить внимание на наличие кислородного датчика в штатной системе. Если он имеется, его нужно переносить на новый выпускной коллектор. Для этого некоторые модели уже имеют штатные вырезы под эти датчики.
Как происходит установка? Для этого нам понадобится стандартный набор инструментов:
- Рожковые ключи и головки.
- Смазка ВД-40.
- Новая прокладка на коллектор и новые болты.
Работы следует производить на смотровой яме. При помощи домкрата очень сложно добраться до выхлопной системы, поэтому данный вариант мы исключаем. Итак, в первую очередь нам нужно снять старый выпускной коллектор. Часто старые болты прикипают и ржавеют, поскольку нагреваются и находятся в нижней части кузова. Предварительно их нужно замочить в ВД-40 и уже после откручивать. Иногда случается, что срывается резьба вместе с болтами. Поэтому всегда нужно держать под рукой комплект новых. Их желательно и установить затем. Также следует открутить болты крепления с приемной трубой. Далее можно вынимать коллектор.
Наш спортивный «паук» должен сесть на штатные шпильки, без доработок. Установка его выполняется в обратном порядке. Сначала крепится верхняя часть, затем подключается остальная выхлопная система. Тюнинг на этом этапе можно считать законченным. Не забудьте установить новую прокладку, так как старая не обеспечит былого уплотнения.
Делаем прямоток с нуля
Для этого потребуется воспользоваться услугами токаря. Заказываем две трубы:
- Одну из стали толщиной 2 мм диаметром 130 мм и длиной 42 мм.
- Вторую из стали толщиной 2.5 мм, диаметром 52 мм и длиной 42 мм с отверстиями диаметром 8-10 мм, через каждые 2 см.;
Отдельно заказываются два фланца диаметром 130 мм с внутренним отверстием 52 мм, толщина металла 2-2.5 мм.
Подготавливаются:
- Асбестовая веревка;
- Стекловата или минеральная вата.
Асбестовой веревкой обматывается внутренняя труба. Это делается для того, чтобы защитить от перегрева минвату, которая будет идти верхним слоем.
Набиваем верхний слой, собираем и обвариваем конструкцию. Привариваем крепления и крепим прямоток на штатное место. Для красоты можно одеть насадку на глушитель.
Другая конструкция устройства показана ниже.
Чертежи
Способов изготовить прямоточный глушитель очень много, тут главное понимать принцип работы устройства и включать воображение. А автовладельцам, которым сложно это сделать, воспользуйтесь способами и чертежами, про которые рассказано выше, они простые и доступные многим.
Также расскажите в комментариях, какой прямоток установлен на вашем авто и как его можно сделать своими руками, многим это поможет разобраться в этой теме.
Разница в выхлопных системах отечественных и зарубежных машин
Необходимо учитывать, что абсолютно все машины, изготовленные заграницей, оснащены массивными элементами устройств устранения выхлопных газов. Их конструкция обусловлена тем, что использующийся металл содействует снижению механических колебаний двигателя, и благодаря этому выхлопное устройство почти неслышно.
Кроме толстых стенок из металла, механизмы глушителя зарубежной машины оснащены большим количеством лабиринтов и камер. Они должны ослаблять выход отработанных газов. Конструкции изготавливаемые в нашей стране более просты, и поэтому наши авто менее комфортны.
Усовершенствование устройства удаления выхлопных газов, неизменно повысит вес резонаторов, глушителя и труб. Нужно усилить устройства несущих кронштейнов, и поменять амортизатор на более мощный.
Минимальный шумовой фон, небольшая степень вибрации двигателя, а также умеренное рассеивание выхлопа газов указывают на правильно проведенное монтирование. После завершения всех работ необходимо откорректировать фильтрующую систему воздуха и впрыска топлива.
Выбирая способ при помощи, которого собираетесь сделать выхлоп тише, Вы должны быть очень осмотрительны, и учитывать все нюансы. После проведения всех работ комфорт Вашего автомобиля повысится. Это вознаградит Вас за все хлопоты.
