Система выпуска мотоцикла и мощность

В редакцию обращаются многие читатели с просьбой рассказать о переделке или замене глушителей, периодичности очистки и с другими вопросами, связанными с системой выпуска двухтактных двигателей. Ответы на них даются в этой статье.

Многие мотоциклисты считают, что глушители в двухтактных двигателях служат только для уменьшения шума выпуска отработавших газов. В действительности — это лишь одна их функция. Другая, не менее важная, — способствовать лучшему наполнению цилиндра. О ней часто забывают.

Рис. 1. Глушители:

Рис. 1. Глушители:
а - мотоцикла ИЖ;
б - мотороллера ВП-150М

Первый процесс хорошо изучен, и создание конструкций глушителей, только уменьшающих шум выпуске, не представляет больших трудностей. Принцип их работы — в снижении давления, скорости и температуры отработавших газов, выходящих в атмосферу. Достигается это за счет расширения потока газов в корпусе глушителя и дробления его с изменением направления в специальных вставках (рис. 1). Сопротивление движению газов в трубе и глушителе при этом должно быть минимально возможным — тогда они быстро и полностью освобождают цилиндр. Поэтому двухтактные двигатели так требовательны к чистоте выпускной системы. Нагар, откладывающийся в выпускных патрубках цилиндра, трубах, глушителе и вставках, уменьшает их проходные сечения. Из-за этого к моменту открытия перепускного (продувочного) окна давление в цилиндре может оказаться больше давления поступающей в него смеси, и тогда отработавшие газы проникнут в кривошипную камеру, а затем вместе со свежей смесью возвратятся в цилиндр. В нем они перемешаются с не успевшими выйти газами, образуя рабочую смесь очень низкого качества. В результате двигатель перегревается, мощность его падает.

Поскольку масло для смазки двухтактного двигателя находится в рабочей смеси, количество отложений в выпускной системе в виде нагара и несгоревшего масла значительно больше, чем у четырехтактного. Это обязывает владельцев мотоциклов с двухтактным двигателем чистить систему после 3—5 тысяч километров пробега.

Более сложной проблемой является улучшение наполнения цилиндра. Для этого надо создать в определенный момент разрежение и подпор у выпускных окон.

Разрежение ускоряет выход газов из цилиндра, освобождая его объем для заполнения свежей смесью. Подпор (волна повышенного давления), созданный в момент, когда свежая смесь начинает выходить в выпускную систему (вслед за отработавшими газами), возвращает ее обратно, увеличивая таким образом заряд цилиндра. Мощность двигателя возрастает, а расход топлива уменьшается.

Рис. 2. Схема волн давления в системе выпуска

Рис. 2. Схема волн давления в системе выпуска:
а - прямая волна;
б - возвращение свежей смеси в мотоцикл;

И разрежение и подпор могут создать отработавшие газы. Дело в том, что при движении поршня вниз, когда его верхняя кромка открывает выпускное окно (перепускные окна закрыты), отработавшие газы под давлением 4—5 кг/см2 с огромной скоростью устремляются в выпускную систему, создавая в ней волну повышенного давления (рис. 2, а). Отражаясь от конца глушителя, перегородок, вставок, она возвращается обратно. Ее амплитуда имеет знак, противоположный знаку прямой волны, поэтому, складываясь, эти две волны образуют зону пониженного давления, которая и ускоряет выход газов из цилиндра.

Обратная волна, отразившись от кромки окна цилиндра, идет к концу глушителя и возвращается назад теперь уже со знаком амплитуды, совпадающим со знаком прямой волны. Складываясь, они образуют у выпускного окна волну повышенного давления, которая и возвращает начавшую выходить свежую смесь обратно в цилиндр (рис. 2, б). Таким образом, блуждающая волна должна проходить в выпускной системе вперед и назад два раза за период выпуска и продувки.

В выпускной системе действующих двигателей блуждающие волны создают столь сложную кертину, что произвести даже приблизительный расчет можно только при помощи электронных вычислительных машин. Поэтому конструкцию выпускной системы, особенно глушителей, тщательно подбирают при многочисленных и разнообразных испытаниях. Трудность задачи усугубляется тем, что скорость распространения волн зависит от скорости движения поршня (числа оборотов коленчатого вала). Создать глушитель, одинаково эффективный для всего диапазона рабочих оборотов вала, пока не удается. Глушители, устанавливаемые на дорожные мотоциклы, рассчитаны на скорости, которыми наиболее часто пользуются.

Рис. 3. Глушители спортивных мотоциклов

Рис. 3. Глушители спортивных мотоциклов

На спортивных мотоциклах система выпуска служит главным образом для повышения мощности двигателя (улучшением наполнения) в узком диапазоне высоких оборотов коленчатого вала. В глушителях этих мотоциклов (рис. 3), как правило, отсутствует внутренний набор, служащий для уменьшения шума. Увеличение заряда цилиндра достигается подбором объема, формы и длины глушителя.

Из сказанного выше видно, что ставить глушители с других машин или дорабатывать их без предварительных испытаний — значит заведомо уменьшить мощность двигателя или увеличить шум.

Совершенно недопустимо, например, удалять из глушителей мотоциклов Ява внутреннюю трубу, что, к сожалению, делают некоторые их владельцы. Превращая свою машину в стреляющий пулемет, они полагают, что увеличивают мощность и скорость ее. В действительности же происходит обратное. И правы работники ГАИ, задерживая таких горе-мотоциклистов, не считающихся с окружающими людьми.

 

Б. СИНЕЛЬНИКОВ, инженер

1968N11P20









Связь с администрацией: admin@roker.kiev.ua