Выхлопная система мотоцикла — в чем ее основная задача?
Выхлопная система — одна из наиболее недооцененных частей мотоцикла среди простых обывателей. Самое распространенное заблуждение заключается в том, что выхлоп — это только звук. Мол, заменю ка я банку, изменю звук и ладушки. На самом деле выхлопная система имеет огромное значение для эффективной работы двигателя. Именно поэтому ей стоит уделить много внимания.
Не устану повторять, что в мотоцикле нет бездарных элементов, если это не наклейка на бак от жвачки, которую вы не знали куда деть и то, она может прикрывать по первости царапину до металла. Так выхлопная система является точно выверенным узлом инженерной мысли.
В чем заключается работа выхлопной системы?
Разработкой распределения давления внутри выхлопной трубы занимается наука — газодинамика.
Последовательность идеальной работы выхлопной системы:
— Погоди, откуда вдруг берется отражение потока?
Внезапно, чтобы охладить газы максимально быстро внутри самой выхлопной системы, им, газам, нужно дать возможность расшириться. По этой причине выхлопная система обязана иметь объем больший, желательно в несколько раз, чем объем цилиндра мотоцикла.
А теперь представьте, что вы резко выливаете в воронку с узким горлом ведро воды. Вода, естественно через горлышко моментально не телепортируется, поэтому половину воды вы просто расплескаете по сторонам. Примерно так же происходит внутри выхлопной системы, резкий выброс разогретых газов, которые моментально расширяются, но не успевают полностью покинуть полости трубы. Отсюда отражение и откат потока уже пониженного давления. Смекаете?
Вершина инженерной мысли, которая венчает идеальную систему выхлопа состоит в том, чтобы рассчитать длину впускного тракта так, чтобы отраженные газы успели вернуться к моменту открытия клапана. Тогда, по законам великой физики, наполняемость цилиндра увеличивается, как увеличивается и мощность двигателя. А в выхлопной системе момент отката отраженных газов, которые успеют вернуться к новому выпуску, помогают двигателю избавиться от остатков отработанных газов.
Если поток отраженного газа вернется к выпускному клапану до момента его закрытия, то он затолкнет часть отработанных газов обратно.
Гашение пламени, охлаждение газов и отведение их в заднюю часть мотоцикла
Вторая функция выхлопной системы, которая больше защищает пилота, чем мотоцикл. Пробовали ли вы когда-нибудь завести мотоцикл без глушителей? А поездить без них? Ох уж это адское пламя, которое превращает в уголь твои мотоботы. Мотоцикл изрыгает остатки смеси, которая догорает сразу после выброса, обычно в «колене» выхлопной трубы, но если остатков было слишком много, огненную вспышку можно заметить и позади мотоцикла.
Разгоряченные газы необходимо охлаждать, что и происходит в трубах, а чтобы копоть, дым и раскаленный воздух не мешали пилоту, трубы уходят в хвостовую часть. Так удачно сочетается необходимый объем выхлопной системы с нужной длиной для отведения. В идеале располагать концы труб так, чтобы газы не выходили на чувствительные части мотоцикла. Сколько новичков опалили кофры или легкие пластиковые примочки тюнинга, забыв про выхлопную трубу?
Экологичность
Так как планета у нас одна на всех, то уровень экологичности уже давно заботит производителей и законодателей. Чем новее модель мотоцикла, тем хитрее будет выхлопная система, имеющая дополнения в виде катализаторов и фильтров.
Понижение уровня шума
И только в самом хвосте этого списка будет красивый звук выхлопа. Я не спорю, именно бархатистые раскаты заставляют искать в трафике источник звука, но приятный уху тембр больше дополнительная сопутствующая характеристика в момент разработки, нежели сама цель.
Высокие тона выхлопа заставляют морщится пешеходов. О таких мотоциклах говорят, что они кричат или визжат. Все потому что высокие диапазоны не так приятны, как пониженное улюлюканье. Поэтому огромное количество пилотов гонится в первую очередь за красивым урчащим звуком выхлопа, и только потом с удивлением узнают, что их новинка увеличивает мощность двигателя.
Выхлопную систему очень часто называют способом дыхания мотоцикла. Когда система неисправна, загрязнена или неверно подобрана, мотоцикл будет страдать на такте выпуска газов, возможно начнет задыхаться. Зато отлаженный выхлоп способен улучшить характеристики вашего мотоцикла.
Зачем мотоциклу две выхлопные трубы
Принцип работы выпускного тракта основан на генерации волн давления при открытии выпускных каналов. Волны распространяются со скоростью звука и создают положительное и отрицательное (относительно атмосферного) давление. Каждое изменение диаметра трубы меняет давление с положительного на отрицательное и наоборот. Варьируя диаметр и длину трубы, мы можем определять нахождение в ней выхлопных газов и помогать удалять отработавшие газы на определенных оборотах коленчатого вала. Единственной проблемой является то, что этот эффект работает только на определенных оборотах коленчатого вала, например, 9500, 8000 или 10000мин-1. Настроившись на определенные обороты КВ, на других режимах эффект будет проявляться в гораздо меньшей степени.
На современных гражданских мотоциклах выхлопная система обычно состоит из двух частей – из приемной трубы и глушителя. Приемная труба обычно выполняется двух- или трехстенной.
Совпадение длины и диаметра приемной трубы. Форма глушителя. Фазы и подъем кулачков распредвала. Длина впускного коллектора. Размеры карбюратора. Форма и пропускная способность воздушного фильтра. По совпадению всех этих вещей, производитель мотоцикла выпускает глушитель, гасящий шум от выхлопных газов, позволяя при этом двигателю выдавать мощность в широком диапазоне оборотов коленчатого вала. Но мы продолжаем и сверлим дырки в глушителях и потрошим их, ради того, чтобы было ГРОМЧЕ!
Раньше мы использовали “Snuff-or-Nots” или “Snuffer nuts” (устройство наподобие поворотной пластины с отверстием, аналог сегодняшней флейты/ДБ-киллера). Прибавляет кучу «лошадей», как мы думали. Не знаю, насколько мы ехали быстрее, но совершенно точно ехали громче! Боюсь, эти времена ушли навсегда. Мотодвигатели с начали 80-х — отлично настроенные агрегаты, и старый трюк со “Snuff-or-Nots” с ними больше не пройдет.
Лучше всего будет оставить выхлоп в покое, этот шум действительно раздражает. Есть мнение, что чем сильнее грохот от тебя, тем больше ты в безопасности. Водители будут тебя слышать и потому не переедут. Не думаю, что свалить в закат рыча от тех, кто меня видел и слышал и обсудили с другими такими же людьми, является хорошей затеей. По-моему, прямотоки (“loud pipes”) лишь вызывают агрессию со стороны окружающих и интерес со стороны полиции, что из этих зол лучше – решать Вам. Федеральное правительство начинает задумываться над этим вопросом и в конечном счете просто выдавит производителей прямотоков с рынка.
Самой большой проблемой стоковых глушителей являются условия, в которых они работают. На каждый галлон (прибл. 3,78л) бензина через выхлопную трубу проходит галлон водяного пара, который инициирует ржавчину на внутренней стенке выхлопной трубы. Было бы совсем не плохо подобрать недорогой неоригинальный глушитель за 40$, как для автомобиля. К сожалению, с мотоциклами это не так. Для двух колес приемные трубы и «банка» стоят целое состояние, оригинальный глушитель на Honda Shadow, к примеру, стоит до 970 баксов.
Единственным хорошим недорогим решением является афтермаркет (неоригинальные запчасти). Комплект для той же Shadow, скажем, обойдется примерно в 300$. С этим смириться куда проще. Некоторые производители предлагают банки со сменной набивкой из минеральной ваты. Проблемой с неоригинальными частями может оказаться, что ваш мотор работает не так, как должен. Если производитель привел рекомендации по установке комплекта жиклеров и игл (Dynojet, Jet-kit), то все не так страшно. В противном случае попробуйте посмотреть таблицы настройки карбюраторов, должно помочь. Чем громче выхлоп, тем больше шансы, что нужно апгрейдить карбюратор(ы). По моим личным наблюдениям, без научных обоснований.
Если же у вас проблемы только с самим глушителем, попробуйте заменить только банку. Super Trapp продает настраиваемые глушители диаметром 3″ и 4″. Просто добавляешь пластины на срез банки. Больше пластин – меньше сопротивление и больше громкости, и наоборот. Это дает возможность настроить глушитель под двигатель. Это отлично работает для эндуро и кросса, потому как пластины выступают в роли пламегасителей, необходимых для любого офф-роада. Пламегасители задерживают искры диаметром больше 0.023″ (0,58мм). Это предотвращает возникновение огня. e Super Trapp также выпускает комплекты набивки. По ценам на 2007 год это примерно 150-200$.
Самый дешевый способ – починить имеющиеся трубы. Однако это может быть не лучшей идеей – труба редко ржавеет в одном месте. Проблема в том, что хром на наружной поверхности выкрашивается. Механики, ремонтирующие глушитель, любят взять «шведки» и смять трубу, которую впоследствии меняют. Ваши трубы покрыты слоем хрома, поэтому оберните губки «шведок» мягким материалом. Если вы нашли слабое место или дырку, заварите или запаяйте это место, используя пластину тонкого металла. Также вам могут предложить термоленту, которой необходимо обмотать трубу и закрыть дыру. Это бросается в глаза и выглядит уродливо, однако дешево и может помочь вам докатать сезон.
Подведем итоги? Три варианта на выбор, от дорогого к дешевому.
1. Использовать оригинальные запчасти.
2. Обратиться к афтермаркету.
3. Отремонтировать имеющиеся детали.
Строение выхлопной системы, что полезно знать пилоту?
Выхлопная система мотоцикла обязана обеспечить четкий отвод и охлаждение газов таким образом, чтобы отраженный поток газа вернулся к выпускному клапану к моменту его следующего открытия. Чем новее модель мотоцикла, тем сложнее и продуманнее будет отвод газа.
Форма и длина
Первым делом затронем именно эту сторону вопроса. Напомню, что объем выхлопной трубы должен в несколько раз превосходить объемы цилиндров. Поэтому короткие выхлопные трубы менее эффективны, чем длинные. Газы из коротких систем всегда будут более горячими и опасными для ног пилота.
Во-вторых, форма выхлопной трубы обязана быть максимально плавной и округленной. Резкие углы будут затормаживать движение газов и накалять место изгиба, а значит в изгибе случится прогар или трещина, а это ремонт, морока и недовольные пользователи.
К форме хочется отнести конфигурацию выхлопной системы, а именно две выходящие от каждого цилиндра трубы, а может быть по 2 в 1 системе, а может быть и все 4 в 1. Случается даже интересный переходный вариант 4 в 2 и эти 2 в 1 выхлопную трубу.
Конфигурация выхлопной системы будет очень сильно зависеть от строения двигателя. Для двухтактных мотоциклов рекомендуются отдельные трубы на каждый цилиндр, потому что в таком случае рабочий объем выхлопной системы настолько превышает объемы двигателя, что газы способны достаточно расшириться при выпуске, чтобы полностью охладиться.
Случаются и более сложные формы коллекторов-пауков, которые соединяются в общий диффузор.
Выпускной коллектор
В народе его называют «колено» за характерный изгиб. О мягких округлых формах мы уже говорили. Настало время разобраться с системами 4 в 1 и 4 в 2. Здесь нечего мудрить, все элементарно. Когда двигатель имеет в коллекторе сначала 4 выхода по 1 на цилиндр, которые в последствии быстро соединяются в 1 и выходят на глушитель.
Система 4 в 1 признана одной из самых удачных для езды на высоких оборотах, поэтому она так популярна среди профессиональных мотогонок и спортивных моделей.
Коллекторы с длинным соединением в 1 осуществляют переход от 4, через 2 в 1, но это не шибко популярный вид, хотя они хороши для любителей и новичков, так как улучшают характеристики на более широком спектре оборотов, нежели 4 в 1, который отрабатывает на все 100000 при повышенных нагрузках.
После остановки двигателя внутри выхлопной системы в коллекторе образовывается конденсат. Если у вас чугунный коллектор, то конденсат может вызвать коррозию.
Существуют еще и керамические коллекторы. Интересная тема для тех, кому жизненно важно снизить вес мотоцикла. Коллекторы из керамики весят действительно мало, но и снашиваются со скоростью тех же выхлопных газов, быстро трескаются и требуют замены. С другой стороны, если вы профессиональный пилот гоночного трека, вы и так после заезда меняете чуть ли не половину расходников, начиная с покрышек и заканчивая цепью, почему бы не поменять еще и коллектор, раз пошла такая пьянка?
Для гражданских мотоциклистов беспроигрышным вариантом все равно будет нержавеющая сталь, потому что она не боится конденсата и достаточно долговечна.
Диффузор
Промежуточная часть выхлопной системы между коленом и глушителем. Обычно в нем происходит расширение газов для охлаждения перед тем, как покинуть трубу.
Глушитель
Самая любимая, лакомая и вкусная часть выхлопной системы. Именно она со всеми своими примочками отвечает за тембр голоса вашего мотоцикла. Именно «банку» без конца меняют пилоты, когда им не нравится звук выхлопа.
К слову, внутри глушителя можно обнаружить разные начинки от катализаторов и фильтров до Db Killer, он же среди простых смертных отзывается на «флейту», и мы чуть не забыли про мощностной клапан! Теперь по очереди.
Катализаторы и фильтра — наполнения, которые призваны подводить выхлоп мотоцикла к необходимой экологической норме. Они есть не везде, но встречаются достаточно часто в молодых моделях.
Db Killer/флейта — система внутри корпуса с множеством каналов и отверстий, через которые проходят газы. Система призвана увеличить сопротивление потокам газа. Если вынуть флейту, то система превращается в прямоточный аналог с совершенно другим звуком выхлопа и меньшим сопротивлением газов.
Существуют модели выхлопных систем в которых можно регулировать открытие заслонок нажатием кнопки на руле, тем самым форсировать выхлоп и звук в зависимости от ситуации. Примером такой системы будет Dr. Jekill & Mr. Hyde, которая поставляется в комплекте с кнопкой управления для руля и уже может быть установлена на многие топовые бренды.
Мощностной клапан — суть его в распределении отраженной волны газового потока. Делается это для того, чтобы поток газа не достиг выпускного клапана в момент его закрытия. Клапан пропускает только те отраженные волны, которые способствуют наполняемости цилиндра и избавлению его от отработанных излишков. Самые известные системы SAEC – Suzuki, EXUP – Yamaha.
По материалам изготовления популярными стали:
Итак, мы выяснили, что выхлопная система мотоцикла достаточно сложна и многогранна. Чем новее модель мотоцикла, тем замысловатее будет ее выхлопная система. В век электроники многие функции мотоцикла зависят от обратной связи с электрикой. Так, например, при вынимании чипа, мотоцикл может не заводиться, а только предательски мигать лампочкой на панели, указывая, что фокус не удался. Дистанционная регулировка уровня выхлопа так же интересное нововведение, на ряду с постоянными разработками инженеров.