Система отработанных газов


Система выпуска отработавших газов автомобиля

 

В соответствии с требованиями законодатель­ства система выпуска отработавших газов снижает содержание загрязняющих веществ в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания. Система выпуска отработавших га­зов также служит для снижения уровня шума и выпуска отработавших газов в удобном ме­сте автомобиля. При этом потери мощности двигателя должны быть сведены к минимуму. Вот о том, из каких компонентов состоит система выпуска отработавших газов автомобиля, мы и поговорим в этой статье.

 

Содержание

 

 

Компоненты системы выпуска отработавших газов

 

Система выпуска отработавших газов состоит из выпускного коллектора, компонентов для очистки отработавших газов, шумопоглощаю­щих компонентов и различных соединителей этих компонентов.

Конструкция и компоновка этих компонен­тов на легковых и коммерческих автомобилях значительно различаются. В системах выпуска отработавших газов легковых автомобилей отдельные компоненты соединятся трубами, и вся система устанавливается под днищем ав­томобиля (см. рис. «Система выпуска отработавших газов» ). В зависимости от рабо­чего объема двигателя и типа используемого глушителя система выпуска отработавших га­зов легкового автомобиля имеет массу от 8 до 40 кг. Поскольку компоненты системы изнутри подвергаются коррозионному воздействию горячих газов и конденсата, а снаружи — влаги и соленой воды, они в основном изготавлива­ются из высоколегированных сталей.

 

 

Нормы Евро-4 требуют установки компо­нентов для очистки отработавших газов также и на коммерческих автомобилях. Обычно эти компоненты объединены в большую систему и крепятся к раме. Отдельные компоненты описаны ниже на примере системы выпуска отработавших газов легкового автомобиля. Особенности систем выпуска отработавших газов коммерческих автомобилей будут рас­смотрены в конце этого раздела.

 

Очистка отработавших газов автомобиля

 

Компоненты, предназначенные для очистки отработавших газов, включают каталитиче­ский нейтрализатор, необходимый для разло­жения газообразных загрязняющих веществ, входящих в состав отработавших газов, и фильтр (или сажевый фильтр), предназначен­ный для фильтрации мелких твердых частиц (в особенности для дизельных двигателей).

Каталитические нейтрализаторы устанавли­ваются в системе выпуска отработавших га­зов как можно ближе к двигателю, чтобы они могли как можно быстрее достичь своей ра­бочей температуры и, следовательно, эффек­тивно работать в условиях городского дви­жения. Решающим фактором здесь является температура каталитического нейтрализатора, которая для трехкомпонентных нейтрали­заторов составляет приблизительно 250 °С. Сажевые фильтры также устанавливаются в передней части систем выпуска отработавших газов, чтобы обеспечить более эффективное сжигание задержанных ими частиц сажи при более высоких температурах отработавших газов. Покрытия некоторых каталитических нейтрализаторов, например, нейтрализаторов аккумуляторного типа, предназначенных для нейтрализации оксидов азота (NO) крайне чувствительны к температуре и поэтому уста­навливаются в области днища автомобиля.

Для двигателей с искровым зажиганием в основном применяются трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы. Дополни­тельные каталитические нейтрализаторы для нейтрализации NOx устанавливаются только на двигателях с искровым зажиганием с систе­мой прямого впрыска топлива, работающих на бедной смеси. Для дизельных двигателей требуются окислительный каталитический нейтрализатор и сажевый фильтр. Для сни­жения содержания NOx в отработавших газах требуется дополнительный аккумуляторный каталитический нейтрализатор типа SCR.

Для обеспечения максимально возможного преобразования выбросов в каталитическом нейтрализаторе или эффективной работы са­жевого фильтра необходимо оптимизировать поток отработавших газов, поступающих к этим компонентам. Это обычно достигается за счет специальной формы впускной воронки. Для дальнейшей оптимизации распределения требуются такие дополнительные компоненты, как завихряющие или смесительные эле­менты. Для систем SCR (селективное катали­тическое восстановление), в которых в систему выпуска отработавших газов впрыскивается реагент-восстановитель (добавка Adblue), тре­буется смеситель для обеспечения равномер­ного распределения газообразного NH 3 перед каталитическим нейтрализатором (см. рис. «Распыление и испарение реагента восстановителя в системе SCR» ).

 

Шумопоглощение в системе выпуска автомобиля

 

Основной причиной генерации шума являются пульсации газов в двигателе внутреннего сго­рания, т.е. вибрации газов, генерируемых в процессе сгорания топлива, и отработавших газов, вытесняемых через выпускные клапаны во время такта выпуска каждого рабочего цикла двигателя. Уровень этого вибрационного шума в некоторой степени снижается каталитическим нейтрализатором и сажевым фильтром. Однако этого оказывается недостаточно для того, чтобы Уровень шума не превышал значений, предпи­санных соответствующими нормами. По этой причине в средней или задней секции системы выпуска отработавших газов устанавливаются специальные глушители. В зависимости от количества цилиндров и мощности двигателя, в системе устанавливаются один, два или три глушителя. На автомобилях с V-образными дви­гателями левый и правый блоки цилиндров часто оборудуются отдельными каталитическими нейтрализаторами и глушителями.

Пределы уровня шума для автомобиля в Делом устанавливаются законодательством. Шум, производимый системой выпуска отрабо­тавших газов, составляет значительную часть общего уровня шума автомобиля. Это вызывает необходимость уделить особое внимание раз­работке эффективных глушителей. Хотя основ­ной целью является снижение уровня шума до допустимых пределов, дополнительной целью может быть создание специфичного для дан­ного автомобиля «брендового» звука.

Выпускной коллектор

 

Важным компонентом системы выпуска отра­ботавших газов является выпускной коллектор (см. рис. «Выпускной коллектор с каталитическим нейтрализатором» ) Он служит для вывода отработав­ших газов по выпускным каналам цилиндров в систему выпуска отработавших газов. Геометрическая форма и размеры выпускного кол­лектора (т.е. длина и сечения отдельных труб) оказывает влияние на рабочие характеристики двигателя, акустические характеристики си­стемы выпуска отработавших газов и темпера­туру отработавших газов. В некоторых случаях выпускной коллектор даже имеет дополнитель­ную теплоизоляцию для быстрого повышения температуры отработавших газов до рабочего уровня температуры каталитического нейтра­лизатора.

 

Каталитический нейтрализатор отработавших газов в системе выпуска

 

Каталитический нейтрализатор состоит из впускной воронки, выпускной воронки и моно­лита (см. рис. «Каталитический нейтрализатор с керамическим монолитом» ). Монолит содержит большое количество очень тонких, параллельных кана­лов, покрытых активным катализатором. Плот­ность каналов составляет от 60 до 190 ячеек на кв. см. Принцип действия активного каталити­ческого слоя описан ниже (см. «Каталитиче­ская очистка отработавших газов»).

 

 

Монолит может представлять собой ме­таллический или керамический материал.

Металлический монолитный блок

 

Металлический монолитный блок изготав­ливается из гофрированной металлической фольги толщиной 0,05 мм, намотка и пайка которой твердым припоем осуществляется при высокой температуре. Благодаря очень тонким стенкам между каналами, металлический монолитный блок оказывает отработавшим газам чрезвычайно низкое сопротивление. Это свойство часто используется на автомобилях с двигателями большой мощности. Металли­ческий монолитный блок может быть приварен непосредственно к воронкам.

 

Керамический монолитный блок

 

Керамический монолитный блок изготовлен на основе кордиерита. В зависимости от плотности ячеек, толщина стенок между ка­налами составляет от 0,05 мм (при плотности 190 ячеек/кв. см) до 0,16 мм (при плотности 60 ячеек/кв. см).

Керамические монолитные блоки обладают чрезвычайно высокой стойкостью к высоким температурам и тепловым ударам. Однако они не могут устанавливаться непосредственно в металлическом корпусе и требуют специаль­ных креплений. Эти крепления необходимы для компенсации различных коэффициентов температурного расширения стали и керамики, и защиты чувствительного монолитного блока от ударов. В процессе производства требу­ются чрезвычайная осторожность и внимание, в особенности в отношении тонкостенных монолитных блоков (<0,08 мм). Монолитный блок устанавливается на мате, находящемся между металлическим кожухом и монолитным блоком. Монтажный мат изготавливается из керамического волокна. Он обладает высокой эластичностью, что необходимо для сведения к минимуму механических нагрузок на моно­литный блок. Монтажный мат также служит в качестве теплоизолятора.

Один каталитический нейтрализатор может содержать несколько монолитных блоков с различными покрытиями. Для обеспечения равномерного прохождения отработавших газов через монолитный блок особое внима­ние следует уделить форме впускной воронки Внешняя форма керамического монолитного

блока зависит от пространства под кузовом автомобиля и может быть треугольной, оваль­ной или круглой.

Сажевый фильтр

 

Так же как монолиты каталитических нейтрали­заторов, сажевые фильтры могут быть метал­лическими и керамическими. Методы установки и крепления фильтра в металлическом корпусе аналогичны методам, применяемым в отноше­нии монолита каталитического нейтрализатора.

Так же как монолит каталитического ней­трализатора, керамический сажевый фильтр состоит из большого количества параллель­ных каналов. Однако, в этом случае эти ка­налы попеременно перекрыты (см. рис. «Керамический сажевый фильтр» ). Поэтому отработавшие газы вынуждены про­ходить через пористые стенки сотовой струк­туры. Сажевые частицы при этом осаждаются в порах стенок. В зависимости от пористости керамического тела эффективность филь­трации этих фильтров может достигать 97%.

Отложения сажи в сажевом фильтре вы­зывают постепенное увеличение сопротивле­ния потоку. По этой причине сажевый фильтр необходимо периодически регенерировать с использованием двух различных процессов. Детали этих процедур описаны ниже (см. «Очистка отработавших газов», системы управления дизельными двигателями).

Пассивный процесс в сажевом фильтре

 

В пассивном процессе сажа сжигается в ходе каталитической реакции. Для обеспечения этого процесса служит добавка к дизельному топливу, которая снижает температуру вос­пламенения частиц сажи до обычной темпе­ратуры отработавших газов.

Другие варианты пассивной обработки включают сажевые фильтры с каталитическим покрытием или процесс CRT (непре­рывная регенерация).

 

Активный процесс в сажевом фильтре

 

О ходе активного процесса осуществляется внешний нагрев фильтра до температур, не­обходимых для выжигания сажи. Этот нагрев может осуществляться при помощи горелки, Установленной перед фильтром, или посредством дополнительного впрыска топлива, Инициируемого системой управления двигателем, и использования предварительного каталитического нейтрализатора.

 

Глушители системы выпуска отработавших газов

 

Глушители предназначены для сглаживания пульсаций в потоке отработавших газов и мак­симально возможного снижения шума на выпу­ске. В глушителях применяются в основном два физических эффекта — резонанс и звукопогло­щение. Глушители различаются в зависимости от используемого эффекта. Однако, в основном в глушителях используется сочетание эффек­тов отражения и поглощения звука (см. рис. «Принцип действия глушителей» ).

Так как глушители вместе с выхлопными трубами образуют звуковой генератор с соб­ственной резонансной частотой, их расположе­ние влияет на уровни шумопоглощения. Же­лательно располагать выпускную систему под днищем кузова как можно дальше от кузова, чтобы частота собственных колебаний системы не приводила к резонансным колебаниям в кузове автомобиля. Для максимального сни­жения звуковых колебаний в кузове и тепло­изоляции днища кузова от выпускной системы глушители часто изготавливают с двойными стенками и теплоизолирующим покрытием.

Глушитель резонансного типа состоит из ряда камер различной длины, соединенных друг с другом трубами (см. рис. а, «Принцип действия глушителей» и «Глушитель с встроенным каталитическим нейтрализатором» ). Трубы и перегородки сделаны перфориро­ванными, что позволяет отработавшим газам проходить через них. Разность сечений труб и камер, отклонение отработавших газов и резонаторы, образуемые соединительными трубами и камерами, вызывают наложение звуковых волн и их частичное ослабление.

Таким образом, может быть достигнуто эф­фективное снижение уровня шума, особенно в диапазоне средних и низких частот. Чем больше в глушителе камер, тем эффективнее процесс глушения шума.

 

Глушители поглотительного типа

 

Глушители поглотительного типа имеют одну камеру, через которую проходит перфориро­ванная труба (см. рис. Ь, «Принцип действия глушителей» ). Камера заполнена звукопоглощающим материалом (базальт или стекловолокно). Звуковые колебания через отверстия в перфорированной трубе взаимодействуют со звукопоглощающим ма­териалом и преобразуются в теплоту.

Звукопоглощающий материал обычно состоит из минераль­ной ваты с длинным волокном и с объемной плотностью от 100 до 150 г/л. Степень глушения шума зависит от плотности, звукопоглощающих свойств ма­териала, а также длины и толщины стенки камеры. Глушение происходит в широком диапазоне звуковых частот.

Выдувание звукопоглощающего мате­риала наружу отработавшими газами пре­дотвращается за счет правильного выбора формы перфораций и благодаря тому, что труба проходит через минеральную вату. Иногда минеральная вата бывает защищена слоем стальной ваты из нержавеющей стали вокруг перфорированной трубы.

Поскольку отработавшие газы в глушителе поглотительного типа в основном проходят по прямой трубе, перепад давления на нем значительно ниже, чем на глушителе резо­нансного типа.

 

Конструкция глушителя

 

В зависимости от наличия свободного про­странства под кузовом автомобиля, глуши­тели имеют спирально намотанную оболочку или собираются из полуоболочек.

При изготовлении спирально намотанной оболочки одна или несколько заготовок из листового металла оборачиваются вокруг круглой оправки и соединяются продольными фальцами или посредством лазерной сварки. Затем в оболочку устанавливается полностью собранная и сваренная сердцевина. Она со­стоит из внутренних трубок, отражателей и промежуточных слоев. Затем наружные слои соединяются с оболочкой посредством фаль­цовки или лазерной сварки.

Часто глушитель со спирально намотанной оболочкой оказывается невозможно раз­местить в предусмотренном для него месте ввиду сложной формы доступного простран­ства в днище автомобиля. В таких случаях используются составные глушители, состоя­щие из двух полуоболочек, изготовленных методом глубокой вытяжки. Такие глушители могут принимать практически любую требуе­мую форму.

Общий объем глушителей системы вы­пуска отработавших газов легкового авто­мобиля равен приблизительно от восьми до двенадцати рабочих объемов двигателя.

 

Соединительные элементы системы выпуска

 

Для соединения каталитического нейтрали­затора и глушителей используются трубы. На автомобилях с двигателями очень низкой мощности могут использоваться конструкции, в которых каталитический нейтрализатор и глушитель встроены в один общий корпус.

Трубы, каталитический нейтрализатор и глушители соединяются посредством втулок и фланцев. Многие системы являются полностью сварными, что позволяет ускорить их установку.

Вся система выпуска отработавших газов крепится к днищу автомобиля при помощи эластичной подвески (см. рис. «Подвеска глушителя» ). Так как ви­брации от выпускных труб, вызываемые выпу­ском отработавших газов, могут передаваться на кузов и повышать шумность в салоне, то места крепления системы выпуска должны тщательно выбираться. Неправильно выбран­ные точки крепления могут создать проблемы с прочностью и, следовательно, долговечностью системы. В некоторых случаях эти проблемы могут быть решены при помощи амортизаторов вибраций. Колебания этих компонентов нахо­дятся в противофазе с колебаниями компо­нентов системы выпуска отработавших газов, эффективно поглощая их вибрацию.

Акустические колебания, генерируемые си­стемой выпуска отработавших газов в точке выпуска газов наружу (задняя выхлопная труба), а также в области глушителей, могут вызывать резонанс кузова. В зависимости от интенсивности вибрации двигателя, могут ис­пользоваться разделительные элементы (см. рис. «Разделительный элемент» ), служащие для изоляции системы выпу­ска отработавших газов от двигателя и снятия напряжений с компонентов системы выпуска отработавших газов. Разделительный элемент включает гильзу, состоящую из отрезков труб, один из которых может перемещаться внутри другого. Поверх гильзы устанавливается гоф­рированная труба, также называемая чехлом. Гильза служит для защиты чехла и ограничения линейного растяжения. Гофрированная труба выполняет функции разделения/изоляции за счет своей упругой структуры. Гофрированная труба защищена от внешних воздействий при помощи оболочки из проволочной сетки.

Таким образом, система выпуска отрабо­тавших газов с одной стороны должна быть достаточно жесткой, чтобы выдерживать вибрацию, а с другой стороны обладать до­статочной гибкостью, чтобы в максимальной степени исключить передачу усилий на кузов.

 

Устройства, задающие акустические параметры глушителей

 

Используются для снижения отдельных спек­тральных составляющих нежелательных ча­стот в шуме выпуска. Эти компоненты могут быть использованы для эффективного осла­бления звука в тех или иных диапазонах частот.

 

Резонатор Гельмгольца

 

Резонатор Гельмгольца состоит из трубы, расположенной вдоль направления движе­ния отработавших газов и определенного присоединенного к ней объема (см. рис. «Резонатор Гельмгольца» ). Объем газа действует в качестве пружины, в то время как газ, находящийся в трубной секции, действует в качестве массы. При резонансной частоте такая система массы и пружины обеспечивает очень высокую сте­пень ослабления звука в узкой полосе частот. Резонансная частота/зависит от величины объема V, а также от длины L и площади по­перечного сечения А трубы:

f = c/2π √(A/L·V)

где:

с — скорость звука

 

 

Резонаторы λ/4

 

Резонатор λ/4 включает закрытую с одной стороны трубу, ответвляющуюся от системы выпуска отработавших газов. Резонансная частота f такого резонатора зависит от длины отвода L и определяется как:

f = c/4L

Эти резонаторы также обеспечивают высо­кую степень ослабления звука в узкой полосе частот вокруг их резонансной частоты.

 

Заслонки отработавших газов

 

Заслонки отработавших газов чаще всего устанавливаются в задних глушителях. В за­висимости от частоты вращения коленчатого вала или интенсивности потока отработав­ших газов заслонка открывает или пере­крывает перепускную трубу глушителя или вторую выхлопную трубу (см. рис. «Заслонка отработавших газов, управляемая наружным разряжением» ). В ре­зультате уровень шума отработавших газов при низких частотах вращения коленчатого вала может быть значительно снижен без по­терь мощности при высоких оборотах.

Заслонки могут быть саморегулирующи­мися в зависимости от давления и скорости отработавших газов или иметь внешнее управление. В последнем случае необходимо обеспечить интерфейс с системой управле­ния двигателем. Это делает систему более сложной, но в то же время расширяет область ее применения.

 

 

Системы выпуска отработавших газов коммерческих автомобилей

 

В системах выпуска отработавших газов ком­мерческих автомобилей большинство опи­санных выше компонентов встроено в корпус, который крепится к раме автомобиля. Количе­ство каталитических нейтрализаторов и саже­вых фильтров зависит от того, в соответствии с какими нормами законодательства разрабо­тана система выпуска отработавших газов.

 

Система выпуска отработавших газов, отве­чающая требованиям Евро-4 и Евро-5

 

Вообще говоря, сажевый фильтр для систем, отве­чающих требованиям Евро-4 и Евро-5 не требуется. В таких системах используются только окисли­тельные каталитические нейтрализаторы и нейтра­лизаторы типа SCR. В качестве альтернативного решения дизельный двигатель может быть отрегу­лирован таким образом, чтобы содержание необра­ботанных NOx в отработавших газах не превышало предельных значений, предусмотренных нормами Евро-4 и Евро-5. Однако в этом случае требуется наличие в системе выпуска отработавших газов са­жевого фильтра. На рис. «Система выпуска отработавших газов, отве­чающая требованиям Евро-4 и Евро-5» показана система выпу­ска отработавших газов, отвечающая требованиям норм Евро-4, с каталитическими нейтрализаторами типа SCR. В отличие от систем выпуска отрабо­тавших газов легковых автомобилей, здесь часто используются несколько каталитических нейтрали­заторов, установленных параллельно, с тем чтобы обеспечить требуемую площадь поверхности ката­лизатора в доступном пространстве. Для маршрути­зации отработавших газов и глушения шума служат перепускные трубы и отверстия. В зависимости от размера двигателя такие системы имеют объем от 150 до 200 л и массу порядка 150 кг.

 

Система выпуска отработавших газов, отве­чающая требованиям норм Евро-6 и ЕРА10

 

Для системы выпуска отработавших газов, отвечаю­щей требованиям последних норм (Евро-6 в Европе и ЕРА 10 в США) требуется наличие всех компонен­тов, т.е. окислительных каталитических нейтрали­заторов, сажевых фильтров и каталитических ней­трализаторов типа SCR (см. рис. «Система выпуска отработавших газов, отве­чающая требованиям норм Евро-6 и ЕРА10» ). Поэтому такие системы имеют еще больший объем и вес.

В настоящее время используются две концеп­ции. Либо все компоненты размещаются в одном корпусе, либо каталитические нейтрализаторы и сажевые фильтры размещаются в двух различных корпусах. Для обеспечения требуемой очистки отработавших газов используются следующие дополнительные компоненты. Для обеспечения функции SCR (селективное каталитическое вос­становление) требуется система дозирования мо­чевины, сопло (форсунка) которой должно быть расположено в удобном месте системы выпуска отработавших газов. Кроме того, для обеспечения надежной регенерации сажевых фильтров часто требуется наличие дозирующего устройства для впрыска в систему топлива. В обоих случаях рас­положение этих устройств должно быть выбрано таким образом, чтобы было обеспечено равномер­ное распределение и испарение жидкой мочевины и топлива. При необходимости, для приготовления добавок используются те или иные мешалки (см. раздел «Очистка отработавших газов»).

В корпусах также необходимо разместить различные датчики. В дополнение к датчикам давления для контроля нагрузки на фильтр, для контроля процесса преобразования NOx требу­ются датчики температуры и концентрации NOx. Для обеспечения надлежащего качества сигна­лов при любых условиях работы расположение датчиков в системе выпуска отработавших газов должно быть оптимизировано в зависимости от конструкции системы.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Устройство и принцип функционирования системы выпуска отработавших газов

Основная информация о выхлопной системе Стингер

Основной задачей выхлопной системы stinger является отвод отработанных газов из цилиндров автомобильных двигателей, а также их охлаждение, снижение уровня шума и токсичности. Функционирование представленной системы очень тесно связано с газораспределительным механизмом, а если конкретнее, то с клапанами и коллектором выпуска.

Система выхлопа оснащается множеством конструктивных элементов, к которым относятся:

  • Резонатор. Так называемая банка глушителя, в которой проходит разделение потока переработанных продуктов горения. К тому же, здесь уменьшается скорость отдачи продуктов горения, а производится резонатор из устойчивого к огню металла;
  • Глушитель. Является металлической емкостью, так называемой банкой, в середине которой размещается несколько преград. Перегородки размещаются в середине банки, для проведения перемены направления выхлопного потока отработанных газов, а значит, уменьшения уровня шума.
  • Датчик (зонд-лямбда). Датчик является чувствительным кислородным элементом, который устанавливается на соединение резьбы, при этом он обязан касаться чувствительным элементом отработанных газов;
  • Катализатор. Катализатор является устройством для очищения выхлопного потока. Производится эта емкость из устойчивого к огню металла. В середине данной ёмкости размещается основа катализатора, которая условно разделяется на несколько категорий, керамическую и металлическую. Металлическая часть катализатора изготавливается из гофрированной фольги, которая покрывается активным покрытием. Керамическая часть катализатора изготавливается из трех компонентов нейтрализации выхлопа, к которым относится проволочная сеточка, керамическая подушка и теплоизоляция;
  • Трубка приема. Имеет вид изогнутой трубки, которая изготавливается из устойчивого к огню металла (очень редко из нержавеющей стали).

Все элементы конструкции этой системы располагаются под днищем транспортного средства. Процесс доработки выхлопной системы является первой операцией, так как именно с нее начинается тюнингование транспортного средства. Представленная операция является первой из-за того, что она не требует особых затрат денежных средств на приобретение запчастей, а эффективность достаточно ощутима. Выхлопная система stinger оснащается выпускающим коллектором, который еще называется пауком и имеет 2 основные схемы (4-2-1 и 4-1), прямоточный резонатор и основной глушитель, прямоугольной формы.

Как функционирует система выхлопа?

Функционирование выхлопной системы stinger заключается в открытии выпускающего клапана, причем переработанные продукты переходят в выпускающий коллектор. На бензиновых автомобильных двигателях переработанные продукты проходят по трубке приема, а на дизельных по трубкам компрессора и уже после этого в трубку приема. После этого газы переходят к катализатору, а там они оседают на поверхности активного элемента вредоносных добавок

Стоит обратить ваше внимание на то, что катализатор может функционировать исключительно на высоких температурах, которые составляют около 250⁰. При помощи датчиков передается руководящий сигнал к системе руководства и зависимо от количества вредоносных добавок подается воздухо-топливная смесь к цилиндрам

Также стоит обратить ваше внимание на то, что уровень эффективности перехода выхлопных газов напрямую зависит от степени очищения глушителя, катализатора и диаметра трубок. В ином случае переработанные продукты горения будут накапливаться в цилиндрах, а это может привести к понижению уровня мощи автомобильного двигателя, а иногда даже полной поломке топливной системы

Как работает выпускной коллектор

Устройство выпускного коллектора, который сегодня активно используется при выхлопе, появилось практически в одно время с первыми двигателями внутреннего сгорания. По своей конструкции, это оборудование, которое навешивается на двигатель. Состоит коллектор из нескольких труб, главная задача которых – соединение всех цилиндров мотора с катализатором выхлопной системы (каталитическим конвертером). Наиболее распространенный материал для изготовления коллекторов – чугун или нержавейка. В последнее время не так часто можно встретить керамические устройства такого типа.

По поводу того, какой коллектор лучше, чугунный или из нержавеющей стали, говорить можно долго. Но, сегодня многие сходятся во мнении, что предпочтительнее приобретать автомобили с подобным агрегатом из нержавейки. Учитывая тот факт, что выпускной коллектор практически постоянно находится под сильным воздействием высоких температур, после работы остается конденсат. Чугунные конструкции рано или поздно начинают подвергаться коррозии, в то время как нержавеющая сталь устойчива перед ней. Керамические же коллекторы хороши только своей дешевизной, однако работают они недолго и не могут выдерживать действительно экстремальные температуры, которые порой возникают внутри агрегата.

Принцип работы устройства совсем не сложен. Все газы, которые уже отработаны в цилиндре, благодаря выпускному клапану отправляются в коллектор. Оттуда им прямая дорога дальше – в катализатор выхлопной системы. Кроме того, что коллектор отводит газы, он также работает в качестве устройства, которое помогает двигателю продуваться. Это возможно благодаря разнице давления в камерах мотора и коллекторе. Так как в нем давление ниже, внутри образуется своеобразная волна, идущая после отражения от резонатора обратно в сторону камеры сгорания. Чем больше обороты двигателя, тем быстрее двигается такая волна. Соответственно, на больших оборотах избавление от выхлопных газов происходит значительно быстрее. Стоит также отметить, что выпускной коллектор сегодня является самым популярным элементом устройства выхлопов автомобиля в плане тюнинга.

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

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.

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

Основная информация о выхлопной системе

Перед тем как рассказывать о ремонте механизма выхлопа, мы кратко поговорим о том, что такое механизм выхлопа и в чем заключается ее основная функция. Механизм выхлопа занимается выпусканием переработанных продуктов горения.

Конструкция стандартного механизма выхлопа включает в себя такие основные элементы:

  • Нейтрализатор или как его еще называют каталитический конвертер. Представленное устройство начало использоваться в современных автомобилях совсем недавно. Его основная функция заключается в дожигании угарного газа и сведении токсичности продуктов выхлопа к минимуму;
  • Выпускающий коллектор, который является к части навесного устройства автомобиля. Его основная функция заключается в собирании продуктов горения в одной трубке;
  • Глушитель. Его основная функция заключается в понижении шума, который образовывается в процессе выхода переработанных продуктов горения в окружающую среду.

Основные неисправности

В случае повреждения резонатора или глушителя водитель будет слышать достаточно громкий рев, механизм выхлопа начнет стрелять. К тому же, повреждение системы выхлопа может привести к следующим проблемам:

  • Снижению мощности двигателя;
  • Нестабильности оборотов двигателя;
  • Попаданию в автомобильный салон продуктов горения;
  • Образование копоти над глушителем.

Ремонтировать систему выхлопа нужно сразу же при возникновении такой потребности, так как это может привести к более серьезным поломкам. Одной из самых частых причин поломок системы выхлопа считается прогорание элементов и швов системы выхлопа.

Также поломка может заключаться в большом скоплении солей и реагентов, или же разных химических соединений. Вместе с резкими перепадами температуры это может привести к поломке функциональных элементов выхлопной системы. Таким же поломкам подвергается и резонатор.

Диагностика выхлопной системы

Процесс диагностирования является достаточно простым, так как вы сразу же сможете услышать неисправность системы выхлопа по специфическому шуму, которое исходит из-под автомобиля. После проведения шумовой диагностики нужно провести визуальную диагностику, но для этого сначала нужно загнать транспортное средство на подъемник или на смотровую яму. Основные причины неисправностей:

  • Механические повреждения;
  • Функционирование глушителя при экстремальных условиях.

Существует несколько способов решения представленных проблем:

  • Ремонт выхлопных систем;
  • Полная замена выхлопной системы.
Самостоятельный ремонт выхлопной системы

В случае неаккуратного вождения транспортного средства или же езды по плохому дорожному покрытию, обычно повреждаются элементы системы выхлопа автомобиля. В представленной системе температура и давление находятся в постоянном движении, поэтому лучшим ремонтом в случае ее поломки будет смена выхлопной системы или каких-то ее элементов.

Итак, давайте рассмотрим алгоритм проведения ремонта системы выхлопа:

  1. Если во время проведения диагностики системы каких-либо внешних повреждений найдено не было, то причиной поломки является поломка внутреннего резонатора. Тогда необходимо провести полную замену резонатора;
  2. Если во время проведения диагностики были найдены небольшие прогары неких элементов глушителя, то их можно устранить при помощи специального герметика. Но перед тем как приступать к устранению этой поломки, нужно зачистить края от ржавчины и нагаров;
  3. Если был обнаружен достаточно большой участок прогара, то отверстие можно заделать с помощью специальной стеклоткани и эпоксидной смолы. После произведения этого действия запустите двигатель и дайте ему немного поработать на холостом ходу, не меньше тридцати минут. Благодаря этому вы сможете достичь качественного и надежного затвердения специального вещества;
  4. Если в процессе диагностики были обнаружены прогорания в местах соединения трубок с резонатором, то проблемные места заделываются с помощью сварки или же специальных синтетических смол.

Зачем автомобилю система удаления выхлопных газов

Так вот эта система, вопреки всем мнениям, очень нужная составляющая автомобиля и она предназначена для вывода отработавших газов из двигателя, снижения токсичности и шума, и их охлаждения.

Ещё в народе, выпускную систему, очень многие называют по простому — глушитель. Но согласитесь, это не так, потому что сам глушитель, это одна из составляющих системы выпуска. Система удаления выхлопных газов имеет обычно следующее устройство:

  • выпускной коллектор, который объединяет в один несколько выхлопных выходов;
  • приемная труба, которая соединяет коллектор и катализатор;
  • каталитический нейтрализатор, нужен для преобразования токсичных газов в безвредные;
  • резонатор, он снижает шум;
  • глушитель;
  • соединительные трубы.

Давайте теперь рассмотрим работу выпускной системы получше:

Выпускной коллектор необходим для отвода отработанных газов и для продува цилиндров двигателя. Размеры и форма выпускного коллектора выполняется для обеспечения равномерной и плавной сопротивляемости в системе и влияет на крутящий момент, и мощность двигателя. Так как выпускной коллектор принимает на себя повышенную температуру, то и соответственно он изготавливается из жаропрочного чугуна.

Каталитический нейтрализатор необходим для преобразования вредных газов в безвредные. В народе каталитический нейтрализатор зовут просто — катализатор. На разных автомобилях они различаются конструкцией и расположением. Сейчас используются многокомпонентные каталитические нейтрализаторы, которые защищают от не сгоревших углеводородов, оксида азота и оксида углерода.

Резонатор или дополнительный глушитель призван снижать высокочастотные шумы. Состоит он из перфорированной трубы, которая помещена в герметичный корпус и пространство между корпусом, и трубой наполнено звукопоглощающим материалом.

Глушитель или основной глушитель крупнее в размерах, чем дополнительный и так же предназначен для снижения шума. Его задача — снизить уровень оставшихся остальных шумов. Конструкции глушителей с каждым годом меняются всё в лучшую сторону.

Так же в выпускной системе автомобиля используется виброизолирующая муфта (сильфон), она нужна для изоляции системы от вибрации двигателя. Сильфон — это гибкий металлический шланг, покрытый стальной оболочкой.

Виброизолирующая муфта (сильфон)

Видео:

Необходимо вспомнить и про сажевый фильтр, который применяется на дизельных двигателях, и выполняет полезную роль, это снижение попадания в атмосферу сажи. В выхлопной системе фильтр объединяют с каталитическим нейтрализатором.

Нейтрализатор.

Катализатор выполняет роль снижения уровня токсичных примесей в составе отработанных газов. Данный элемент получил широкое распространение в настоящем автомобилестроении в связи с увеличением требований экологии к транспортным средствам. В зависимости от производителя и марки транспортного средства, форма и место нахождения каталитического нейтрализатора могут различаться. Но, вне зависимости от структуры данного компонента выхлопной системы, его основной функцией остается снижение уровня токсичности в сгоревших газах.

Современные транспортные средства оснащаются более совершенными катализаторами, включающими в себя три фильтрующих компонентов. Такой каталитический нейтрализатор, снижает уровень содержания вредных веществ, входящих в состав отработанной топливной смеси. При такой конструкции выхлопной системы, отработанный газ выходит в окружающую среду практически без остатка углерода, оксида азота и оксида углерода.

Отличия современных систем.

Система выхлопа

Как было сказано выше, выхлопная совокупность транспортного средства, оснащенного дизельным двигателем имеет свои особенности. Основным отличает выходной совокупности на дизеле является наличие сажевого фильтра. Данный фильтрующий элемент, как становится понятно из названия, снижает показатель сажи в составе отработанной смеси перед ее отправкой в атмосферу. В некоторых выходных совокупностях, фильтрующий элемент напрямую соединяется с катализатором. Такая конструкция выходной совокупности зарекомендовала себя как наиболее совершенная и экологичная. Количество систем, контролирующих уровень экологии транспортного средства постоянно увеличиваются.

В составе автомобилей нового поколения, существуют следующие системы, обеспечивающие снижение уровня токсичности сгоревшей смеси: совокупность охлаждения картера, система обратной циркуляции сгоревших газов, система обнаружение паров топливной смеси.

Анализатор кислорода, передает электронному блоку управления двигателем показания воздушного потока в отработанной смеси. Благодаря полученным сигналам, совокупность, контролирующая работу двигателя, производит формирование оптимальной смеси топлива и воздуха. Несмотря на то что анализатор кислорода входит в состав выходной совокупности, основной его задачей остается поддержание правильной работы двигательной системы.

В составе современного транспортного средства как правило находятся несколько  анализатора. Один из них находиться перед катализатором, второй размещается сразу после него. Помимо указанных конроллеров, в системы выхода отработанной смеси, как правило, монтируются следующие анализаторы: датчик определения температуры отработанных газов, анализатор оксидов азота. Каждый из анализаторов, расположенных в составе выходной совокупности, принимает участие в формировании топливовоздушной смеси и выполняет важную функцию в ходе эксплуатации транспортного средства.

Устройство системы

Глушитель, наиболее известный элемент системы выхода отработанной смеси. Данное устройство отвечает за снижение уровня шума при эксплуатации транспортного средства. Сам глушащий элемент включает в себя несколько составляющих: устройство предварительного снижения шума (резонатор) и элемент основного подавления шума. Небольшая совокупность постоянно изменяет направление движения газов, что приводит к уменьшению шума при выходе смеси.

Система выпуска отработавших газов, распространенные неисправности.

Нередко, в ходе эксплуатации транспортного средства можно заметить посторонний шум, вызванный механическим повреждением одного из компонентов глушащего элемента. В случае большинства неисправностей, поврежденный элемент выхлопной системы заменяют на новый. При наличии специального оборудования и необходимых навыков для проведения сварочных работ, можно выполнить восстановление глушителя своими руками.

Зная основные элементы и принцип работы выхлопной системы, можно быстро определить причину неисправности и своевременно принять необходимые меры!

https://youtube.com/watch?v=2pSTqdTTJ9M%3F

Система выпуска отработавших газов имеет относительно простое устройство, что дает возможность устранить большую часть поломок своими руками. Лучшим решением при повреждении того или иного элемента совокупности будет его замена. В большинстве случае, восстановленный глушитель быстро выходит из строя и подлежит обязательной замене.

Из чего состоит выхлопная система

Суть работы выхлопной системы довольно проста, если разобраться. Во время корректной работы двигателя, внутри его цилиндров происходит сгорание топливовоздушной смеси. В итоге, мы получаем достаточно большие объемы отработанных вредных газов, которые нужно в срочном порядке выводить из системы двигателя. Это требуется, в первую очередь, для дальнейшей работы цилиндра, которому нужно наполниться новым объемом смеси. В деле отвода помогает выхлопная система. Ее три основных элемента, позволяющие эффективно производить отвод отработанных газов:

  • выпускной коллектор;
  • каталитический конвертер;
  • глушитель.

Далее постараемся рассмотреть каждый из элементов системы более подробно.

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.

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.

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.

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.

Назначение и общее описание выхлопной системы

Суть явлений, происходящих внутри ДВС, можно кратко охарактеризовать одним словом – взрыв. Все это сопровождается сопутствующими эффектами – звуковой волной и продуктами сгорания. Вот для минимизации подобных вторичных явлений работы ДВС и служит выхлопная система автомобиля. По сути дела, она решает следующие задачи:

  • вывод продуктов горения из цилиндров двигателя;
  • снижение шума от работы мотора;
  • снижение в отработанных газах токсичных веществ;
  • вывод за пределы автомобиля и исключение попадания в салон токсичных газов.

При всей своей внешней простоте система отвода выхлопных газов, установленная на автомобиле, является достаточно сложным устройством, а не просто набором труб и каких-то непонятного назначения цилиндров. Исторически получилось так, что первоначальной задачей выхлопной системы был отвод отработанных газов и снижение шума работы ДВС. Это оказалось реализовано введением в конструкцию автомашины нового специализированного устройства – глушителя.
По мере развития ДВС и самого автомобиля, ужесточения требований к автотранспорту (снижения уровня шума и загрязнения) на смену глушителю пришла целая система отвода выхлопных газов, в которую для успешного решения появляющихся задач вводились новые элементы.

Что нужно учесть при расчете диаметра

Неопытные поклонники тюнинга часто применяют трубу с большими диаметрами, что ухудшает мощность. Однако при расчете значение имеет не только величина вывода, но и иные факторы: особенности потока, скорость движения газов. Конструкции с большим диаметром делают поток медленнее, изделия с небольшими размерами – наоборот, быстрее. Важен баланс между скоростью движения газов и впуском объема двигателя. Следует избегать создания обратного давления, когда газы, для которых не обеспечен быстрый вывод, задерживаются в системе.

Идеальная система: несколько труб различных размеров для каждого диапазона оборотов. Однако это решение не является доступным для многих людей, поэтому устанавливается система, подходящая под все обороты, в том числе и под высокие.

В некоторых автомобилях установлена система двойного диаметра, что повышает мощность, но уменьшает крутящие параметры. Выхлопные трубы рекомендуется полировать для того, чтобы вывод газов был быстрее за счет уменьшения трения.

Изготовим новый прочный стальной выхлоп на заказ

Выпускной коллектор для БМВ в последние годы изготавливается из нержавейки для предотвращения быстрой поломки, прогорания и остальных проблем, провоцируемых низким качеством российских дорог. Коллектор находится между двигателем и катализатором, а при отсутствии последнего крепится к самому глушителю. Нержавеющая сталь термостойка и легко переносит вибрации, а также быстро выводит излишнее тепло из системы, охлаждая коллектор. Этот материал высоко стоит и применяется лишь для отдельных деталей систем, поэтому Вам необходимо быть внимательными и тщательно просматривать сертификационные документы и в случае неполадок — замена гофры глушителя будет решением. Нынешний рынок предлагает конструкции из нержавейки, алюминированной стали (увеличивает срок эксплуатации до пяти-шести лет и доступна по стоимости) и обычной стали с особым покрытием, которое, впрочем, не уменьшает её шансы подвергнуться жёсткой коррозии. Детали из последней легко узнать по минимальной цене; их лучше избегать, если не желаете лишних трат и постоянного пребывания авто в ремонте.

https://youtube.com/watch?v=vy6mJkv0ZGg

Функции глушителя

Глушитель создан для того, чтобы снижать уровень шума, который возникает в процессе переработки газов и воздуха и выведения их в атмосферу. Второй основной функцией этого инструмента является преобразование энергии от переработанных газов, уменьшение их температуры и снижение скорости.

Несколько камер разного размера, которые разделяет перегородка, реализуют расширение и сужение потока. Это происходит благодаря диафрагменному отверстию, также именуемому дросселем.

Кроме этого, в глушителе предусматривается изменение изначального направления потока этих самых переработанных газов. Именно это помогает погасить высокочастотных звуковых колебаний.

Система выпуска отработанных газов. Внешние и внутренние факторы.

Полистав массу автомобильной литературы по ремонту, содержанию и тюнингу, в лучшем случае можно набраться знаний о способах крепления выпускного тракта к кузову. Еще эти книжки, в изобилии представленные на прилавках магазинов автозапчастей, поведают о вариантах конструкций соединения деталей магистрали для выхлопных газов. Даже производители нестандартных выпускных систем особо не утруждают себя сопроводительной информацией об особенностях своей продукции.

Нередко можно наблюдать картину, как озадаченный выбором покупатель докучает утомленному продавцу вопросами о параметрах того или иного образца глушителя, что вывешены на стендах или представлены в каталогах.

В первую очередь перед покупкой большинство интересуется, конечно же, звучанием потенциального приобретения. Внешность оконечных «банок» тоже имеет значение, несмотря на то, что глушитель лишь чуть-чуть выглядывает из-под заднего свеса машины. Неискушенному начинающему тюнеру буквально снится, как он проносится по улицам, оглушая окрестности мощнейшим ревом прямотока.

Впоследствии добрая половина и тех и других, наслушавшись рева прямоточных глушителей в ежедневных поездках по городу, умеряют свой пыл. Такой звук утомляет физически. Даже те длинноволновые колебания, что не слышит ухо, на человека действуют угнетающе.

Слегка приглушенный звук машины хорош, только когда хочется оторваться на покатушках. Практика иметь разные машины для повседневной эксплуатации и для отжига по полной программе на какой-нибудь специально отведенной для этих целей трассе стала распространенным явлением в мире. Тем не менее, подбор элементов системы выпуска отработанных газов не становится менее актуальным при подготовке повседневных тюнинговых тачек. Ведь дело не ограничивается поиском негромкого, но благородного звучания для авто, использующегося каждый день. После доработки мотора его повысившийся потенциал требует как лучшего дыхания на впуске, так и иных параметров выхлопной системы. И даже когда с мотором ничего не делали, кроме установки воздушного фильтра нулевого сопротивления, очень соблазнительно получить еще несколько лошадиных сил путем замены внешних компонентов и узлов, не залезая в нутро двигателя.

В последнем случае немаловажен эмоциональный фон. Поначалу многих цепляет голос прямотока, а обещанная им мощь мотора просто завораживает перспективами и вводит в заблуждение. Вера в силы техники, подтвержденные соответствующим аудиорядом, рисует в глазах владельцев прибавку на 5-10 л.с. И без корректных дорожных и стендовых замеров этих лошадиных фантомов не убить. Но далеко не всегда автомобиль, слышимый за несколько кварталов, преодолевает путь вдоль этих кварталов быстрее своих тихих попутчиков. Непосредственность сама громкость не является показателем правильно подобранного, а тем более настроенного выпускного тракта.

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: 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

комплекс труб для отвода газов

Какую роль играет и что такое система выпуска отработавших газов?

У каждой машины имеется выхлопная труба, знаем, что она нужна далеко не для красоты, хотя автопроизводители очень часто используют её в качестве декоративного элемента.

Как появилась система выпуска отработавших газов?

Было бы здорово, если бы в процессе работы мотор никаких побочных продуктов кроме высокой мощности и хорошего крутящего момента не создавал.

Но, к сожалению двигатели внутреннего сгорания в этой части несовершенны и в систему выпуска выходят внушительные порции ненужного выхлопа, который состоят из продуктов горения топлива.

Интересно, что задачей отвода выхлопа и снижения шума работающего силового агрегата инженеры озадачились одновременно с изобретением ДВС.

Правда, в те далёкие годы система выпуска представляла собой трубу с простым глушителем, перед которым был врезан специальный клапан.

Ввиду очень малой мощности двигателей у водителя было две альтернативы – или ехать тихо, или быстро.

Дело в том, что выхлоп, покидающий цилиндр, создаёт обратное давление, на преодоление которого тратится часть мощности.

Поэтому, чтобы ослабить влияние выхлопной трубы и глушителя, первым автомобилистам приходилось открывать клапан, и тогда выхлоп двигателя без каких-либо помех покидал слабенький мотор, не оказывая на него никакого влияния.

Но в таком случае приходилось мириться с оглушительным грохотом, что тоже было не всегда хорошо.

Что ж, отличная задача для инженеров – сделать систему выпуска отработавших газов и тихой, и эффективной, и даже экологичной. Как они с ней справились, рассмотрим далее.

Что придумали современные инженеры?

Современная система выпуска отработавших газов в целом схожа у всех автомобилей и выполняет функции отвода, снижения шума работающего мотора.

А так же фильтра отработавших газов и особо вредных веществ, дабы они не попали в атмосферу.

Как правило, ключевыми элементами конструкции выступают такие:

Выпускной коллектор

Правильно отработать выпуск, задача выпускного коллектора, поэтому отработавших газов начинается с выпускного коллектора.

Его форма может быть разной, но функция одна – собирать со всех цилиндров продукты горения, которые, к слову, очень горячие.

Из-за этого коллектор изготавливают из чугуна или других жаропрочных сплавов.

Катализатор

Фишкой современных авто, появившейся в угоду экологам, является каталитический нейтрализатор (катализатор).

Это, по своей сути, фильтр, собирающий наиболее вредные вещества – оксид азота, оксид углерода и углеводороды.

Сажевый фильтр

Сажевый фильтр, устанавливаемый на дизелях, играет аналогичную роль. Далее по трубам и гибким соединительным элементам (сильфонам) выхлоп через систему глушения выходит в атмосферу.

Глушитель, патрубки


На самом деле глушителей два – предварительный (резонатор) и основной.

Данные элементы делают всё, чтобы мотор вашего авто звучал тихо и не пугал прохожих и других участников движения своим рёвом.

Все вышеперечисленные важные детали системы выпуска отработавших газов соеденены патрубками.

Конфигурация патрубков у каждой марки автомобиля своя, соответствующая конструкции двигателя и деталей кузова.

Каждому из перечисленных элементов мы посвятим отдельную статью, поэтому внимательно следите за нашими публикациями.

Немного о тюнинге

В завершение скажем несколько слов о тюнинге.

Да-да, система выпуска отработавших газов довольно часто подвергается доработкам, что в итоге отражается не только на звучании, но и на производительности двигателя.

Как мы уже вспоминали ранее, выхлоп двигателя, из-за имеющихся хитросплетений выхлопной системы и её элементов могут создавать обратное давление, из-за чего теряется до 4% мощности.

Поэтому в спортивной технике, а также в машинах, побывавших в руках тюнеров зачастую устанавливают трубы бОольшего диаметра, прямоточные глушители и другие штуки, снижающие влияние этого эффекта.

На этом, друзья, разрешите откланяться. Следите за публикациями о выхлопной системе!

% PDF-1.5 % 504 0 объект > endobj xref 504 51 0000000016 00000 н. 0000002625 00000 н. 0000002789 00000 н. 0000002825 00000 н. 0000003323 00000 н. 0000003884 00000 н. 0000004629 00000 н. 0000004666 00000 н. 0000004780 00000 н. 0000004892 00000 н. 0000004984 00000 н. 0000005538 00000 п 0000006176 00000 п. 0000006301 00000 п. 0000006907 00000 н. 0000007594 00000 н. 0000007718 00000 н. 0000009096 00000 н. 0000010359 00000 п. 0000011647 00000 п. 0000012940 00000 п. 0000014323 00000 п. 0000015650 00000 п. 0000017005 00000 п. 0000018286 00000 п. 0000408121 00000 н. 0000412737 00000 н. 0000417912 00000 н. 0000418295 00000 н. 0000420945 00000 н. 0000420982 00000 п. 0000421005 00000 н. 0000421083 00000 н. 0000421196 00000 н. 0000452771 00000 н. 0000453146 00000 п. 0000453212 00000 н. 0000453328 00000 н. 0000453392 00000 н. 0000453427 00000 н. 0000453502 00000 н. 0000479343 00000 п. 0000479670 00000 н. 0000479736 00000 н. 0000479862 00000 н. 0000547273 00000 н. 0000547741 00000 н. 0000547816 00000 н. 0000548302 00000 н. 0000548781 00000 н. 0000001316 00000 н. трейлер ] / Назад 1610886 >> startxref 0 %% EOF 554 0 объект > поток hĕmLSWǟs / ֶ ˋ q6d V] eX #,% Kja # * L05Y ؠ% t, Ѥs%] 0S - + omy

.Система выхлопных газов

- английское определение, грамматика, произношение, синонимы и примеры

Фильтрующее устройство, специально для системы выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания патенты-wipo патенты-wipo

Способ обшивки корпуса выхлопной системы патенты-wipo патенты-wipo

Прокладки впускного коллектора, прокладки выпускного коллектора, прокладки для выхлопных систем, прокладки для выхлопных систем tmClass tmClass

Способ и блок управления для работы системы выхлопных газов патенты-wipo патенты-wipo

Способ и устройство для измерения содержания сажи в выхлопных газовых системах дизельных двигателей патенты-wipo патенты-wipo

Двигатель внутреннего сгорания Система выпуска отработавших газов и метод управления такой же патенты-wipo патенты-wipo

Устройство для ввода замораживаемой жидкости в систему выхлопных газов автомобиля патенты-wipo патенты-wipo

Выпускной клапан для мотоциклов Выхлопные системы (2) Eurlex2019 Eurlex2019

Предусмотрены методы, связанные с предотвращением накопления углеводородных остатков в двигателе, выхлопе , - , газе, - , системе или компонентах силового агрегата.патенты-wipo патенты-wipo

Система выхлопных газов включает турбину (14) и систему очистки выхлопных газов . патенты-wipo патенты-wipo

Прокладки выхлопных систем, прокладки выхлопных систем tmClass tmClass

Каталитические преобразователи для установки в системах выхлопных газов tmClass tmClass

Узел смешения среды с потоком выхлопных газов автомобиля выхлопная - газовая система патенты-wipo патенты-wipo

Метод контроля выхлопных газов очистка система и выхлопных газов очистка система патенты-wipo патенты-wipo

Двигатель система выхлопных газов аппарат и агрегатный двигатель электрогенератор патенты-wipo патенты-wipo

Двигатель внутреннего сгорания Система выпуска отработавших газов патенты-wipo патенты-wipo

Выхлоп - газ очистка система для двигателя внутреннего сгорания и способ изготовления выхлопа - газ очистка система патенты-wipo патенты-wipo

Выхлоп - газовая система патенты-wipo патенты-wipo

Система выпуска отработавших газов для двигателя внутреннего сгорания и способ эксплуатации системы выпуска отработавших газов патенты-wipo патенты-wipo

Системы отвода отработанных газов для печных установок на жидком топливе, газе и твердом топливе, а также для стационарных моторных агрегатов tmClass tmClass

Система выхлопных газов для автомобиля патенты-wipo патенты-wipo

Выхлоп - газовая система с форсункой патенты-wipo патенты-wipo

Корпус в системе выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания патенты-wipo патенты-wipo

.

Performance Выхлопные системы

  • Переключить навигацию