Анализ влияния длины дудок на крутящий момент двигателя

[Den102]

Гуляя по всемирной сети наткнулся на очень интересный англоязычный блог, грех не поделиться такой ценной информацией.

Испытания на динамометрическом стенде влияния длины дудок 4-х дроссельного впуска на крутящий момент.

В качестве предисловия от автора:
"Один вопрос мне задают больше, чем любой другой: "Дудки какой длины мне купить?" Мой ответ всегда один: "Я не знаю". Я говорю людям, что они должны понять, что они хотят от их двигателя с точки зрения формы кривой крутящего момента, как и для чего они намерены использовать автомобиль. Идеальной является ситуация, когда экспериментируют на динамометрическом стенде. Фазы газораспределения и выхлопная система играют важную роль в резонансной настройке двигателя, практически это очень трудно настроить,но в тоже время легко настраивается на динамометрическом стенде. По этой причине я придерживаюсь длин дудок в диапазоне от 40 до 120 мм. Если люди не будут экспериментировать, то я обычно рекомендую 90 мм... это приблизительно половина диапазона".

Испытания проводились на автомобиле Ford Fiesta с двигателем Zetec SE 1600 см3, 180л.с., оснащенным многодроссельной системой впуска Jenvey.



Первый тест - конусные дудки длиной 40 мм (Jenvey 40) против цилиндрических дудок с раструбом на конце той же длины 40 мм (Emr 40) Сразу видны небольшие изменения. Кривая крутящего момента имела более четкую волну, слегка большие провалы и пики, появляются более сильные импульса, хотя и не обязательно в нужных местах!



Мы удлинили дудки до 50 мм и сделали еще одну серию тестов. (Jenvey 40 х Emr 50). Теперь мы видим на самом деле сильную форма импульса волн в кривой крутящего момента с большими провалами и пиками.



Затем были дудки 80 мм труба (Emr 50 против Emr 80). К моему удивлению результат был еще лучше. Обычно, когда вы измените длину, то вы получите шишки на кривой крутящего момента, где были провалы и провалы, где были шишки. Но в данном случае мы видим что провалы были заполнены с лихвой. Неожиданно мы получили задатки гораздо более гладкой кривой крутящего момента.



Увеличение длины дудок до 95 мм не оказало значительного влияния, но осталась тенденция роста (Emr 80 против Emr 95). Тем не менее, мы видим тенденцию к улучшению крутящего момента в нижней части диапазона оборотов.



Это более или менее согласуется со старой поговоркой о более длинных дудках для мощности на малых оборотах и коротких для большой пиковой мощности.

Увеличив длину до 125 мм мы получили кривую крутящего момента, очень похожую на кривую с дудками 50 мм, но с гораздо более высокими значениями (Emr 95 против Emr 120).



Можем ли мы "заполнить" провалы увеличив длину? График (Emr 120 против Emr 130) показывает тенденцию заполнения провалов, как мы видели раньше, но изменения не достаточны, чтобы прийти в восторг, вероятно, увеличение длины на 10 мм не достаточно.



Мы решились на большие изменения и установлены новые, более длинные дудки длиной 155 мм. Интересно что что возрос пик крутящего момента и к тому же крутящий момент на высоких оборотах. Мы, конечно, видим некоторые интересные изменения! Увеличив длину еще раз, до 170 мм мы вдруг заполнили провалы в кривой крутящего момента. (Emr 155 против Emr 170). Теперь возьмем оригинальную кривую мощности с коническими дудками 40 мм и сравним с тем, что вы могли бы получить с цилиндрическими дудками 170 мм. Пиковая мощность ниже примерно на 500 оборотов в минуту, но увеличение крутящего момент внушительное!




В качестве последнего испытания я решил сделать цилиндрические дудки без раструба, то есть простые отрезки труб. Теоретически это даст сильнейший импульс так как вы не можете получить более резкое изменение сечения, чем прямой срез трубы в атмосферу. Крутящий момент снизился во всем диапазоне, особенно сильное ослабление в верхней части диапазона оборотов. В пике потеря составила 8 фут-сила*фут (10 Нм). Мы решили, что это так и должно было быть, так как поток воздуха должен быть меньше по сравнению с расширяющимся выходом из трубы




В качестве шутки мы нарастили длину дудок до 330 мм! К моему удивлению, мы вдруг обратили верховой гоночный двигатель в трактор! Глядя на две кривые крутящего момента не верится, что они получены с одного и того же двигателя, с одними и теми же распредвалами, степенью сжатия и выхлопом. Раструб одинаковый у всех дудок, отличие только в длине.





Сколько стоит "диапазон мощности" при выборе распределительного вала? Производители распредвалов часто обозначают диапазон мощности как: "4000 - 7000 оборотов в минуту", когда в действительности, вам достаточно лишь изменить длину впускного тракта, чтобы переместить диапазон мощности в значительной степени в любое место, куда вы хотите.

Важное дополнение.
Вплоть до этого пункта все наше тестирование мощности было сделано на полном газу. Теперь я хотел знать какой будет эффект от изменения длины впускного тракта при частичном открытии дроссельной заслонки. Ответ - влияния почти не было. Волна давления, кажется, разрушается от заслонки, почти до полного открытия. Мы начали видеть резонансные эффекты только после 80-процентного открытия дросселя. Это - хорошие новости, потому что это означает, что, если Вам уже настроили блок управления двигателем, то при настройке длины впускного тракта потребуется только перекалибровка на режимах большого открытия дросселя, в режимах неполного дросселя изменений нет. Нужно также отметить, что во время тестирования я не оптимизировал подачу топлива или зажигание для каждого теста. Пока смесь не становилась опасно бедной, я оставлял ее в покое.

Практика
Что все это значит на практике? В основном, если Вы хотите добиться максимальной отдачи от двигателя, настройка длины впуска - критичный фактор, который должен быть учтен. Изменения всего на 10 мм показывают значительный результат. К тому же, у Вас могут быть два или три набора дудок разной длины для различных применений на том же самом двигателе; например один вариант для гонок, а второй на каждый день, с картами, переключающимися в ECU это, конечно, практическое применение.

Выводы
На основании проведенных тестов мы можем сделать определенные выводы:
1. Конические впускные трубы работают не лучше, чем цилиндрические.
2. Самый важный элемент любой дроссельной системы - это общая длина впускного тракта.
3. Изменение всего на 4мм в общей длины впускного тракта дает измеримое изменения в кривой крутящего момента.
4. При изменении длины впускного тракта, Вам нужно только, повторно откалибровать настройки карт топлива и зажигания на полностью открытом дросселе.

P.S. Для тех, кому режет слух мой кривой перевод, ссылка на первоисточник - влияние длины дудок на крутящий момент