Spaliny to nie tylko odpady. Są produktem ubocznym spalania i odpowiednio zarządzane mogą pomóc silnikowi lepiej oddychać. Producenci samochodów o tym wiedzą. Nie instalują elementów układu wydechowego po prostu w celu skierowania spalin z dala od pasażerów. Dążą do zwiększenia produktywności. Mianowicie, aby osiągnąć maksymalną wydajność w całym zakresie prędkości. W tym miejscu wchodzi w grę konfiguracja układu wydechowego 4-2-1. Jest to specyficzna konstrukcja zaprojektowana w celu optymalizacji oczyszczania w silnikach czterocylindrowych.
Зміст
Zrozumienie projektu 4-2-1
Nazwa dokładnie opisuje zasadę działania systemu. Liczby wskazują liczbę rur na każdym etapie. Od głowicy cylindrów lub od niestandardowego kolektora wychodzą cztery rury. Są one połączone w dwie rury. Te dwie rury łączą się następnie w jedną, która prowadzi do katalizatora i tłumika.
Prosta geometria. Ale fizyka zachodząca wewnątrz tych rur jest złożona.
Każdy układ wydechowy ma jedno zadanie: jak najszybciej usunąć gazy z cylindrów. Inżynierowie samochodowi nazywają ten proces „przedmuchem”. Prawidłowo wykonane czyszczenie poprawia ogólną wydajność silnika. Oczyszcza cylindry ze spalin, umożliwiając przy następnym suwie dolotu zassanie świeżej mieszanki powietrza i paliwa.
Fizyka ciśnienia i impulsów
Dlatego ważna jest synchronizacja. Za każdym razem, gdy silnik przechodzi w suw mocy, zawór wydechowy otwiera się. Powoduje to wzrost nadciśnienia w kolektorze dolotowym/wydechowym. Ale pomiędzy tymi skokami tworzą się strefy podciśnienia. Są one szczególnie zauważalne przy niskich prędkościach obrotowych silnika.
Jeśli masz silnik czterocylindrowy, cylindry uruchamiają się w określonej kolejności. Ich impulsy ciśnienia nakładają się na siebie. Jeśli długość rur zostanie wybrana nieprawidłowo, impulsy zderzają się. Spaliny z pierwszego cylindra mogą zderzać się z gazami z drugiego cylindra. Wzajemnie przeszkadzają. Przepływ zwalnia. Silnik musi pracować ciężej, aby wypchnąć spaliny.
Kolektor wydechowy 4-2-1 zapobiega temu.
Synchronizacja impulsów
Projekt opiera się na długości rur.
Rury 1 i 4 są podłączone do cylindrów 1 i 4. Cylindry te zapalają się razem w cyklu silnika. Rury 2 i 3 są podłączone do cylindrów 2 i 3. Są one uruchamiane parami.
Długość rur jest tak zaprojektowana, aby impulsy wydechowe z cylindrów 1 i 4 docierały w określonym czasie do pierwszego punktu łączenia. Impulsy z cylindrów 2 i 3 docierają o różnym czasie. Celem jest, aby fale gazowe pomagały sobie nawzajem.
Kiedy impuls z pierwszego cylindra wychodzi, tworzy się fala niskiego ciśnienia. Synchronizacja drugiej rury gwarantuje, że następny impuls wykorzysta tę falę. Gazy są przyspieszane na zewnątrz cylindra, zamiast walczyć z ciśnieniem resztkowym. Gazy są płynnie łączone w sekcję dwururową. Następnie wpływają do jednej rury. Przechodzą przez katalizator. Wychodzą przez rurę wydechową.
Zastosowanie na drogach publicznych i na torze
System ten jest szeroko rozpowszechniony. Znajdziesz go w wielu samochodach codziennego użytku.
Jest zoptymalizowany do ogólnej jazdy. Zapewnia dobry przepływ powietrza przy niskich i średnich prędkościach. Oznacza to lepszy moment obrotowy podczas skręcania na autostradzie lub przyspieszania na światłach.
W samochodach wyścigowych rzadko stosuje się konstrukcję 4-2-1. Preferują system 4-1. Ten projekt łączy wszystkie cztery rury w jedną na raz. Jest lżejszy. Działa lepiej przy bardzo dużych prędkościach. Zwiększa moc w górnym zakresie obrotów.
Obydwa systemy dążą do tego samego celu. Zwiększona wydajność. Różnica polega na tym, jaką część zakresu prędkości obrotowej silnika traktują priorytetowo. Zwycięstwa 4-2-1 za jazdę po drogach publicznych. Zwycięstwo 4-1 na torze.
Kolektory i wzrost wydajności
Wymiana seryjnego kolektora na wysokiej jakości kolektor 4-2-1 jest jedną z najskuteczniejszych modyfikacji czterocylindrowego silnika.
Można spodziewać się wzrostu mocy o 10–20 koni mechanicznych. To nie tylko liczba na hamowni. Uczucia się zmieniają. Silnik zaczyna łatwiej oddychać.
Jest jeszcze jedna zaleta. Zużycie paliwa często spada. Dlaczego? Ponieważ silnik nie musi tak ciężko pracować, aby wypchnąć spaliny. Mniejsze przeciwciśnienie oznacza mniejsze straty pasożytnicze. Silnik pracuje wydajniej.
Często zadawane pytania
Dlaczego niektóre samochody mają cztery rury wydechowe?
Wizualnie cztery rury zwykle odnoszą się do czterech wylotów w komorze silnika, a nie do rur wydechowych z tyłu. Taka konstrukcja poprawia wydajność w pewnym zakresie prędkości obrotowych silnika.
Czy czterocylindrowy silnik może mieć podwójny wydech?
Zazwyczaj w samochodzie czterocylindrowym zastosowano pojedynczy kolektor wydechowy. Dostarcza gazy do systemu jednorurowego. Podwójne układy wydechowe są bardziej powszechne w silnikach sześcio- lub ośmiocylindrowych, w których objętość gazów wymaga oddzielnych ścieżek w celu zmniejszenia przeciwciśnienia.
Jak dużą różnicę robią kolekcjonerzy?
Wysokiej jakości nagłówki mogą zwiększyć moc o 10–20 koni mechanicznych. Mogą także poprawić oszczędność paliwa. Dokładny wzrost zależy od stanu silnika i jego tuningu.
Podsumowanie
Układy wydechowe to coś więcej niż tylko źródła hałasu. Są to elementy wpływające na wydajność. Konstrukcja 4-2-1 to eleganckie rozwiązanie problemu losowej kolejności zapłonu w silnikach czterocylindrowych. Wykorzystuje fizykę, aby przekształcić sprzeczne fale ciśnienia w zsynchronizowany przepływ.
Dla kierowców poruszających się po drogach publicznych,
