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
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.
Глушитель — устройство для снижения шума от выходящих в атмосферу газов или воздуха из различных устройств.
В системах вентиляции используются шумоглушители для снижения передаваемого по вентиляционным каналам шума от вентиляционного оборудования.
Глушители легковых автомобилей
Система выпуска отработанных газов в легковых автомобилях состоит из следующих друг за другом элементов:
- Приёмные трубы глушителя (выпускной коллектор или «паук», из-за внешнего сходства) — патрубки, соединяющие выпускные отверстия цилиндров с выхлопной системой. В мощных автомобилях выпускной коллектор может быть многоступенчатым (т.н. 4-2-1).
- Гофра — полужесткий элемент, соединяющий направленный вертикально вниз выпускной коллектор с выхлопной системой под днищем автомобиля. За счёт эластичности, компенсирует тепловое расширение выхлопной системы и гасит вибрационные нагрузки.
- Пламегаситель или «резонатор» — обеспечивает отражение волн выхлопа (отсюда название «резонатор») и первую ступень снижения шума и пульсаций газов.
- Каталитический нейтрализатор отработавших газов («катализатор») — преобразует некоторые продукты выхлопа в менее опасные для природы и человека, устанавливается сразу после приёмных труб, так как требует достаточно высокой температуры для своего функционирования. Заменяет собой пламегаситель (то есть — из них ставится что-то одно).
- Труба от пламегасителя или каталитического нейтрализатора до глушителя.
- Собственно глушитель, основная рабочая часть («банка», «бочонок»). Представляет собой герметически закрытую (от внешней среды) металлическую камеру объёмом в несколько литров (чем больше объём, тем эффективнее), внутри которой имеются многочисленные перегородки с отверстиями, образующие расположенные в шахматном порядке камеры. При прохождении газов по такому лабиринту, происходит поглощение пульсаций давления потока (возникающих вследствие работы двигателя) и рассеивание звуковых волн на развитой внутренней поверхности с преобразованием их энергии в тепловую. В зависимости от объёма двигателя и его конфигурации, возможны конструкции с одним или двумя глушителями. Традиционно, два глушителя применяются для двигателей с шестью и более цилиндрами.
- Выхлопная труба — патрубок, соединяющий глушитель с атмосферой и направляющий поток отработанных газов и звук выхлопа в необходимом направлении. В современных автомобилях выхлопная труба может быть оснащена управляемой заслонкой, позволяющей регулировать громкость и тон звука выхлопа. В зависимости от объёма двигателя, каждый глушитель может иметь до четырёх выхлопных труб.
- Наконечник выхлопной трубы — декоративная накладка на выхлопную трубу.
Глушитель и трубы, по причине их жёсткой (через гофру — полужёсткой) связи с вибрирующим двигателем, а также из-за вибраций, порождаемых выхлопными газами, крепятся (чаще всего — подвешиваются) к кузову через резиновые элементы-демпферы.
На мощных легковых автомобилях, а также грузовиках, могут устанавливаться два независимых выпускных тракта. Обычно это применяется для продольно установленного V-образного двигателя (отдельные тракты от левой и правой головок цилиндров).
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.
Если рассматривать дизельные автомобили, то в конструкции также будет иметься сажевый фильтр. Что собой являют все эти элементы? Устройство каждого из них рассмотрим ниже.
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.
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.
Катализатор
Это, пожалуй, самая сложна и дорогая составляющая в любой системе выхлопа. Корпус данного элемента тоже выполнен из огнестойкого металла. Однако, в отличие от резонатора и приемной трубы, он многослойный. Внутри этой «банки» имеется керамический стержень. Дополнительно катализатор оснащается проволочной сеткой. Она покрывает второй элемент керамического материала.
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.
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.
Лямбда-зонд
Его также называют кислородным датчиком. Устанавливается возле катализатора в резьбовое соединение. Являет собой чувствительный элемент, который соприкасается с отработавшими газами.
Заключение
Итак, мы рассмотрели устройство системы выхлопа и основные ее неисправности. Напоследок дадим небольшой совет. При удалении сажевого фильтра либо каталитического нейтрализатора стоит озаботиться удалением кислородного датчика. Если этого не сделать, мотор будет «переливать» — возрастет расход топлива и загорится ошибка на панели приборов. После удаления катализатора (его меняют на пламегаситель) заливают новую прошивку в ЭБУ. А на место датчика устанавливают заглушку.