Téma protitlaku je v automobilovém světě jedním z nejvíce nepochopených. Spousta lidí má různé názory a vysvětlení, které se liší od „protitlak je vždy špatný“ až po „potřebujete X protitlaku, aby Y fungovalo efektivně“. Dnes si tedy rozebereme, co je to protitlak a co s ním chcete dělat.
Mnohé vozy s turbodmychadlem na trhu s náhradními díly a sériové vozy s přirozeným sáním používají takzvaný log manifold. Ty nejsou skvělé pro odčerpávání v určitém bodě rozsahu otáček, ale často poskytují široký rozptyl točivého momentu na úkor celkového výkonu.
Takže co je to protitlak výfuku? V podstatě je celá výfuková soustava jedním obrovským omezením průtoku, kdy věci jako tlumiče výfuku a katalyzátory brání proudění vzduchu, a to způsobuje zvýšení tlaku proti proudu.
Tento tlak nakonec působí na zadní stranu výfukového ventilu, a to je špatně. Proč? Vzduch rád proudí z vysokého tlaku do nízkého a ochota vzduchu proudit je zhruba úměrná rozdílu tlaků.
Když jste na výfukovém zdvihu, chcete co nejefektivněji vytlačit výfukové plyny, abyste dosáhli vyšší objemové účinnosti a ve válci zůstalo co nejméně produktů spalování. To znamená, že chcete co největší tlakový rozdíl, a tedy co nejmenší protitlak.
Pokud tedy máme vysoký protitlak, máme špatný scavenging (proces vypouštění výfukových plynů z válce a nasávání čerstvé sací náplně). To způsobuje dva problémy, zaprvé nám klesla objemová účinnost, takže máme méně nasávaného vzduchu, proto nemůžeme vstřikovat tolik paliva a dosahujeme nižšího výkonu. Za druhé, ve válci zůstávají některé produkty předchozího spalování, což způsobuje problémy při následném spalování.
Přirozeně nasávané vozy F1 mají krásně vyladěné délkové rozvody, navržené pro špičkovou VE pěkně vysoko v rozsahu otáček.
Mluvme o mýtu, že k dobrému chodu motoru je třeba mít protitlak, protože to prostě není pravda. Protitlak přirozeně vzniká v různých bodech rozsahu otáček kvůli povaze konstrukce výfuku, ale nikdy není žádoucí.
Když máme výfukový systém, často vedeme více výfukových potrubí (z každého válce jedno) do sběrače, kde se všechna setkávají. Tento sběrač je vlastně rychlým rozšířením průměru potrubí z jednoho potrubí. Když výfukový impuls z válce narazí na sběrač, vytvoří se řídká (nízkohustotní) tlaková vlna, která se šíří proti proudu zpět k výfukovým ventilům a snižuje tlak na ventilu.
V závislosti na délce výfukových kanálů to způsobí posunutí špičkového výkonu do různých rozsahů otáček. Můžete také využít impulsy z ostatních válců, abyste si vzájemně pomohli a zlepšili výkon odvádění spalin. Pokud to zní trochu složitě, je to podrobněji vysvětleno ve videu dole.
Vysoce výkonné dragstery vypouštějí své výfuky přímo do atmosféry, což by vytvářelo silný odkalovací impuls. Hlavy mají také velmi velký průměr, nicméně tyto vozy hodně proudí a mají velký objem na válec.
Takže proč by měl být protitlak považován za pomoc? No, s odladěnou délkou tlakové vlny pomáhá výkonu v některých pásmech otáček a v jiných ho zhoršuje. Takže pokud máme sériové auto (dokonce i se sběrným potrubím z kulatiny) a pak jdeme a snížíme protitlak, změníme expanzní vlastnosti a posuneme místo, kde jsou u tohoto motoru vrcholy objemové účinnosti.
Bez přeladění by to mohlo způsobit pokles výkonu v celém rozsahu, nebo s přeladěním či samoučící se řídicí jednotkou by se změnil tvar křivky točivého momentu, což by mohlo mít za následek vyšší nebo nižší špičkový výkon. Do hry často vstupují i rychlosti. Lidé, kteří namontovali výfuk nebo hlavu s velkým průměrem a zaznamenali pokles výkonu, často výrazně snížili rychlost výfuku a v důsledku toho ztratili část síly setrvačných účinků výfuku kvůli nižší rychlosti plynů.
Můj osobní závodní vůz má extrémně krátký výfuk s nízkým protitlakem. Jeho turbo se roztáčí podstatně dříve než motor stejné specifikace s výfukem plné délky.
Měli bychom si také rychle promluvit o autech s turbodmychadlem. Turbodmychadla jsou poháněna dvěma faktory – teplem a tlakovou diferencí. Pokud u turba zvýšíte protitlak, snížíte účinnost turba a jediný způsob, jak to kompenzovat, je zvýšit výstupní tlak výfukového ventilu, čímž se vám zhorší spalování.
U vozů s turbodmychadlem je scavenging tlakové vlny mnohem méně důležitý, protože k celkovému výkonu mnohem významněji přispívá přeplňování turbodmychadlem, takže obvykle optimalizujete sběrné potrubí/náběhy pro maximální vytočení. Stále však chcete, aby odvádění spalin bylo přiměřené, a toho můžete dosáhnout snížením tlaku celého výfukového systému. Závěr příběhu: auto s turbodmychadlem, snižte tlak za turbínou co nejníže.
Pro více informací se podívejte na video níže!
.