könyvéből V.N. Sztyepanov
Autómotorok hangolása: Szentpétervár, 2000. - 82 p.: ill.

5. A KIPUFOGÓGÁZ-RENDSZER KORSZERŰSÍTÉSE
Egy modern autóban a kipufogógáz-rendszer (EG) számos fontos funkciót lát el:
- zajcsökkentés a kipufogógáz-kibocsátás során a megállapított egészségügyi szabványokat meg nem haladó szintre;
- a kipufogógázban lévő mérgező komponensek mennyiségének csökkentése a megengedett legnagyobb koncentrációt meg nem haladó értékekre.
Ezen funkciók végrehajtása mellett a kipufogórendszernek biztosítania kell:
- a motor hengereinek megfelelő tisztítása és öblítése;
- minimális kipufogógáz-veszteség az úton innen kipufogószelepek a turbina fúvóka lapátjaihoz;
- turbina üzem minimális kipufogógáz áramlási pulzációval.
Ezenkívül a kipufogórendszernek viszonylag egyszerű kialakításúnak és könnyen gyárthatónak kell lennie. Ezen követelmények teljesítése lehetővé teszi az elfogadható üzemanyag-fogyasztás elérését, csökkenti a turbinalapátok eltörésének valószínűségét, csökkenti a kipufogórendszer fémfogyasztását és megkönnyíti a karbantartást.
A fő probléma az autó felszerelésekor hatékony rendszer a zajcsillapítás a hangtompító megfelelő elhelyezésének nehézsége nagy méretek. Ezt a problémát általában úgy oldják meg, hogy egy nagy helyett több (legfeljebb három) hangtompítót szerelnek fel sorba, kisebb méretekkel az autóra. Fontos követelmény A kipufogócsatornával szemben támasztott követelmény a kipufogógáz mozgásának minimális ellenállása, és ennek köszönhetően a motor teljesítményveszteségének csökkentése.
A kipufogógázban lévő mérgező komponensek mennyiségének csökkentése a kipufogórendszerbe modern autók katalizátor van beépítve. A kifejlesztett katalizátorok sajátossága, hogy hatékonyan semlegesíti a katalizátort
a mérgező komponensek kipufogógázában csak α = 0,994 ± 0,003 többletlevegő együttható értéken hajtják végre. A kipufogógázban lévő oxigén mennyiségének meghatározása és (ha szükséges) az összetétel javítása érdekében levegő-üzemanyag keverék, biztosítva eredményes munka katalizátor, V kipufogócsatornaérzékelő telepítve van Visszacsatolás, az úgynevezett lambda szonda, amelyet más néven oxigén érzékelő. Egyes Toyota járműveken egy ilyen érzékelőt a katalizátor gázbemenetére és kimenetére is felszerelnek. Ez lehetővé teszi a vezérlőegység számára, hogy értékelje a katalizátor hatékonyságát.
Meg kell jegyezni, hogy a katalizátor beszerelésekor a kipufogórendszer ellenállása elkerülhetetlenül növekszik, ami a motor effektív teljesítményének enyhe csökkenésével jár együtt (2-3 kW-tal). Annak érdekében, hogy a kipufogócsatorna általános ellenállása ne növekedjen jelentősen a katalizátor beszerelésekor, az utóbbit általában az elő-hangtompító helyére helyezik. Mivel a motor maximális hatásfoka sovány keverékeken (≈α 1,05...1,15) valósul meg, a szinte sztöchiometrikus összetételű keverékek teljes terhelési tartományában a motor kényszerműködése elkerülhetetlenül a hatásfok csökkenéséhez vezet (akár 5%).

Arra törekednek, hogy a rendszer kipufogócsatornáját úgy alakítsák ki, hogy a rá rendelt fő funkciók ellátása során hozzájáruljon az égésterek maradék gázoktól való teljesebb megtisztításához és a motor hengereinek teljesebb feltöltéséhez. friss töltés. A kipufogógáz áramlásának a kipufogószelepektől a turbófeltöltő turbina bejáratáig terjedő területen történő mozgásának megszervezésének módjától függően a kipufogórendszereket rendszerekre osztják.
állandó nyomás,
impulzus,
impulzus impulzus átalakítókkal
kidobás egycsöves.

Állandó nyomású kipufogórendszerek a meglévő súlyos hiányosságok miatt autómotorok gyakorlatilag nem
alkalmaz.
A legelterjedtebb rendszerek itt az impulzusos és impulzus-átalakítós impulzusrendszerek. Nézzük meg közelebbről ezeket a rendszereket.
A munkafolyamat ciklikussága miatt ben dugattyús belső égésű motorok a kipufogócsatornában, valamint a szívócsatornában, gázok oszcilláló mozgása következik be, ami nyomáshullám kialakulását eredményezi.
A hengerben és a kipufogócsatornában fennálló nagy gáznyomáskülönbség miatt a kipufogószelep nyitásának kezdetétől számított első pillanatban jelentős mennyiségű gáz távozik a hengerből. Ebben az időszakban, az úgynevezett pre-release-ban, nyomáshullám jön létre, amely hangsebességgel halad. Ez a hullám, amely a kipufogócső falairól visszaverődik, bizonyos körülmények között megakadályozhatja a további gázáramlást a hengerből a nagy nyomáskülönbség miatt. kezdeti időszak kiadás. A henger utólagos tisztítása a maradék gázoktól ebben az esetben csak a dugattyú nyomóhatása miatt történik. Nyilvánvalóan ilyen körülmények között az előző ciklusból az égéstérben maradt gázok mennyisége lesz a legnagyobb. Ez negatívan befolyásolja a henger későbbi feltöltését friss töltettel, és ennek megfelelően a motor teljesítményét, hatékonyságát és környezeti teljesítményét.
Az így létrejövő nyomáshullám azonban felhasználható a kipufogószelep mögött olyan feltételek megteremtésére is, amelyek elősegítik a henger tisztítását a maradék gázoktól. Ehhez a kipufogórendszert úgy kell beállítani, hogy a kipufogó folyamat végére, a meglévő szelep-átfedési fázisban a hullám elhaladásakor vákuum képződjön a kipufogószelep mögött. Ez a palackból kiáramló maradék gázok mennyiségének növekedéséhez és a friss töltettel való jobb feltöltéshez vezet. A kipufogórendszer beállítása a a kipufogóvezetékek hosszának és keresztmetszeti területének kiválasztása. A munka kezdeti szakaszában a kipufogórendszer megnevezett paraméterei előzetesen meghatározhatók a számítási módszerrel, de ezután ellenőrizni és tisztázni kell a kapott eredményeket egy próbapadon. Ezen meglehetősen munkaigényes munkák elvégzésekor a kísérletek számának csökkentése érdekében a várt eredmény elérése érdekében a kísérlettervezés elméletéből ismert technikákat kell alkalmazni.
A kipufogórendszerek tervezésének gyakorlata azt mutatja, hogy minél több hengert egyesít egy kipufogócső, annál kisebb az egyes hullámok szuperpozíciójából adódó nyomásamplitúdó a csővezetékben. Ezért a hullámok nemkívánatos szuperpozíciójának elkerülése érdekében a kipufogórendszer több ventilátorszerűen elhelyezett csővezetékből készül (egyik a másik felett), amelyek mindegyikébe legfeljebb három hengerből szabadulnak fel gázok. A hullámok nemkívánatos szuperpozíciójának megelőzése érdekében a palackokból kiáramló gázáramokat csővezetékek egyesítik, hogy biztosítsák a váltakozó gázkibocsátást az egyes csővezetékekbe a lehető legnagyobb időközönként. Ebben az esetben törekedni kell az azonos hosszúságú kipufogócsövek biztosítására (a gyakorlatban ez nem mindig lehetséges a meglévő miatt méretkorlátozások). Ezen feltételek teljesítése a kipufogóvezetékek legyező alakú elrendezésével lehetséges, ha azok egymás felett helyezkednek el. Az azonos hosszúságú csővezetékek biztosítása lehetővé teszi a kipufogórendszer beállítását a CV bizonyos forgási sebességéhez. Az impulzusos kipufogórendszerben a kipufogógázt az egyes hengercsoportokból külön csővezetékeken keresztül juttatják a turbinához.

Az impulzus-átalakítós impulzus kipufogórendszerben a két vagy három henger kipufogógázát egyesítő csővezetékek egy Y alakú, impulzusátalakítást végző csőbe mennek át, amelynek két útja egy bizonyos távolság után egyesül. A klasszikus pulzushoz képest kipufogórendszer impulzus-átalakítóval ellátott impulzusrendszer játszik befoglaló méretek, de lehetővé teszi a turbófeltöltő hatékonyságának növelését és a turbina élettartamának növelését.

Nemcsak az elfogyasztott üzemanyag típusában különböznek egymástól, hanem abban is tervezési jellemzők. Például nagy a változatosság a hengerek elrendezésében. Mindegyik lehetőségnek megvannak a maga erősségei és gyenge oldalai. BAN BEN ebben az esetben az előnyökről és hátrányokról lesz szó boxer motor.

BAN BEN dugattyús motorok belső égés(és van forgó is) a hengerek elhelyezése egymáshoz képest eltérő lehet: hegyesszögben, egy sorban, csillag alakú stb. Ellentétes henger esetén a hengerek ugyanabban a síkban helyezkednek el, és 180 fokos szögben helyezkednek el egymással szemben. Sok soros motorral ellentétben a boxer egység gyakran kettővel, valamint függőleges elosztással rendelkezik. Többféle boxermotor létezik. Közülük a leghíresebbek:

• Boxer („Bokszoló”). Abban különbözik, hogy az egymás előtt elhelyezett dugattyúk úgy mozognak, mint a boxerek a ringben. Vagyis amikor az egyik a legfelső ponton van, a második a szélső legalsó pozíciót foglalja el. Mindig bent vannak egyaránt távolítják el egymástól;
• OROS – Szemben álló dugattyú, szemben henger. A működési elv ebben az esetben az, hogy a dugattyúk párban helyezkednek el egy hengerben (felső és alsó dugattyú). Egymás felé haladnak, forgatják a főtengelyt.
• 5 TDF. Ez kétütemű tank motor Szovjet gyártású, amelyet T-64 és T-72 harckocsikon használtak. Érdekes funkció Ez az egység több üzemanyaggal működik. Ennek fő üzemanyaga a dízel. Azonban az üzemanyag-szivattyú speciális kapcsolójával magas nyomású, az üzemmódot benzinnel vagy benzin kerozin és dízel üzemanyag keverékével lehetett üzemeltetni, és a motor sugárhajtású üzemanyaggal is működhetett. Igaz, a gyújtásszöget (befecskendezési időzítést) is be kellett állítani.

Sok vállalat aktívan részt vett az erőművek fejlesztésében. Például a Volkswagen odafigyelt ez a típus egységek a múlt század 30-as éveinek közepe óta. Ezek nem csak kísérletek voltak, hanem egy saját boxermotor kifejlesztésének vágya, hogy csökkentsük a működés közben fellépő rezgésszintet egy hagyományos V-alakú ill. soros motor stb. A Volkswagen mérnökei egyébként a legendás fejlesztésüket használták fel Volkswagen autó Bogár. És a 60-as évek óta a boxermotorokat aktívan elkezdték használni Japán cég Subaru, amely a németekkel párhuzamosan foglalkozott fejlesztéssel.

Az ellentétes belső égésű motor előnyei

Általánosságban elmondható, hogy a boxermotor működése nem különbözik a más kialakítású egységek működési elvétől. A hengerek ilyen elrendezésének azonban megvannak a maga bizonyos előnyei és hátrányai is.

• A figyelembe vett legszembetűnőbb előnye erőművek Működés közben szinte teljesen hiányzik a vibráció. Ezt a hatást az egymást kiegyenlítő elrendezésnek köszönhetjük. Ez nem csak növeli a kényelmet, hanem jelentősen megnöveli az élettartamot is. Innen jön a második „plusz”;
• A boxermotor lenyűgöző élettartama. Bizonyíték van arra, hogy gyakran a futásteljesítmény az első nagyjavítás legalább 500 ezer kilométer volt. Természetesen a vezetési stílus jelentős változtatásokat tesz lehetővé. És ennek ellenére a javítások közötti idő meglehetősen hosszú. Viszont elég gyakran lehet találkozni olyan szakértők és autórajongó kijelentésekkel, hogy 800-900 ezer az első előtt nem más, mint egy szép mese;
• A cikkben tárgyalt kivitelű motorok alacsony tömegközéppontú autókat biztosítanak. Ezt a minőséget különösen nagyra értékelik az erős sportkocsik. Végül is az áthaladás bekapcsol nagy sebességek, nagyon fontos a stabilitás megőrzése;
• Ezenkívül nem szabad megemlíteni a motorháztető alatti helymegtakarítást. Bár ez a pont sokak számára ellentmondásosnak tűnik, mert a magasság növeléséhez szélesebbre vagy hosszabbra kell tennie a motorháztetőt.

Valószínűleg ennyi jelentős előnyök ellenzékiek. Most mérlegelnünk kell a hátrányokat, amelyek közül sajnos több is van.

A fő különbségek, valamint a 8 előnyei és hátrányai szelepmotorok 16-hoz képest szelepes motorok. Melyik tápegységet jobb választani?

Mit tudunk a boxer motorról? Az a tény, hogy a dugattyúk vízszintesen mozognak benne. Mit ezt a motort egy személy Subaru autók. Talán ennyi. Tudjunk meg egy kicsit többet.

A boxermotor a belső égésű motorok egyik olyan elrendezése, amelyben a dugattyúk 180°-os szöget zárnak be, és vízszintes síkban mozognak egymás felé és egymástól távol. Ebben az esetben két szomszédos dugattyú mindig ugyanabban a helyzetben van, pl top halott pont.

A dugattyúk mozgása a motorban bokszmeccshez hasonlít, ezért a boxermotor másik neve: bokszoló(bokszoló). A boxermotor tervezési jellemzője az egyes dugattyúk összekötő rúddal történő felszerelése a főtengely külön forgattyús csapjára. Egy boxer motornak mindig páros számú hengere van (2, 4, 6, 8, 10, 12). A jelenleg elérhető legelterjedtebbek a négy- és hathengeres boxermotorok.

A boxermotort nem szabad összetéveszteni V-motorés a henger dőlésszöge 180°. Bár külsőleg hasonló, egy ilyen motorban a szomszédos hajtórudakkal ellátott dugattyúk ugyanazon a hajtórúd-csapon helyezkednek el. Ezért amikor az egyik dugattyú eléri a felső holtpontot, a másik a holtponton van alsó halott pont.

A boxermotor vitathatatlan előnyei az alacsony súlypont, a minimális vibráció működés közben és magas szint frontális ütközésbiztonság.

A boxermotor súlypontja lefelé van tolva, hogy elérje jobb stabilitásés a járműkezelés. Az alacsonyan szerelt motor a sebességváltóhoz igazodik, ami hatékonyabb erőátvitelt eredményez.

A boxermotor szinte teljesen rezgésmentes (csak egy pillanat van a másodrendű tehetetlenségi erőktől, amelyek a motort függőleges tengely körül forgatják). A szomszédos dugattyúk kölcsönösen összehangolt mozgása biztosítja zökkenőmentes működés motor. A boxermotor tömegegyensúlya lehetővé teszi a telepítést főtengely három fő csapágyon (a szokásos öt helyett), ami jelentősen csökkenti a motor hosszát és tömegét.

A boxermotor jobban megfelel a követelményeknek passzív biztonság. Frontális ütközés esetén a motor leesik az autó alatt, és ezzel megmenti az utasok életét. A boxermotor ugyanolyan fontos előnye a vezetők számára a működésének jellegzetes hangja, amely különbözik a többi belső égésű motortól.

Sajnos a boxermotor nem mentes a hátrányaitól. A legsúlyosabb dolog véleményünk szerint a magas munkaintenzitás javítási munkálatok, amely a motor tervezési jellemzőjéhez kapcsolódik. Így bizonyos javítások elvégzéséhez el kell távolítani a motort a járműből. Egyes források megjegyzik vízszintes mozgás dugattyú vezet egyenetlen kopás hengerbetét, és ennek eredményeként megnövekedett fogyasztás olajok Bizonyos miatt befoglaló méretek A boxermotort csak hosszirányban szerelik fel az autóra.

Jelenleg boxermotorokat fejlesztenek és szerelnek be autóikba a Subaru és a Porsche. Korábban a boxermotort az autókon lehetett látni Alfa Romeo, Citroen, Chevrolet, Honda, Lancia, Toyota, Volkswagen és még Ferrari is.

A Subaru 1963 óta használ boxermotorokat. Ezek négy- és hathengeresek Bokszoló. Sztori négyhengeres motorok a Subarutól három generáció van: a sorozat E.A.(1966-1994); sorozat EJ (1989-1998, főtengely 5 fő csapágyon, 1999-2010, főtengely három fő csapágyon); sorozat FB(2010 óta). A hathengeres boxerek egy kicsit később kerültek gyártásba - sorozat ER(1987-1991), sorozat PÉLDÁUL.(1992-1997), sorozat EZ(1999 óta).

A boxermotorok túlnyomó többsége elosztott üzemanyag-befecskendezéssel és felső szelepvezérléssel rendelkező benzinmotor. Egy (SOHC) vagy két (DOHC) vezérműtengelyük van, amelyeket vezérműszíj vagy lánc hajt meg a főtengelyről. Az eltérő számok ellenére vezérműtengelyek A motorok négyszelepes gázcserét hajtanak végre. Számos motor turbófeltöltésű.

A harmadik generációs négyhengeres Boxer egyszerűbb, kompaktabb, gazdaságosabb és ártalmatlan. Az üzemanyag-fogyasztás csökkentése, a károsanyag-kibocsátás csökkentése, a nyomaték növelése és a határok kiterjesztése érdekében számos progresszív műszaki megoldást alkalmaznak az új motorokban:

• a kompressziós arányt növeljük a dugattyúlöket növelésével és az égéstér térfogatának csökkentésével;
• a mozgó alkatrészek (hajtórúd, dugattyú, főtengely) tömege csökken a kovácsolás miatt;
• tovább vezérműtengely x szívó- és kipufogószelepeknél változtatható szelep-időzítő rendszert használnak (rendszer aktív vezérlés AVCS szelepek);
• új alkalmazott olaj pumpa, biztosítva jó minőség kenőanyagok és a motor élettartamának növelése;
• A hengerblokk és a hengerfej hűtésére külön körökkel rendelkező hűtőrendszer szolgál.

2008-ban mutatkozott be először a Subaru dízel boxer motor. A négyhengeres, 2,0 literes motor teljesítménye 150 LE. Közös nyomócsöves befecskendezést, változó geometriájú turbinával rendelkező turbófeltöltő rendszert használ.

Számos Porsche autómodell (911, Boxster, Cayman) hathengeres boxermotorokkal van felszerelve. Egy időben 8 és 12 hengeres boxermotorokat fejlesztettek ki autóversenyzésre.

A boxermotor vízszintes dugattyús elrendezésű motor, vagyis a dugattyúk vízszintesen mozognak az autó karosszériájához képest. Ez az elrendezés gyakran megtalálható a Subaru motorokon.

A boxermotorban a dugattyúk 180°-os szögben helyezkednek el, mozgásuk egymáshoz képest ugyanabban a vízszintes síkban történik. A boxermotorok szomszédos dugattyúi azonosan helyezkednek el egymáshoz képest. Az „ellentétes motorok” második neve „boxer”, a motorok ezt a nevet a dugattyúk mozgásának sajátossága miatt kapták, amely a boxer harcához hasonlít. A boxermotor hangját nehéz összetéveszteni egy hagyományos motor hangjával.

A klasszikus V-alakú motorral ellentétben a boxermotorban minden hajtórúddal ellátott dugattyú a főtengely külön forgattyús csapján található. A V-alakú motorokban a dugattyúk és az összekötő rudak ugyanazon a forgattyús csapon vannak, tehát ha az egyik dugattyú a felső holtponton (TDC), akkor a második az alsó TDC-n van.

A boxermotor fő tagadhatatlan „előnyei”:

1. Minimális vibráció működés közben;
2. Alacsony súlypont;
3. Magas fokú biztonság abban az esetben frontális ütközés. Amikor frontális ütközés a motor az autó alá kerül, így a sofőr és az utas túléli a balesetet, és minimális sérülésekkel száll ki belőle.
4. Kiváló stabilitás, az autó, ahogy mondani szokás, „tartja az utat”, és még a legélesebb kanyarokkal is jól bírja.
5. A sebességváltóval egy síkban elhelyezett elhelyezés a maximumot biztosítja hatékony átvitel erő.

Ugyanakkor a fenti előnyök mellett a boxermotornak van egy másik problémája is a tervezési jellemzők miatt, tehetetlenségi erők hatnak a motorra, amelyek megpróbálják egy függőleges tengely körül forgatni. Az ilyen típusú motorok tömege gyakran sokkal kisebb, mint a V alakú analógoké, ez a telepítésnek köszönhetően érhető el

Egyrészt nagy, erős V8-as motorok ill A V12-knek megvan a maguk vonzereje, van valami különleges a hangjukban. Plusz teljesítmény. De a kis térfogatú versenymotorokban is van egy kis logika, ami maximális sebesség zúgnak, mint azok erőegységek.

Például, . A magas fordulatszámú boxermotort, az EJ207-et a tunerek imádják, és ennek jó oka van. Például az ausztrál GotitRext tuningcég úgy döntött, hogy új magasságokba emeli a „bokszoló” teljesítményét.

A cég hozzálátott a boxermotor hangolásához, új belsővel és Garrett GTW3884 turbinával látva el. Hihetetlen, hogy így egy 2,0 literes motorból 610 LE-t sikerült „eltávolítani”. le a kerekekről! Azonban nem ez a legérdekesebb.

A mérnökcsapat legnagyobb eredménye az volt, hogy nagyon tudták megvalósítani Magassebesség. 12 ezer fordulat percenként! Ez az a hihetetlen „plafon”, amelyet ennek a motornak a teljesítménye elért.

Nem világos, hogy a GotitRext hogyan tudta ilyen szokatlanul magas szintre emelni a teljesítményt, és nem veszíteni a motor megbízhatóságában (a cég biztosítja, hogy ez így van). Tekintettel arra, hogy nem minden sebességváltó képes kezelni ezeket a teljesítmény- és nyomatékadatokat, a sebességváltót is átépítették.