Существуют, однако, эмпирические формулы, которые позволяют определить начальные размеры при доводке выпускных систем, например формула Пайпера:
L1=A·S·D²/140·d²
где L1— расчетная длина первичной трубы, дюймы;
A — величина фазы выпуска, градусы поворота коленчатого вала;
S — ход поршня, дюймы;
D — диаметр цилиндра, дюймы;
d — диаметр выпускного окна, дюймы;
1400 — эмпирический числовой коэффициент.
Поскольку эта формула, как и следующая далее, получена не математическим, а эмпирическим путем, размерность ее левой части не соответствует размерности правой.
Первичной трубой принято называть трубу, начинающуюся от выпускного окна головки цилиндров. При расчетах L1 включает в себя также длину выпускного канала в головке блока lк. Таким образом рассчитывается длина от выпускного клапана до зоны расширения.
Предполагается, что эта формула наиболее пригодна для расчета систем, работающих с глушителем, где зоной расширения газов считается выход трубы в глушитель.
Для расчета свободного выхлопа применяют формулу несколько иного вида:
L1=5100·φ/n·6
где L1 — длина первичной трубы плюс длина канала в головке цилиндра, дюймы;
φ — опережение открытия выпускного клапана до нижней мертвой точки, градусы поворота коленчатого вала плюс 180°;
n — частота вращения, при которой желательно получать максимальный эффект настройки, мин¹;
5100 и 6 — эмпирические коэффициенты.
Для определения диаметра первичной трубы исходят из тех соображений, что объем, заключенный в ней, должен быть равен двум рабочим объемам цилиндра Vцил. В таком случае диаметр первичной трубы определяется выражением:
D=√2·Vцил/ L1·3,14
Диаметр вторичной трубы, которая получается в результате объединения первичных труб, находится из такого расчета, что длина L2=L1, а объем, заключенный в ней, должен быть равен четырем рабочим объемам цилиндра, поскольку речь идет о четырехцилиндровом двигателе. Это будет Vn. Следовательно, диаметр вторичной трубы можно выразить такой формулой:
D=2·√ Vn / L1·3,14
Используя эти выражения, можно в первом приближении определить все параметры выпускного трубопровода. Окончательный подбор длины элементов, как уже отмечалось, проводится при стендовых испытаниях двигателей.
Подавляющее число спортсменов, подготовив двигатель к соревнованиям, проверяют его в дорожных условиях, замеряя время разгона с места на определенной дистанции и максимальную скорость автомобиля на ровном участке шоссе. Однако более высокие результаты могут быть получены при предварительной доводке двигателя на моторном стенде. Естественно, что после стендовой доводки двигателя целесообразно провести ходовые испытания автомобиля, в процессе которых будут учтены особенности работы двигателя на переходных режимах при спусках, подъемах и поворотах и в условиях вибрации двигателя, в том числе вызванной неровностями дороги.
