Коллектор в мотоцикле это
Как устроен глушитель мотоцикла?
Мотоциклетный выхлоп – это сложная конструкция. Чем современнее модель, тем более она замысловата. При этом работа большинства опций напрямую связана с электрикой. К примеру, если вынуть чип, то «железный конь» может вовсе не завестись, а просто мигнуть лампочкой. Мы остановимся на том, как устроен глушитель мотоцикла, его принцип работы и параметры. Благодаря данной информации можно разобраться быстров причине поломки, изменение звука работающего двигателя.
Современные модели мотоциклов оснащаются звукопоглощающими или резонаторными глушителями. В редких вариантах можно встретить комбинированную систему. Чаще всего устанавливают резонаторные глушители. Однако любители грохочущего звука предпочитают звукопоглощающие виды, изготовленные из нержавейки или алюминия. Они отличаются также эстетичным внешним видом и улучшают «дыхание». Модели из других материалов стоят дороже.
Титановые глушители зарекомендовали себя, как особо прочные. Поэтому их выбирают любители активной езды. Установка такого вида помогает свести к минимуму возможность повреждения глушителя при столкновении с асфальтовым покрытием.
Как работает выхлоп?
Главная обязанность – обеспечение отвода и охлаждения воздуха так, чтобы отраженный газ возвращался обратно к выпуску до его открытия. Однако некоторые забывают об этом, акцентируя внимание только на качестве звука. Так, глушитель еще и:
В идеале выхлоп работает так:
Для эффективного и быстрого охлаждения газов они должны расшириться. Для этого объем системы выхлопа должен быть значительно больше объема цилиндра.
По правилам, длина впускного тракта рассчитана так, чтобы отраженный газ направился обратно четко к раскрытию клапана. В этом случае наполняемость цилиндра становится больше, благодаря чему увеличивается мощность мотоцикла. Отраженные волны, возвращаясь к новому выпуску, способствуют удалению отработанного газа.
Если же газ вернется к клапану, пока тот еще закрыт, то он при открытии направит часть волн назад.
Гашение пламени, охлаждение газов и отведение их в заднюю часть мотоцикла
Это вторая по важности функция выхлопа, защищающая преимущественно водителя, а не сам аппарат. Без глушителя мотоцикл заводить категорически не рекомендуется, потому что из трубы вылетает пламя, которое может нанести непоправимый вред.
Горячий газ обязательно нужно остужать – это и делают трубы. Для того, чтобы дым и разгоряченный воздух не доставляли водителю неудобств, труба выведена в хвостовую часть аппарата. Наиболее оптимальное расположение выхлопа – когда трубы не направлены на чувствительные детали мотоцикла. Некоторые забывают про это, из-за чего опаляются кофры или другие пластиковые части.
Экологичность
В настоящее время большое внимание уделяется экологии. Поэтому современные модели оснащены сложными выхлопными системами с катализаторами и фильтрами.
Снижение уровня шума
Это не такая важная опция, но без нее никуда. При правильной настройке выхлопа мотоцикл издает бархатистое «урчание», которое так любят пилоты. Однако звук – это не цель при разработке, а только сопутствующая характеристика.
Высокий грубый тон выхлопа не нравится никому – пониженный тембр куда приятнее на слух. По этой причине многие водители гонятся за красивыми урчащими звуками, а после установки такого выхлопа узнают, что дополнительно увеличили мощность своего железного коня. Хорошо настроенный и исправный выхлоп способен улучшить характеристики мотоцикла.
Форма и длина
Как говорилось выше, объем трубы выхлопа должен быть больше, чем объем цилиндра. Поэтому от короткой трубы будет меньше эффекта, чем от длинной. К тому же, раскаленный газ из короткой системы будет опасен для пилота.
Формы конструкции должны быть округлыми. На острых углах начнет замедляться движение воздуха, из-за чего места изгибов будут раскаляться, в результате чего со временем появится трещина.
Конфигурация выхлопа тоже относится к форме – это выходящие из цилиндров трубы. Их может быть разное количество:
Это зависит от самого мотора. На двухтактные аппараты обычно ставят по отдельной трубе на цилиндр. Тогда объем выхлопа так сильно превосходит объем двигателя, что волны воздуха могут достаточно расширяться на выпуске для полного охлаждения.
Выпускной коллектор
На сленге мотоциклистов он называется «коленом» из-за схожего изгиба.
Наиболее популярная система конфигурации – 4 в 1. То есть, коллектор имеет 4 выхода на цилиндр, соединяющихся в единый и выходящих к глушителю. Подходит для езды на больших оборотах, и поэтому ее часто выбирают мотоспортсмены.
Эта система чаще всего изготавливается из нержавеющей стали, потому что принимает первую волну разгоряченного воздуха. Если же она сделана, к примеру, из чугуна, то образовываемый после выключения мотора конденсат способен привести к коррозии. Нержавейка же этого не боится, плюс она довольно долговечная.
В некоторых случаях коллекторы делают из керамики. Однако это пользуется спросом преимущественно у профессиональных пилотов, так как данный материал хорош лишь тем, что у него сравнительно маленький вес. Основной минус – крайне быстро изнашивается.
Диффузор
Находится между глушителем и коллектором. В диффузоре горячий воздух расширяется для охлаждения перед выходом из трубы.
Глушитель
Та самая часть, которая способна менять тембр выхлопа. Именно ее пилоты переустанавливают, когда хотят изменить звучание.
Внутрь глушителя могут устанавливаться разные примочки. Чаще всего встречаются:
Некоторые мотоциклы позволяют открывать и закрывать заслонки с помощью кнопки на руле. Это помогает изменять звуки и выхлоп по ситуации. Наиболее известная марка такой системы – Dr. Jekill & Mr. Hyde, которую можно поставить на многие аппараты.
Рассматривая, как устроен глушитель мотоцикла, нельзя не упомянуть про мощностной клапан. Он распределяет отраженные волны воздушного потока. Это необходимо, чтобы газ не добрался до выпускного клапана, когда тот закрывается. Клапан пропускает лишь волны, наполняющие цилиндр и избавляющие его от переработанного воздуха. Чаще всего при изготовлении используют: титан, алюминий, карбон, нержавейка.
Строение выхлопной системы, что полезно знать пилоту?
Выхлопная система мотоцикла обязана обеспечить четкий отвод и охлаждение газов таким образом, чтобы отраженный поток газа вернулся к выпускному клапану к моменту его следующего открытия. Чем новее модель мотоцикла, тем сложнее и продуманнее будет отвод газа.
Форма и длина
Первым делом затронем именно эту сторону вопроса. Напомню, что объем выхлопной трубы должен в несколько раз превосходить объемы цилиндров. Поэтому короткие выхлопные трубы менее эффективны, чем длинные. Газы из коротких систем всегда будут более горячими и опасными для ног пилота.
Во-вторых, форма выхлопной трубы обязана быть максимально плавной и округленной. Резкие углы будут затормаживать движение газов и накалять место изгиба, а значит в изгибе случится прогар или трещина, а это ремонт, морока и недовольные пользователи.
К форме хочется отнести конфигурацию выхлопной системы, а именно две выходящие от каждого цилиндра трубы, а может быть по 2 в 1 системе, а может быть и все 4 в 1. Случается даже интересный переходный вариант 4 в 2 и эти 2 в 1 выхлопную трубу.
Конфигурация выхлопной системы будет очень сильно зависеть от строения двигателя. Для двухтактных мотоциклов рекомендуются отдельные трубы на каждый цилиндр, потому что в таком случае рабочий объем выхлопной системы настолько превышает объемы двигателя, что газы способны достаточно расшириться при выпуске, чтобы полностью охладиться.
Случаются и более сложные формы коллекторов-пауков, которые соединяются в общий диффузор.
Выпускной коллектор
В народе его называют «колено» за характерный изгиб. О мягких округлых формах мы уже говорили. Настало время разобраться с системами 4 в 1 и 4 в 2. Здесь нечего мудрить, все элементарно. Когда двигатель имеет в коллекторе сначала 4 выхода по 1 на цилиндр, которые в последствии быстро соединяются в 1 и выходят на глушитель.
Система 4 в 1 признана одной из самых удачных для езды на высоких оборотах, поэтому она так популярна среди профессиональных мотогонок и спортивных моделей.
Коллекторы с длинным соединением в 1 осуществляют переход от 4, через 2 в 1, но это не шибко популярный вид, хотя они хороши для любителей и новичков, так как улучшают характеристики на более широком спектре оборотов, нежели 4 в 1, который отрабатывает на все 100000 при повышенных нагрузках.
После остановки двигателя внутри выхлопной системы в коллекторе образовывается конденсат. Если у вас чугунный коллектор, то конденсат может вызвать коррозию.
Существуют еще и керамические коллекторы. Интересная тема для тех, кому жизненно важно снизить вес мотоцикла. Коллекторы из керамики весят действительно мало, но и снашиваются со скоростью тех же выхлопных газов, быстро трескаются и требуют замены. С другой стороны, если вы профессиональный пилот гоночного трека, вы и так после заезда меняете чуть ли не половину расходников, начиная с покрышек и заканчивая цепью, почему бы не поменять еще и коллектор, раз пошла такая пьянка?
Для гражданских мотоциклистов беспроигрышным вариантом все равно будет нержавеющая сталь, потому что она не боится конденсата и достаточно долговечна.
Диффузор
Промежуточная часть выхлопной системы между коленом и глушителем. Обычно в нем происходит расширение газов для охлаждения перед тем, как покинуть трубу.
Глушитель
Самая любимая, лакомая и вкусная часть выхлопной системы. Именно она со всеми своими примочками отвечает за тембр голоса вашего мотоцикла. Именно «банку» без конца меняют пилоты, когда им не нравится звук выхлопа.
К слову, внутри глушителя можно обнаружить разные начинки от катализаторов и фильтров до Db Killer, он же среди простых смертных отзывается на «флейту», и мы чуть не забыли про мощностной клапан! Теперь по очереди.
Катализаторы и фильтра — наполнения, которые призваны подводить выхлоп мотоцикла к необходимой экологической норме. Они есть не везде, но встречаются достаточно часто в молодых моделях.
Db Killer/флейта — система внутри корпуса с множеством каналов и отверстий, через которые проходят газы. Система призвана увеличить сопротивление потокам газа. Если вынуть флейту, то система превращается в прямоточный аналог с совершенно другим звуком выхлопа и меньшим сопротивлением газов.
Существуют модели выхлопных систем в которых можно регулировать открытие заслонок нажатием кнопки на руле, тем самым форсировать выхлоп и звук в зависимости от ситуации. Примером такой системы будет Dr. Jekill & Mr. Hyde, которая поставляется в комплекте с кнопкой управления для руля и уже может быть установлена на многие топовые бренды.
Мощностной клапан — суть его в распределении отраженной волны газового потока. Делается это для того, чтобы поток газа не достиг выпускного клапана в момент его закрытия. Клапан пропускает только те отраженные волны, которые способствуют наполняемости цилиндра и избавлению его от отработанных излишков. Самые известные системы SAEC – Suzuki, EXUP – Yamaha.
По материалам изготовления популярными стали:
Итак, мы выяснили, что выхлопная система мотоцикла достаточно сложна и многогранна. Чем новее модель мотоцикла, тем замысловатее будет ее выхлопная система. В век электроники многие функции мотоцикла зависят от обратной связи с электрикой. Так, например, при вынимании чипа, мотоцикл может не заводиться, а только предательски мигать лампочкой на панели, указывая, что фокус не удался. Дистанционная регулировка уровня выхлопа так же интересное нововведение, на ряду с постоянными разработками инженеров.
Система впуска и выпуска
1 — топливный бак;
2 — крышка бака;
3 — топливный кран;
4 — шланг;
5 — карбюратор;
6 — воздушный фильтр
Содержание
Топливо [ ]
Система питания [ ]
Система питания предназначена для хранения и подачи топлива к карбюраторам или форсункам. Топливо хранится в топливном баке, откуда поступает самотеком или подается под давлением при помощи насоса через фильтр, по топливопроводу к карбюраторам или форсункам. При использовании топливного насоса он располагается либо непосредственно внутри бака, либо снаружи в разрыве топливо¬провода. В баке располагается сетчатый фильтр, кроме того, может применяться дополнительный фильтр, который может располагаться как внутри, так и снаружи бака. В большинстве случаев для управления поступлением горючего применяется топливный кран с ручным или автоматическим вакуумным управлением, открывающий или перекрывающий подачу топлива из бака. На некоторых современных системах, использующих впрыск топлива. кран отсутствует как таковой, а функцию управления расходом топлива выполняет насос.
Более подробную информацию можно получить в разделе системы управления двигателем
Смешивание топлива с воздухом [ ]
Наддув и турбонаддув [ ]
Схема установки турбонагнетателя (Yamaha XJ650T)
Разрез турбонагнетателя и предохранительного клапана мотоцикла Kawasaki ZX750T
На протяжении 80-х чувствовалось обострение интереса производителей к турбонаддуву, как к методу получения большей мощности от двигателя заданного объема. Японскими производителями были представлены модели, объем которых варьировался в пределах от 500 до 750 куб.см., но они не сумели утвердить направление, и за ними не последовало никаких разработок в этой области. Хотя сейчас не существует серийных мотоциклов с турбонаддувом, у многих людей турбонаддув «атмосферных» двигателей остается популярным.
Турбонагнетатель состоит из компактной турбины, которая приводится в действие отработавшими газами, вращающейся с очень высокими скоростями (около 180 000 оборотов в минуту). На другом конце вала турбины расположен центробежный компрессор, применяющийся для нагнетания воздуха в двигатель при давлении, намного превышающем атмосферное. При увеличении объема воздуха, поступающего в камеру сгорания на каждом такте впуска, пропорционально увеличивается топливо. которое может быть подано и сожжено: таким образом, повышается мощность. Турбина также содержит клапан с датчиком давления, который называется «предохранительным клапаном» и служит для предотвращения роста давления во впускном коллекторе выше заданного предела, который обычно составляет около 15 psi.
В большинстве конструкций с турбонаддувом используется система впрыска топлива для управления количеством топлива, поступающего в цилиндр при любых заданных частоте вращения двигателя и давлении. Такое устройство позволяет избегать технических проблем с использованием карбюраторов при высоких давлениях, и может гарантировать степень точности, которая иначе была бы невозможна. Блок электронного управления контролирует частоту вращения двигателя, температуру и давление наддува для обеспечения постоянной корректировки количества топлива.
Топливный бак [ ]
Большая часть баков изготавливается из стали методом штамповки, хотя теперь применяются и другие материалы, например, пластмассы, в первую очередь из-за снижения веса. В баке существует вентиляционное отверстие, обычно расположенное в крышке заливной горловины, позволяющее воздуху проникать внутрь бака по мере расходования запаса горючего. Кроме того, обычно присутствует вентиляционный шланг (для отвода выделений паров топлива в атмосферу или в систему снижения токсичности выхлопа) и шланг переполнения. Датчик уровня топлива часто располагают внутри бака, а на некоторых моделях в баке также находится топливный насос.
Топливо из бака подается либо самотеком, либо при помощи насоса. Оно через металлическую сетку или фильтр, кран, шланги подводится к карбюраторам или к топливнму коллектору и форсункам.
Топливный кран [ ]
Топливный кран с ручным управлением
Автоматический топливный кран
Топливный кран предназначен для управления подачей топлива из бака в систему питания: он позволяет перекрыть топливо, например, при снятии топливного бака. Кран располагается в самой низкой точке топливного бака и подключается к системе питания гибкими шлангами. На многих машинах устанавливается кран с ручным управлением. На его боковой поверхности располагается небольшой рычаг для выбора необходимых положений: ON (открыто), OFF (закрыто) и RES (резерв). Ротор, располагающийся внутри крана, позволяет топливу вытекать через выбранный канал к топливопроводу.
В положении RES кран питается от второй подающей трубки, которая расположена в баке ниже, чем основная. Это положение предоставляет доступ к топливу, находящемуся на дне бака, и служит для напоминания о необходимости заправки топливом. Переход из положения ON в RES производится вручную, путем поворота рычага на кране. На многих современных мотоциклах устанавливается указатель уровня топлива или лампочка аварийного уровня топлива, это часто означает, что положение RES на кране отсутствует.
На большинстве кранов с вакуумным приводом присутствует дополнительное положение резерва с ручным приводом, а также положение заполнения, обозначенное PR1. Последнее позволяет заполнить поплавковую камеру карбюратора после долгого периода, когда мотоцикл не эксплуатировался, или при осушении поплавковой камеры вследствие отсутствия топлива. Без этого приспособления было бы необходимо долго прокручивать двигатель, до тех пор, пока не натекло бы достаточное для пуска количество топлива.
Также были примеры топливных кранов с электрическим приводам. Мотоцикл FZR1000 компании Yamaha оснащался дополнительным управлением на панели обтекателя для облегчения переключения в положение резерва.
Топливный насос [ ]
В большинстве случаев топливо из бака к карбюраторам поступает самотеком, и необходимости в насосе нет. Однако когда начали применяться спрямленные и почти вертикальные впускные каналы, карбюраторы и корпус воздушного фильтра сильно сместились вверх относительно рамы и стали занимать пространство, которое раньше отводилось топливному баку. Таким образом, бак должен был огибать корпус воздушного фильтра, и для сохранения его объема большая часть топлива стала находиться достаточно низко в задней части бака. Это и высокое расположение карбюраторов означает, что для подачи топлива из бака в карбюраторы необходим насос.
Мотоциклам с системой впрыска топлива насос нужен для достижения высокого давления топлива, требуемого системой. Обычно топливный насос, используемый системой впрыска, подает топливо под давлением от 30 до 50 psi, в сравнении с давлением от 1.5 до 3 psi насоса, используемого в карбюраторных системах питания.
Обычно у топливного насоса есть электрический привод, которым через реле управляет ECU или блок управления двигателем. Раньше были широко распространены конструкции насосов с механическим и вакуумным приводом, но они уступили место более надежным и компактным электрическим насосам.
Существует несколько видов топливных насосов:
Насос расположен либо в топливопроводе от бака, обычно после фильтра, или внутри топливного бака. Насосы высокого давления обычно погружены в топливо, или топливо проходит через них для охлаждения насоса.
Система впуска [ ]
Воздушный фильтр [ ]
Причины, по которым двигатель нуждается в воздушном фильтре, не требуют развернутых объяснений, но способы очистки воздуха стоит рассмотреть. Как и многие другие узлы мотоциклов, воздушный фильтр за последние годы заметно усложнился, На смену ранним устройствам из проволочной сетки пришли более эффективные современные фильтры из гофрированной бумаги или из поролона, пропитываемого маслом. Оба типа фильтров эффективно улавливают пыль, содержащуюся в воздухе, которая в противном случае попадала бы в двигатель и способствовала износу разнообразных подвижных деталей. Следовательно, эксплуатация при отсутствии или повреждении фильтра существенно сокращает срок службы двигателя. Также в связи с тем, что для достижения необходимого соотношения топливовоздушной смеси пропускная способность фильтра рассчитывается в совокупное!» с системой питания, эксплуатация мотоцикла без фильтра или с загрязненным фильтрующим элементом приводит к нарушениям в работе карбюратора.
На большинстве четырехтактных и на многих двухтактных двигателях применяется фильтрующий элемент из гофрированной бумаги, пропитанной смолой. Бумагу пропитывают смолой для предотвращения ее разбухания под воздействием влаги. Гофрирование позволяет получить максимальную площадь поверхности фильтрующего элемента в пределах, заданных размерами корпуса фильтра. Это позволяет наилучшим образом расположить отверстия в бумаге: чтобы уловить почти всю поступающую пыль, и в то же время не ограничить пропускную способность воздушного фильтра.
Структура пропитываемых маслом поролоновых фильтрующих элементов, встречающихся на большинстве небольших двухтактных двигателей, более грубая, и, на первый взгляд, они могут показаться менее эффективными. На практике промасленная поверхность, располагающаяся на пути поступающего воздуха, улавливает большую долю пыли.
Фильтрующие элементы всех типов требуют регулярной очистки или замены. Постепенно характеристика фильтра ухудшается до тех пор, пока не начнет влиять на состав смеси или пропускать пыль. При использовании бумажных элементов поры в бумаге все больше забиваются, сопротивление поступающему воздуху возрастает, и смесь переобогащается. При использовании поролонового элемента: как только промасленная поверхность покроется частицами пыли, фильтр утратит способность улавливать пыль до тех пор, пока фильтрующий элемент не будет очищен и заново пропитан маслом.
Корпус воздушного фильтра [ ]
Разрез воздушного фильтра
Раньше корпус воздушного фильтра только выполнял роль кожуха для фильтрующего элемента, и на большинстве небольших внедорожных мотоциклов это по прежнему так. В последние годы он превратился в неотъемлемую часть системы питания на спортивных и динамичных машинах, неразрывно работая со впускной системой двигателя.
Он предназначен, для выполнения функции накопительной камеры; то есть он поддерживает относительно постоянные объем и давление воздуха, сглаживая изменения давления воздуха, происходящие при смене частоты вращения, таким образом, чтобы смесеобразование не ухудшалось. Это особенно важно для двухтактного двигателя, потому что, в против¬ном случае, постоянно изменяющееся давление и скорость воздуха затруднили бы обеспечение постоянного состава смеси.
Обычно для предотвращения ухудшения характеристик спортивных двухтактных мотоциклов, спроектированных на остове дорожных машин, фильтр и корпус-накопительную камеру оставляют полностью оригинальными. Этот эффект не столь ярко выражен на четырехтактных машинах, так как разрежение при впуске воздуха в камеру сгорания выше, но он по прежнему существенен.
Системы воздухозабора [ ]
Прототип системы Ram-Air компании Suzuki представила в 70-е годы. В основе этой системы лежала теория о подаче максимально возможного количества воздуха в систему впуска, с использованием скорости мотоцикла, для забора, направления и сжатия поступающего воздуха. В современных конструкциях для повышения давления воздуха внутри корпуса воздушного фильтра используются всевозможные системы воздухозаборников, каналов и шлангов. Последней разработкой в области спортивных мотоциклов является система, в которой применена заслонка в корпусе воздушного фильтра, регулирующая расход воздуха на входе в фильтр согласно частоте вращения двигателя. В диапазоне от низких до средних частот вращения двигателя заслонка закрыта. В диапазоне от средних до высоких частот вращения двигателя заслонка открыта. Привод заслонки осуществляется тягой, присоединяемой к диафрагме, которая, в свою очередь, работает от разрежения во впускном коллекторе. Разрежением на диафрагме управляет электромагнитный клапан, а им, в свою очередь, управляет блок электронного управления. Задача системы состоит в том, чтобы регулировать параметры скорости и давления воздуха для их наилучшего соответствия всем диапазонам частот вращения двигателя.