Выпускной коллектор – это важная часть системы выпуска отработанных газов, предназначенная для удаления продуктов сгорания из камеры двигателя. При этом резонирующие волны выхлопа способствуют улучшению продува и наполнения самой камеры сгорания.
Чаще всего, выхлопной коллектор изготавливают из чугуна. Одной стороной механизм крепится к катализатору или к выхлопной трубе (если в системе выпуска отработанных газов не подразумевается наличие катализатора), а другой – непосредственно к самому двигателю внутреннего сгорания.
Такое специфическое расположение способствует тому, что коллектору приходится работать в достаточно сложных условиях, ведь температура, проходящих через него газов иногда превышает тысячу градусов. От таких перегревов может выйти из строя прокладка выпускного коллектора. В момент глушения двигателя происходит резкое охлаждение коллекторных полостей и неминуемое выпадение конденсата. Именно поэтому коллектор выхлопной трубы очень подвержен коррозии.
Принцип работы выпускного коллектора
Движение газов по выпускным каналам представляет собой, волновой процесс, который экспериментально стараются согласовать с волновыми процессами, возникающими при движении смеси горючего во всасывающем тракте. Открытие выпускного клапана приводит к тому, что из камеры сгорания газ под давлением устремляется в выпускной коллектор. При этом разница давлений в этих двух полостях приводит к формированию волны, которая отражается от ближайших препятствий (например, катализатора), направляется назад к цилиндру и достигает его в момент очередного такта выпуска. Такой резкий вывод продуктов сгорания приводит к образованию в цилиндре разряжения, способствующего улучшению очистки самого цилиндра, и более быстрому его наполнению свежей горючей смесью. Распространяется волна со скоростью выхода из цилиндра, поэтому формирующийся резонанс образуется в трубе в довольно широком диапазоне оборотов. Следовательно, увеличение оборотов двигателя приводит к ускорению выхода газов из цилиндра и ускорению движения волны, которая как раз успевает возвратиться к началу очередного, более короткого цикла.
Увеличение мощности автомобиля с помощью выпускного коллектора (паука)
На долю выхлопного коллектора приходится львиная доля потерь мощности двигателя в системе выпуска. Чтобы предотвратить эти потери в спортивных и тюнингованых автомобилях стараются создать достаточно благоприятные и одинаковые условия работы для каждого из цилиндров. При этом коллекторные выпускные трубы делают персонально для каждого цилиндра и одинаковой длины. Такой выпускной коллектор «паук» отличается от штатной модели формой, выпускными окнами и порядком соединения имеющихся приёмных труб.
Выпускной «паук» может быть коротким и длинным. Формула короткого «паука» для обычного четырёхцилиндрового двигателя выглядит, как 4-1, т.е. 4 выходные трубки соединяются в одной. Этот спортивный выпускной коллектор «паук» может повысить мощность двигателя только в узком диапазоне оборотов – более 6000 об/мин. Его в основном используют в спортивных авто и автомобилях, оснащённых высокофорсированным двигателем.
Выпускной коллектор 4-2-1 (четыре канала объединяются вначале попарно, а затем вдали от двигателя сливаются воедино в одну трубу) относится к длинным «паукам» и прекрасно подходит для любительского тюнинга. Герметичность крепления выводной трубы к пауку определяет прокладка выхлопного коллектора. Он обеспечивает прирост крутящего момента и мощности в достаточно широком диапазоне. Однако прирост такой мощности относительно невелик, и для отечественных автомобилей ВАЗ редко когда превышает 5-7%. В прямоточной системе могут быть использованы промежуточные прямые трубы, имеющие увеличенный диаметр. Оснащают также выпускной «паук» 4-2-1 резонаторами пониженного сопротивления. Иногда вместо жестких соединений могут быть поставлены шаровые соединения или «гофры» (сильфоны). Первые не способствуют созданию паразитных резонансных частот, но характеризуются недолговечностью. Может быть использован при тюнинге и выпускной коллектор 4-2-2.
