Из этого автоматически следует, что при настройке выпускной
системы на определённые обороты одним из варьируемых параметров будет ширина
фазы перекрытия. Чем выше обороты, тем шире нужна фаза. Из практики можно
сказать, что фаза перекрытия менее 70 градусов не позволит иметь заметный
эффект, а значение для настроенных на обычные 6.000 об/мин систем составляет 80
— 90 градусов

  Второе условие уже определили. Это необходимость вернуть к
выпускному клапану ударную волну. Причем в многоцилиндровых двигателях вовсе
необязательно возвращать ее в тот цилиндр, который ее сгенерировал. Более того,
выгодно возвращать ее, а точнее, использовать в следующем по порядку работы
цилиндре. Дело в том, что скорость распространения ударных волн в выпускных
трубах — есть скорость звука. Для того чтобы возвратить ударную волну к
выпускному клапану того же цилиндра, предположим, на скорости вращения 6.000
об/мин, надо расположить отражатель на расстоянии примерно 3,3 метра. Путь,
который пройдет ударная волна за время двух оборотов коленчатого вала при этой
частоте, составляет 6,6 метра. Это путь до отражателя и обратно. Отражателем
может служить, например, резкое многократное увеличение площади трубы. Лучший
вариант — срез трубы в атмосферу. Или, наоборот, уменьшение сечения в виде
конуса, сопла Лаваля или, совсем грубо, в виде шайбы. Однако мы договорились,
что различные элементы, уменьшающие сечение, нам неинтересны. Таким образом,
настроенная на 6.000 об/мин выпускная система предполагаемой конструкции для,
например, четырехцилиндрового двигателя будет выглядеть как четыре трубы,
отходящие от выпускных окон каждого цилиндра, желательно прямые, длиной 3,3
метра каждая. У такой конструкции есть целый ряд существенных недостатков.
Во-первых, маловероятно, что под кузовом, например, «Гольфа» длиной 4 метра или
даже «Ауди А6» длиной 4,8 метра возможно разместить такую систему. Опять же,
глушитель все-таки нужен. Тогда мы должны концы четырех труб ввести в банку
достаточно большого объема, с близкими к открытой атмосфере акустическими
характеристиками. Из этой банки надо вывести газоотводную трубу, которую
необходимо оснастить глушителем.

  Короче, такого типа система для автомобиля не подходит. Хотя
справедливости ради надо сказать, что на двухтактных четырехцилиндровых
мотоциклетных моторах для кольцевых гонок она применяется. Для двухтактного
мотора, работающего на частоте выше 12.000 об/мин, длина труб сокращается более
чем в четыре раза и составляет примерно 0,7 метра, что вполне разумно даже для
мотоцикла.

  Вернемся к нашим автомобильным двигателям. Сократить
геометрические размеры выпускной системы, настроенной на те же 6.000 об/мин,
вполне можно, если мы будем использовать ударную волну следующим по порядку
работы цилиндром. Фаза выпуска в нем наступит для трехцилиндрового мотора через
240 градусов поворота коленчатого вала, для четырехцилиндрового — через 180
градусов, для шестицилиндрового — через 120 и для восьмицилиндрового — через 90.
Соответственно, интервал времени, а следовательно, и длина отводящей от
выпускного окна трубы пропорционально уменьшается и для, например,
четырехцилиндрового двигателя сократится в четыре раза, что составит 0,82 метра.
Стандартное в таком случае решение — всем известный и желанный «паук».
Конструкция его проста. Четыре так называемые первичные трубы, отводящие газы от
цилиндров, плавно изгибаясь и приближаясь друг к другу под небольшим углом,
соединяются в одну вторичную трубу, имеющую площадь сечения в два-три раза
больше, чем одна первичная. Длина от выпускных клапанов до места соединения нам
уже известна — для 6.000 об/мин примерно 820 мм. Работа такого «паука» состоит в
том, что следующий за ударной волной скачок разрежения, достигая места
соединения всех труб, начинает распространяться в обратном направлении в
остальные три трубы. В следующем по порядку работы цилиндре в фазе выпуска
скачок разрежения выполнит нужную для нас работу.

  Тут надо сказать, что существенное влияние на работу
выпускной системы оказывает также длина вторичной трубы. Если конец вторичной
трубы выпущен в атмосферу, то импульсы атмосферного давления будут
распространяться во вторичной трубе навстречу импульсам, сгенерированным
двигателем. Суть настройки длины вторичной трубы состоит в том, чтобы избежать
одновременного появления в месте соединения труб импульса разрежения и обратного
импульса атмосферного давления. На практике длина вторичной трубы слегка
отличается от длины первичных труб. Для систем, которые будут иметь дальше
глушитель, на конце вторичной трубы необходимо разместить максимального объема и
максимальной площади сечения банку с поглощающим покрытием внутри. Эта банка
должна как можно лучше воспроизводить акустические характеристики бесконечной
величины воздушного пространства. Следующие за этой банкой элементы выпускной
системы, т.е. трубы и глушители, не оказывают никакого воздействия на
резонансные свойства выпускной системы. Их конструкцию, влияние на сопротивление
потоку, на уровень и тембр шума мы уже обсудили. Чем ниже избыточное давление
они обеспечат, тем лучше.