Med hensyn til modtryk er emnet et af de mest misforståede i bilverdenen. Masser af mennesker har forskellige meninger og forklaringer, der varierer fra “modtryk er altid dårligt” til “du har brug for X modtryk for at lade Y fungere effektivt”. Så lad os i dag slå ned på, hvad modtryk er, og hvad du vil gøre med det.
Mange eftermarkedsturboer og biler med naturlig indsugning på lager kører det, der kaldes et logmanifold. Disse er ikke gode til at skåne på et bestemt punkt i omdrejningsområdet, men giver ofte en bred spredning af drejningsmomentet på bekostning af den samlede ydelse.
Så hvad er udstødningsmodtryk? Dybest set er hele udstødningssystemet én kæmpe strømningsbegrænsning, med ting som lyddæmpere og katalysatorer, der hindrer luftstrømmen, og dette får opstrømstrykket til at stige.
Dette tryk virker i sidste ende på bagsiden af udstødningsventilen, og det er dårligt. Hvorfor? Luft kan lide at strømme fra et højt tryk til et lavt tryk, og luftens villighed til at strømme er nogenlunde proportional med trykforskellen.
Når man er i udstødningsslaget, ønsker man at presse udstødningsgasserne ud så effektivt som muligt for at opnå større volumetrisk effektivitet og et minimum af forbrændingsprodukter tilbage i cylinderen. Det betyder, at du ønsker den maksimale trykforskel og dermed det mindste modtryk.
Så når vi har et højt modtryk, har vi dårlig scavenging (processen med at lufte udstødningsgassen ud af cylinderen og trække en frisk indsugningsladning ind). Det giver to problemer: For det første er vores volumetriske effektivitet faldet, så vi har mindre indsugningsluft, der bliver suget ind, og derfor kan vi ikke indsprøjte så meget brændstof, og vi får mindre effekt. For det andet efterlader vi nogle produkter fra den tidligere forbrænding i cylinderen, hvilket skaber problemer ved den efterfølgende forbrænding.
Naturligt indsugede F1-biler har smukt afstemt længdemanifold, der er designet til maksimal VE pænt og højt i omdrejningsområdet.
Lad os tale om myten om, at man skal have modtryk for at få en motor til at køre godt, for det er ganske enkelt ikke sandt. Der opstår naturligt modtryk på forskellige punkter i dit omdrejningsområde på grund af udstødningsdesignets natur, men det er aldrig ønskværdigt.
Når vi har et udstødningssystem, leder vi ofte flere runners (en fra hver cylinder) ind i en samler, hvor de alle mødes. Denne opsamler er i realiteten en hurtig udvidelse af rørdiameteren fra et enkelt rør. Når en cylinders udstødningspuls rammer samleren, dannes der en sjældnefaktionsbølge (lav tæthed), som bevæger sig opstrøms tilbage til udstødningsventilerne, hvilket mindsker trykket ved ventilen.
Afhængigt af længden af runners vil dette medføre, at den maksimale ydelse forskydes til forskellige omdrejningsområder. Du kan også bruge cylinderimpulserne fra de andre cylindre til at hjælpe hinanden og forbedre din scavenging-ydelse. Hvis det lyder lidt kompliceret, forklares det mere indgående i videoen nederst.
High end drag cars ventilerer deres headers direkte til atmosfæren, hvilket vil give en stærk spulingspuls. Forhængerne har også en meget stor diameter, men disse biler strømmer meget og har stor kapacitet pr. cylindre.
Så hvorfor ville modtryk blive betragtet som en hjælp? Tja, med den afstemt længde trykbølgespuling hjælper det ydelsen i nogle omdrejningsområder og gør den dårligere i andre. Så hvis vi har en standardbil (selv med et logmanifold), og så går vi hen og reducerer modtrykket nedstrøms, ændrer vi ekspansionsegenskaberne og flytter hvor de volumetriske effektivitetstoppe er på den motor.
Og uden omtuning kan dette medføre et ydelsesfald over hele linjen, eller med omtuning eller en selvlærende ECU vil drejningsmomentkurvens form ændre sig, hvilket kan resultere i mere eller mindre spidseffekt. Hastighederne spiller ofte også ind. Ofte har folk, der har monteret en udstødning med en massiv diameter eller et hovedstød og oplever et fald i effekt, sænket deres udstødningshastighed betydeligt, og som følge heraf har de mistet noget af styrken af udstødningens inertialeffekter på grund af den lavere gashastighed.
Min personlige racerbil har en ekstremt kort udstødning med lavt modtryk. Dens turbo spoler betydeligt tidligere end den samme spec-motor med en udstødning i fuld længde.
Vi bør også hurtigt tale om turbo-biler. Turboer drives af to ting – varme og trykdifferentiale. Hvis du øger modtrykket på en turbo, mindsker du turboens effektivitet, og den eneste måde at kompensere for dette på er at hæve udstødningsventilens udgangstryk, hvilket vil gøre din scavenging værre.
Trykbølgespuling er langt mindre vigtig på turbobiler, da turboforstærkning er et langt mere væsentligt bidrag til den samlede ydelse, så man optimerer typisk headeren/løberne til maksimal spool. Man ønsker dog stadig, at scavenging skal være rimelig, og det kan man gøre ved at sænke trykket i hele udstødningssystemet. Moralen af historien; turbobil, sænk trykket efter turbinen så lavt som muligt.
For flere detaljer se videoen nedenfor!
