Выхлоп выходит из цилиндров не ровным потоком, а толчками. Каждый толчок — волна давления: она бежит по трубе быстрее самого газа, отражается и возвращается к клапану. Если волна приходит в нужный момент, цилиндр лучше очищается от выхлопа и набирает больше свежей смеси.
- Длина трубы настраивает коллектор на свои обороты. Чем ближе длины внутри тройки цилиндров, тем лучше волны складываются.
- По модели тип Schmiedmann на 4000–5500 об/мин даёт продувку примерно на треть сильнее, чем тип Supersprint. Около 6000 об/мин они равны, ближе к отсечке Supersprint держится лучше.
- Лошадиные силы модель не считает: их показывает только замер на стенде.
Ниже — модель M54, на которой можно сравнить три варианта выпуска: стоковый коллектор, тип Supersprint и тип Schmiedmann. Меняйте обороты и смотрите, как идут волны.
- На каких оборотах волна помогает каждому цилиндру
- Длины труб коллекторов Supersprint и Schmiedmann
- Как работает выпускной коллектор: теория простыми словами
- Выхлоп — это удары, а не поток
- Волна возвращается «минусом»
- Почему рядной шестёрке подходит схема «две тройки»
- Supersprint или Schmiedmann на M54: что лучше
- Где тип Schmiedmann сильнее и насколько
- Что это даёт на машине
- Нужно ли ставить
- Зачем трубам одна длина
- Почему 100% равнодлинный коллектор на M50/M52/M54 не сделать
- Прошивка M54 (MS43) после замены коллектора
- Коллекторы и прошивка для M52 и M54
- Вопросы и ответы
- Как устроена модель и откуда данные
На каких оборотах волна помогает каждому цилиндру
Для каждого цилиндра посчитано, что приходит к выпускному клапану в момент перекрытия — около ВМТ, когда открыты и впуск, и выпуск. Выше нуля — волна разрежения вытягивает остатки газа, ниже нуля — давление мешает. Когда трубы одной длины, пики трёх цилиндров совпадают и складываются. Когда длины разные, каждый цилиндр настроен на свои обороты, и общий эффект размазывается.
Длины труб коллекторов Supersprint и Schmiedmann
Длина каждой трубы измерена по её оси: от фланца головки до места, где трубы сливаются в одну. Это и есть «первичная длина», о которой говорят, когда сравнивают коллекторы на равнодлинность.
| Цилиндр | Тип Supersprint | Тип Schmiedmann |
|---|---|---|
| 1 | 577 | 555,6 |
| 2 | 498 | 555,6 |
| 3 | 438 | 485,3 |
| Разброс в тройке 1‑2‑3 | 139 | 70,3 |
| 4 | 367 | 485,3 |
| 5 | 337 | 422,7 |
| 6 | 318 | 422,7 |
| Разброс в тройке 4‑5‑6 | 49 | 62,6 |
Как работает выпускной коллектор: теория простыми словами
Выхлоп — это удары, а не поток
Выпускной клапан открывается, пока в цилиндре ещё 3–5 атмосфер. Газ вырывается рывком, и по трубе бежит волна давления со скоростью звука в горячем газе — около 500–600 м/с. Сам газ при этом движется в несколько раз медленнее. В модели это видно: яркий фронт пролетает трубу, а точки газа ползут следом.
Волна возвращается «минусом»
Когда волна давления доходит до коллектора, где сечение резко расширяется, она отражается обратно волной разрежения. Если разрежение подходит к клапану в момент перекрытия (выпуск ещё открыт, впуск уже открылся), оно вытягивает остатки выхлопа и помогает затянуть свежую смесь. Это и есть продувка (scavenging).
Время пробега зависит от длины трубы, а время перекрытия — от оборотов. Поэтому длина трубы настраивает коллектор на определённый диапазон оборотов.
Почему рядной шестёрке подходит схема «две тройки»
Порядок работы M50/M52/M54: 1‑5‑3‑6‑2‑4, вспышка каждые 120° коленвала.
Если объединить цилиндры 1‑2‑3 и 4‑5‑6, внутри каждой тройки импульсы идут ровно через 240° и не наступают друг другу на пятки. Каждый следующий импульс проходит коллектор, когда предыдущий уже ушёл, и тянет за собой газ из соседних труб. Поэтому BMW и все тюнинговые коллекторы делают две группы по три трубы.
Supersprint или Schmiedmann на M54: что лучше
Где тип Schmiedmann сильнее и насколько
У Supersprint трубы почти прямые, поэтому длины у них разные: в тройке 1‑2‑3 разница почти 14 см. Каждый цилиндр настроен на свои обороты: в тройке 1‑2‑3 пики расходятся от 4700 до 6200 об/мин и не складываются. У Schmiedmann трубы ближних цилиндров уложены петлями, в тройке 1‑2‑3 разница сокращается со 139 до 70 мм, и пики собираются в полосе 4600–5950 об/мин. В тройке 4‑5‑6 разброс у Supersprint даже меньше (49 мм против 63), но его трубы короткие (318–367 мм), и пик уходит к 7000 об/мин.
В итоге Schmiedmann сильнее всего работает на 4000–5500 об/мин: продувка в среднем примерно на треть сильнее, а самый «обделённый» цилиндр на 5000 об/мин получает вдвое больше помощи. Ниже 4000 разница небольшая, около 6000 коллекторы равны, а ближе к отсечке Supersprint держится лучше.
Что это даёт на машине
- Подхват в середине. 4000–5500 об/мин — зона между пиком момента (около 3500) и пиком мощности (около 6000) M54. Это обгон, разгон на трассе, выход из поворота.
- Ровнее работают цилиндры. Наполнение у шести цилиндров ближе друг к другу, смесь получается одинаковее.
- Больше пользы от прошивки. Продувка зависит от перекрытия клапанов, а его задаёт VANOS. С настроенными фазами эффект коллектора раскрывается полнее.
Нужно ли ставить
- Выбираете коллектор с нуля — берите тип Schmiedmann: при той же компоновке он лучше там, где M54 работает чаще всего. У нас две версии: болт-он для E39 и E60 с M54 — без подгонки и сварки, по предзаказу, и с фланцами типа Schmiedmann — под подгонку и сварку, для других кузовов и свапа.
- Уже стоит Supersprint — менять имеет смысл, если хочется тяги на 4000–5500 об/мин, и лучше вместе с прошивкой. Если машину постоянно крутят выше 6000 об/мин (трек), выигрыша не будет: там Supersprint не хуже.
Цифры — из модели волн на этой странице: она сравнивает коллекторы между собой по продувке, но не считает лошадиные силы. Сколько это даст в л.с. и Н·м на конкретной машине, покажет только замер на стенде до и после.
Зачем трубам одна длина
Цилиндры стоят в ряд, а коллектор — в одном месте. Труба первого цилиндра сама собой получается длинной, третьего — короткой. При разных длинах:
- волны возвращаются к каждому цилиндру в разное время — один цилиндр настроен на 4500, другой на 6000;
- импульсы приходят в коллектор неравномерно, не через ровные 240°;
- цилиндры работают с разным наполнением, и смесь у них получается разной.
Равнодлинные трубы собирают пики всех цилиндров на одних оборотах. Эффект суммируется, а не размазывается.
Почему 100% равнодлинный коллектор на M50/M52/M54 не сделать
Чтобы короткие трубы догнали по длине длинные, их приходится закручивать петлями. Но рядом с выпуском под капотом — лонжерон и опора двигателя, подрамник, рулевой вал, картер, колокол КПП и тоннель пола. Места на шесть длинных петель с нормальными радиусами и зазорами просто нет.
Поэтому любой коллектор на эти моторы — компромисс, и вопрос лишь в том, насколько он близок к идеалу. Важнее всего выровнять длины внутри каждой тройки: трубы одной тройки сходятся в одну точку и помогают друг другу. У типа Schmiedmann заметно ровнее тройка 1‑2‑3, а его тройка 4‑5‑6 длиннее и настроена ближе к ней: пики 5200–5950 об/мин против 4600–5200.
Прошивка M54 (MS43) после замены коллектора
M54 управляется блоком Siemens MS43. Новый коллектор меняет наполнение цилиндров, и заводские таблицы перестают ему точно соответствовать. В прошивке можно:
- скорректировать топливоподачу и целевые составы смеси на полной нагрузке;
- оптимизировать углы опережения зажигания под новое наполнение;
- настроить карты двойного VANOS (впуск и выпуск): фазы определяют перекрытие, а значит то, как работает продувка от коллектора;
- поднять отсечку и снять ограничитель скорости;
- изменить отклик электронной педали газа;
- при удалении или замене катализаторов отключить контроль задних лямбда-зондов, катализаторов и вторичного воздуха, чтобы не было ошибок.
Прошивка под равнодлинный коллектор: Stage 1 для M52/M54.
Коллекторы и прошивка для M52 и M54
Коллектор типа Schmiedmann у нас в двух версиях. Болт-он встаёт на E39 и E60 с M54 без подгонки и сварки, версия с фланцами типа Schmiedmann стыкуется с выпуском подгонкой и сваркой: она для других кузовов, свапа и выпуска под свою схему.
По кузовам: E36, E39, E46, X5 E53, E60. Все варианты — в разделе «Равнодлинные коллекторы BMW», подбор по машине — в конфигураторе, установка — на странице «Установка».
Ещё по теме: что такое равнодлинный коллектор, обзор: SuperSprint, Schmiedmann и самопал, что нужно для установки.
Вопросы и ответы
Волны давления в трубах приходят к клапанам в нужный момент, цилиндр лучше очищается от выхлопа и набирает больше свежей смеси. По модели на этой странице самый заметный выигрыш типа Schmiedmann над типом Supersprint — на 4000–5500 об/мин: это обгон и разгон на трассе.
По модели тип Schmiedmann сильнее на 4000–5500 об/мин: продувка примерно на треть больше, а у самого слабого цилиндра на 5000 об/мин вдвое больше. Около 6000 об/мин они равны, ближе к отсечке тип Supersprint держится лучше.
Нет: рядом с выпуском стоят лонжерон, опора двигателя, подрамник, рулевой вал и колокол КПП, и места на шесть длинных петель нет. Поэтому любой коллектор на эти моторы — компромисс. Важнее всего выровнять длины внутри каждой тройки цилиндров.
Эта модель сравнивает коллекторы по продувке и лошадиные силы не считает. Прибавку на конкретной машине показывает только замер на стенде до и после.
Новый коллектор меняет наполнение цилиндров, и заводские таблицы блока MS43 перестают ему точно соответствовать. В прошивке корректируют топливоподачу, углы зажигания и карты VANOS, а при удалении или замене катализаторов отключают контроль задних лямбда-зондов.
Как устроена модель и откуда данные
Как устроена модель. Это наглядная акустическая модель, а не газодинамический расчёт. Волна давления выходит из цилиндра при открытии выпускного клапана (условно 50° до НМТ) и бежит по трубе со скоростью 520 м/с. В коллекторе часть волны отражается разрежением, часть уходит в соседние трубы группы и дальше в выпуск. У клапана волна отражается снова. Перекрытие клапанов — условно 330–390° после ВМТ рабочего хода. Реальные фазы M54 зависят от положения VANOS. Модель правильно показывает, почему и как длина труб влияет на настройку, но не заменяет замер на стенде.
