Все, что вы хотели знать о мото выхлопе

Two-stroke pipe

Двухтактные трубы имеют четкую форму, состоящую из двух секций мегафона, повернутых друг на друга, чтобы настроить как положительные, так и отрицательные волны давления на положение поршня, чтобы удалить выхлопные газы и зарядить топливную смесь.

Джефф Аллен

Немногие элементы оказывают такое большое влияние на дизайн мотоцикла, как выхлопная система. От заголовка до выхода мягкие кривые формы помогают определить некоторые из наших любимых велосипедов, но формы далеки от чисто эстетических.

Выхлопной газ содержит полезную энергию в виде скорости, а гладкие формы минимизируют потерю этой энергии. Поворот поршня с полным дросселем начинается с газа сгорания примерно на 1000 фунтов на квадратный дюйм за несколько градусов после верхней мертвой точки. Это давление быстро падает, когда он толкает поршень, передавая ему мощность. В настоящий момент выпускные клапаны или порты начинают открываться, примерно 100 фунтов на квадратный дюйм - это все, что осталось от давления горения.

Разве мы не можем продолжать расширять этот газ поршнем, чтобы получить всю его энергию? Мы могли бы, но мы этого не делаем, потому что выпускные клапаны должны открываться перед нижним центром, и такое низкое давление в цилиндре более эффективно используется по-другому: в настроенной выхлопной трубе.

 

Автомобильные двигатели все чаще восстанавливают энергию выхлопа в турбонагнетателях, но до сих пор серьезная турбонасосная мощность была слишком внезапной для случайного использования на мотоцикле. Поэтому энергия выхлопа используется как звуковые волны.

Как положительные (давления) волны, так и отрицательные (всасывающие) волны, движущиеся в каналах с правильной формой, могут использоваться для содействия движению поршня при удалении отработавшего отработавшего газа и заправки цилиндра свежим зарядом.

Основное правило при формировании выхлопных труб заключается в том, что в любом месте канала увеличивается поперечное сечение, проходящий импульс давления выхлопа будет расширяться, тем самым излучая / отражая отрицательную волну назад. Везде, где канал уменьшается в области, удерживает импульс, заставляя его отражать положительную волну.

Four-stroke exhaust system

Современные четырехтактные выхлопные системы используют конструкции, которые включают в себя такие устройства, как вентилирование с электронным управлением, для контроля уровня шума и настройки мощности.

Джефф Аллен

В четырехтактной системе, когда выпускные клапаны начинают открываться, импульс давления выхлопа поступает в трубу коллектора цилиндра. Когда он достигает точки канала - либо там, где заголовок соединяется с более крупным коллектором или соединяется с сужающимся мегафоном, он посылает обратно отрицательную волну давления в сторону двигателя. Длина заголовка выбрана так, чтобы отрицательная волна достигла затвора клапана - период вокруг верхней мертвой точки в конце хода выхлопа, когда выпускные клапаны еще не совсем закрыты, но входные отверстия уже начали открываться. Эта отрицательная волна поступает в цилиндр, сначала извлекая инертный выхлопной газ из камеры сгорания над поршнем, а затем поступает в систему, чтобы заставить впускной поток начинать поступать в цилиндр еще до того, как поршень начал двигаться вниз по ходу его впуска. Это повышает крутящий момент на 1) предотвращает разбавление свежего заряда остаточным отработавшим газом; и 2) путем подачи процесса впуска на голову.

 

Когда отрицательная и положительная волны чередуются в выхлопной трубе, при некоторых более низких оборотах она больше не является отрицательной волной, которая поступает в камеру сгорания во время перекрытия клапана. Это положительная волна, которая возвращает отработанные газы обратно в камеру сгорания, обратно через впускные клапаны и в систему впуска. Это, разбавляя свежую зарядку, она должна порвать поршень, вызывает падение крутящего момента двигателя. Это «плоское пятно», с которыми знакомы все строители двигателей и гонщики. Природа дает, но природа также отнимает.

Yoshimura Alpha T

Высоконадежные и исключительно легкие выхлопные системы, такие как эта замкнутая конкуренция Yoshimura Alpha T titanium система максимизируют длину заголовка и поток выхлопных газов для увеличения крутящего момента и мощности.

Джефф Аллен

Двухтактные трубы выглядят совершенно иначе. Они начинаются с тонкой трубы заголовка, как и четырехтактный, за которым следует мегафонный рог. Затем появляется разница: после того, как на рожке появляется центральная секция постоянного диаметра, после чего труба быстро сужается как обратный мегафон - к «выхлопной трубе» небольшого диаметра (которая может быть невидимой в некоторой форме глушителя).

Как поршень с двумя ходами, опускающийся на его силовой ход, начинает открывать большой выпускной канал в стенке цилиндра, в головку поступает импульс давления.

Когда он достигает мегафонного рога, это отрицательная волна, которая возвращается назад к цилиндру. Там низкое давление помогает удалить выхлоп из цилиндра и помогает свежего заряда проникать через два или более порта передачи.

Catalytic converters

Дальнейшее усложнение современных моделей выпуска мотоциклов - необходимость каталитических нейтрализаторов для снижения вредных выбросов. Для этого требуется технический балансирующий акт, который можно оценить только путем просмотра внутренних структур существующих конструкций выхлопных газов.

Джефф Аллен

Когда цилиндр заполняется, некоторый свежий заряд начинает теряться из все еще открытого выхлопного порта, но помощь уже в пути. В трубе импульс выхлопа прошел через центральную секцию трубы и теперь входит в обратный мегафон, отражая положительную волну назад к выхлопному порту. Эта положительная волна прибывает как раз вовремя, чтобы вернуть обратно в цилиндр новый заряд, который начал выходить из порта. В узкой зоне пиковой мощности двухтактный этот процесс фактически работает как высокоэффективный нагнетатель, дающий два удара своей исключительной мощности.


Задача дизайнера выхлопной трубы состоит в том, чтобы создать зону повышенного крутящего момента двигателя, достаточно широкую, чтобы всадник, используя редуктор, мог держать двигатель в этой зоне большую часть времени. Их решения помогают машинам, которых мы любим, их характерный толчок и рычание, и формируем прекрасные линии, которые мы помним больше всего.