din cartea lui V.N. Stepanov
Tuning de motoare de automobile: Sankt Petersburg, 2000. - 82 p.: ill.

5. MODERNIZAREA SISTEMULUI DE GAZ DE ESAPAMENT
Într-o mașină modernă, sistemul de gaze de eșapament (EG) are câteva funcții importante:
- suprimarea zgomotului în timpul degajării gazelor de eșapament la un nivel care nu depășește standardele sanitare stabilite;
- reducerea cantității de componente toxice din gazele de eșapament la valori care nu depășesc concentrațiile maxime admise.
Pe lângă îndeplinirea acestor funcții, sistemul de evacuare trebuie să asigure:
- buna curatare si purjare a cilindrilor motorului;
- pierderi minime de energie de evacuare pe drumul de la supapele de evacuare la paletele duzei turbinei;
- funcționarea turbinei cu pulsații minime ale debitului de gaze de eșapament.
În plus, sistemul de evacuare trebuie să aibă un design relativ simplu și să fie ușor de fabricat. Îndeplinirea acestor cerințe vă permite să obțineți un consum acceptabil de combustibil, să reduceți probabilitatea de rupere a palelor turbinei, să reduceți consumul de metal al sistemului de evacuare și să facilitați întreținerea acestuia.
Principala problemă atunci când încercați să echipați o mașină sistem eficient zgomotul de zgomot este dificultatea de a amplasa un amortizor de dimensiuni suficient de mari. Această problemă este de obicei rezolvată prin instalarea mai multor (până la trei) amortizoare conectate în serie cu dimensiuni mai mici pe mașină în loc de una mare. O cerință importantă pentru tractul de evacuare este prezența unei rezistențe minime la mișcarea gazelor de eșapament și, ca urmare, reducerea pierderilor de putere a motorului.
Pentru a reduce cantitatea de componente toxice din gazele de evacuare în tractul de evacuare mașini moderne este instalat un convertor catalitic. Particularitatea modelelor dezvoltate de convertoare catalitice este că neutralizarea eficientă a conținutului
în gazele de evacuare ale componentelor toxice se efectuează numai la o valoare a coeficientului de exces de aer α = 0,994 ± 0,003. Pentru a determina cantitatea de oxigen conținută în gazele de eșapament și pentru a corecta (dacă este necesar) compoziția amestecului aer-combustibil pentru a asigura funcționarea eficientă a convertorului catalitic, în conducta de evacuare este instalat un senzor. feedback, așa-numita sondă lambda, care se mai numește senzor de oxigen. La unele vehicule Toyota, un astfel de senzor este instalat atât la intrarea, cât și la ieșirea de gaz a convertorului catalitic. Acest lucru permite unității de control să evalueze eficiența convertorului catalitic.
Trebuie remarcat faptul că la instalarea unui convertor catalitic, rezistența tractului de evacuare crește inevitabil, ceea ce este însoțit de o scădere ușoară a puterii efective a motorului (cu 2 - 3 kW). Pentru a se asigura că rezistența totală a tractului de evacuare nu crește semnificativ la instalarea unui convertor catalitic, acesta din urmă este de obicei plasat în locul pre-toba de eșapament. Deoarece eficiența maximă a motorului apare atunci când funcționează pe amestecuri slabe (≈α 1,05...1,15), funcționarea forțată a motorului pe întregul domeniu de sarcină pe amestecuri cu compoziție aproape stoechiometrică duce inevitabil la o scădere a eficienței (până la 5%).

Ei se străduiesc să proiecteze tubul de evacuare al sistemului în așa fel încât, atunci când îndeplinesc principalele funcții care îi sunt atribuite, să contribuie la mai mult curatare completa camerele de ardere din gazele reziduale și umplerea mai completă a cilindrilor motorului cu încărcătură proaspătă. În funcție de metoda de organizare a mișcării fluxului de gaze de eșapament în zona de la supapele de evacuare până la intrarea în turbina turbocompresorului, sistemele de evacuare sunt împărțite în sisteme
presiune constantă,
impuls,
impuls cu convertoare de impulsuri
ejecție cu o singură țeavă.

Sisteme de evacuare cu presiune constantă datorită deficiențelor grave existente în motoare auto practic nu
aplica.
Cele mai răspândite sisteme de aici sunt pulsate și pulsate cu convertoare de impulsuri. Să aruncăm o privire mai atentă asupra acestor sisteme.
Datorită naturii ciclice a procesului de lucru în motoarele cu ardere internă cu piston, în tractul de evacuare, precum și în admisie, are loc o mișcare oscilatorie a gazelor, rezultând formarea unei unde de presiune.
Datorită diferenței mari de presiune a gazului în cilindru și tubul de evacuare, în primul moment de la începutul deschiderii supapei de evacuare, o cantitate semnificativă de gaze părăsește cilindrul. În această perioadă, numită pre-eliberare, se creează o undă de presiune care se deplasează cu viteza sunetului. Acest val, reflectat de pereții conductei de evacuare, în anumite circumstanțe poate împiedica fluxul suplimentar de gaz din cilindru din cauza diferenței mari de presiune în timpul perioadei inițiale de eliberare. Curățarea ulterioară a cilindrului de gazele reziduale se realizează în acest caz numai datorită acțiunii de împingere a pistonului. Evident, în astfel de condiții, cantitatea de gaze rămase în camera de ardere din ciclul anterior va fi cea mai mare. Acest lucru va afecta negativ umplerea ulterioară a cilindrului cu încărcare proaspătă și, în consecință, puterea, eficiența și performanța de mediu a motorului.
Cu toate acestea, unda de presiune rezultată poate fi folosită și pentru a crea condiții în spatele supapei de evacuare care ajută la îmbunătățirea curățării cilindrului de gazele reziduale. Pentru a face acest lucru, sistemul de evacuare trebuie reglat astfel încât până la sfârșitul procesului de evacuare, în timpul fazei de suprapunere a supapelor existente, să se formeze un vid în spatele supapei de evacuare atunci când valul trece. Acest lucru va duce la o creștere a cantității de gaze reziduale care curge din cilindru și la o umplere îmbunătățită a acestuia cu încărcătură proaspătă. Sistemul de evacuare este reglat de. În etapa inițială a lucrării, parametrii numiți ai sistemului de evacuare pot fi determinați preliminar prin metoda de calcul, dar apoi este necesar să se verifice și să se clarifice rezultatele obținute pe un banc de testare. La efectuarea acestor lucrări destul de intensive în muncă, pentru a reduce numărul de experimente pentru a obține rezultatul așteptat, ar trebui să se folosească tehnici cunoscute din teoria planificării experimentale.
Practica proiectării sistemelor de evacuare arată că cu cât mai mulți cilindri sunt uniți printr-o singură conductă de evacuare, cu atât mai mică este amplitudinea presiunii rezultată care apare în conductă, rezultată din suprapunerea undelor individuale. Prin urmare, pentru a evita suprapunerea nedorită a valurilor, sistemul de evacuare este realizat sub forma mai multor conducte dispuse ca un ventilator (unul deasupra celuilalt), în fiecare dintre care gazele sunt eliberate din cel mult trei cilindri. Pentru a preveni suprapunerea nedorită a valurilor, fluxurile de gaz din butelii sunt combinate prin conducte astfel încât să se asigure degajări alternative de gaz în fiecare conductă la intervale cât mai mari posibile. În acest caz, este necesar să se depună eforturi pentru a asigura aceeași lungime a conductelor de evacuare (în practică, acest lucru nu este întotdeauna posibil din cauza limitărilor dimensionale existente). Îndeplinirea acestor condiții este posibilă cu un aranjament în formă de evantai al conductelor de evacuare, atunci când acestea sunt amplasate una deasupra celeilalte. Asigurarea aceleiași lungimi a conductelor vă permite să ajustați sistemul de evacuare la un anumit interval de viteză de rotație a CV-ului. Într-un sistem de evacuare cu impulsuri, gazele de evacuare sunt furnizate turbinei prin conducte separate din fiecare grup de cilindri.

Într-un sistem de evacuare cu impulsuri cu un convertor de impulsuri, conductele care combină evacuarea din doi sau trei cilindri trec într-o conductă în formă de Y care efectuează conversia impulsurilor, ale căror două căi sunt combinate într-una singură după o anumită distanță. Comparativ cu pulsul clasic sistem de evacuare Un sistem de impulsuri cu un convertor de impulsuri este inferior în ceea ce privește dimensiunile generale, dar permite creșterea eficienței turbocompresorului și creșterea duratei de viață a turbinei.