Sportowe układy wydechowe – ogólna charakterystyka

Sportowy układ wydechowy

Seryjny układ wydechowy zawsze musi być kompromisem pomiędzy odpowiednim wyciszeniem i jak najmniejszym spadkiem mocy. Wszelkie bowiem przeszkody, jakie napotykają spaliny w postaci katalizatora lub tłumików, stawiają niepożądany opór bądź powodują turbulencje. W sportach zależy konstruktorom przede wszystkim na zoptymalizowaniu osiągów silnika i spełnieniu regulaminowego poziomu hałasu.

Przepisy niestety nawet w sportach motorowych coraz bardziej ingerują we wszelkie modyfikacje samochodów, aby te spełniały najróżniejsze ekologiczne wytyczne „zielonych terrorystów”. I tak według regulaminu FIA w większości serii wyścigowych oraz rajdowych poziom głośności układu wydechowego jest ograniczony do 98 dB. Pomiar odbywa się przy obrotach silnika w zakresie 2500-3500 obr./min. W sporcie co prawda nie obowiązuje norma czystości spalin Euro 5, ale poziom ich szkodliwości jest także ograniczony, dlatego w wielu autach – zarówno rajdowych, jak i wyścigowych znajduje się katalizator.

Wydech przelotowy 2,25'' do Hondy CRX Del Sol

Wydech przelotowy 2,25'' do Hondy CRX Del Sol

Pierwszym elementem układu wydechowego jest kolektor wydechowy. Do niego trafiają gazy wylotowe w wyniku spalania mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrach. Budowane są one w różnych systemach, np. 4-2-1, 3-1, 4-1 lub 5-1. Układ zależy oczywiście od liczby cylindrów oraz np. dostępnego miejsca pod maską i kilku innych czynników. Co oznaczają poszczególne cyfry? Kolektor wydechowy 4-2-1 zbudowany jest następująco: od każdego cylindra poprowadzona jest pojedyncza rura, następnie każda para schodzi się w jeden kanał. Tak powstałe dwie rury na końcu łączą się w jedną, która poprowadzona jest do reszty układu wydechowego.

Kształt kolektora wydechowego oraz materiały, z jakiego jest wykonany, mają bardzo duży wpływ na przebieg momentu obrotowego. Standardowe kolektory wydechowe produkowane seryjnie są zazwyczaj odlewane. Podyktowane jest to oczywiście względami ekonomicznymi, ale cierpi na tym jakość wykonania. Wszelkie wewnętrzne uskoki, chropowatości i niedokładności powierzchni powodują dodatkowy opór dla przepływających spalin, które poruszają się z ogromnymi prędkościami, nierzadko porównywalnymi do prędkości dźwięku.

Kolektor wydechowy 4-2-1

Kolektor wydechowy 4-2-1

Firmy oferujące sportowe kolektory wydechowe szczegółowo je projektują i wykonują. Dobrane materiały zapewniają odpowiednią gładkość powierzchni oraz pozwalają na dokładną obróbkę. Długość kanałów, rozgałęzień, ich kształt oraz łączenia nie są przypadkowe. Na podstawie obliczeń przepływów takie kolektory wydechowe poprawiają parametry silnika, a przede wszystkim mają bardzo korzystny wpływ na przebieg momentu obrotowego. Dzięki mniejszym oporom spaliny łatwiej wydostają się z cylindrów, co ma wpływ także na kulturę pracy silnika, która się poprawi. To z kolei może przyczynić się nawet do mniejszego zużycia paliwa.

Przelotowe tłumiki - środkowy, końcowy i zastępujący katalizator

Przelotowe tłumiki - środkowy, końcowy i zastępujący katalizator

Kolejny element sportowego układu wydechowego to katalizator. Niestety w wielu przypadkach jest on złem koniecznym ze względu na regulamin, ale i ten element konstruktorzy nauczyli się dobrze wykorzystywać. Katalizator stawia spalinom opór, który trzeba zminimalizować. Projektanci konstruują ten element w taki sposób, aby „obcinał moc” w górnym zakresie obrotów silnika.

Pozytywnie za to wpływa na charakterystykę obrotów. Zawirowania, które normalnie powstają za kolektorem, w sportowych odpowiednikach są w nich uspakajane. Dzięki temu napotykają już jedynie opór w tłumikach, bez dodatkowych turbulencji spowodowanych katalizatorem. Reaktory katalityczne mają wkłady ceramiczne oraz metaliczne. W sporcie używa się wkładów metalicznych, ponieważ stawiają one mniejszy opór od ceramicznych.

Przelotowe tłumiki - środkowy, końcowy i zastępujący katalizator

Przelotowe tłumiki - środkowy, końcowy i zastępujący katalizator

Ostatnią częścią układu wydechowego jest tłumik. W przypadku sportowych konstrukcji nie spotkamy raczej dwóch czy trzech tłumików, które miałyby wyciszyć pracę układu. Na jego końcu znajduje się zazwyczaj prosta rura zakończona tzw. przelotówką. Jest to tłumik o bardzo prostej budowie mający zapewniać jak najmniejsze opory przepływu. Biorąc pod uwagę przewodność cieplną, musi być wykonany ze stali szlachetnych. Materiały stosowane do produkcji tłumików muszą odznaczać się wysoką odpornością na kwasy.

Dlatego mówi się czasem o układach wydechowych wykonanych z „kwasówki”, czyli stali nierdzewnej, kwasoodpornej. Produkty spalania, skraplając się, tworzą bowiem kwasy, które powoduję korozję układu. W przypadku samochodów startujących w zawodach nie ma to aż tak wielkiego znaczenia, jako że układy wydechowe są często wymieniane. W samochodzie cywilnym, gdzie chcemy, aby sportowy zamiennik posłużył nam przez kilka lat, warto zainwestować w materiały kwasoodporne.

Downpipe - metalowy katalizator i prosty wydech

Downpipe - metalowy katalizator i prosty wydech

Pisząc o ostatniej części układu wydechowego, warto wspomnieć też o jego średnicy. Powszechnie panuje przekonanie, że im większa średnica rury wydechowej, tym lepiej. Faktycznie opory są wówczas bardzo małe i dzięki temu możemy uzyskać pewien przyrost mocy, ale kosztem przebiegu momentu obrotowego, który jest jednak ważniejszy zarówno w codziennej jeździe jak i sporcie. Większa średnica końcowej części układu wydechowego to także większy hałas, z czym trzeba się liczyć. Warto zatem nie podejmować samodzielnie decyzji, jeśli nie przeprowadziliśmy odpowiednich obliczeń bądź nie mamy doświadczenia w budowaniu układów wydechowych.

Sportowy kolektor wydechowy Subaru Impreza WRC firmy Maxim Works

Zagadnienia związane z budową układu wydechowego dla silników turbodoładowanych nieco się upraszczają. Już sama turbosprężarka bardzo dobrze optymalizuje przepływa spalin. Jest ona swojego rodzaju tłumikiem, który odpowiednio wycisza pracę układu wydechowego. W samochodach przygotowanych do rajdów wyposażonych w turbosprężarkę często spotyka się więc rozwiązanie, że układ wydechowy za turbosprężarką składa się z katalizatora i prostej rury do samego końca. W układzie nie ma żadnych tłumików, a skomplikowane obliczenia falowe nie są tak istotne. Należy dobrać odpowiednią średnicę rury idącej od katalizatora oraz pamiętać o tym, aby była ona umieszczona w taki sposób, aby jej koniec nie uszkodził zderzaka. Temperatura spalin silnika doładowanego nierzadko sięga nawet 700-800o C.

Zobacz także:

Jak uporać się z przerdzewiałym układem wydechowym? [poradnik]

Układ wydechowy [technika wyścigowa odc. 23]

Reaktor katalityczny – czyli nasz stary dobry „katalizator”

Działanie turbosprężarki

Regulamin komentowania

  • Marcin Łobodziński

    Kiedyś gdy kupowałem sportowy tłumik do auta, wolałem wydać 300 zł więcej, żeby był zgodny z przepisami i miał homologację. Nie tylko był świetnej jakości, ale też nie buczał jak bombowiec. Po prostu lepiej brzmiał.
    Jestem zdania, że powinno się zakazać jeździć samochodem ze “sportowym” tłumikiem, a przynajmniej egzekwować obowiązujące przepisy. Najcięższy szlag mnie trafia, gdy jakiś cymbał o 23 jedzie ulicą i muszą go słyszeć normalni, pracujący ludzie, którzy o tej porze zazwyczaj śpią. Ja rozumiem, że fajne auto, fajny tłumik, sam uwielbiam auta zrobione w stylu JDM. Nie przeszkadza mi to, że gdzieś w centrum Warszawy na pełnej pi… jedzie sobie Subaru STi czy Audi R8, wydające z siebie dźwięki przyprawiające o dreszcz, a ziemia w tym czasie dostaje lekkich drgawek. Ale ludzie jeżdżący autami 1,6 z wydechem 3 razy głośniejszym przyprawiają mnie o mdłości, a w nocy mam ochotę ich wystrzelać

    • http://www.facebook.com/people/Michał-Michna/100002090017545 Michał Michna

      Całkowicie się zgadzam. Tak samo sprawa wygląda z motocyklistami hałasującymi w nocy. Przejedź koleś przez tereny zabudowane na niskich obrotach, a na drodze szybkiego ruchu ciśnij sobie nawet 200.
      Aha, i jeśli cię przepuszczam na takich drogach, miło byłoby usłyszeć podziękowanie w postaci redukcji i odkręcenia manetki :) Wtedy to jest fajne!

      Ciekaw jestem jakby wpłynęło w zwykłych autach osobowych umieszczenie końcówki wydechu w cieniu aerodynamicznym np. na wysokości mocowania tylnej wycieraczki w hatchback’ach.

    • Anonim

      Również popieram, ale co zrobić, skoro karki Golfiarksie czy dresy w swoich E36 chcą mieć super wydech + jak najlepsze osiągi za jak najmniejsze pieniądze. Sory, ale jakość nie idzie w parze z ceną. Za dobry sprzęt trzeba zapłacić i to nie raz słono.

    • Zulik

      Może kiedyś się ludzie nauczą, że “GŁOŚNIEJ” nie znaczy “SZYBCIEJ”

  • Czeslaw

    Mam kolegę który kiedyś (dawno dawno temu, golf 3) w swoim Golfie 1,8 GT LPG 20 jare ediszin zamontował taki super hiper tłumik, pół roku i kupił sobie podrobioną serie, jednak słuch ważniejszy a osiągi poprawiły się hmmm tylko w głowie;-)

  • sniegu

    tez sie zgadzam , honda civic 1,6 i tlumik ktory slychac w calym miescie , i do tego super sprzet grajacy w postaci 4 subwoferow i szpan jest ;)

  • Sepang

    Ale numer, dzisiaj akurat pomyślałem o  jednej rzeczy związanej z wydechem: czy możliwe jest przerobienie auta z normalnym układem na wydech z klapkami jak w superautach? Chodzi mi oczywiście o to że przy normalnej codziennej jeździe klapki są zamknięte a samochód cichy, a po naciśnięciu przycisku czy czegoś klapki otwierają się i słychać mocarny ryk. Fajne by było coś takiego, zwłaszcza do silników V6.

  • Kuba

    Bodajże na TVN Turbo swojego czasu pokazywali przeróbki Subaru Imprezy z 2005 roku, w której zaingerowano w elementy układu wydechowego.  Okazało się, iż w wyniku tego samochód miał mniejszą moc, gorszą kulturę pracy itd. Dopiero zestrojenie go na hamowni do nowego układu wydechowego spowodowało przyrost mocy ponad pierwotny stan. Także Drogi Redaktorze nie pisz proszę, iż po wymianie elementów wydechu moc poprawia się od razu.

    • Anonim

      Jakbyś przeczytał artykuł ze zrozumieniem to byś nie pisał takich głupot bo jest tam napisane że amatorskie dłubanie przy wydechu może przynieść więcej złego niż dobrego.

      • Giggles

        Racja. Wymiana samego kolektora wydechowego powoduje że sonda lambda wariuje. Jeśli zmieniasz pełny wydech czeka Cię “strojenie” komputera sterującego silnika. Poza tym należy pamiętać, że części lepsze znaczy droższe i wydech nie znaczy “tłumik”. W takiej Hondzie Civic Type-R wymiana wydechu od kolektora do wydechu na elementy lepsze to rtząd 10k PLN, nie licząc strojenia. A przyrosty? 10-20KM max. Tym niemniej warto :).

  • Annamaria

    heheh, największa wiocha to wsadzanie rury wielkości latarni (mugenopodobne) do zwykłych samochodów, szczególnie niemieckich ;D

    • Seraph

      Tzw. Rynna ;>

  • Sportowy układ wydechowy,

    UKŁAD WYDECHOWY ZE STALI NIERDZEWNEJ NA ZAMÓWIENIE.
    Tłumiki z kwasówki Warszawa Łukowska 22 .Układ wydechowy z najwyższej półki daje efekty przy operacjach podnoszenia mocy silnika.Budując konkretny układ wydechowy kwasówki od początku, możemy zwiększyć średnicę rur i rozmieszczenie całego wydechu tak, żeby wyprostować przepływ. Nieseryjny profesjonalnie wykonany i dobrze przemyślany układ wydechowy ze stali nierdzewnej (kwasówki,nierdzewki) może zwiększyć przyrost mocy i momentu obrotowego na poziomie 5-6 procent w silniku bez turbo. Oczywiście z zastosowaniem w połączeniu z profesjonalnym przeprogramowaniem elektroniki i zmianą układu dolotowego na stalowy, w danym samochodzie (tuning) . konkurencyjne ceny.Tłumiki z kwasówki Warszawa Łukowska 22. TEL. 690 155 022 Lub 22 870 38 26.Weryfikacja i wycena gratis

    https://www.facebook.com/tlumiki.warszawa