Доброго времени суток, любознательный читатель.
Сегодня расскажу тебе о результатах проведенных исследований по влиянию диаметра трубы на противодавление в выпускной системе.
Мотивом к проведению подобного исследования послужила "гигантомания", царящая в среде многих клиентов и производителей выпускных систем. Некоторые даунпайпы имеют основной диаметр 3.5 дюйма (88.9мм) и более при том, что в конце сужаются до 2.5-3 дюймов (63.5-76.1мм), а двигатели и штатные турбины, на которые они устанавливаются, имеют потенциал мощность не более 320-400 л.с.
Использование большого диаметра объясняется тем, что горячая часть турбины использует большое выходное отверстие. Однако, по сути, параметры турбины определяются прежде всего необходимостью максимально равномерно заполнить область перед катализаторами для их эффективной работы. Как правило, последние имеют диаметр 5 (127мм) и более дюймов.
Объект исследований – моя недавняя разработка – бескатализаторный даунпайп на двигатель BMW B48.
Для иллюстрации различий я провел расчеты 3-х вариантов исполнения:
1) Штатная деталь с катализаторами
2) Даунпайп диаметром 3.5 дюйма (88.9мм)
3) Даунпайп диаметром 3.0 дюйма (76.1мм)
Все три варианта оканчиваются участком диаметром 80мм.
Целями исследования являются:
1) определение среднего давления у выходов из крыльчатки турбины и вестгейта;
2) определение разницы между средним давлением у выходов из крыльчатки и вестгейта с давлением у конечного отверстия детали.
Входные условия:
1) Массовый расход воздуха из крыльчатки – 200 гр/с, из вестгейта – 50 гр/с. Общая цифра 250 гр/с примерно соответствует мощности 320-370 л.с.
2) Давление газов из крыльчатки – 2 бар, из вестгейта – 3 бар
3) Температура газов из крыльчатки – 620 С*, из вестгейта – 820 С* 4) Давление у конечного отверстия – атмосферное, температура – 20 С*
Результаты:
1) среднее давление у выходов из крыльчатки турбины и вестгейта:
a. Катализатор – 122,653 Па
b. Даунпайп 3.5 дюйма – 114,800 Па
c. Даунпайп 3 дюйма – 115,337 Па
2) разница между среднее давление у выходов из крыльчатки турбины и вестгейта с давлением у конечного отверстия детали:
a. Катализатор – 14,463 Па
b. Даунпайп 3.5 дюйма – 9,066 Па
c. Даунпайп 3 дюйма – 9,557 Па
Результаты говорят сами за себя – разница между даунпайпами 3.5 и 3 дюйма укладывается в пределы 500 Па или 0.005 бар. Оба варианта показали себя значительно лучше штатного катализатора — давление у выходного отверстия ниже штатного на 2,500 Па или 0,025 бар.
Для иллюстрации различий между тремя вариантами прилагаем иллюстрации и видео распределения давления, температуры и скорости. Шкалы для трех вариантов одинаковые.
Давление
Температура
Скорость