Evacuarea de la A la Z

Toate masinile cu ardere interna produc gaze de evacuare. Pentru a intelege cum functioneaza aceasta evacuare este necesar sa se cunoasca cat de cat principiile de functionare a motoarelor. Daca nu le cunoasteti, documentati-va, acest articol se foloseste de informatii care va pot lipsi.

Evacuarea de serie a masinii este dezvoltata avand in vedere costurile (la majoritatea masinilor/marcilor) si legislatia in vigoare (noxe, nivel zgomot). Trebuie sa stiti ca majoritatea producatorilor fac compromisuri la performanta pentru a se incadra in costul de productie si legislatie. Dezvoltarea evacuarii de serie se bazeaza de multe ori pe o evacuare la un model precedent sau de la motoare compatibile, deci de cele mai multe ori este alcatuita din componente deja existente, de aici lipsa de performanta.

Ce putem face noi? Simplu. Sa incercam sa incalcam cele doua reguli de baza ale constructorului: COSTUL si LEGISLATIA. Costul, pentru ca de cele mai multe ori o evacuare sport este mult mai scumpa decat cea de serie si legislatia, deoarece aceasta evacuare mai mult ca sigur nu indeplineste toate normele legale in vigoare. Exista si producatori de evacuari sport care au produse omologate pentru circulatia pe drumuri publice. De obicei acestea sunt sub nivelul de performanta a unei evacuari "not street legal".

Sa vedem pe ce dam banii.

Dupa ce ne-am hotarat sa modificam evacuarea, ce facem? De obicei se ia un catalog si se cauta modelul de masina, anul, etc. Odata identificata pozitia in catalog, mai mult ca sigur se vor gasi mai multe articole sub diferite denumiri:
- galerie de evacuare (header, manifold, etc.)
- test pipe/catalizator
- catback
- toba intermediara, toba finala (muffler)
- uppipe
- downpipe

Bun. Sa o luam cu inceputul. Orice masina are o galerie de evacuare sau serpisorii. Aceasta este prima componenta din evacuare care vine in contact cu gazele evacuate, fiind fixata pe chiulasa prin intermediul prezoanelor. De serie este din fonta turnata, in majoritatea cazurilor. In realizarea galeriei, producatorul urmareste ca aceasta sa ocupe cat mai putin spatiu, sa fie cat mai solida si cat mai departe de orice componenta a motorului. In unele cazuri, aceasta este acoperita de diferite protectii metalice pentru a directiona caldura departe de motor.

Galerie de evacuare pentru 6 cilindri

Galeria de evacuare din catalog nu seamana, in majoritatea cazurilor, cu cea pe care o aveti pe masina (sa nu fiti uimiti daca nu o veti putea identifica vizual in catalog). In realizarea acesteia se urmaresc unele criterii ale producatorului, cum ar fi soliditatea si tolerantele fata de componentele motorului. In rest, totul difera. Pe cand galeria de evacuare de serie era facuta pentru a ocupa cat mai putin spatiu (pentru a nu avea o suprafata mare care radiaza caldura), in cazul galeriei *de tuning* sau tubulare, aceste considerente sunt inlocuite de calcule matematice pentru a determina lungimea ideala a fiecarui traseu de evacuare individual (fiecare cilindru are o bucata de teava proprie pentru evacuarea gazelor), grosimea acestuia si punctele de imbinare. Pentru majoritatea motoarelor, modelul de imbinare este NUMAR CILINDRI / 2, apoi o unire in 1 a celor doua jumatati. In cazul motoarelor in V, sunt doua galerii de evacuare corespunzatoare fiecarui rand de cilindrii.

In privinta realizarii galeriei exista doua teorii:

- evacuarea gazelor trebuie sa fie cat mai facila, fara contrapresiune;
- evacuarea gazelor trebuie sa opuna o anumita contrapresiune, pe cat posibil, corelata intr-o anumita relatie cu turatia / sarcina motorului.
Cu toate ca sunt doua teorii diametral opuse, scopul lor final este acelasi: cresterea vitezei gazelor evacuate si crearea efectului de "vid" in spatele lor, pentru a determina o umplere mai buna a cilindrilor. Se prefera o galerie de evacuare cu diametru mare pe fiecare cilindru datorita contrapresiunioi mici, oferind astfel un randament sporit la turatii mari ale motorului, unde volumul gazelor de evacuare este mai mare in unitatea de timp. O galerie de evacuare cu diametru mic pe fiecare cilindru este mai restrictiva in regimurile de turatie ridicata, dar ofera o mai buna curgere a gazelor de evacuare la turatii medii si o crestere simtitoare a cuplului la acele turatii. O astfel de evacuare face motorul sa para mai elastic.
Alegerea diametrului tevii este determinata de cilindreea motorului (cu cat aceasta e mai mare, cu atat diametrul tevii e mai mare), de timpul cat supapa de evacuare sta deschisa si de turatia la care motorul isi dezvolta cuplul maxim. Acestea sunt cateva din caracteristicile de baza ale unei galerii de evacuare. Lungimea tevilor pana la unire este o alta problema, care se alege in functie de turatia de cuplu. O lungime mai mare este de obicei mai elastica si ofera un randament pe o plaja de turatie mai intinsa. Exista doua teorii si aici, una spune ca unirile tip 4-2-1 sunt mai bune pentru cuplu decat cele 4-1. Cele 4 in 1, presupunand calculele efectuate corect, vor obtine aproape intodeauna un randament mai bun si o umplere mai buna a cilindrilor datorita unei singure imbinari, acestea eliminand posibilitatea de inducere a unui front negativ (o parte din gazul de evacuare care se intoarce catre motor). La cele tip 4-2-1 este nevoie de o schimbare de diametru la fiecare "Y" din ramura, pentru ca viteza gazelor sa fie constanta, pentru a impiedica aparitia acelui front negativ. Imbinarea acestora se face in functie de ordinea de aprindere a motorului, de obicei 1-4 si 2-3. Dar exista si exceptii. In cazul realizarii ideale a acestora (4-2-1), randamentul lor este mai mare decat a celor 4-1, dar plaja de turatie in care ele sunt eficiente este mai mica.

Galeria de evacuare trebuie neaparat sa fie realizata din inox. Datorita randamentului crescut a acesteia fata de una de serie, temperatura gazelor se mentine mai mult timp si pe o lungime mai mare in cadrul evacuarii. Acest lucru este si mai evident la masinile turbo, unde o galerie de evacuare aduce un aport de putere mult mai mare decat in cazul motoarelor aspirate.

Aici sunt valabile aceleasi reguli, doar ca diametrul poate fi mai mare decat la cele aspirate, daca motorul este modificat serios. Cu toate ca o galerie tubulara induce un lag fata de o galerie de evacuare de serie, turbina va functiona mult mai lin, fiind condusa in presiune constanta (ideal).

De obicei, o galerie de evacuare coboara punctul de cuplu cu pana la 500 ture/min si ofera aproximativ cu 500 ture/min mai multa plaja utilizabila a motorului.

Trebuie inteles totusi, ca o galerie de evacuare necesita o resoftare a motorului pentru a da tot ce poate, datorita scaderii contrapresiunii.

Pentru o mai buna eficienta a galeriei de evacuare, cu toate ca inoxul nu este un bun conductor de caldura, o infasurare a acesteia da intodeauna rezultate. Materialul este supus unui stres termic mai mare, dar daca realizarea este calitativa, nu trebui sa va faceti probleme pentru aparitia crapaturilor. Gazele de evacuare prefera un traseu cat mai lin, deci incercati sa evitati galeriile care au unghiuri ascutite sau sugrumari din indoire. Verificati intodeauna daca galeria de evacuare este una bolt-on sau daca necesita alte modificari ale traseului de evacuare pentru imbinare. In cazul in care e una "bolt on", este posibil ca ea sa fie gandita pentru un motor fara alte modificari, sau modificari minore.

Scapand de galeria de evacuare, gazele intalnesc acum o noua portiune a evacuarii, in cazul masinilor turbo, logic, turbina. Exista si unele cazuri speciale, in care turbina fiind pozitionata relativ departe de motor, legatura intre galeria de evacuare si turbina sa se faca prin intermediul unei tevi numite uppipe. La unele masini, pe aceasta portiune a evacuarii se regaseste un catalizator. Unele uppipe-uri renunta la acest catalizator, micsorand astfel timpul de spool-up al turbinei si turatia cu care acesta incepe sa produca presiune. Uppipe-ul este specific masinilor Subaru, dar nu numai.

Uppipe

Turbina este cea mai mare restrictie din intreaga evacuare. In functie de sectiunea de trecere a turbinei, este posibil ca motorul sa nu dezvolte o putere mai mare, indiferent de modificarile aduse evacuarii. Functionarea turbinei se bazeaza pe diferenta de presiune a gazelor de evacuare la intrarea acesteia, respectiv la iesirea ei.

Downpipe-ul (saxofon) este teava care leaga iesirea turbinei de restul evacuarii. La masinile turbo, aceasta portiune a evacuarii este o zona foarte sensibila. Daca downpipe-ul este restrictiv, diferenta de presiune va fi mica, determinand aparitia lag0ului, un nivel de putere scazut, supraincalzirea turbinei si o viteza mica de curgere a gazelor. In schimb, un downpipe prea putin restrictiv, determina o crestere rapida a vitezei gazelor prin turbina, ducand la asa numitul boost spike sau chiar instaurarea boos creep-ului in cazuri mai speciale. Deci, aici se aplica cu desavarsire zicala "bigger is not always better". In cazul in care galeria de evacuare este de serie, downpipe-ul poate fi ales si fara a da atentie acestor detalii, el oferind un randament bun in majoritatea cazurilor. La alegerea unui downpipe trebuie avut in vedere daca are un traseu separat pentru evacuarea gazelor din wastegate sau nu. Daca are mai mult ca sigur ca este orientat catre performanta si va oferi un randament mai bun si boost mai stabil. Ideal, downpipe-ul are o sectiune de trecere de la diametrul de iesire al turbinei la diametrul final al downpipe-ului, Aceasta sectiune de trecere are rolul de a reduce turbulentele la schimbarile de diametru.

Downpipe 2 in 1

Urmatoarea portiune a evacuarii este catalizatorul. Daca doriti sa ramaneti legal din punct de vedere al noxelor, trebuie sa aveti macar un catalizator. Multe masini moderne au chiar doua. In cazul in care aveti montata sonda lambda dupa catalizator, este indicat sa il pastrati in evacuare, inlocuindu-l cu unul sport. Daca totusi normele nu va preocupa, acesta poate fi scos din ecuatie, inlocuit apoi cu un test pipe. Pentru a nu determina aprinderea in bord a unor semnale de avertizare la bordul masinii voastre, este indicat sa luati un simulator de sonda lambda. Aportul de putere intre testpipe si un catalizator este minor, majoritatea catalizatoarelor sport oferind o sectiune de trecere mult marita.

Restul evacuarii joaca de asemena un rol cheie pentru obtinerea randamentului maxim.

In cazul in care alegeti doar o evacuare cat-back (adica numai dupa catalizator), diametrul acesteia nu este foarte important, avand un rol minor in contrapresiunea exercitata in cadrul evacuarii. Ca factor de alegere, puteti opta pentru urmatorul diametru de teava fata de cel de serie.

Cat-back cu catalizator inclus

In cazul unui catback montat pe o masina cu restul evacuarii modificate, diametrul acestuia trebuie sa respecte diametrul test-pipe-ului sau a iesirii catalizatorului sau a downpipe-ului (in cazul masinilor turbo).

Majoritatea catback-urilor includ si o toba intermediara cu rol de a anula o parte din frecventele induse in evacuare, ajutand cuplul motor. In schimb, la masinile turbo, unde contrapresiunea este realizata din downpipe, aceasta toba poate lipsi.

Traseu aproape complet - teava, toba intermediara si muffler

Toba finala sau muffler are rolul de a modula sunetul evacuarii, rolul ei fiind totusi crucial pentru ca este ultimul segment inainte de evacuarea in atmosfera. Trebuie tinut cont de faptul ca aceasta toba finala primeste gazele de la cea mai joasa temperatura si cu cea mai mica viteza de curgere, rolul ei fiind de a le realinia. O realiniere buna ofera din nou un aport de cuplu si un sunet placut, fara rapaieli si variatii de frecventa.

Toba finala sau muffler inox

Acesta este un simplu ghid. In ceea ce va priveste pe dumneavoastra, nu va bazati in exclusivitate pe acest articol. Contactati o persoana din domeniu pentru a va putea sfatui si pentru a decide alegerea componentelor.

Vezi acum oferta promotionala din SHOP 4TUNING la elementele de evacuare!