8 (495) 988-61-60

Без выходных
Пн-Вск с 9-00 до 21-00

Из чего состоит выхлопная система


Выхлопная система — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 20 августа 2013; проверки требуют 9 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 20 августа 2013; проверки требуют 9 правок. Дым из выхлопных труб дизельного грузовика

Выхлопная система — система выпуска отработанных газов. Включает выпускной коллектор, каталитический конвертер (на современных машинах) и глушитель.

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя с контурной продувкой

Выхлопная система автомобиля разрабатывается инженерами таким образом, чтобы свести к минимуму скопление вредных газов внутри двигателя. Выпускной коллектор примыкает непосредственно к двигателю. Отработанные после взрыва в цилиндре выхлопные газы попадают непосредственно сюда. Дальше, как правило, находится один из катализаторов, в котором происходит процесс разложения вредных веществ на менее токсичные вещества и воду. Дальше расположена система выхлопных труб, которая может отличаться в зависимости от технических особенностей автомобиля, объема и типа двигателя. Далее находится глушитель, или резонатор[1]. Он минимизирует звук выхлопа вследствие наложения звуковых волн. Перед глушителем может располагаться еще один катализатор (его наличие/отсутствие напрямую зависит от типа и особенностей выхлопной системы конкретного автомобиля). Наконечник выхлопной трубы — эстетический элемент выхлопной системы. Это видимая часть, которую при необходимости можно сменить.

Такие ядовитые газы, как углеводород, окись углерода и оксид азота[2] могут быстро заполнить замкнутое пространство, к тому же они имеют довольно-таки высокую температуру. Поэтому выпускной коллектор изготавливается из термостойких материалов. Хорошо продуманные выпускные коллекторы обладают эффектом очистки отработанных газов, многие страны мира устанавливают определенные стандарты в этой области.

Матчасть 22. Выхлопная система. — DRIVE2

Начнем разбирать выхлоп в общем и целом, что это за печенюга, как работает, что такое прямоток, кто такой гонсчег, а кто такой спортсмен

Выхлопная система автомобиля, что это такое?

это система отвода выхлопных газов(образованных в цилиндрах).

Из чего состоит выхлопная система?

Выпускной коллектор
Каталитический конвертер-нейтрализатор
Глушитель (акустический фильтр)

Разберем выпускной коллектор, это чаще всего(другие варианты потом) соединяющиеся трубы выходящие от цилиндров и приходящие к катализатору, данная приблуда служит для помощи в освобождении цилиндров от выхлопных газов, путем резонирования волн, и для первичного охлаждения. Как происходит резонирование, спросите вы? Я представляю, но приведу вам текст из википедии:

для таких тугих как я есть гифки

Дополнительно к своей основной функции — удаление выхлопных газов из камеры сгорания, выпускной коллектор помогает в продуве камеры сгорания и её наполнении. Это происходит в результате резонирующих волн выхлопа. Во время открытия выпускного клапана, в камере сгорания газ находится под давлением, тогда как в коллекторе давление нормальное. Сразу после открытия выпускного клапана из-за разницы давлений создаётся волна. Отражаясь от ближайшего препятствия (которым в обычных автомобилях является резонатор или катализатор), она идёт обратно к цилиндру и, в некотором диапазоне оборотов (как правило, средних), подходит к цилиндру ко времени очередного такта выпуска, «помогая» следующей порции отработанных газов покидать цилиндр.

Стоячие волны (резонанс) возникают в трубе в достаточно широком диапазоне оборотов, так как волна распространяется не со скоростью звука, а со скоростью выхода из цилиндра, соответственно чем больше обороты двигателя, тем быстрее выходят газы из цилиндра, тем быстрее движется и возвращается волна, и как раз успевает вернуться к более короткому (по времени, для больших оборотов) очередному циклу.

Как вы наверное уже догадались что эта штука выглядит вот так новой

Но обычно ржавой из за конденсата и быстрого остывания. Зовут еще эту штуку "паук" так говорят стритракеры)

Основные варианты соединения 4-2-1 4-1. то есть первое это количество цилиндров, далее смыкаются или нет, и 1 это переход в катализатор) или далее.

Изготавливается из чугуна или нержавейки, бывает еще керамический.

Каталитический конвертер-нейтрализатор
С этим предметом можно ознакомится по ссылке

Так же есть резонатор. не интересная штука, которая выравнивает поток выхлопных газов и передает дальше, замедленными и равномерными .

Далее идет ваша всеми любимая штука, Глушитель. Принцип работы прост, газы попадают последовательно в камеры, и глушатся.

Есть еще такая вещь: Лямбда зонд(водители мазд 3 пламенный привет),

это по сути датчик кислорода, как это работает Лямбда-зонд действует по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх неё напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Один из электродов «дышит» выхлопными газами, а второй — воздухом из атмосферы. Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до определенной температуры (для автомобильных двигателей 300—400 °C). Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения.

Ладно, ладно, шучу) сейчас на пальцах объясню)

Эта штука, то бишь лямбда-зонд оценивает количество и кислорода в выхлопных газах, и тем самым регулирует качество топливной смеси(больше\меньше кислорода), то есть: если смесь богатая, происходит ей обеднение, если бедная — обогащение.

Если датчик вам сказал "я устал я ухожу", то вы получите расход по больше, и смесь у вас будет всегда богатой.

А теперь переходим к тому, зачем мы читали всю эту шляпу)))) к спортивному выхлопу. то бишь к вашим любимым свисткам, пердулькам, насадкам на трубы, и спортивному выхлопу.

Вах Ара, ми тебе сейчас вкарячим прямоток, будешь самый громкий на райэне

Ладно, ладно, давайте разберемся все таки, что такое спортивная выхлопная система, и как она работает, и зачем нужна.

Спортивный коллектор.

Суть в том что в отличии от стокового чугунного, он из нержавейки, и весит меньше, это раз.
Два: в нем в отличии от стокового присутствует зона разряжения, то есть в отличии от стока, в котором бывает иногда сопротивление, тут оно отсутствует.(вот этот момент запомните)

А так же спорт коллектора имеет все штанины одинаковой длинны

Отсутствие катализатора

Или катализатор с большей пропускной способностью(для жителей Европы надо, а то по попе атата), они же спортивные катализаторы с увеличенной пропускной способностью(тут используется сердцевина из металла вместо керамики)

Или пламегаситель

Тут то и начинается самое интересное, он принимает на себя весь удар выхлопных газов. Пламегаситель это и есть катализатор только спортивный. Ога? ничего не фильтрует, просто убирает резонансные волны из цилиндров, делая равномерным потоком.

Теперь сам глушитель.

Для не понятливых картинка, как отличается

То есть меньшее споротивление.

Суть спортивной выхлопной системы: с минимальным количеством сварочных швов, и преград\помех обеспечить выход выхлопных газов.

Теперь главное.
В прошлой статье спрашивали, о чипе+ удалении катализаторов. будет ли прирост мощности?
Ответ прост: если у вас сток коллектор, то… то вы сами все понимаете.

Если поставить просто перделку, и удалить каты?
догадаетесь?

Если вы хотите меня поправить, или что то добавить, я буду только рад.

Следующая тема будет о чиповке, о известных REVO APR и других няшках, которые обещают прирост в 100500 кобыл.

Моя матчасть, в которой можно посмотреть прошлые темы.

С уважением ваш ЙА.

Выхлопная система автомобиля: схема устройства, возможные неисправности и методы диагностики

Многие автолюбители даже не представляют, насколько важна выхлопная система автомобиля в безаварийной работе силового агрегата, и не уделяют её обслуживанию должного внимания, в результате чего, может произойти выход из строя двигателя. Именно по этой причине, стоит внимательно ознакомиться с принципом работы выхлопной системы, её конструктивными особенностями, и знать, из чего состоит выхлопная система.

Выхлопная система

В работе двигателя внутреннего сгорания важная роль отводится своевременному выводу наружу отработавших газов, начинающих скапливаться в камере сгорания головки блока цилиндров сразу после воспламенения топливной смеси. Данную задачу призваны выполнять выхлопные системы, или как говорят автолюбители, глушители, которыми оснащаются все современные машины. Должная работа выхлопной системы, направленная на отвод из мотора остатков отработанной топливной смеси, целиком зависит от исправности всех её составных элементов, имеющих некоторые конструктивные отличия в зависимости от типа двигателя.

Принцип работы выхлопной системы

Современная автомобильная выхлопная система состоит из нескольких частей, в отличие от первых устройств, имеющих вид механического клапана, который принудительно открывался водителем автомобиля вручную. Все элементы выхлопной системы, которые соединяются между собой с помощью крепёжных болтов через расположенные на их концах фланцы, предназначены для:

  • отвода из камеры сгорания двигателя выхлопных газов и прочих не сгоревших остатков топливной смеси;
  • уменьшения выделяемого мотором во время работы шума;
  • уменьшения количества токсичных веществ находящихся в выхлопе автомобиля;
  • предотвращения попадания в салон транспортного средства токсичных газов.

Устройство выхлопной системы автомобиля обладает довольно простым принципом работы, которая подразумевает отвод отработанных газов из камеры сгорания, проводя их через трубы к задней части транспортного средства, понижая при этом, за счёт герметичности всей конструкции и соединений через фланцы с термоустойчивыми уплотнителями, выделяемый мотором шум.

Уменьшение количества токсичных веществ в выхлопных газах достигается за счёт применения в конструкции выхлопной системы каталитических нейтрализаторов (катализаторов), работоспособность которых контролирует специальный датчик, называемый лямбда-зонд. В современных дизельных автомобилях, для повышения показателя экологичности выхлопа, производители используют сажевый фильтр, которым также оснащается выхлопная система дизеля.

Выхлопная система

В конструкции дизельного мотора, а также современного бензинового агрегата, довольно часто используется турбонагнетатель, который использует для подачи в камеру сгорания воздушную смесь из кислорода и отработавших газов, забираемых из выпускного коллектора. Количество попадающих в турбину выхлопных газов, регулирует датчик, расположенный на корпусе выпускного коллектора.

Устройство конструкции и назначение её составных частей

Детали, составляющие данную конструкцию, имеют различную функциональную нагрузку и собственные обозначения, отражающие этапность их работы. Сама схема выхлопной системы и наименования её частей, выглядят следующим образом:

  1. коллектор выпускной;
  2. приёмная труба выхлопных газов;
  3. катализатор или по-другому каталитический нейтрализатор;
  4. резонатор или пламегаситель;
  5. глушитель.

Коллектор выпускной, представляет собой навесной тип оборудования силового агрегата, и предназначен для поступления в него отработавших частиц и газов топливной смеси с камер сгорания каждого из цилиндров, и изготавливается в основном из керамики, сплавов чугуна или нержавеющей стали, обладающих повышенной термоустойчивостью.

Конструкция выхлопной системы

Конструкция выхлопной системы

Приёмная труба, именуемая автолюбителями как «штаны», из-за схожего внешнего вида, предназначена для объединения нескольких потоков выхлопных газов в один, и для дальнейшего их продвижения к каталитическому нейтрализатору (катализатору). Труба зачастую оснащается так называемой гофрой, с помощью которой происходит гашение вибрации, передаваемой на всю конструкцию выхлопной системы работающим мотором.

Катализатор, представляет собой керамические соты, поверхность которых покрыта слоем сплава из платины и иридия, что позволяет вступить в химическую реакцию с ними выхлопным газам, в результате чего происходит их разделение на кислород и оксид азота. Выделенный кислород в катализаторе помогает более эффективно сгорать остаткам топливной смеси, в результате чего к глушителю подаётся исключительно азотно-диаксидноуглеродная смесь. Работу каталитического нейтрализатора контролирует специальный датчик лямбда зонд, передавая сигнал на блок управления силового агрегата автомобиля. Аналогичный датчик, устанавливается и на выпускной коллектор, для анализа показателей токсичности поступающих в катализатор отработанных газов.

Резонатор или пламегаситель, предназначен для понижения высокой температуры отработанных выхлопных газов, что достигается с помощью его ячеистого внутреннего строения. Последней деталью в конструкции, является глушитель, задача которого заключена в понижении шума работающего двигателя за счёт перфорированной трубы внутри его корпуса.

Все составные части выхлопной системы соединены друг с другом через фланцы с помощью крепёжных болтов и термостойких уплотнителей, отвечающих за герметичность данной конструкции, без которой невозможна полноценная работа двигателя современного автомобиля.

Схема выхлопной системы

Схема выхлопной системы

Возможные неисправности, методы их устранения и варианты тюнинга

Конструкция выхлопной системы является идеальным вариантом для проведения тюнинга легкового автотранспортного средства, благодаря простате монтажа её составных частей и наличием большого ассортимента различных деталей. Самым частым вариантом тюнинга глушителя является установка так называемого прямоточного выхлопа, когда из системы убирается резонатор.

Неисправности выхлопной системы

Наиболее частые неисправности выхлопной системы связаны с потерей герметичности деталей или их соединений, уплотнители в которых могут сильно износиться. Для замены уплотнительных элементов, необходимо приобрести ремонтный комплект выхлопной системы, и открутив крепёжные болты, поменять их на новые.

Неисправности выхлопной системы

Сделанные из различных сплавов металла детали выхлопной системы, подвергаются значительному нагреву, резкому перепаду температур, и работают в условиях повышенных нагрузок, в результате чего подвержены сильному износу и прогаранию внутренних частей. Определить данные поломки позволит громкий шум работающего мотора и визуальная диагностика выхлопной системы, после проведения которой, повреждённую деталь конструкции необходимо либо заменить на новую, в случае внутренних неисправностей, либо отремонтировать её корпус с помощью электро/газосварки.

Неисправности выхлопной системы

В современных автомобилях работа силового агрегата контролируется блоком управления, который получает определённые сигналы от многочисленных датчиков, расположенных на всех его конструктивных узлах. В конструкции выхлопной системы расположен датчик, именуемый лямбда-зондом, замеряющий количество токсичных веществ в отработанных газах. Его неисправность или некорректную работу способен выявить только диагностический стенд, после чего датчик необходимо заменить.

Эксплуатировать автомобиль с неисправной выхлопной системой нельзя, это может привести, как к поломке силового агрегата, на клапанах образуется закоксование рабочей поверхности, приводящее к потере мощности мотора, так и к возможному нанесению вреда здоровья водителя и всех пассажиров, из-за попадания в салон токсичных выхлопов.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Выхлопная система: устройство и функции

Оснащенный двигателем внутреннего сгорания автомобиль нуждается в системе, через которую бы осуществлялся выпуск отработанных газов. Такая система, названная выхлопной, появилась одновременно с изобретением двигателя, и наряду с ним на протяжении многих лет совершенствовалась и модернизировалась. Из чего состоит выхлопная система автомобиля, и как работает каждый ее компонент, мы расскажем в этом материале.

Три столпа выхлопной системы

Когда топливовоздушная смесь в цилиндре двигателя сгорает, образуются отработанные газы, которые необходимо вывести, чтобы цилиндр снова наполнился необходимым количеством смеси. Для этих целей автомобильные инженеры изобрели выхлопную систему. Она состоит из трех основных компонентов: выпускного коллектора, каталитического конвертера (нейтрализатора), глушителя. Рассмотрим каждый из компонентов этой системы в отдельности.

Схема выхлопной системы. В данном случае  резонатор — это дополнительный глушитель.

Выпускной коллектор появился практически одновременно с ДВС. Он представляет собой навесное оборудование двигателя и состоит из нескольких труб, которые соединяют камеру сгорания каждого цилиндра двигателя с каталитическим конвертером. Изготавливается выпускной коллектор из металла (чугун, нержавеющая сталь) или керамики.

Выпускной коллектор

Так как коллектор постоянно пребывает под воздействием высоких температур отработанных газов, более «жизнеспособными» являются коллекторы из чугуна и нержавеющей стали. Причем, коллектор из нержавеющей стали предпочтительнее, так как в процессе охлаждения агрегата после остановки автомобиля на нем собирается конденсат. В чугунном коллекторе конденсат может вызвать коррозию, а в коллекторе из нержавейки коррозии не возникает. Преимущество керамического коллектора – в его малом весе, но он не может длительное время выдерживать влияния высоких температур отработанных газов и трескается.

Выпускной коллектор Hamann

Принцип работы выпускного коллектора прост. Отработанные газы через выпускной клапан попадают в выпускной коллектор, а оттуда – в каталитический нейтрализатор. Кроме основной функции отвода выхлопных газов, коллектор помогает камерам сгорания двигателя продуваться и «забирать» новую порцию отработанных газов. Происходит это благодаря разнице давления газов в камере сгорания и коллектора. В коллекторе давление ниже, чем в камере сгорания, поэтому в трубах коллектора образуется волна, которая, отражаясь пламегасителя (резонатора) или каталитического нейтрализатора, идет назад к камере сгорания, и в момент очередного цикла выхлопа способствуют выведению очередной порции газов. Скорость создания этих волн зависит от скорости оборотов двигателя: чем выше обороты, тем быстрее «ходит» в коллекторе волна, и тем скорее камера сгорания цилиндра освобождается от выхлопных газов. Выпускной коллектор – один из наиболее популярных агрегатов для тюнинга.

Из выпускного коллектора отработанные газы попадают в каталитический конвертер или нейтрализатор. Он состоит из керамических сот, на поверхности которых находится слой платиноиридиевого сплава.

Схема каталитического нейтрализатора

Соприкасаясь с этим слоем, из выхлопных газов посредством химической реакции восстановления образуются оксиды азота и кислород, который используется для более эффективного сгорания находящихся в выхлопе остатков топлива. В результате воздействия реагентов катализатора, из него в выхлопную трубу подается смесь из азота и диоксида углерода.

Наконец, третьим основным элементом выхлопной системы автомобиля является глушитель, который представляет собой устройство, предназначенное для снижения уровня шума при выпуске отработанных газов. Он, в свою очередь, состоит из четырех компонентов: трубы, соединяющей резонатор или каталитический конвертер с глушителем, глушитель, выхлопная труба и наконечник выхлопной трубы.

Глушитель

Очищенные от вредных примесей выхлопные газы поступают от катализатора по трубе в собственно глушитель. Корпус глушителя изготовляют из различных видов стали: обычной (срок службы – до 2 лет), алюминизированной (срок службы – 3-6 лет) или нержавеющей (срок службы – 10-15 лет). Он имеет многокамерное строение, при этом каждая камера снабжена отверстием, через которое выхлопные газы поступают в следующую по очереди камеру. За счет такой многократной фильтрации, выхлопные газы глушатся, звуковые волны выхлопа гасятся. Далее газы поступают в выхлопную трубу. В зависимости от мощности установленного на автомобиль двигателя, может варьироваться количество выхлопных труб: от одной до четырех. Последним элементом выступает наконечник выхлопной трубы. Он изготавливается из хромированной стали и выполняет эстетическую функцию. Выхлопная труба и ее наконечники также являются элементами тюнинга автомобиля.

На автомобилях с турбированными двигателями устанавливают глушители меньших размеров, чем на машинах с атмосферными моторами. Дело в том, что турбина использует для работы выхлопные газы, поэтому в выхлопную систему попадает лишь некоторая их часть – вот почему у таких моделей маленькие глушители.

Читайте также о том, как устроен прямоточный глушитель.

Устройство выхлопной системы автомобиля, виды неисправностей

Выхлопная система автомобиля также требует особого внимания. Казалось бы, что эта часть не так важна в работе двигателя, но не тут то было. От качества функционирования системы выхлопа авто зависит и мощность ДВС, и расход топлива, и выбросы вредных веществ в атмосферу.

Содержание статьи:

  1. Как работает выхлопная система авто?
  2. Конструкция системы выхлопа.
  3. Неисправности и способы их устранения.
  4. Видео.

 

Принцип работы выхлопной системы автомобиля

Своевременному и качественному выводу выхлопных газов отводится большая роль. Потому что, если вовремя отработанные газы не будут удаляться, то они будут оставаться в камерах сгорания цилиндров и заполнять некоторый объем, а значит, это приведет к потере мощности двигателя и нестабильной работе.

Выхлопная система состоит из нескольких секций, соединенных между собой крепежными болтами.

Назначение всех секций:
  • выведение из камер сгорания цилиндров мотора все выхлопные газы;
  • уменьшение шума работы силового агрегата (двигателя) во время работы;
  • уменьшение уровня токсичности в отработанных газах;
  • недопущение попадания в салон машины выхлопных газов.

Простая конструкция выхлопной системы выводит газы по трубам. Все наверное знают, что если глушитель или труба глушителя продырявится, то шум работы двигателя увеличивается в несколько раз.

Уровень токсичности понижается за счет установки в выхлопную систему катализаторов. За работой катализатора следит датчик лябда-зонд. В дизельных агрегатах используется сажевый фильтр для уменьшения выбросов вредных веществ.

Некоторые снимают этот датчик сами и устанавливают обманку лябда зонд.

Как в бензиновых, так в современных дизельных ДВС используется турбонагнетатель, который загоняет смесь из кислорода и отработанных газов, которые он всасывает из выпускного коллектора. На корпусе выпускного коллектора таких машин устанавливается датчик, которые регулирует подачу в турбину выхлопных газов.

 

Конструкция выхлопной системы автомобиля

В строение системы выхлопа современных машин входят около 5 элементов, каждый из который выполняет свою функцию. В схему выхлопной системы входит:

  1. Выпускной коллектор.
  2. Приемная труба выхлопных газов, она же «штаны».
  3. Каталитический нейтрализатор или катализатор.
  4. Пламягаситель или резонатор.
  5. Глушитель.

Выпускной коллектор

Выпускной коллектор служит для приемки отработанных газов из камер сгораний цилиндров. Материал: чугун или нержавеющая сталь, или керамика.

 

Приемная труба

Приемная труба, которую обычно называют штанами служат для объединения выхлопных газов, поступивших из разных цилиндров в один общий коллектор. Дальше смесь выхлопных газов проходит через катализатор. На этом участки часто устанавливают гофру, чтобы гасить вибрации, которая передается на конструкцию выхлопной системы двигателем через жесткое соединение.

 

Катализатор или каталитический нетрализатор

Катализатор напоминает пчелиные соты из керамики. Сверху катализатор покрыт сплавом иридия и платины. Такие вещества позволяют вступать в химическую реакцию с веществами, содержащимися в выхлопных газах. Здесь происходит разделение на кислород и оксид азота. Отделенный чистый кислород помогает сжигать остатки топливно-воздушной смеси, в результате этого к глушителю подается азото-диоксидоуглеродная смесь. Датчик лябда зонд передает данные работы катализатора на блок управления (ЭБУ). Похожий датчик устанавливается на выпускной коллектор, чтобы анализировать показатели токсичности газов, которые поступили в катализатор.

 

Резонар или пламегаситель

Это устройство служит для уменьшения температуры отработанных газов. Понижение температуры происходит за счет ячеистой конструкции.

 

Глушитель

Конечной секцией вывода выхлопных газов является глушитель. В его корпусе находится перфорированная труба (то есть труба с отверстиями), задача которой уменьшить шум.

Все секции соединяются между собой болтами через фланцы. Соединения частей должны быть герметичными, поэтому устанавливаются термостойкие уплотнители.

 

Виды неисправностей и ремонт выхлопной системы автомобиля

Многие автолюбители усовершенствуют выхлопную систему. Этим занимается, в основном, молодежь, которые любят тюнинговать свои тачки. Одним из вариантов такого тюнинга — это удаление резонатора и установка прямоточного выхлопа.

Основная неисправность выхлопной системы — это негерметичные соединения, из-за которых, например, отработанные газы попадают в салон при открытии дверей. Устраняется покупкой и установкой ремкомплекта для соединения деталей выхлопной системы.Также из-за высокой температуры и агрессивной среды металл быстро ржавеет. Труба приходит в негодность. Если труба продырявится, то сразу это будет понятно по высокому уровню шума. Шум будет, как у картинга.

Запрещается эксплуатировать автомобиль без выхлопной системы. Это и опасно, и разрушит двигатель.

 

Видео

Глушитель изнутри.

Как заменить выхлопную систему своими руками на автомобиле ВАЗ.

 

Автор публикации

15 Комментарии: 25Публикации: 324Регистрация: 04-03-2016

Выхлопная система автомобиля - как она устроена?

Одной из основных систем автомобиля является выхлопная система, которая предназначена для отвода отработанных продуктов сгорания топливной смеси из  КС (камеры сгорания). Помимо этого она выполняет несколько других функций, в числе которых снижение шума выхлопов двигателя. Важное внимание выхлопному тракту уделяется при тюнинге. При этом правильный выхлоп оказывает существенное влияние на звук работы автомобиля.

Устройство выхлопной системы автомобиля

Конструктивно устройство выхлопной системы автомобиля реализовано на базе выпускного коллектора, катализатора, резонатора, глушителя, соединительных труб, специального гофра и крепёжных элементов. В системах выхлопа современных автомобилей устанавливается дополнительно датчик кислорода (лямда-зонд), который обеспечивает контроль кислорода в отработанных газах.

  • Выпускной коллектор

Выпускной коллектор крепится непосредственно на выходное отверстие двигателя с помощью фланца. Он является началом любой системы выхлопа. В коллекторе отработанные газы из каждого цилиндра объединяются в общий поток, который поступает в соединительную трубу. На выходе из камеры сгорания создаётся высокое давление газов и большая температура.

Поэтому для обеспечения требуемой герметичности применяются специальные уплотнительные прокладки, изготовленные из огнеупорного графитового материала. Как правило, уплотнитель обрамлён кольцами из меди, что гарантирует максимально плотное соединение коллектора с двигателем.

Из-за специфики расположения коллектор постоянно работает в экстремальном режиме. Температура потока выхлопных газов может достигать +1000оС и более. После выключения двигателя температура внутри конструкции коллектора резко уменьшается. В такого резкого температурного перепада образуется конденсат, что приводит к образованию ржавчины.

Форма и размеры выпускного коллектора оказывает непосредственное влияние на характер пульсации потока выхлопа. В свою очередь, это сказывается на мощности силового агрегата.  Для защиты узлов двигателя и элементов выхлопного тракта от вибрации и колебаний в современных автомобилях предусмотрена специальная виброизолирующая муфта (гофр), выполненная в виде гибкого металлического шланга, смонтированного в стальном кожухе.

Эффективность работы катализатора определяется степенью концентрации кислорода в выхлопных газах.  Оптимальным является соотношение кислорода в топливной смеси 14,7 к 1. То есть, чтобы в выхлопе было минимальное количество вредных веществ, необходимо смешивать 1 часть топлива и 14,7 частей кислорода. Контроль этого соотношения в топливной смеси реализован путём измерения остатка кислорода в выхлопе. Поэтому лямбда-зонд установлен перед катализатором.

  • Катализатор выхлопной системы

Каталитический нейтрализатор (катализатор) обеспечивает снижение токсичности продуктов выхлопа. Это реализуется путём преобразования токсичных газов и в безвредные в  результате восстановления окислов азота, в процессе которого появляется кислород. В свою очередь кислород используется в качестве катализатора для сгорания угарного газа и углеводородов. В зависимости от принципа работы нейтрализаторы могут восстанавливающими или окислительными. В том и другом случае катализатор представляет собой неразборную керамическую конструкцию в виде сот, защищённых специальным покрытием из огнеупорного платиноиридиевого сплава.

Надёжная и прочная конструкция современных катализаторов рассчитана на эффективную работу при пробеге в пределах 150 тысяч километров. Основными причинами преждевременного выхода из строя катализатора могут быть разрушение или повреждение блока-носителя в результате коррозии, загрязнения или оплавления. Оплавиться нейтрализатор может в случае, когда внутри его конструкции происходит догорание определённого количества горючей смеси из-за её неполного сгорания в КС в результате неисправностей в системах подачи топлива и зажигания.

Резонатор обеспечивает снижение шума двигателя, гашение пламени и транспортировку продуктов выхлопа по соединительной трубе к глушителю. Схема выхлопной системы предполагает монтаж резонатора за катализатором. В результате многочисленных испытаний установлено, что качество и эффективность работы резонатора оказывают непосредственное влияние на мощность двигателя. Надёжный и правильно работающий резонатор обеспечивает не только минимальный шум работы двигателя, но и существенно продлевает срок службы всей системы выхлопа.

  • Роль глушителя в выхлопной системе авто

Глушитель, как и резонатор, предназначен для снижения шумов выхлопа, но конструктивно выполнен по другой схеме. Как правило, он представляет собой металлический бак (ёмкость), внутри которого устроено несколько перегородок. Как вариант, перфорированная труба. В результате неоднократной смены направления потока снижается уровень шума. Внутри банки дополнительно устанавливаются звукопоглотители, изготовленные из специального волокна. В модернизированных типах глушителей внутри конструкции или в средней части перфорированной трубы оборудуются отсек большего диаметра. За счёт этого снижается скорость потока газов, что положительно сказывается на поглощении шума.

  • Соединительные элементы

Соединительные трубы обеспечивают соединение основных узлов в единый выхлопной тракт. Приёмная труба монтируется между выпускным коллектором и катализатором. Для соединения резонатора с глушителем применяется средняя труба, которая повторяет конфигурацию днища с учётом расположения различных узлов и элементов ходовой части.

Гофр является важным элементом, без которого не обходятся выхлопные системы. Он обеспечивает компенсацию вибрации и колебаний, которые возникают между компонентами конструкции выхлопа. Отработанные газы поступают из двигателя не равномерно. При открытии выпускных клапанов создаётся мощный поток, а при закрытии он прекращается. Чем больше количество цилиндров, тем выше частота колебаний.

Как работает автомобильный глушитель? | Статьи, обзоры

Как работает автомобильный глушитель?

Многие владельцы авто уже привыкли, что их автомобиль работает довольно тихо, но не задумывались за счет чего это происходит. Как работает глушитель автомобиля, и из чего состоит глушитель, на эти вопросы мы попробуем ответить в этой статье. Сразу стоит оговориться, мы будем говорить о том, как устроен глушитель на авто обычной заводской комплектации (стоковый глушитель). Есть разные вариации прямоточных, спортивных глушителей, а также модернизированные варианты, о них речь идти не будет.

Глушитель для машины, что это и каковы его функции?

В выхлопной системе глушитель автомобильный играет одну из самых важных функций.  Глушитель в легковой машине располагается под задней частью кузова, зрительно мы видим только выхлопную трубу глушителя, из которой выходят отработанные газы.

Наиболее выраженные свойства глушителя можно описать так:

  • рассеивание звуковой волны, возникающей от детонации топливной смеси в камере сгорания двигателя;
  • окончательное понижение температуры отработанных газов, до 120-150ºС;
  • изоляция салона с водителем и пассажирами от выхлопных газов.

Если с последними двумя пунктами все предельно ясно, то, как устроен глушитель авто, и как происходят процессы глушения звуковой волны, на этом стоит остановиться подробней.

Как устроен автомобильный глушитель?

Функциональная часть выхлопной системы — это банка глушителя. Если посмотреть, как выглядит глушитель в разрезе, то мы можем увидеть, что в ней есть камеры разной величины, которые соединяют перфорированные патрубки. Некоторые патрубки по диаметру больше, некоторые меньше, а сами камеры иногда располагаются под некоторым углом к главному направлению движения отработанных газов. Устроен глушитель машины таким образом, чтобы проходящая звуковая волна через эти камеры, патрубки и лабиринт разбивалась и дробилась, следовательно, снижала уровень энергии, который был у нее при выходе из коллектора.

Как работает глушитель авто с точки зрения движения звуковой волны?

Тут по пунктам:

  • перфорированная труба в глушителе – она позволяет рассеять через перфорацию звуковую волну;
  • камеры разной величины – в камерах происходит отражение и пере отражение звуковой волны, при этом каждый раз происходит ее гашение, т.е. уменьшение энергии;
  • углы в камерах глушителя, а также препятствия – такие элементы дают возможность разделить звуковой поток, с целью его дальнейшего погашения;
  • зауженные (конусоподобные) элементы — иногда и из них состоит глушитель автомобиля. Здесь звуковая волна теряет свои характеристики и частично компенсируется;
  • звукопоглощающий материал – любой термостойкий долговечный пористый материал, который гасит звук и играет роль поглотителя волны.

Любым из указанных способов глушитель у машины заглушает звук. Точнее сказать их комбинации и сочетания позволяют довести уровень шума от работы двигателя до приемлемой величины, приятной для человеческого слуха.

Глушитель автомобильный дает побочный эффект

Мы рассмотрели, как устроен глушитель автомобиля с точки зрения гашения звуковой волны. Однако по этой же самой системе движутся и отработанные газы. Все эти камеры, системы отражения и пере отражения, и другие элементы, из чего состоит глушитель, являются естественным препятствием движению выхлопных газов. То, что работает прекрасно для уменьшения шума от авто, сейчас создает проблему удаления выхлопных газов. В выхлопе создается сопротивление, которое начинает действовать на основной поток отработанных газов, препятствуя ему. В результате возникает обратный поток выхлопных газов, который носит название противоток.

В результате, такой противоток создает давление в выхлопной системе, препятствующее освобождению от отработанных газов камеры сгорания двигателя. Выпускной клапан не отрабатывает на 100%, что приводит к потере полезной мощности мотора.

Как делают глушители?

Перед производителями автомобиля, и выхлопной системы в частности, стоит задача, как должным образом уменьшить шум от работы двигателя, но при этом минимизировать противоток. И такая задача решается для каждой марки и модели автомобиля в отдельности. Все элементы внутреннего строения глушителя рассчитываются и применяются с учетом специфических технических параметров отдельно взятого авто. Расчет особенностей, а также какие технологии применяются для глушения звуковой волны, какой размер будет иметь глушитель для автомобиля, какая у него будет конфигурация, все это решают конструкторы автомобильного завода. При этом глушители, где производятся, особого значения не имеет. Так как конечная конструкция по готовым чертежам или образцу повторяется достаточно легко на любом, более или менее оснащенном производстве.

Прямоточный Глушитель — DRIVE2

Прямоточным глушителем тюнингуют, в основном, спортивные автомобили, поэтому вопрос, как сделать прямоток, актуален в настоящее время. Его ставят не только мастера на спортивные (заряженные) машины, но и Тазодрочеры на свои ведра.Какое же положительное влияние прямоточного глушителя происходит на работу двигателя на самом деле?
Прямоточная система выхлопа
В начале чуточку теории. Итак, для чего предназначается и как работает выпускная система? Элементарным такой вопрос кажется только с первого взгляда, и вот почему.

Ведь выпускная система выполняет одновременно множество задач. Первая из них – это вывод отработанных газов за пределы автомобиля. Вторая – обеспечить улучшенное наполнение камеры сгорания топливовоздушной смесью.

Современные моторы устроены так, что фазы выпуска и впуска перекрывают друг друга. Поэтому в момент открытия обеих клапанов очень важно обеспечить разряжение за клапаном выпуска. Ведь, благодаря такой “фишке”, отработавшие газы будут быстрее покидать камеру сгорания и освобождать место для новой порции смеси.

Чтобы добиться такого эффекта, применяют закон инерции, который способствует неравномерности выхода выхлопных газов из цилиндра. Всё дело происходит из-за того, что при закрытии выпускного клапана в самом коллекторе создаётся зона пониженного давления, которая при этом передвигается по глушителю со скоростью звука.

Однако, если установить на пути этого потока заграждение, то звук отразиться и окажется у клапана выпуска в тот момент, когда последний откроется. Это возможно лишь при условии точного расчёта расстояния до заграждения и оборотов двигателя. В автомобильных двигателях такое расстояние оказывается большим, в связи с этим область разряжения от одной камеры сгорания возвращается к двигателю в тот момент, когда открывается другой клапан. Эффект глушения звука создаётся настроенным выпускным коллектором (“пауком”), который своим соединением труб служит препятствием для волны обратного потока.

Последней, третьей функцией выпускной системы считается приглушение шума. Ведь никакая труба или выпускной коллектор не в состоянии справиться с такой задачей полностью, обязательно необходим глушитель. Однако, на гоночных авто можно встретить систему, которая состоит почти что без глушителя. В этом случае обязательно должна присутствовать турбина, обеспечивающая “перемалывание” потока выхлопных газов и снижая этим силу выхлопа, а также сглаживая колебания. Поэтому, чтобы уменьшить шум, обязательно необходим в такой ситуации глушитель.
Виды глушителей
Глушители бывают нескольких видов. Первый из которых – резонатор. Он состоит из камеры и перфорированной трубы. Гашение звука здесь происходит с помощью резонанса, который при своём появлении в камере эффективно приглушает звук некоторой частоты. Большинство резонаторов имеют множество камер разного размера, поэтому при малых габаритах, способны хорошо снижать низкочастотный звук.

Резонатор автомобиля


Устройство стандартного оконечного глушителя состоит из лабиринта перегородок, которые отражая энергию выхлопа, превращают её частично в тепло и способствуя этим затуханию силы звука. Помимо этого, установленные внутри глушителя перфорированные трубы создают эффект уменьшения звука некоторых частот.

Спортивный глушитель имеет схожую конструкцию с резонатором. Отличается он всего лишь тем, что между трубой с отверстиями и корпусом прокладывают материал поглощающий звук. В большинстве случаев применяют базальтовую вату, которая состоит из удлинённых минеральных волокон.

Старый 3х камерный прямоточный глушитель


Препятствием выдуванию волокон потоками газа служит заградительный барьер, который представляет собой мелкую сетку или специальную проволоку. Служит прямоточный глушитель до того момента, до которого способен удерживать внутри себя глушащий элемент. Только такой материал быстро “выветривается”, поэтому такой глушитель начинает издавать звук, напоминающий пустое ведро.
Откуда берётся рев?
Стандартная система выпуска глушит низкочастотные звуки, в основном, резонатором, однако, сам глушитель уменьшает как высокочастотные сигналы, так и звуки низкой частоты. Спортивные глушители имеют набивку из минеральной ваты, поэтому хорошо глушат только высокочастотные показатели звука. Это является причиной того, что низкочастотные звуки свободно проходят по нему, не уменьшая своей силы. Поэтому его “голос” такой низкий.

Недаром опытные автомобилисты характеризируют глушители на: “басистые”, “бубнящие” и “рычащие”. Особенно это слышится в салоне, когда в него проникают высокочастотные “нотки”

С этим можно было бы смириться, если бы не один нюанс. Салон, как замкнутый объём, а также панели кузова имеют свои резонансные частоты. Дело в том, что спортивные глушители содержат в своём спектре множество максимумов, которые кратны оборотам двигателя. Приближение гармоничной частоты к резонансным колебаниям кузова усиливает шумы в несколько раз.
Звуки из него зависят в первую очередь от материала и количества набивки, а также диаметра и числа отверстий в самой трубе. Как бы вы не настраивали прямоток, уменьшить уровень шума исходящего из него вам никогда не удастся. Ведь если брать, например, вату, то она хорошо справляется с высокими частотами, низкие же звуки пропускает очень даже легко. Зато такой глушитель создаёт наименьшее сопротивление выхлопу.

Большинство хозяев ВАЗов убеждены, что типовая система выхлопа очень сильно “душит” двигатель. Особенно, по их мнению, это касается шестнадцати клапанного двигателя. Ведь система выпуска на нём в точности совпадает с менее мощным 8-ми клапанным “агрегатом”.

Установка спортивного глушителя даст вам ощутимую фору в “светофорных гонках”. Но существует и прямо противоположное суждение: типовой мотор с таким тюнингом мощности не прибавляет. Установив такое усовершенствование на свой автомобиль, вы уверите окружающих, что у вас под капотом мощный мотор и отличная динамика. Однако, один единственный параллельный старт в “пух и прах” развеивает эту иллюзию.

Остаточное мнение имеют профессионалы: любая уважающая себя тюнинговая фирма может предложить вам такую доработку двигателя, при которой монтаж прямоточного глушителя стоит не на первом месте. Другой вопрос – хорошо “заряженный” двигатель. Ведь в нём типичная выпускная система уже не справляется с огромным потоком газов, создавая ему помеху при высоких оборотах. Однако, одна установка прямоточного глушителя проблему в этом случае не решает; необходимо полностью заменить всю систему выпуска на спортивную.

Для этих целей и предназначен хороший выпускной коллектор, прозванный народными умельцами “пауком”. Также, в этом случае, заменяют все трубы на более увеличенный диаметр и вообще убирают катализатор (меняют на спортивную модификацию). Однако, можно наблюдать частое явление, когда на стандартные машины надевают прямоточные модификации глушителей.

Выпускной коллектор Mitsubishi Evo 4-9 4G63


Поэтому всегда необходимо профессионально подходить к решению вопросов, а не ссылаться на мнения недальнозорких любителей. В особенности это касается такого узла автомобиля как глушитель. Ведь, выбрав правильное направление своих действий, вы сможете предотвратить ошибки, а значит и денежные издержки. Не согласиться с этим сложно, однако, возможно поспорить в этом и других вопросах. Поэтому нам так важно знать, что вы об этом думаете!
Видео о прямоточном глушителе


Смотрите также