Из чего состоит выхлоп - Авто журнал Волгино Авто
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Просто о сложном: как устроена выхлопная система

Просто о сложном: как устроена выхлопная система?

Двигатель внутреннего сгорания не будет работать без системы, отводящей продукты сгорания топливной смеси в цилиндрах. Устройство выхлопной системы, возникшей одновременно с изобретением ДВС, постоянно совершенствуется, но основополагающие принципы остаются неизменными.

При сгорании топливовоздушной смеси в системе происходит образование отработанных газов. Их нужно своевременно вывести для заполнения цилиндров очередной порцией топлива. Для этого служит система, состоящая из выпускного коллектора, каталитического конвертера и глушителя.

Выпускной коллектор

Это, по сути, несколько труб, соединяющих камеры сгорания цилиндров мотора с каталитическим конвертером. Для изготовления коллектора используется нержавеющая сталь, чугун или керамика. Коллектор постоянно работает в режиме высокого температурного воздействия. По этой причине чугун и нержавеющая сталь являются наиболее предпочтительными материалами для его изготовления. После остановки двигателя происходит охлаждение системы с образованием конденсата. Это значит, что лучшим материалом для коллектора была и остается нержавеющая сталь. Керамика не способна долгое время выдерживать высокую температуру и трескается.

Каталитический конвертер

Газы из коллектора направляются в нейтрализатор, состоящий из множества керамических сот, покрытых платиноиридиевым сплавом. В конвертере происходит химическая реакция с образованием кислорода и оксидов азота. Кислород участвует в процессе сгорания остатков топлива в выхлопных газах. В конечном счете, на выход направляется смесь, состоящая из диоксида углерода и оксида азота.

Глушитель

Этот оконечный элемент выхлопной системы автомобиля выполняет функцию, соответствующую его названию – снижения шума при прохождении отработанных газов. В нем имеется несколько компонентов:

  • труба, соединяющая глушитель с резонатором нейтрализатором;
  • собственно глушители;
  • выхлопная труба;
  • наконечник выхлопной трубы.

Корпус может быть изготовлен из обычной или нержавеющей стали. Обычная сталь прослужит не более шести лет, в то время как нержавейки выходит до пятнадцати лет. Система состоит из нескольких камер, снабженных отверстиями. Многократная фильтрация обеспечивает глушение выхлопных газов за счет гашения звуковой волны. Из глушителя газы следуют в выхлопную трубу, которых, в зависимости от мощности транспортного средства. Может быть до четырех. Наконечник выхлопной трубы, изготовленный из хромированной стали, выполняет только декоративную функцию.

На транспортных средствах с турбонаддувом размеры глушителя меньше, чем на авто в атмосферными двигателями. Причина этого в том, что в турбонаддуве для работы используется часть выхлопных газов и на выход поступает их незначительная часть.

Все для обслуживания и ремонта авто ищите на страницах интернет-магазина запчастей Фортуна!

Как работает система выпуска отработавших газов

При работе двигателя автомобиля образуются продукты сгорания, которые отличаются высокой температурой и токсичностью. Для их охлаждения и отвода из цилиндров, а также для снижения уровня загрязнения окружающей среды в конструкции предусмотрена система выпуска отработавших газов. Другая функция данной системы – уменьшение шума, возникающего при работе двигателя. Выпускная (выхлопная) система состоит из последовательной цепи элементов, каждый из которых выполняет определенную функцию.

Конструкция системы выпуска

Основной задачей системы выпуска является эффективный отвод отработавших газов из цилиндров двигателя, снижение их токсичности и уровня шума. Зная, из чего состоит выхлопная система в автомобиле, вы сможете лучше понимать принципы ее работы и причины возможных неполадок. Устройство стандартной выхлопной системы зависит от вида используемого топлива, а также от применяемых экологических стандартов. Выхлопная система может состоять из следующих элементов:

  • Выпускной коллектор – выполняет функцию отвода газов и охлаждения (продувки) цилиндров двигателя. Он выполняется из термостойких материалов, поскольку температура выхлопных газов в среднем варьируется от 700°С до 1000°С.
  • Приемная труба – представляет собой трубу сложной формы с фланцами для крепления к коллектору или турбонагнетателю.
  • Каталитический нейтрализатор (устанавливается в бензиновых двигателях экологического стандарта Евро-2 и выше) – устраняет из отработавших газов наиболее вредные компоненты CH, NOx, СО, преобразуя их в водяной пар, углекислый газ и азот.
  • Пламегаситель – устанавливается в системах выпуска отработавших газов автомобилей вместо катализатора или сажевого фильтра (в качестве бюджетной замены). Он предназначен для снижения энергии и температуры потока газов, выходящих из выпускного коллектора. В отличие от катализатора, не снижает количество токсичных компонентов в отработавших газах, а лишь снижает нагрузку на глушители.
  • Лямбда-зонд – служит для контроля уровня кислорода в составе отработавших газов. В системе может быть один или два кислородных датчика. На современных двигателях (рядных) с катализатором устанавливается 2 датчика.
  • Сажевый фильтр (обязательная часть системы выхлопа дизельного двигателя) – удаляет сажу из выхлопных газов. Может совмещать в себе функции катализатора.
  • Резонатор (предварительный глушитель) и основной глушитель – снижают уровень шума выхлопных газов.
  • Трубопроводы – соединяют отдельные элементы выхлопной автомобильной системы в единую систему.

Принцип работы системы выхлопа

В классическом варианте для бензиновых двигателей выхлопная система автомобиля работает следующим образом:

  • Выпускные клапана двигателя открываются, и отработавшие газы с остатками не сгоревшего топлива выбрасываются из цилиндров.
  • Газы из каждого цилиндра попадают в выпускной коллектор, где объединяются в один поток.
  • По приемной трубе отработавшие газы из выпускного коллектора проходят через первый лямбда-зонд (кислородный датчик), который фиксирует количество кислорода в составе выхлопа. На основе этих данных электронный блок управления корректирует топливоподачу и состав топливовоздушной смеси.
  • Далее газы попадают в катализатор, где вступают в химическую реакцию с металлами-окислителями (платиной, палладием) и металлом-восстановителем (родий). Рабочая температура газов при этом не должна быть ниже 300°С.
  • На выходе из катализатора газы проходят второй лямбда-зонд, с помощью которого происходит оценка исправности работы каталитического нейтрализатора.
  • Далее очищенные отработавшие газы попадают в резонатор, а затем в глушитель, где потоки выхлопа преобразуются (сужаются, расширяются, перенаправляются, поглощаются), что снижает уровень шума.
  • Из основного глушителя отработавшие газы уже попадают в атмосферу.

Система выхлопа дизельного двигателя имеет некоторые особенности:

  • Выходя из цилиндров, отработавшие газы попадают в выпускной коллектор. Температура выхлопных газов дизельного двигателя варьируется в диапазоне 500-700 °С.
  • Далее они попадают в турбокомпрессор, осуществляющий наддув.
  • После этого выхлоп проходит через кислородный датчик и попадает в сажевый фильтр, в котором удаляются вредные компоненты.
  • В завершении выхлоп проходит через автомобильный глушитель и выходит в атмосферу.

Эволюция системы выхлопа неразрывно связана с ужесточением экологических стандартов эксплуатации автомобиля. Так например, начиная с категории Евро-3, установка катализатора и сажевого фильтра для бензиновых и дизельных моторов обязательна, а их замена на пламегаситель считается нарушением закона.

Что такое выхлопная система ВАЗ 2115 и как заменить глушитель

Приветствую вас друзья на сайте ремонт автомобилей своими руками. Выхлопная система ВАЗ 2115 состоит из множества узлов и соединений.

В сегодняшней статье мы рассмотрим, что она из себя представляет и как самостоятельно поменять глушитель ВАЗ 2115 в собственном гараже.

Выхлопная система ВАЗ 2115

Прежде всего для начала нужно разобраться для чего нужна выхлопная система, из каких деталей она состоит, что бы потом легче было понять, какую часть узловых соединений предстоит поменять.

Итак, я думаю всем понятно, что выхлопная система ВАЗ 2115 предназначена для отвода отработанных газов из двигателя, которые в свою очередь проходят через все узлы и выбрасываются в атмосферу.

Из чего состоит выхлопная система:

  1. Крепление соединения приемной трубы (кронштейн).
  2. Прокладка между выпускным коллектором и трубой.
  3. Прижимная пластина кронштейна.
  4. Приемная труба.
  5. Металлографитовая прокладка (кольцо).
  6. Катализатор.
  7. Подушка крепления резиновая.
  8. Дополнительный глушитель.
  9. Основной глушитель.
  10. Подушка крепления задняя.
  11. Скобы крепления (хомут).

Разобравшись с устройством теперь можно понять, что все части выхлопной системы ВАЗ 2115 легко разделяются, а значит их не сложно поменять без привлечения специалистов.

Всем автолюбителям известно, что глушитель находится под днищем машины, поэтому он подвергается различным механическим, атмосферным и другим воздействиям, что может привести к его неисправности.

Так же рекомендуем вам ознакомиться с материалами нашего сайта, которые помогут вам самостоятельно заменить шаровые опоры ВАЗ 2115 .

Многие наверное бывали в таких ситуациях, когда в машине появляется повышенный уровень шума, запах отработанных газов, все эти причины возможны из за повреждения дополнительного и основного глушителя прогорания прокладки между соединениями.

Возможные неисправности:

  • Механическое повреждение.
  • Прогорание прокладки.
  • Прогорание самого глушителя.
  • Неплотное соединения на стыках.
  • Трещины в выхлопных трубах.

Итак, выявив неисправность той или иной части какого то узла приступаем к ее устранению конечно перед этим ее надо приобрести в магазине запчастей. На примере замены глушителя разберем весь процесс ремонта по шагам.

Как заменить глушитель ВАЗ 2115 своими силами

Загоняем автомобиль на яму или эстакаду, при помощи щетки по металлу очищаем болты на хомуте соединяющем трубу глушителя с резонатором и откручиваем его.

Как только открутили хомут, вытащите уплотнительное кольцо прокладку, которое находится между соединениями.

Дальше снимаем глушитель с резиновых подушек, на которых он подвешен. Перед установкой нового глушителя хорошенько почистите кольцо прокладку можно даже намазать термостойким герметиком, что позволит вам избежать пропускания отработанных газов между этими соединениями.

Сборка осуществляется в обратной последовательности, подвешиваем новую запчасть на резиновые подушки и соединяем хомутом резонатор с глушителем. Другие узлы если пришли в негодность меняются таким же способом.

Виды, устройство и принцип работы глушителя автомобиля

Глушитель автомобиля предназначен для снижения уровня шума выхлопных газов в системе выпуска до соответствия с международными стандартами. Он представляет собой металлический корпус, внутри которого выполнены перегородки и камеры, образующие каналы со сложными маршрутами. Когда через последние проходят отработавшие газы, происходит поглощение звуковых колебаний различной частоты и преобразование их в тепловую энергию.

  1. Функции глушителя в системе выпуска
  2. Особенности работы и виды глушителей
  3. Устройство резонатора
  4. Конструкция резонансного глушителя
  5. Особенности прямоточного глушителя

Функции глушителя в системе выпуска

В системе выпуска отработавших газов двигателя глушитель устанавливается после катализатора (для автомобиля, работающего на бензине) или сажевого фильтра (для дизельных моторов). В большинстве случаев их предусматривается два:

  • Предварительный (резонатор глушителя) – предназначен для грубого подавления шума и стабилизации колебаний потока выхлопных газов, выходящих из двигателя. Он устанавливается первым, поэтому его часто называют “передним”. Одной из его главных функций является распределение отработавших газов в системе.
  • Основной глушитель – предназначен для окончательного подавления шума.

Расположение глушителя в системе выпуска

На практике устройство глушителя автомобиля обеспечивает следующие приводящие к снижению шума преобразования выхлопа:

  • Изменение сечения потока выхлопа. Реализуется благодаря присутствию в конструкции камер различного сечения, что позволяет поглотить шумы высокой частоты. Принцип технологии прост: вначале движущийся поток отработавших газов сужается, что создает некоторое акустическое сопротивление, а затем резко расширяется, в результате чего звуковые волны рассеиваются.
  • Перенаправление отработавших газов. Осуществляется перегородками и смещением оси трубок. При развороте потока выхлопных газов на угол от 90 градусов достигается гашение шумов высокой частоты.
  • Изменение колебаний газов (интерференция звуковых волн). Достигается за счет присутствия перфорации в трубках, по которым проходит выхлоп. Эта технология позволяет гасить шумы различных частот.
  • “Самопоглощение” звуковых волн волн в резонаторе Гельмгольца.
  • Поглощение звуковых волн. Помимо камер и перфорации в корпусе глушителя присутствует звукопоглощающий материал, изолирующий шумы.

Особенности работы и виды глушителей

В современных автомобилях используются два вида глушителей: резонансные и прямоточные. Оба могут устанавливаться в комплексе с резонатором (предварительным глушителем). В некоторых случаях прямоточная конструкция может заменять передний глушитель.

Устройство резонатора

Конструктивно резонатор глушителя, который также называют пламегасителем, представляет собой перфорированную трубу, находящуюся в герметичном корпусе, разделенном на несколько камер. Он состоит из следующих элементов:

  • корпус (имеет цилиндрическую форму);
  • теплоизоляционная прослойка (выхлопные газы имеют очень высокую температуру);
  • глухая перегородка (для поворота потока газов);
  • перфорированная труба;
  • дроссель (позволяет изменять сечение потока отработавших газов).

Конструкция резонансного глушителя

В отличие от предварительного, главный резонансный глушитель устроен сложнее. Он состоит из нескольких перфорированных труб, установленных в общем корпусе, которые разделены перегородками и находятся на разных осях (см. рис. Глушитель в разрезе):

  1. передняя труба с перфорацией;
  2. задняя труба с перфорацией;
  3. впускная труба;
  4. передняя перегородка;
  5. средняя перегородка;
  6. задняя перегородка;
  7. выпускная труба;
  8. корпус (овального сечения).

Таким образом, резонансный глушитель использует все виды преобразования звуковых волн различных частот.

Особенности прямоточного глушителя

Основным недостатком резонансного глушителя является эффект создания противодавления, который возникает в результате перенаправления потока отработавших газов (при его столкновении с перегородками). В связи с этим многие автомобилисты выполняют тюнинг системы выхлопа, устанавливая прямоточный глушитель.

Прямоточный глушитель

Конструктивно прямоточный глушитель состоит из следующих элементов:

  1. герметичный корпус;
  2. выпускная и впускная труба;
  3. труба с перфорацией;
  4. шумоизоляционный материал – чаще всего используется стекловолокно, которое отличается устойчивостью к высоким температурам и хорошими звукопоглощающими свойствами.

На практике глушитель-прямоток имеет следующий принцип работы: через все камеры проходит одна перфорированная труба. Таким образом, гашение шума путем изменения направления и сечения потока газов отсутствует, а подавление шумов реализуется исключительно благодаря интерференции и поглощению.

За счет беспрепятственного прохождения выхлопа через прямоточный глушитель возникающее противодавление очень мало. Однако на практике большого прироста мощности это не обеспечивает (от 3% до 7%). С другой стороны, у автомобиля появляется характерное для спортивных автомобилей звучание, поскольку присутствующие в нем шумопоглощающие технологии устраняют только высокие частоты.

От того, как работает глушитель, зависит комфорт водителя, пассажиров и пешеходов. Так при длительной эксплуатации повышенный шум может причинять серьезные неудобства. На сегодняшний день установка в конструкции прямоточного глушителя для автомобиля, перемещающегося в городской черте, является административным нарушением, которое грозит штрафами и предписанием о демонтаже устройства. Связано это с превышением норм шума, заданных стандартами.

Строение выхлопной системы, что полезно знать пилоту?

Мы уже обсуждали, что многие неоправданно считают заслугой выхлопной системы только звук выхлопа. Однако, продвинутые мотоциклисты в курсе, что правильно подобранная выхлопная система способна улучшить работу двигателя и даже увеличить показатели лошадиных сил. Советую вернуться к статьям («Выхлопная система мотоцикла — в чем ее основная задача?») и («Самостоятельная очистка выхлопной системы мотоцикла»), из которых мы подчерпнули основные задачи выхлопного узла.

Выхлопная система мотоцикла обязана обеспечить четкий отвод и охлаждение газов таким образом, чтобы отраженный поток газа вернулся к выпускному клапану к моменту его следующего открытия. Чем новее модель мотоцикла, тем сложнее и продуманнее будет отвод газа.

Форма и длина

Первым делом затронем именно эту сторону вопроса. Напомню, что объем выхлопной трубы должен в несколько раз превосходить объемы цилиндров. Поэтому короткие выхлопные трубы менее эффективны, чем длинные. Газы из коротких систем всегда будут более горячими и опасными для ног пилота.

Во-вторых, форма выхлопной трубы обязана быть максимально плавной и округленной. Резкие углы будут затормаживать движение газов и накалять место изгиба, а значит в изгибе случится прогар или трещина, а это ремонт, морока и недовольные пользователи.

К форме хочется отнести конфигурацию выхлопной системы, а именно две выходящие от каждого цилиндра трубы, а может быть по 2 в 1 системе, а может быть и все 4 в 1. Случается даже интересный переходный вариант 4 в 2 и эти 2 в 1 выхлопную трубу.

Конфигурация выхлопной системы будет очень сильно зависеть от строения двигателя. Для двухтактных мотоциклов рекомендуются отдельные трубы на каждый цилиндр, потому что в таком случае рабочий объем выхлопной системы настолько превышает объемы двигателя, что газы способны достаточно расшириться при выпуске, чтобы полностью охладиться.

Случаются и более сложные формы коллекторов-пауков, которые соединяются в общий диффузор.

Выпускной коллектор

В народе его называют «колено» за характерный изгиб. О мягких округлых формах мы уже говорили. Настало время разобраться с системами 4 в 1 и 4 в 2. Здесь нечего мудрить, все элементарно. Когда двигатель имеет в коллекторе сначала 4 выхода по 1 на цилиндр, которые в последствии быстро соединяются в 1 и выходят на глушитель.

Система 4 в 1 признана одной из самых удачных для езды на высоких оборотах, поэтому она так популярна среди профессиональных мотогонок и спортивных моделей.

Коллекторы с длинным соединением в 1 осуществляют переход от 4, через 2 в 1, но это не шибко популярный вид, хотя они хороши для любителей и новичков, так как улучшают характеристики на более широком спектре оборотов, нежели 4 в 1, который отрабатывает на все 100000 при повышенных нагрузках.

Что до материала, коллекторы принимают на себя первый удар раскаленных газов. Поэтому их делают в основном из нержавейки.

После остановки двигателя внутри выхлопной системы в коллекторе образовывается конденсат. Если у вас чугунный коллектор, то конденсат может вызвать коррозию.

Существуют еще и керамические коллекторы. Интересная тема для тех, кому жизненно важно снизить вес мотоцикла. Коллекторы из керамики весят действительно мало, но и снашиваются со скоростью тех же выхлопных газов, быстро трескаются и требуют замены. С другой стороны, если вы профессиональный пилот гоночного трека, вы и так после заезда меняете чуть ли не половину расходников, начиная с покрышек и заканчивая цепью, почему бы не поменять еще и коллектор, раз пошла такая пьянка?

Для гражданских мотоциклистов беспроигрышным вариантом все равно будет нержавеющая сталь, потому что она не боится конденсата и достаточно долговечна.

Диффузор

Промежуточная часть выхлопной системы между коленом и глушителем. Обычно в нем происходит расширение газов для охлаждения перед тем, как покинуть трубу.

Глушитель

Самая любимая, лакомая и вкусная часть выхлопной системы. Именно она со всеми своими примочками отвечает за тембр голоса вашего мотоцикла. Именно «банку» без конца меняют пилоты, когда им не нравится звук выхлопа.

К слову, внутри глушителя можно обнаружить разные начинки от катализаторов и фильтров до Db Killer, он же среди простых смертных отзывается на «флейту», и мы чуть не забыли про мощностной клапан! Теперь по очереди.

Катализаторы и фильтра — наполнения, которые призваны подводить выхлоп мотоцикла к необходимой экологической норме. Они есть не везде, но встречаются достаточно часто в молодых моделях.

Db Killer/флейта — система внутри корпуса с множеством каналов и отверстий, через которые проходят газы. Система призвана увеличить сопротивление потокам газа. Если вынуть флейту, то система превращается в прямоточный аналог с совершенно другим звуком выхлопа и меньшим сопротивлением газов.

Существуют модели выхлопных систем в которых можно регулировать открытие заслонок нажатием кнопки на руле, тем самым форсировать выхлоп и звук в зависимости от ситуации. Примером такой системы будет Dr. Jekill & Mr. Hyde, которая поставляется в комплекте с кнопкой управления для руля и уже может быть установлена на многие топовые бренды.

Мощностной клапан — суть его в распределении отраженной волны газового потока. Делается это для того, чтобы поток газа не достиг выпускного клапана в момент его закрытия. Клапан пропускает только те отраженные волны, которые способствуют наполняемости цилиндра и избавлению его от отработанных излишков. Самые известные системы SAEC – Suzuki, EXUP – Yamaha.

По материалам изготовления популярными стали:

  • Карбон
  • Нержавеющая сталь
  • Титан
  • Алюминий

Итак, мы выяснили, что выхлопная система мотоцикла достаточно сложна и многогранна. Чем новее модель мотоцикла, тем замысловатее будет ее выхлопная система. В век электроники многие функции мотоцикла зависят от обратной связи с электрикой. Так, например, при вынимании чипа, мотоцикл может не заводиться, а только предательски мигать лампочкой на панели, указывая, что фокус не удался. Дистанционная регулировка уровня выхлопа так же интересное нововведение, на ряду с постоянными разработками инженеров.

Теория прямоточной выхлопной системы

Классическая система глушения выхлопных газов состоит из выпускного коллектора с катализатором, резонатора и глушителя. Выхлопная система рассчитана на эффективное высвобождение отработанных газов в атмосферу. Немаловажно, чтобы выхлоп был максимально тихим, а также соответствовал экологическим нормам.

Конструкция стандартной выхлопной системы создает некоторое сопротивление газов против выталкивания их в атмосферу, а значит, двигатель затрачивает энергию на их высвобождение. Именно этот момент является ключевым при установке прямоточной выхлопной системы – минимизировать сопротивление угарных газов при выхлопе.

Из чего состоит прямоточная выхлопная система

Выпускной коллектор

Геометрия выпускного коллектора играет немаловажную роль в эффективности выхлопа. Большинство стандартных коллекторов, в силу конструктивных особенностей, имеют разную длину каждой трубы, а значит, с каждого цилиндра скорость отработанных газов и его поток будет отличаться друг от друга.

Прямоточные выпускные коллектора основаны на выравнивании магистрали, отчего и название – «равнодлинный коллектор». Конструкция может быть по типу «4-2-1» или «4-1», что означает количество труб, переходящих к главной магистральной трубе.

В зависимости от предпочтений, катализатор может устанавливаться после коллектора, либо удаляться, вместо него будет обычная труба. Для стабилизации температуры под капотом на коллектор наматывается термолента

Резонатор

Установлен за выпускным коллектором. Выхлопная магистраль проходит через резонатор. Если резонатор расположен максимально близко к двигателю, крутящий момент будет достигаться раньше, если дальше – двигатель будет более «верховым».

Помимо прямого назначения – снижать уровень шума, резонатор играет немаловажную роль в сглаживании пульсации выхлопных газов, снижая их сопротивление. Разница между обычным и тюнинговым резонатором в том, что у второго отсутствуют камеры, изменяющие геометрию движения газов, за счет чего достигается максимально низкое сопротивление

Прямоточный глушитель

Конечный глушитель также определяет эффективность выхлопной системы. В стандартном глушителе имеются множество перегородок, через которые газы разбиваются. Это создает сильное сопротивление в виду того, что необходимо много времени на высвобождение газов.

В прямоточном глушителе отсутствуют перегородки – проходит одна перфорированная труба. В качестве звукопоглотителя применяется стеклоткань или минеральная вата. Таким образом, глушитель прямоток не создает сопротивления, а наоборот способствует скорейшему освобождению СО2.

Прибавка к мощности

Опытным путем проверено, что установка полноценной прямоточной системы на разных автомобилях дает разный эффект. Средняя цифра по прибавке мощности – 7%.

Максимальная эффективность достигается только при комплексных работах, включающих в себя доработку впускной и топливной системы.

Немаловажно рассчитать диаметр выхлопной магистрали, так как недостаточной диаметр создаст большее сопротивление, да и большой приведет к такому же эффекту, в силу того, что газы будут копиться в магистрали, и после высвобождаться.

Плюсы и минусы прямоточного глушителя

Среди преимуществ можно выделить такие:

  • прибавка в мощности,
  • изменение звука выхлопа,
  • увеличение срока службы двигателя,
  • уменьшение расхода топлива при верных расчетах.

Но и без минусов не обошлось.

  • повышенный шум, на уменьшение которого требуется комплекс манипуляций с шумоизоляцией,
  • риск получить штраф за превышение допустимого уровня шума,
  • неверные расчеты могут привести к обратному эффекту.

Резюме

Прямоточная система, при правильных расчетах, способна раскрыть потенциал двигателя. Только одной установкой системы невозможно добиться серьезной прибавки в мощности, поэтому данную операцию рекомендуется выполнять в комплексе с тюнингом двигателя.

Из чего состоит выхлопная система автомобиля?

Из чего состоит выхлопная система автомобиля?

Выхлопная система любого автомобиля очень важная и нужная вещь, особенно это касается современных авто. Без нее звук работы двигателя был бы невыносимо громким для человеческого слуха. Но на этом функция системы выхлопа не заканчивается. Рассмотрим данный вопрос немного подробней, а также выясним, из чего состоит выхлопная система.

Назначение выхлопной системы

У выхлопной системы современного автомобиля уже довольно много функций, и их стоит перечислить:

  • ступенчатое гашение звуковой волны от работы двигателя до нормального уровня;
  • понижение температуры отработанных газов перед выводом их за пределы авто;
  • защита водителя и пассажиров от выхлопных газов;
  • оптимизация расхода топлива;
  • снижение токсичности выбросов в окружающую среду.

Какой узел системы выхлопа отвечает за какую функцию, можно узнать немного ниже.

Из чего состоит выхлопная система авто

При перечислении наиболее важных составляющих выхлопной системы будем двигаться от двигателя к выхлопной трубе. И так, выхлопная система состоит из таких модулей:

  • приемная или коллекторная труба (штаны) — в нее поступают отработанные газы из двигателя, на эту часть выхлопа приходится самое сильное температурное воздействие. Коллекторная труба способствует удалению сгоревших газов и помогает наполнять камеры сгорания новой порцией топливной смеси;
  • каталитический конвертер-нейтрализатор (катализатор) – уменьшает вредное воздействие отработанных газов на окружающую среду. Данный компонент выхлопа устанавливается не на все автомобили;
  • резонатор – выравнивает звуковые волны, особенно это касается пиковых низкочастотных колебаний, а также несколько замедляет движение отработанных газов (в некоторых моделях автомобилей может отсутствовать);
  • глушитель – при помощи последовательных камер разных размеров гасит звуковую волну до приемлемого для человека уровня. В глушителе также происходит значительное понижение температуры отработанных газов;
  • выхлопная труба – служит для окончательного вывода за пределы автомобиля сгоревших газов.

Есть еще некоторые компоненты, которые могут стоять, а могут не монтироваться в систему глушителя. Это зависит от заводской комплектации и технических нюансов работы авто. К таким элементам выхлопной системы относятся:

  • гофра глушителя – необходима для обеспечения некоторой гибкости трубопроводов системы выхлопа, отлично компенсирует механические колебания;
  • пламегаситель (стронгер) – служит для оптимизации работы выхлопной системы, часто устанавливается вместо катализатора;
  • лямбда-зонд – при помощи измерения содержания уровня кислорода в отработанном газе, помогает уменьшить или увеличить его содержание при «приготовлении» топливной смеси, и служит для корректного расхода топлива.

Как видите, выхлопная система имеет важное значение в нормальной работе авто. Без нее современный автомобиль, укомплектованный двигателем внутреннего сгорания, не мыслим.

Выхлопные газы

Выхлопны́е га́зы (отходящие газы) — отработавшее в двигателе рабочее тело.

Выхлопные (отходящие) газы являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы выхлопных (отходящих) газов — основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов, являющихся частой причиной отравления в замкнутых пространствах. Количество выделяемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ определяется массовым выбросом газов и составом отходящих газов.

Содержание

  • 1 Количество отходящих газов автомобилей
  • 2 Состав автомобильных выхлопных газов
  • 3 Влияние выхлопных газов на здоровье человека
    • 3.1 Отравления в замкнутом пространстве
  • 4 Пути снижения выбросов и токсичности
  • 5 Законодательное регулирование
  • 6 См. также
  • 7 Примечания
  • 8 Ссылки

Количество отходящих газов автомобилей [ править | править код ]

В основном определяется массовым расходом топлива автомобилями. Расход по расстоянию нормируется и обычно указывается производителями (одна из потребительских характеристик). В отношении суммарного объема выходящих из глушителя выхлопных газов приблизительно можно ориентироваться на такую цифру — один килограмм сжигаемого бензина приводит к образованию примерно 16 килограммов смеси различных газов.

ВАЗ 2110 1,5k литраВАЗ 2110 1,5i литраMitsubishi Colt 5-D 1.1i литраВАЗ 11113 0,75k литраВАЗ 21055 1,5D литра
Расход в «городском» режиме, л/100км9,18,67,06,45,7
Расход, равномерно 60 км/ч, л/100км6,56,53,73,23,8
  • k — карбюраторный двигатель
  • i — инжекторный двигатель
  • D — дизельный двигатель
  • плотность бензина при +20С колеблется от 0,69 до 0,81 г/см³
  • плотность дизельного топлива при +20С по ГОСТ 305-82 не более 0,86 г/см³

Состав автомобильных выхлопных газов [ править | править код ]

Бензиновые двигателиДизели
N2, об.%74—7776—78
O2, об.%0,3—8,02,0—18,0
H2O (пары), об.%3,0—5,50,5—4,0
CO2, об.%0,0—16,01,0—10,0
CO*, об.%0,1—5,00,01—0,5
Оксиды азота*, об.%0,0—0,80,0002—0,5
Углеводороды*, об.%0,2—3,00,09—0,5
Альдегиды*, об.%0,0—0,20,001—0,009
Сажа**, г/м 30,0—0,040,01—1,10
Бензпирен-3,4**, г/м 310—20⋅10 −610×10 −6

Влияние выхлопных газов на здоровье человека [ править | править код ]

Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ, доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4—5 % от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается. Непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются, образуя ядовитые кислородсодержащие соединения — составляющие смога.

Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды — сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензпирен, кроме него, обнаружены производные антрацена:

Кроме того, при использовании сернистых бензинов в отходящие газы могут входить оксиды серы, при применении этилированных бензинов — свинец (тетраэтилсвинец), бром, хлор, их соединения. Считается, что аэрозоли галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога.

Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, вызывает общее ослабление организма — иммунодефицит. Кроме того, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний. Например, дыхательной недостаточности, гайморита, ларинготрахеита, бронхита, бронхопневмонии, рака лёгкого. Также выхлопные газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга. Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы. Также выхлопные газы повреждают ткани нервной системы и повышают риск развития деменции [1] .

Отравления в замкнутом пространстве [ править | править код ]

Довольно часты случаи отравления выхлопными газами, в том числе с летальными исходами автомобилистов в гаражах, закрытых стоянках и внутри автомобилей (при утечке в салон), при плохой вентиляции. Также бывали случаи отравления выхлопными газами в квартирах домов, находящихся вблизи автостоянок (вдыхание выхлопных газов приводит к накоплению токсичных веществ в организме человека). Для борьбы с такими случаями вводятся строительные нормы вентиляции стоянок и сооружений, связанных с эксплуатацией и обслуживанием автомобилей.

Пути снижения выбросов и токсичности [ править | править код ]

Стимулом к сокращению объёмов предполагается заинтересованность в сокращении расхода топлива (крупная статья расходов в автомобильном транспорте).

  • Колоссальное влияние на количество выбросов (не считая сжигания топлива и времени) играет организация движения автомобилей в городе (значительная часть выбросов происходит в «пробках» и перед светофорами [источник не указан 3290 дней] ). При удачной организации возможно применение менее мощных двигателей, при невысоких (экономичных) промежуточных скоростях.
  • Существенно снизить содержание углеводородов в отходящих газах, более чем в 2 раза, возможно применением в качестве топлива попутных нефтяных (пропан, бутан), или природногогазов, при том, что главный недостаток природного газа — низкий запас хода, для города не столь значим.
  • Кроме состава топлива, на токсичность влияет состояние и настройка двигателя (особенно дизельного — выбросы сажи могут увеличиваться до 20 раз и карбюраторного — до 1,5—2 раз изменяются выбросы оксидов азота).
  • Значительно снижены выбросы (снижен расход топлива) в современных конструкцияхдвигателей с инжекторным питанием стабильной стехиометрической смесью не этилированного бензина с установкой нейтрализатора, газовых двигателях, агрегатах с нагнетателями и охладителями воздуха, применением гибридного привода. Однако подобные конструкции сильно удорожают автомобили.
  • Испытания SAE показали, что эффективный способ снижения выбросов окислов азота (до 90 %) и в целом токсичных газов — впрыск в камеру сгорания воды.

Выхлопная система: описание,фото,назначение,тюнинг

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.

Назначение

Как известно, в двигателе при работе происходит воспламенение смеси. Это возгорание сопровождается характерным звуком. При взрыве образуется колоссальная толкательная энергия. Она настолько велика, что способна поднять поршень в верхнюю мёртвую точку. В последнем такте работы происходит выпуск газов. Они под давлением выходят в атмосферу. Но для чего же нужна система выхлопа? Она служит для гашения звуковых колебаний. Ведь без нее работа даже самого технологичного мотора была бы громкой и невыносимой. Таким образом, система выхлопа выполняет следующие функции: Вывод из цилиндров двигателя продуктов горения. Снижение уровня токсичности газов. Исключение попадания продуктов горения в салон автомобиля.

Устройство

Данная система объединяет в себе несколько составляющих. Кроме того, она непосредственно связана с работой ГРМ. Итак, классическая система выхлопа ВАЗа состоит из: Приемной трубы. Катализатора. Резонатора. Глушителя. Различных крепежных и уплотнительных элементов. Кислородного датчика.

Конструкция системы выпуска

Основной задачей системы выпуска является эффективный отвод отработавших газов из цилиндров двигателя, снижение их токсичности и уровня шума. Зная, из чего состоит выхлопная система в автомобиле, вы сможете лучше понимать принципы ее работы и причины возможных неполадок. Устройство стандартной выхлопной системы зависит от вида используемого топлива, а также от применяемых экологических стандартов. Выхлопная система может состоять из следующих элементов:

  • Выпускной коллектор — выполняет функцию отвода газов и охлаждения (продувки) цилиндров двигателя. Он выполняется из термостойких материалов, поскольку температура выхлопных газов в среднем варьируется от 700°С до 1000°С.
  • Приемная труба — представляет собой трубу сложной формы с фланцами для крепления к коллектору или турбонагнетателю.
  • Каталитический нейтрализатор (устанавливается в бензиновых двигателях экологического стандарта Евро-2 и выше) — устраняет из отработавших газов наиболее вредные компоненты CH, NOx, СО, преобразуя их в водяной пар, углекислый газ и азот.
  • Пламегаситель — устанавливается в системах выпуска отработавших газов автомобилей вместо катализатора или сажевого фильтра (в качестве бюджетной замены). Он предназначен для снижения энергии и температуры потока газов, выходящих из выпускного коллектора. В отличие от катализатора, не снижает количество токсичных компонентов в отработавших газах, а лишь снижает нагрузку на глушители.
  • Лямбда-зонд — служит для контроля уровня кислорода в составе отработавших газов. В системе может быть один или два кислородных датчика. На современных двигателях (рядных) с катализатором устанавливается 2 датчика.
  • Сажевый фильтр (обязательная часть системы выхлопа дизельного двигателя) — удаляет сажу из выхлопных газов. Может совмещать в себе функции катализатора.
  • Резонатор (предварительный глушитель) и основной глушитель — снижают уровень шума выхлопных газов.
  • Трубопроводы — соединяют отдельные элементы выхлопной автомобильной системы в единую систему.

Принцип работы системы выхлопа

В классическом варианте для бензиновых двигателей выхлопная система автомобиля работает следующим образом:

  • Выпускные клапана двигателя открываются, и отработавшие газы с остатками не сгоревшего топлива выбрасываются из цилиндров.
  • Газы из каждого цилиндра попадают в выпускной коллектор, где объединяются в один поток.
  • По приемной трубе отработавшие газы из выпускного коллектора проходят через первый лямбда-зонд (кислородный датчик), который фиксирует количество кислорода в составе выхлопа. На основе этих данных электронный блок управления корректирует топливоподачу и состав топливовоздушной смеси.
  • Далее газы попадают в катализатор, где вступают в химическую реакцию с металлами-окислителями (платиной, палладием) и металлом-восстановителем (родий). Рабочая температура газов при этом не должна быть ниже 300°С.
  • На выходе из катализатора газы проходят второй лямбда-зонд, с помощью которого происходит оценка исправности работы каталитического нейтрализатора.
  • Далее очищенные отработавшие газы попадают в резонатор, а затем в глушитель, где потоки выхлопа преобразуются (сужаются, расширяются, перенаправляются, поглощаются), что снижает уровень шума.
  • Из основного глушителя отработавшие газы уже попадают в атмосферу.

Система выхлопа дизельного двигателя имеет некоторые особенности:

  • Выходя из цилиндров, отработавшие газы попадают в выпускной коллектор. Температура выхлопных газов дизельного двигателя варьируется в диапазоне 500-700 °С.
  • Далее они попадают в турбокомпрессор, осуществляющий наддув.
  • После этого выхлоп проходит через кислородный датчик и попадает в сажевый фильтр, в котором удаляются вредные компоненты.
  • В завершении выхлоп проходит через автомобильный глушитель и выходит в атмосферу.

Лямбда-зонд

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

Он выполнен в форме цилиндрической банки. Именно в резонаторе происходит первое разделения потока выхлопных газов. Также за счет увеличения диаметра уменьшается скорость движения выхлопа. Газы постепенно рассеиваются в этой камере. Благодаря этому происходит гашение вибраций и частично звука. Так же как и «штаны», резонатор изготавливается из огнестойкого металла.

Приемная труба

Этот элемент является первым в списке и идет сразу за выпускным коллектором. В приемную трубу попадают еще не остывшие газы. Поэтому температура может достигать 600 и более градусов Цельсия. В простонародье приемную трубу называют «штанами» за ее характерную форму. Данный элемент изготавливается из особо прочного и огнестойкого металла. Обычно он черновой (ржавеет с годами), но на более дорогих авто делается из нержавейки. Если это двигатель с большим объемом камеры сгорания, в конструкции системы может использоваться несколько таких труб. Это делается с целью уменьшения сопротивления газов. В противном случае мотор будет «задыхаться» своими же газами.

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.

Сажевый фильтр

Если рассматривать устройство выхлопной системы дизельного двигателя, стоит отметить и этот элемент. Он является дополнением к каталитическому нейтрализатору. В основе фильтра лежит матрица, изготовленная из карбида кремния. Она имеет ячеистую структуру и обладает каналами малого сечения. Последние попеременно закрыты с одной и другой стороны. Боковая часть элемента играет роль фильтра и обладает пористой структурой. До недавнего времени ячейки матрицы имели квадратную форму. Сейчас производители используют 8-угольные ячейки. Так производится лучший захват сажи и оседание ее на стенках фильтра. Как работает данный элемент?

Сажевый фильтр действует в несколько этапов. На первом происходит фильтрация сажи. Газы попадают в элемент, и вредные вещества оседают на стенках. Второй этап – это регенерация. Она может быть: Пассивной. Активной. В первом случае вредные газы очищаются, проходя через керамический элемент. Во втором добавляется специальная жидкость – AdBlue. Обычно такая система используется на грузовиках. Она позволяет снизить токсичность выхлопов на 90 процентов. В машине имеется отдельный бак для этой жидкости, и система после поступления соответствующего сигнала впрыскивает часть AdBlue в катализатор. Так, из трубы выходит практически чистый выхлоп, содержащий безвредный для атмосферы водород.

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.

Почему тюнинг выхлопной системы полезен для автомобиля?

Сам по себе тюнинг приводит к улучшению качеств авто, в зависимости от модификации устройства, к примеру, может быть повышена экологичность выхлопа.

Наиболее часто модернизация предполагает обустройство прямотока вместо существующего глушителя. С помощью такой процедуры возможно увеличение эффективности работы транспорта на 15%, что станет приятным сюрпризом для владельца.

Какие разновидности тюнинга бывают?

Среди всех систем тюнинга стоит отметить их разделение на несколько видов, которые предусматриваются в зависимости от целей процедуры.

Изменение внешнего вида

Такой вид подразумевает подбор и установку специальных насадок для улучшения визуального вида выхлопной системы. Также предусматривается дополнительный тюнинг бампера.

Одной из разновидностей можно отметить разводку выхлопа. Такая процедура предусматривается для визуального преображения, но кроме того и увеличения мощности авто. Кроме того разводка помогает улучшить звучание транспортного средства, сделав его максимально тихим.

Отметим, что иногда водители предусматривают имитацию такой системы, что не дает никакого эффекта кроме визуального.

Звуковой тюнинг

В данном случае подбираются специальные глушители, которые помогают уменьшить звук авто, но при этом не влияют на мощность.

Мощностный тюнинг

В этом виде предусматривается изменение структуры выхлопа для увеличения мощности автомобиля. Наши специалисты подберут наиболее приемлемый вариант и выполнят все работы.

Быстрый и качественный тюнинг выхлопной системы в Москве

Отметим, что любые работы потребуют затрат времени и финансов. Но крайне не рекомендуем заниматься процедурой самостоятельно, поскольку это может быть опасно для Вас и автомобиля.

Если вы решили сделать тюнинг выхлопа в Москве, наши специалисты помогут в решении этого вопроса.

Мы предоставляем все виды услуг, а кроме того, выполняем всю работу максимально быстро, надежно, качественно и по доступной стоимости. Потому, обращаясь к нам, вы можете быть уверены в хорошем результате.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector