Глушители

Все мы видели мотогонки и слышали рев моторов спортивных машин. Некоторые мотоциклисты ошибочно полагают, что стоящие на них глушители отличаются от обычных только шумогасящей «начинкой», которая на их ИЖе или ЯВЕ якобы отнимает часть мощности двигателя (почему это не так, мы увидим ниже). И вот появляется на дороге трескучий мотоцикл, водитель которого мнит себя спортсменом, «усовершенствовавшим!» дорожную модель. Между тем еще в прошлом веке Д. И. Менделеев заметил, что грохот отнюдь не является признаком мощности машины. Так вот, если бы наш «рационализатор» сумел измерить мощность своего мотора до и после переделки глушителя, он бы с удивлением обнаружил потерю нескольких лошадиных сил. В чем же дело? Ведь отработавшие газы теперь более свободно выходят из цилиндра, и он должен лучше заполняться свежей смесью? Но в том-то и беда, что в двухтактных двигателях, какими снабжены современные мотоциклы, второе следствие не вытекает из первого. Почему? Давайте разберемся.

Одним из основных факторов, влияющих на мощность, является степень наполнения цилиндра свежей смесью, которая в двухтактном двигателе зависит от высоты выпускных и продувочных окон и частоты вращения коленчатого вала. Для каждого двигателя с учетом его назначения, и, следовательно, в первую очередь диапазона оборотов и приемлемого расхода топлива, существуют вполне определенные оптимальные размеры продувочных (перепускных) и выпускных онон. У дорожных мотоциклов они одни, у спортивных — другие.

Научные исследования и практический опыт показали, что наполнение цилиндра улучшается благодаря соответствующему подбору основных конструктивных элементов глушителя шума выпуска. Такой глушитель называют резонансным. Работает он следующим образом.

После открытия выпускного окна отработавший газ с огромной скоростью устремляется в выхлопную трубу и затем в глушитель. Достигнув первого препятствия (это может быть специальная диафрагма), которое оказывает ему резкое сопротивление, газ ударяется о него, издавая ударный шум. Этот ударный шум является не чем иным, как волной уплотненного газа. Волна уплотнения распространяется от первого препятствия обратно по выхлопной трубе с огромной скоростью.

Достигнув выпускного окна, ударная волна выполняет, если можно так выразиться, роль клапана, который перекрывает путь из цилиндра свежей рабочей смеси, продувающей цилиндр. Добиться такого же эффекта можно смещением вниз верхнего края выпускного окна. Но в этом случае одновременно сократится фаза выпуска (и соответственно перепуска), что вызовет уменьшение мощности. Таким образом, этот газодинамический клапан обеспечивает несимметричные фазы продувки, необходимые для повышения мощности, теряемой вследствие инерционности потока газовой смеси. Задача расчета и настройки глушителя и заключается главным образом в том, чтобы момент прихода этой ударной волны к выпускному окну совпал с моментом, когда смесь начинает выходить из цилиндра.

Излишне говорить, что расчет конструкции такого глушителя достаточно труден, поскольку приходится учитывать большое количество переменных величин, таких, как частота вращения коленчатого вала (строго определенная и соответствующая рабочей частоте), температура и плотность газа в выпускной трубе, точно задаться которыми весьма сложно. Эти данные для дорожного и спортивного моторов разные, и поэтому у них неодинаковые глушители. Основная работа в их создании приходится на экспериментальную доводку конструкции, причем, если нам необходим глушитель для достаточно широкого диапазона рабочих частот вращения коленчатого вала, что свойственно «универсальным» дорожным мотоциклам, задача значительно усложняется. Всякое изменение размеров доведенного «фирменного» глушителя. особенно в передней зоне, существенно повлияет на его газодинамическую работу, а следовательно, на параметры двигателя. В подавляющем большинстве случаев такое изменение ведет к ухудшению работы двигателя.

Непосредственно подавлением шума выпуска «занимается» та часть глушителя, которая обычно располагается за первой его перегородкой. Чаще всего она состоит из так называемого акустического фильтра. Существующие требования допускают более высокий уровень шума у спортивных мотоциклов, поэтому акустические фильтры у них проще.

Следует помнить, что задача глушения заключается не только в уменьшении уровня шума, но и в изменении соотношения его частотных компонентов (попросту говоря, тембра) — высокочастотные свистящие звуки гораздо неприятней действуют на ухо и психику, чем низкие тона. Это обязательно надо иметь в виду, если вы все же взялись за переделку. Но главное — сначала четко определите, чего именно вы хотите добиться, и усвойте, как это делается. Поможет вам и литература, посвященная форсированию двигателей мотоциклов.

Заранее должны предупредить, что создать универсальную машину, сочетающую характеристики хорошего дорожного и спортивного или гоночного Мотоцикла, попросту невозможно: выигрывая в одном, приходится неизбежно проигрывать в другом. Что касается глушителя, то, если вы любите свою машину, настоятельно рекомендуем только следующее: первое — применяйте глушитель, разработанный заводом-изготовителем: второе — регулярно очищайте внутренние полости глушителя от нагара, который закрывает со временем каналы акустического фильтра и чрезмерно препятствует выходу отработавших газов.

Возникновение такого препятствия само по себе снижает мощность двигателя на больших оборотах, к тому же усиливает отложение нагара в выхлопных окнах цилиндра с вытекающими из этого последствиями.

Пробег, после которого необходимо чистить акустический фильтр, для современных мотоциклов обычно составляет 5 — 10 тысяч километров и зависит от марки мотоцикла, условий его эксплуатации и применяемых сортов бензина и масла. При работе двигателя на режимах малой и средней мощности (обычно в городах) нагара в системе выпуска, в том числе и глушителе, больше, чем при работе на максимальных режимах.

Очищать от нагара внутренние стенки глушителя можно после 25 — 30 тысяч километров, однако обычно в это время их попросту заменяют новыми. Если в силу каких-либо обстоятельств вы оставляете старые глушители, следует очистить их при помощи стального ерша и выжиганием. Делают это так. Сняв глушитель, вводят в его передний конец тряпку, смоченную керосином или бензином, ставят глушитель вертикально и поджигают тряпку. Надо следить за тем, чтобы в вашей «топке» была тяга, и. конечно, соблюдать противопожарные предосторожности. Обычно одного-двух прожиганий достаточно, чтобы отложения в глушителе выгорели. Прожигать хромированные глушители пламенем снаружи, например в костре, не рекомендуется, так как внешняя поверхность может быть испорчена. Съемные акустические фильтры прожигать открытым пламенем, конечно, можно, однако бывает достаточно снять с них нагар отверткой или любым подходящим инструментом.

У большей части современных мотоциклов, кроме глушителей шума выпуска, есть глушители шума впуска. Эффективность их работы не столь заметна, как выпускных, да и внимания они требуют намного меньше. А вот имеющийся в них воздушный фильтр весьма существенно влияет на состояние и работу двигателя. Не будем останавливаться на газодинамических особенностях работы воздушного фильтра и глушителя впуска, отметим лишь, что сопротивление этих элементов всасываемой струе воздуха строго сбалансировано с производительностью главного топливного жиклера и в значительной мере определяет состав рабочей смеси при открытом дросселе. Это следует знать, если в силу тех или иных обстоятельств вы меняете конструкцию фильтра и глушителя впуска или попросту забываете чистить, мыть или менять фильтрующий элемент.

В настоящее время существует достаточно много фильтров различных конструкций. Лучше других фильтруют воздух бумажные элементы. Их можно очищать струей сжатого воздуха, но мыть нельзя. Через 10 — 15 тысяч километров пробега при эксплуатации на шоссейных дорогах их заменяют.

Газодинамические процессы в современном двухтактном двигателе начинаются с воздушного фильтра и глушителя впуска, продолжаются в каналах карбюратора, картере и цилиндре и заканчиваются на заднем срезе глушителя выпуска. Для работы двигателя каждый элемент этого газового тракта имеет свое значение, поэтому их параметры строго согласованы. Необоснованное, неграмотное изменение части этого тракта ухудшает работу двигателя.

И. ТОУКАЧ,
инженер

1976N01P17