Давление на выхлопе двигателя

Содержание
  1. Как обратное давление выхлопных газов влияет на мощность автомобиля?
  2. Что такое обратное давление выхлопных газов, и насколько оно влияет на мощность?
  3. Фотоотчет Измерение противодавления катализатора, прибор и практика измерения
  4. Александр_ru
  5. 1500 бар — самое высокое давление в машине. И где оно?
  6. 1. Камера сгорания — 60 бар (бензиновый мотор), 75 бар (дизель)
  7. 2. Топливная система — до 1500 бар
  8. 3. Система смазки двигателя — до 4 бар
  9. 4. Давление во впускном трубопроводе — до 2,5 бар
  10. 5. Система охлаждения двигателя — 1,5 бара
  11. 6. Разрежение во впускном трубопроводе — 0,8 бара
  12. 7. Перед турбиной — до 2 бар
  13. 8. Система выпуска отработавших газов — до 1 бара
  14. 9. Управление трансмиссией — 5 бар (АКП), 7,5 бар (вариатор), 60 бар (робот)
  15. 10. Тормозная система — до 180 бар
  16. 11. Система кондиционирования — 4 бара (при заправке), 20 бар (рабочее)
  17. 12. Разрежение в вакуумном усилителе — до 0,8 бара
  18. 13. Амортизаторы — до 30 бар
  19. 14. Пневмоподвеска — 16 бар
  20. 15. Газовые упоры — 120 бар
  21. 16. Шины — 1,8–2,8 бара
  22. Проектирование выхлопных систем — влияние диаметра трубы на противодавление в выхлопной системе

Как обратное давление выхлопных газов влияет на мощность автомобиля?

Что такое обратное давление выхлопных газов, и насколько оно влияет на мощность?

Умудренные опытом автомеханики говорят, что высокое обратное давление выхлопных газов – это плохо. Если вы хотите сохранить максимальную мощность, то должны минимизировать обратное давление выхлопных газов*.

* Немного теории. Противодавление (обратное давление) на выхлопе является давлением, противоположенным току газов из камеры сгорания вдоль по ограниченному пространству трубы (в данном случае автомобильной). Часто причиной появления противодавления являются неровные поверхности стенок выхлопной трубы, препятствия или закругления в ней.

Обратное давление, вызванное установленной выхлопной системой (состоящей из выпускного коллектора, каталитического нейтрализатора, глушителя и соединительных труб) автомобильного четырехтактного двигателя, негативно влияет на эффективность работы двигателя, что приводит к снижению выходной мощности и должно быть компенсировано увеличением расхода топлива.

Немного практики. Возьмем автомобиль с очень «свободно дышащей» выхлопной системой: специальный гоночный автомобиль – драгстэр.

В выхлопной системе этого гоночного аппарата на каждом цилиндре применяется отдельная выхлопная труба. Длина каждой выхлопной трубы не превышает 1 метра, и служат они исключительно для управления потоком выхлопных газов, направляя их вверх и в сторону от двигателя и кузова автомобиля в процессе заезда, используя силу выхлопа для создания небольшого количества дополнительной прижимной силы для повышения тяги.

И вроде бы все в этом гоночном болиде ладно сделано и хорошо скроено, но есть одна противоречивая теория, которую время от времени озвучивают как на форумах Рунета, так и на зарубежных ресурсах, посвященных автомобилям. Главный посыл теоретической мысли – нехватка обратного давления в системе отрицательно влияет на мощность. Иными словами, если у вашего автомобиля в выхлопной системе слишком свободный ток выхлопных газов, это может фактически уменьшить выходную мощность.

К счастью, Джейсон Фенске с YouTube объяснил, что в данном случае хорошо, а что не очень.

Главная задача состоит в подборе труб системы правильной длины, от стенок которых волны выхлопных газов будут вовремя отражаться для возврата части энергии обратно, например к тому же цилиндру, во время открытия выпускного клапана, что позволит лучше очистить камеру сгорания от продуктов распада топлива. Буквально провентилировать ее изнутри.

Помимо этого, расчеты инженеров устремляются в сторону создания зон пониженного давления в трубах коллектора – другими словами, вакуума при помощи противодавления. Этот частичный вакуум может фактически высасывать выхлопные газы из цилиндра. Правильно спроектированная система выхлопа увеличивает этот эффект в широком диапазоне оборотов, эффективно очищая цилиндры от отработанных выхлопных газов при помощи точно настроенной формы выхлопной системы.

Двигатель, в котором лучше очищаются цилиндры, будет выдавать большую мощность, будет работать эффективнее, экологичнее и экономичнее. Без верно настроенных труб выхлопа, которые будут правильным образом распределять волны обратного давления, этого добиться будет крайне сложно, и отсюда неминуема потеря мощности.

Читайте также:  Двигатель м50 сколько лошадей

Тем, кому интересно узнать больше нюансов, можно посмотреть видео, предварительно включив субтитры и выбрав перевод на русский в меню «Настройки» (шестеренка в правом нижнем углу видео).

Источник

Фотоотчет Измерение противодавления катализатора, прибор и практика измерения

Александр_ru

Оракул

Собственно, давно собирался измерить противодавление катализатора, о чём много говорят, но не встречал (может плохо искал ) реализации в практике, в особенности в «гаражных» условиях. Вот «руки дошли» и до этого, а именно до выпускной системы. «Теоритическими» основания явилась книга А.Е. Хрулёва «Ремонт двигателей зарубежных автомобилей», из которой :

дальше было дело за поиском необходимого манометра и изготовления фитингов и трубопровода. Были изготовленны необходимые фитинги и прокладки, приобретены уплотнительные(медные) кольца. С манометром было вначале не всё так просто, на производстве найти и спи..ть манометр на 1 кг/см2 с необходимым классом точности 1.5 или ниже(а от этого зависит цена деления) не удалось, потому пришлось его приобрести через интернет-магазин. Вообще, конечно желательно было приобрести (или спи-ть ) манометр с пределом 0,6 кг/см2 и классом не выше 1.5, однако таких найти также не удалось, хочу сказать, что манометры класса 1.5 диаметром 160 мм , есть разумеется и меньше, но стоимость их уже становится не совсем бюджетной. С заказам я чуть поспешил и хоть была возможность заказать манометр с пределом 1 кг/см2, почему-то приобрел мановаккумметр -1 +0,6 кг/см2.
вот он:

были изготовлены фитинги :

мановакуумметр был поверен в моём присутствии специалистом в специализированных условиях (коробка шоколадных конфет ) поставили даже поверочное клеймо, однако я попросил убрать его, во избежание недоразумений ведь прибор предполагается использовать в частных,личных целях.
трубопровод:
относительно трубопровода: зная, что выхлопные газы реально очень горячие принял решение изготовить трубопровод из медной трубки, создав некое подобие «охладителя» так, что при необходимости можно было сделать к нему «холодильник» (кто знаком с устройством самогонного аппарата, поймёт ) Дело в том, что заводской охладитель среды стоит не совсем бюджетно, а равно и как разделитель сред, потому было на первом этапе ограничиться тем, что сделал. По факту, это было достаточно, т.к. измерение достаточно кратковременное, трубка практически не нагрелась, спокойно можно было держать рукой, никакого отрицательного действия на измерительную пружину оказанно не было, среда газообразная, воздух и выхлопные газы => «пробки» быть не может.

Источник

1500 бар — самое высокое давление в машине. И где оно?

Давление (и его антипод — разрежение) может возникнуть в любой замкнутой емкости — хотя бы из-за температурных перепадов. А если при этом задействованы механизмы, то колебания давления могут быть гораздо больше.

Любопытно, что даже в салоне машины давление воздуха обычно чуть выше атмосферного! Под воздействием вентилятора отопителя или скоростного напора воздух нагнетается в салон через дефлекторы. А в некоторых узлах и агрегатах оно выше в десятки раз.

Давление — движущая сила в автомобиле. Рассказываем, насколько велика его сила и что она может.

1. Камера сгорания — 60 бар (бензиновый мотор), 75 бар (дизель)

Этот параметр часто путают и с компрессией, и со степенью сжатия. Но это давление, которое возникает в момент сгорания топлива. Сильно «задирать» его нельзя, поскольку оно может разрушить кольца, вкладыши, клапаны. Тем не менее величина этого давления серьезная — даже у гражданских автомобилей.

2. Топливная система — до 1500 бар

В баке бензиновых и дизельных автомобилей поддерживается почти атмосферное давление. От изменений температуры или вследствие расхода топлива в нем может возникать легкое давление либо разрежение. В баке размещен насос, который подает топливо к двигателю с давлением не более 4 бар. В бензиновом двигателе с распределенным впрыс­ком топливо к форсункам поступает сразу, а в дизелях и моторах с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания стоят еще топливные насосы высокого давления. У бензиновых двигателей давление перед форсунками может достигать 100 бар. У дизелей давление после ТНВД может доходить до 1500 бар, и это самое высокое давление в автомобиле.

Читайте также:  Почему выдавливает масло из двигателя ваз 2110

3. Система смазки двигателя — до 4 бар

Создается масляным насосом с приводом от коленчатого вала. При высокой частоте вращения насос обеспечивает избыточную производительность, поэтому ставят редукционный клапан для его регулирования. В последнее время всё чаще ставят насосы с переменной производительностью — они отбирают у мотора меньше мощности, ­экономят топливо и сокращают выбросы вредных газов в атмосферу.

4. Давление во впускном трубопроводе — до 2,5 бар

У наддувного двигателя (и бензинового, и дизельного) на минимальных оборотах холостого хода давление сравнимо с атмосферным, так как турбокомпрессор почти не вращается. Зато по мере роста нагрузки и оборотов двигателя турбокомпрессор выдает сначала номинальное давление, а затем пытается «перенаддуть» мотор. Но электронные и механические ограничители ему не дают развить большего давления — так возникает протяженная полка крутящего момента, очень удобная для управления тягой.

5. Система охлаждения двигателя — 1,5 бара

Образуется при нагревании охлаждающей жидкости. Давление ограничивает паровой клапан пробки радиатора или расширительного бачка. Это давление снижает риск закипания двигателя и уменьшает потери на испарение.

6. Разрежение во впускном трубопроводе — 0,8 бара

У атмосферного бензинового двигателя там всегда разрежение, которое возникает из-за дроссельной заслонки и сопротивления воздушного фильтра. Максимальной величины достигает при торможении двигателем. Большое разрежение возникает при минимальных оборотах холостого хода, малое — при полностью открытом дросселе.

7. Перед турбиной — до 2 бар

Для вращения турбокомпрессора используются отработавшие газы. Давление перед турбиной ограничивают, тем самым регулируя производительность компрессора: перепускной клапан отводит часть выпускных газов мимо турбины. Бывают и турбины с регулиру­емым сопловым аппаратом, управляемым электроникой.

8. Система выпуска отработавших газов — до 1 бара

Это давление возникает после выпускного коллектора у атмосферных моторов и после турбокомпрессора в наддувных. Оно обусловлено сопротивлением сот каталитического нейтрализатора. Существенно увеличивается при разрушении и оплавлении керамических сот, а также при механическом повреждении трубы системы выпуска.

9. Управление трансмиссией — 5 бар (АКП), 7,5 бар (вариатор), 60 бар (робот)

Речь о давлении рабочей жидкости для управления элементами коробок. Здесь и поршни, отвечающие за сжатие лент и пакетов фрикционов, и перемещение конусов вариаторов, и включение передач в роботах. Такой разброс обусловлен применением в роботах отдельного электрического насоса высокого давления.

10. Тормозная система — до 180 бар

В старых автомобилях без АБС давление в контурах тормозной системы определял водитель: как нажмет на педаль, столько и получится (с учетом помощи вакуумного усилителя). Сейчас же за этой физической силой следит АБС. Ее гидронасос может создавать давление до 180 бар, но это не значит, что такое давление постоянно напрягает тормозные шланги. Это необходимо для увеличения быстродействия механизма. На практике максимальным давление бывает лишь в экстренных случаях.

11. Система кондиционирования — 4 бара (при заправке), 20 бар (рабочее)

Принцип действия основан на переходах хладагента из жидкого состояния в газообразное при изменении давления. Однако при этом начальное давление в системе также необходимо. В результате работы компрессора давление в трубках может достигать 20 бар.

12. Разрежение в вакуумном усилителе — до 0,8 бара

Разрежение в нем не всегда равно разрежению во впускном трубопроводе, хотя они и соединены шлангом. Применен обратный клапан, который позволяет вакуумному усилителю «хранить запас разрежения» даже после остановки двигателя. Его хватает еще на несколько торможений.

13. Амортизаторы — до 30 бар

Прошли времена, когда при заделке крышки амортизатора в нем оставался атмосферный воздух. Теперь в амортизаторах используют инертный газ либо с небольшим давлением, либо со значительным газовым подпором. Если шток амортизатора можно легко вдавить руками, газовый подпор не превышает 1 бар. Газовый подпор приподнимает автомобиль и делает подвеску немного жестче.

Читайте также:  Почему стучит двигатель пассат б3

14. Пневмоподвеска — 16 бар

В пневмоподвесках автомобилей давление обеспечивает насос, забирающий атмосферный воздух через фильтр. Обычно в пневмосистемах подвески легковых ­автомобилей используются давления, не превышающие 16 бар.

15. Газовые упоры — 120 бар

В газовых упорах, которые помогают открывать двери багажных отсеков и капоты, рабочим телом является азот, сжатый в некоторых изделиях до 120 бар. Любопытно, что наполняют газовые упоры, когда они полностью собраны, через штатное уплотнение штока, работа­ющее как обратный клапан.

16. Шины — 1,8–2,8 бара

Единственное давление, за поддержание которого ответственность лежит на водителе, а потому и нуждается в достаточно частой проверке. Шины несут основную нагрузку от массы автомобиля, от правильного давления в них зависит комфорт и безопасность.

Поэтому надо соблюдать рекомендации завода-изготовителя автомобиля.

  • Вы неправильно накачиваете колеса! Есть секрет — он тут.
  • Перед началом осенне-зимнего сезона стоит обзавестись щетками с обогревом BURNER. А чтобы боковые стекла оставались чистыми, нужен водосток лобового стекла.

Источник

Проектирование выхлопных систем — влияние диаметра трубы на противодавление в выхлопной системе

Доброго времени суток, любознательный читатель.

Сегодня расскажу тебе о результатах проведенных исследований по влиянию диаметра трубы на противодавление в выпускной системе.

Мотивом к проведению подобного исследования послужила «гигантомания», царящая в среде многих клиентов и производителей выпускных систем. Некоторые даунпайпы имеют основной диаметр 3.5 дюйма (88.9мм) и более при том, что в конце сужаются до 2.5-3 дюймов (63.5-76.1мм), а двигатели и штатные турбины, на которые они устанавливаются, имеют потенциал мощность не более 320-400 л.с.

Использование большого диаметра объясняется тем, что горячая часть турбины использует большое выходное отверстие. Однако, по сути, параметры турбины определяются прежде всего необходимостью максимально равномерно заполнить область перед катализаторами для их эффективной работы. Как правило, последние имеют диаметр 5 (127мм) и более дюймов.

Объект исследований – моя недавняя разработка – бескатализаторный даунпайп на двигатель BMW B48 .

Для иллюстрации различий я провел расчеты 3-х вариантов исполнения:

1) Штатная деталь с катализаторами

2) Даунпайп диаметром 3.5 дюйма (88.9мм)

3) Даунпайп диаметром 3.0 дюйма (76.1мм)

Все три варианта оканчиваются участком диаметром 80мм.

Целями исследования являются:

1) определение среднего давления у выходов из крыльчатки турбины и вестгейта;

2) определение разницы между средним давлением у выходов из крыльчатки и вестгейта с давлением у конечного отверстия детали.

1) Массовый расход воздуха из крыльчатки – 200 гр/с, из вестгейта – 50 гр/с. Общая цифра 250 гр/с примерно соответствует мощности 320-370 л.с.

2) Давление газов из крыльчатки – 2 бар, из вестгейта – 3 бар

3) Температура газов из крыльчатки – 620 С*, из вестгейта – 820 С* 4) Давление у конечного отверстия – атмосферное, температура – 20 С*

1) среднее давление у выходов из крыльчатки турбины и вестгейта:

a. Катализатор – 122,653 Па

b. Даунпайп 3.5 дюйма – 114,800 Па

c. Даунпайп 3 дюйма – 115,337 Па

2) разница между среднее давление у выходов из крыльчатки турбины и вестгейта с давлением у конечного отверстия детали:

a. Катализатор – 14,463 Па

b. Даунпайп 3.5 дюйма – 9,066 Па

c. Даунпайп 3 дюйма – 9,557 Па

Результаты говорят сами за себя – разница между даунпайпами 3.5 и 3 дюйма укладывается в пределы 500 Па или 0.005 бар . Оба варианта показали себя значительно лучше штатного катализатора — давление у выходного отверстия ниже штатного на 2,500 Па или 0,025 бар.

Источник

Adblock
detector