Устройство выхлопной системы

Выхлопная система автомобиля — Устройство, как работает и из чего состоит

Миром правят двигатели внутреннего сгорания. И, даже учитывая то, что все признали их скорую замену на более продвинутые автомобильные источники питания, сегодня именно ДВС находятся в центре внимания.

Любой двигатель внутреннего сгорания имеет неприятную особенность – отработанные газы. Без их отвода работа мотора попросту невозможна и возникает серьезная опасность для всех, кто находится в транспортном средстве. Для решения проблемы были разработаны и сконструированы уникальные инструменты, объединенные сегодня в одну выхлопную систему автомобиля. Ее продолжают совершенствовать с каждым годом, подстраиваясь под новые современные двигатели. Сегодня мы расскажем о том, как работает устройство отвода газов, из чего оно состоит и что делать, если требуется его ремонт.

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.

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.

Принцип работы каталитического конвертера

Также данный элемент выхлопной системы часто называют нейтрализатором или катализатором. Его конструкция представляет собой связку из керамических ячеек, каждая из которых покрыта небольшим слоем сплава иридия и платины.

Суть работы, как и в случае с коллектором, довольно проста. Когда отработанные газы соприкасаются с конвертером, происходит их восстановление до состояния кислорода и оксидов азота, что позволяет еще больше повысить эффективность работы двигателя внутреннего сгорания. В конце концов, проходя через нейтрализатор, в выхлопной трубе автомобиля оказывается диоксид углерода и азот.

Как работает автомобильный глушитель

Третьим важнейшим элементом агрегата обеспечения выхлопов любого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания остается глушитель. Он по максимуму снижает шум от выпуска газов. В то же время, сам он также является составным устройством. В его конструкцию входят трубы, каталитический конвертер, резонатор, выхлопная труба и сам глушитель.

Ход отработанных газов выглядит следующим образом. После того как они очищаются от вредных элементов, система отправляет их из катализатора в глушитель. Он может быть изготовлен из самых разных материалов. Так, обычные виды глушителей служат до двух лет, алюминиевые до шести, а нержавейка способна корректно выполнять свои задачи в течение пятнадцати лет.

Каждая из камер глушителя имеет отверстия, через которые двигаются газы. Происходит своеобразная многоступенчатая звуковая фильтрация, в конце которой шумы практически сходят на нет. Если двигатель слишком мощный, то производители могут установить несколько выхлопных труб – до четырех штук.

Если речь идет о турбированном моторе, то используются небольшие глушители, так как турбинам для работы нужны большие объемы выхлопных газов, соответственно, в систему выхлопа их попадает не так много и нужна в сильном и сложном глушителе отпадает.

Нужен ли ремонт устройств отвода выхлопных газов

Определить, пора ли взяться за ремонт выхлопной системы вашего автомобиля не так сложно, как могло бы показаться. Первый признак того, что есть какие-то неисправности – изменения звука работы двигателя, дополнительные скрипы, хлопки и шумы. С другой стороны, самостоятельно разобраться в том, что именно сломалось, совсем не просто.

Если вкратце, то диагностировать поломку нужно в две фазы. Первая подразумевает визуальный осмотр транспортного средства на эстакаде или яме. Вам хватит 10-15 минут, чтобы тщательно осмотреть буквально все составные элементы системы выхлопов и определить, какие из них имеют внешние повреждения. Вторая фаза, если во время осмотра все показалось нормальным, требует детальный мониторинг каждой части выхлопной системы с помощью специальных инструментов.

В итоге, неисправности могут возникать только в двух случаях. Во-первых, неполадки могут быть вызваны механическими повреждениями. Во-вторых, проблемы могут возникнуть из-за агрессивных химических реагентов, которые содержатся в отработанных газах.

Ремонт выхлопной системы можно провести либо самостоятельно, либо оставив автомобиль на попечение профессионалам в сервисе. Стоит отметить, что далеко не каждую неисправность можно отремонтировать своими руками, но и в сервисный центр отправиться могут далеко не все, так как стоимость ремонта системы выхлопов достаточно высока. К тому же, не каждый сервис готов дать стопроцентную гарантию качества проделанных работ.

servicing-auto.ru

Устройство выхлопной системы автомобиля

Здравствуйте, дорогие друзья! Скажите, задавались ли вы когда-либо вопросом, касаемо предназначения на первый взгляд простой, но без сомнения, сверхважной для транспортного средства в целом, выхлопной системы автомобиля? Для тех, кто только с автошколы, объясню. Данный узел, с момента появления первого автомобиля претерпел, наверное, самых больших изменений во всей конструкции подобной техники. Вспомните, еще каких-то 30-40 лет тому назад, передвижение четырехколесным транспортом непременно сопровождалось грохочущим звуком. Словом, проехать по улице, не разбудив соседей, было достаточно проблематично, благо хоть имелась и маскировка в виде плотной дымовой завесой.

Сегодня же, когда человечество уже успело представить нереальные на то время проекты типа летающих автомобилей или гибридов, выхлопная система претерпела значительную модернизацию, которая определенно пошла на пользу любому «железному коню» планеты. Отличительные особенности современного автомобиля – это практически бесшумная работа двигателя и минимальный уровень выброса вредных веществ в окружающую среду. Для того чтобы понять каким образом удается добиться таких результатов, нужно подробно разобрать устройство выхлопной системы автомобиля, так сделаем же это вместе!

Для чего необходима «ВС»?

Иначе как серией взрывов, все, что происходит внутри силового агрегата не назовешь. Рассуждая логически, становится очевидным: если есть «фейерверк», он непременно будет сопровождаться мощной звуковой волной и вредными для организма человека выделяемыми веществами – токсинами. Как-никак, а горит-то у нас по большому счету нефть, поэтому мечтать о витаминной порции, поступающей из выхлопной трубы, не приходится. Если быть серьезным специализацию подобной системы можно выразить в нескольких словах – снижение влияние вторичных явлений при работе ДВС.

Таким образом, выхлопная система выполняет следующие функции:

Отвод из цилиндров силового агрегата отработанных элементов за пределы автомобиля в обход салона;
Уменьшения токсичности продуктов горения;
Снижения моторного шума.

Другими словами, как и раньше, сегодня основная задача «ВС» – удаление выхлопных газов. Для того чтобы соблюдались все описанные требования, строение глушителя уже не напоминает набор обычных труб. Теперь это, сложная воздушная магистраль, оснащенная различными механизмами, которые помогают узлу эффективно справляться с поставленными задачами. Познакомимся с каждым из этих специфических элементов.

Выпускной коллектор

Фундамент эффективной выхлопной системы – это коллектор! Именно он выполняет очистку каждого цилиндра от несгоревших частиц и направляет их дальше по магистрали. Другими словами, коллектор открывает дверь на выход из камеры сгорания для отработанных элементов. Устанавливается выпускной коллектор непосредственно на двигатель, получая доступ к территории силового агрегата с повышенным уровнем температур (до тысячи градусов), такая деталь должна быть изготовлена исключительно из толстого металла.

Гофра

Следующей остановкой для выхлопных газов является гофра. Она представляет собой эластичный элемент, который снижает вибрацию «ВС» от двигателя. Тут нужно отметить, что подобный элемент присутствует на каждой иномарке, а отечественный ВАЗ взял гофру на вооружение относительно недавно. Так, не удастся найти выхлопной переходник владельцам классики если не помните, то там эту роль исполняет пружинка, которая соединяет «штаны» с кузовом.

Каталитический преобразователь

Далее, на пути моторных отходов следует катализатор, он словно врач в белых рукавичках очищает весь состав от токсинов. Строение агрегата напоминает старую добрую матрешку: в металлическом корпусе, располагается керамический блок, а уже в нем – многочисленные каналы, выполненные с применением довольно редких видов, стали (палладий, родий и иридий).

Процедура уменьшения (полностью удалить токсины катализатору не под силу) вредных веществ в выхлопных осуществляется путем выжигания CH, CO, NO и других несгоревших частиц кислородом при их попадании на поверхность металла.

Если ваш автомобиль оборудован таким механизмом будьте внимательны, низкое качество бензина быстро приведет его в негодность, что будет означать еще и уменьшение мощности двигателя. Замена же катализатора влетит в копеечку ведь это самый дорогой элемент всей выхлопной системы. В качестве альтернативы в России используют «пламегасители» – они значительно дешевле и обеспечивают силовому агрегату стабильную величину мощности.

Глушитель

После катализатора, выхлопные газы проходят резонатор, который регулирует их поток, после чего следуют прямиком к глушителю. Тот в свою очередь, снижает уровень шума и отправляет несгоревшие частицы в последнюю станцию перед выбросом в окружающую среду – выхлопную трубу. Разделяют два вида глушителей:

Реактивные – снижают шум, путем изменения направления реактивов посредством перегородок и резонансных камер.
Активные – снижают шум с помощью специальных звукопоглощающих материалов.

Таким образом выхлопные газы проходят длинный путь от камеры сгорания, до выхлопной трубы попутно подвергаясь действию различных фильтров и механизмов. На этом я ставлю точку, так как тема исчерпана! До скорого!

С уважением, Максим Марков!

carsmotion.ru

устройство, изготовление, система контроля, компоненты и резонаторы

1044 Просмотров

Одной из малозаметных, но, все же, ключевых конструкции автомобиля является выхлопная система.

В глубинах ДВС происходит процесс, который коротко можно охарактеризовать как взрыв. Вспрыскиваемое топливо, взрываясь под высоким давлением, сопровождается звуковой «взрывной» волной и образованием продуктов сгорания.

Выхлопная система автомобиля берет на себя функцию извлечения газов из цилиндров, контроля степени их токсичности, температуры и уменьшение звуковых эффектов.

Как устроена система?

Коллектор – устройство, предназначенное для отвода и подачи горячих смесей в мотор. Различают 2 вида: впускной и выпускной. Впускной коллектор объединяет горючие топливно-воздушные смеси и равномерно направляет их в цилиндры движка, что приводит автомобиль в движение. А вот выпускной коллектор пропускает через себя газовый выхлоп, ведет контроль над удалением продуктов сгорания, продувает камеры и выводит переработанные вещества в общую трубу.

Выпускные коллекторы бывают трубчатые и цельные. Цельные – более доступны из-за простоты изготовления и монтажа, но малоэффективны. А трубчатые – изготавливаются из чугуна или из стали.

По этой причине увеличивается их срок эксплуатации и работоспособность, что способствует также росту мощности автомобиля.

В спортивных авто устанавливается устройство, работающее по типу выпускного коллектора – «паук», получивший свое название из-за присутствия на нем плавных изгибов, благодаря которым уменьшается сопротивление потоку газа. Также для усиления мощности мотора могут быть встроены дополнительные системы выпуска отдельно для каждого цилиндра.

Катализатор снаружи представляет собой металлическую бочку, центре этой бочки установлены соты, изготовленные из керамики, с наличием множества прямых проходов, стенки этих каналов покрываются ныпылением из драгоценных пород металла, таких как: платина, иридий, палладий и родий.

Несгоревшие вредные частицы, попадая на поверхность пластин катализатора, путем окисления дожигаются. Тем самым ведется контроль над уменьшением степени токсичности выхлопных газов. Стоит отметить, что катализатор полноценно функционирует исключительно при высокой температуре (от 250 градусов).

Приемная труба находится между катализатором и коллектором является связующим звеном между ними.

Резонатор, изготовление коего происходит из огнеупорного металла, расположен в середине устройства выхлопа и визуально схож с уменьшенной моделью глушителя. Он состоит из нескольких камер, располагающихся с небольшим смещением. В камерах резонатора происходит то расширение, то сужение потока, что необходимо для контроля, выравнивания и ликвидации больших и средних вибраций, а впоследствии – поглощения шума и снижения температуры отработанных газов. Помимо открытых камер, резонатор оснащен закрытыми камерами, доступ к коим происходит через отверстия. Закрытые камеры служат своего рода хранилищем. Под влиянием высокого давления выхлопные газы проникают в «хранилище» резонатора и запираются там до того времени, когда давление спадет и появится возможность постепенно стравливать скопившиеся газовые массы.

При использовании низкокачественного горючего процент эффективной работоспособности резонатора снижается.

Задняя часть выхлопной системы состоит из глушителя. По своей сути, он играет ту же роль, что и резонатор, однако его изготовление производится из вещества с наибольшей степенью шумопоглощения.

Во время перемещения газов по устройству выхлопа образуются акустические волны. Важно вести контроль над состоянием глушителя. Поскольку он обладает резонансными и расширительными камерами (перегородками) и в отличие от резонатора создает противодавление, благодаря которому звуковые волны меняют направление хода и затухают прежде, чем вырваться за пределы автомобиля.

Резонатор и глушитель соединяются между собой посредством средней трубы.

Принцип деятельности выхлопной системы

В цилиндрымотора впрыскивается топливо;
начинаетсягорение топливной смеси и выделение газов с вредными ядовитыми веществами;
открывается выпускной клапан и подбольшим давлением газовый поток стремится в выпускной коллектор;
в коллекторегазы объединяются и далее по приемной трубе поступают в катализатор;
пройдя сквозь очистительные каналы катализатора и избавившись от вредных веществ, газы проходят в резонатор;
в итоге, минуя глушитель, после процесса максимального поглощения шума покидают машину.

Для изготовления выхлопной системы автомобиля чаще всего используется нержавеющая сталь. Именно этот материал позволяет продлить срок безопасной эксплуатации выпускной конструкции. В зависимости от марки и модели транспортного средства, его возраста и фирмы-изготовителя выхлопные конструкции могут отличаться наличием или отсутствием тех или иных компонентов.

С появлением инжектора (механизм для струйного впрыска топливной смеси в камеру сгорания авто) к конструкции выхлопа добавилось еще одно устройство – лямбда-зонд.

Зачем и для чего была придумана данная деталь

Она размещается в непосредственной близости с коллектором и предназначена для контроля топливо-воздушной смеси. Анализируя состав отработанных газов, лямбда-зонд определяет количество несгоревших компонентов. После чего посылает команду электронному блоку управления авто с информацией о необходимой консистенции топливной смеси и кислорода для следующей подачи.

При стабильной работе этого устройства в автомобиле сохраняется максимальный КПД и наиболее оптимальный расход топлива.

Признаки повреждения выхлопной системы

во время езды на машине появляется громкий грубый рев;
появление запаха гари в салоне автомобиля;
увеличение расхода горючего без явных причин;
нестабильная работа мотора;
частые понижения степени мощности;
завышенный уровень токсичности отработанных газов.

Заключение

Выхлопная система автомобиля, как и другие механизмы, требует к себе внимания и регулярного контроля. Поскольку если отработанные вещества в полной мере не будут выведены, забитые трубы и каналы системы потеряют способность самоочистки и могут спровоцировать загрязнение цилиндров, а затем снижение мощности мотора и в редких случаях выход из строя всех выпускных компонентов.

portalmashin.ru

Устройство и назначение выхлопной системы

Выхлопная система выполняет ряд функций и, в первую очередь, нужна для вывода горячих и токсичных газов от моторного отсека и салона. Также, она позволяет значительно уменьшить уровень шума. Кроме того, используя каталитический нейтрализатор газов, выхлопная система уменьшает выброс вредных веществ.

Из чего состоит выхлопная система?

Давайте посмотрим, по какому пути идут выхлопные газы от двигателя. Множество не сгоревших веществ остается после сгорания топливной смеси. Они находятся под большим давлением, и представляют собой газообразную форму. Температура такого газа достаточно высока. Выпускной коллектор, в основном, делают стальным, и его задача заключается в соединении нескольких выхлопных портов в один. Большая часть мощности двигателя приходится на преодоление сопротивления потоку газов, которое создает коллектор.

Поэтому предусмотрена такая вещь как паук, являющийся выпускным коллектором специальной формы. Его каналы имеют плавные изгибы, для того чтобы уменьшить сопротивление потоку газов. Такой паук настраивается под различные особенности конкретного двигателя. Путь газов после коллектора лежит через отрезок трубы, далее они попадают в катализатор. Основное назначение катализатора заключается в дожигании до конца вредных веществ. Кроме того, катализатор позволяет дополнительно снизить уровень шума.

Частенько говорят, что если удалить катализатор, то мощность двигателя повысится в разы. Однако, как показывает опыт, применив такой прием у новой машины, прибавка не наблюдается,а в будущем это скорее всего приведет к серьезным проблемам.

Далее после катализатора, газ проходит еще отрезок трубы, а затем попадает в глушитель или их систему.

Существует несколько типов глушителей, основанных на трех принципах.

Первый принцип – поглощение, который не так эффективен в подавлении рёва, однако может создать наименьшее сопротивление газам. Эти глушители являются самыми простыми, и состоят из перфорированной трубы, которая, в свою очередь, находится внутри банки, заполненной поглощающим материалом. На усовершенствованных конструкциях середину перфорированной трубы изготавливают большего диаметра. За счет этого, при попадании газов в такую трубу, происходит уменьшение их скорости, вследствие чего, начинает поглощаться больше шума.

Здесь действует второй принцип – ограничения. Так как, принцип работы достаточно простой, разработать такие глушители не составляет особого труда, в связи с низкими затратами. Этот тип глушителей является стандартным, и используется на всех автомобильных производствах.

Самым сложным глушителем является тот, который сделан по третьему принципу – отражения.

В таких глушителях часто используется и принцип поглощения. Таким образом, получаются high- perfomance глушители. Их принцип работы основан на столкновении двух волн, направленных противоположно. Вследствие чего, такие звуковые волны гасятся.

Теперь поговорим о колебаниях.

Из двигателя выхлопные газы выходят не сплошным потоком. При закрытии выпускных клапанов останавливается поток газов, при открытии – возобновляется. При увеличении количества цилиндров в двигателе, повышаются его обороты, также увеличивается частота таких колебаний. Таким образом, получается, что последовательность неких областей повышенного давления будет являться потоком газов, который пульсирует с некоторой частотой.

Для того чтобы газ мог пульсировать, его передняя часть должна находиться под более высоким давлением, средняя — практически под атмосферным давлением, а конечная часть — под более низким, стремящимся к вакууму. Такая разность давлений позволяет газу пульсировать и двигаться вперед. Для ускорения такой работы и нужны пауки. Однако при этом изменяются обороты двигателя. Следовательно, ускорять можно только в определённом диапазоне оборотов.

Запомним главное правило, что коллектор с толстыми и короткими трубками дает высокую максимальную мощность. А паук с длинными и тонкими трубками дает возможность повысить экономичность и момент на низких оборотах. Коллекторы, которые похожи на три — Y, обычно применяются для четырёхцилиндровых двигателей.

Немного о турбинах.

Турбонаддув может создавать помехи потоку газов. Он представляет собой глушитель ограниченного типа, и поэтому может снижать уровень шума. В результате чего, на выхлопную систему двигателя с наддувом не накладывается столь жёстких ограничений по поглощению шума.

Что же касается размеров труб.

Как говорилось в начале, существует обманчивое мнение, что чем больше труба, тем лучше. Однако, это далеко не так. Известно, что выхлопной газ имеет высокую температуру. И желательно, чтобы газ оставался горячим до конца выхлопной системы. Вы спросите: «Почему?» Дело в том, что при охлаждении газ увеличивает свою плотность, тем самым, он становится тяжелее. И двигателю придется затрачивать больше работы на проталкивание такого газа. Чем больше диаметр трубы, тем быстрее газ остывает, и тем менее будет пульсация газа.

Для того чтобы точно сказать какой диаметр трубы лучше, нужны соответствующие расчеты, а их, к сожалению, нет. Но, нам известны общепринятые диаметры: 7-9 см – для двигателей мощностью 250-350 л и 10 см – для более мощных двигателей.

mir-glushitelei.ru

Устройство выхлопной системы - Как это устроено и работает (агрегаты)

Неотъемлемым элементом любого автомобиля является выхлопная система, выполняющая ряд важных функций, основными среди которых являются отвод отработанных газов и уменьшение уровня шума в момент выброса этих газов в атмосферу. Каждый ответственный автомобилист хотя бы в общих чертах должен знать принцип работы выхлопной системы, чтобы иметь возможность немедленно заметить ее неисправности, если они возникнут.

Выхлопная система автомобиля представляет собой не что иное, как совокупность элементов глушителя, которые соединяются с выпускным коллектором. Среди основных функций выхлопной системы можно выделить функцию удаления горячих токсичных газов, очистку выбросов, а также уменьшение уровня шума выхлопных газов.

Работа выхлопной системы автомобиля неразрывно связана с функционированием газораспределительного механизма, точнее, с работой выпускных клапанов и коллектора. Конструктивно система выпуска отработанных газов состоит из таких элементов как приемная труба, катализатор, резонатор, глушитель, датчики или так называемый лямбда-зонд, соединительные хомуты. Иногда в выхлопную систему включают сажевый фильтр. Рассмотрим составные элементы выхлопной системы автомобиля подробнее.

Приемная труба

Данный конструктивный элемент представляется в виде изогнутой трубы, которая подсоединяется в выходу турбонагнетателя или к выпускному коллектору. Приемная труба должна быть изготовлена из специальных металлов, имеющих хорошие огнеустойчивые характеристики. Иногда приемную трубу производят из нержавеющей стали. Если двигатель автомобиля отличается повышенной мощностью, в состав выхлопной системы автомобиля может входить несколько приемных труб.

Резонатор

Резонатор — это своеобразная «банка» глушителя, в которой происходит первоначальное разделение выхлопных газов. Также резонатор призван уменьшать скорость движения выхлопа. Данный элемент конструкции выполняется из огнеупорных металлов.

Катализатор

Катализатор представляет собой специальное устройство, предназначенное для очистки выхлопных газов. Непосредственно внутри емкости располагается так называемое «тело катализатора», которое можно разделить на две составных части — керамический и металлический катализаторы. Керамический катализатор — это трехкомпонентный нейтрализатор выхлопных газов. Он состоит из проволочной сетки из нержавеющей стали, покрывающей своеобразную подушку, выполненную из специальных керамических материалов, а также теплоизоляции, представляющей собой термоустойчивый корпус, который имеет двойные стенки. В состав металлического катализатора, конструктивно схожего с керамическим, входит гофрированная фольга, покрытая платиной или палладием.

Лямбда-зонд

Специальный датчик, именуемый лямбда-зондом, представляет собой чувствительный кислородный элемент. Он устанавливается на резьбовое соединение таким образом, чтобы вплотную соприкасаться с выхлопами автомобиля.

Глушитель

Глушитель — это своеобразная металлическая емкость, имеющая несколько внутренних перегородок, предназначение которых состоит в уменьшении уровня шума, который образуется в момент выхода выхлопных газов в атмосферу.

Принцип работы выхлопной системы автомобиля

Когда открывается выпускной клапан, газы отправляются прямиком в выпускной коллектор. Если автомобиль оснащен бензиновым двигателем, то газы продолжают двигаться по приемной трубе. Если двигатель дизельный, значит, газы выходят в приемную трубу только после того, как задействуется крыльчатка турбокомпрессора. На следующем этапе выхлопы направляются в катализатор, где на поверхности активного элемента оседают вредные токсические примеси. Стоит заметить, что работа катализатора возможна только при повышенных температурах (от 250 градусов).

Контроль состава выхлопных газов возлагается на лямбда-зонд. Некоторые выхлопные системы оснащены двумя датчиками, размещенными на входе в катализатор и на выходе из него. В подобных системах соотношение воздуха и топлива в смеси отражается намного точнее. Датчики подают сигнал в систему управления впрыском, которая отвечает за регулировку подачи топлива или воздуха в цилиндры.

После того, как выхлопные газы проходят через катализатор, они «гасятся» в резонаторе, в итоге поступая в глушитель. Глушитель предназначен для того, чтобы резко изменять направление движения выхлопов, тем самым уменьшая уровень шума. После прохождения глушителя выхлопные газы выбрасываются в атмосферу.

Очень важно обратить внимание на то, что эффективность работы выхлопной системы автомобиля во многом зависит от диаметра выхлопной трубы, а также от чистоты глушителя и катализатора. Если хотя бы один из этих элементов будет давать некоторые сбои, выхлопы могут накапливаться в цилиндрах. В результате не только значительно уменьшится мощность двигателя, но и может выйти из строя вся топливная система.

off-road-way.ru

Устройство выхлопной системы | Vincast.ru

Давайте разберемся, из чего состоит это неуклюжее сочетание гнутых труб и различного вида бачков. Будет достаточно, если выхлопную систему условно поделить на четыре части.

Первая – выпускной трубопровод. Состоит из выпускного коллектора и приемного патрубка. Выполняет отвод отработанных газов из цилиндров. Первым принимает на себя всю неиспользованную для дела мощь и жар сгоревшего в цилиндрах топлива. Хорошо рассчитанный и добротно выполненный приемный патрубок вкупе с выпускным коллектором обеспечивает спокойное (ламинарное), без завихрений истечение газов, что существенно снижает аэродинамическое сопротивление системы, облегчает условия проветривания цилиндров и образования рабочей смеси. В подавляющем большинстве автомобилей серийного производства расчет сечения и длины каналов коллектора и приемного патрубка выполняется для обеспечения максимально равномерной, плавной характеристики сопротивления во всем рабочем диапазоне частот вращения. При разработке выпускных коллекторов и приемных патрубков для автоспорта ставка при расчете делается на создание в определенной зоне частот вращения минимального (резонансного) сопротивления, что позволяет двигателю развивать дополнительную мощность.

На многих автомобилях неотъемлемой частью приемного патрубка является «компенсатор колебаний». Предназначен он для того, чтобы в автомобилях с поперечным размещением двигателя нейтрализовать колебания, возникающие при старте, наборе оборотов и глушении и действующих по или против направления движения коленчатого вала. Чтобы представить себе величину воздействия этих колебаний на выхлопную систему возьмите трехметровое весло за «хватало» и поднимите «черпало» вертикально. Нелегко? А по пять-шесть раз в минуту? Вот такую нелегкую нагрузку несет на себе «компенсатор». Плюс, компенсирует температурные деформации труб. Надежность «компенсатора» гораздо ниже надежности трубопровода. Несмотря на это, изготавливается он не как съемная, легкозаменяемая деталь, а как единое целое с приемным патрубком. Располагается «компенсатор» первым от двигателя, до каталитического нейтрализатора. Выпускают два типа «компенсаторов колебаний» - сильфонный компенсатор и подпружиненный фланец. Сильфонный компенсатор - это отрезок многослойного или однослойного сильфона, флексебельной трубы (по-нашему говоря - металлорукав) или их комбинация, края которого запрессованы на втулки, которые и ввариваются в приемный патрубок. Подпружиненный фланец представляет собой сочетание выпуклой и вогнутой сферических поверхностей, прижатых друг к другу с помощью двух-трех пружин. «Компенсатор», обеспечивая герметичность, не может воспринимать внешних усилий. Поэтому, сразу за ним трубопровод подвешивают на резиновую подвеску или подушку, тем самым, снимая с него лишние нагрузки.

Вторая - каталитический нейтрализатор газов или каталитический конвертер. Состоит он из металлического корпуса и керамического или ленточного металлического реактора с ячеистой структурой. Такая структура необходима для увеличения площади контакта газов с каталитическим слоем. Что рабочая зона покрыта платиновым и палладиевым порошками, и вес этих порошков достигает 15-25 грамм, говорить не будем.

С начала 70-х годов выпускные системы ряда серийных автомобилей, в качестве дополнительной опции стали комплектоваться нейтрализаторами отработанных газов. Сегодня он должен входить в состав базовой комплектации всех автомобилей, включая дизельные. Конструктивно нейтрализатор должен находиться как можно ближе к двигателю, так как чем горячее реактор, тем лучше в нем происходят процессы окисления СО, СН и NO с кислородом или между собой (эффективно начинает работать при температуре 250º С). Решиться соединить приемный патрубок и нейтрализатор в одну неразборную деталь могут позволить себе конструкторы только дорогих марок автомобилей. Все остальные делают его съемным. Каталитический нейтрализатор вещь дорогая и нежная, боится ударов и перегрева. Зону реактора от механического разрушения и коррозии защищает корпус из толстой (не менее 2 мм) легированной стали и защитные кожухи. От перегрева и выгорания спасает λ-зонд (лямбда-зонд), который реагирует на наличие свободного кислорода в отработанных газах . На основании сигнала от λ-зонда контроллер дает команду об уменьшении или увеличении подачи топлива или угла опережения зажигания. Выход из строя λ-зонда чреват тем, что несгоревшее в цилиндре топливо догорает в коллекторе, приемном патрубке и на поверхности реактора.

Третья и четвертая части – глушители, немного разнятся по конструкции, но выполняют одинаковую функцию – снижают уровень шума. Третья (предпоследняя) часть называется дополнительным глушителем или резонатором, а четвертая (последняя) основным глушителем.

По типу действия глушители делятся на активные и реактивные. В глушителях активного типа звуковая энергия поглощается звукопоглощающим материалом. Эффективность таких глушителей высокая, а конструкция простая. Недостаток – закоксовывание звукопоглощающего материала. Реактивные могут быть трех видов: с резонаторными, расширительными и комбинированными камерами. Чаще встречаются сложные комбинированные глушители с последовательным и параллельным включением резонаторных и расширительных камер, поворотами потоков и включением активных элементов.

В дополнительных глушителях используют схему с резонаторной камерой и параллельным включением активного материала, что позволяет эффективно снижать уровень высокочастотных шумов. Устроен он просто – перфорированная труба, заключенная в герметичный корпус, пространство между трубой и корпусом заполняют звукопоглощающим материалом.

Основные глушители больше по размеру, чем дополнительные и в них применяются все, вышеперечисленные способы снижения шума. В его задачу входит снизить уровень оставшихся низко и среднечастотных шумов. Конструкции глушителей постоянно усложняются, вызвано это необходимостью увеличивать эффективность и снижать габариты.

К глушителям шума с последовательным включением звукопоглощающего материала и расширительной камерой можно отнести каталитические нейтрализаторы современных конструкций.

Источник:

www.silenser.com.ua

www.vincast.ru

Глушитель автомобиля – устройство, функции, из чего состоит

Еще недавно выхлопная система служила для отвода отработанных газов и снижения уровня шума во время езды. Она воспринималась как вспомогательная и не столь важная, как другие агрегаты. Сейчас устройство глушителя автомобиля играет гораздо большую роль, чем раньше. В первую очередь – повышение эффективной работы двигателя.

Схема глушителя простым языком

Выхлопная система автомобиля

Выхлопная система с каждой новой моделью авто усложняется и более сильно влияет на характеристики машины. Но, принципиальной разницы в конструкции глушителя пока не существует.

Традиционный глушитель автомобиля можно разделить на четыре части:

приемную трубу,
катализатор,
резонатор,
заднюю часть, собственно – глушитель.

Приемная труба играет промежуточную роль, отводя газы из выпускного коллектора в катализатор. На ней может быть установлен виброкомпенсатор, в народе называемый «гофрой», который принимает на себя вибрацию двигателя и не дает ей передаваться на выхлопную систему.

После приемной трубы расположен катализатор, в котором дожигаются несгоревшие остатки бензина, а окись углерода переходит в менее вредную фазу. Этот элемент системы представляет бачок, внутри которого находятся керамический или металлический элемент, выполненный в виде сот. Проходя через них выхлопные газы преобразуются за счет химической реакции.

За катализатором расположены резонатор и, собственно, глушитель. Они имеют различную внутреннюю конструкцию и снимают шум не только за счет того что гасят его, но и за счет сглаживания тактов работы двигателя. Резонатор по своей структуре прост, он представляет бачок с перфорированной трубой, ну, а устройство глушителя гораздо сложнее. Именно он выполняет основную функцию по снижению уровня шума выходящих выхлопных газов.

Как устроен глушитель и как он работает?

Все описанное выше – только основные положения. Из чего состоит глушитель зависит от многих факторов, а именно: от марки автомобиля, модели, его объема и типа двигателя, а также от производителя – не всегда вторичные производители придерживаются оригинальной геометрии. При проектировании внутренней начинки глушителя используются стандартные приемы – обустройство перфорированных патрубков, перегородок и набивка жаростойкой ватой.

Принцип работы глушителя прост – он призван замедлить поток газов, чтобы сгладить отдельные такты работы двигателя. Нет каких-либо определенных стандартов по его внутреннему строению, поэтому каждый производитель ищет свои решения. Любой глушитель в разрезе может отличаться от аналогичной детали других производителей.

Немалую роль играет то, как спроектирована выхлопная система автомобиля. Например, если объем резонатора невелик, он не сможет в достаточной мере сглаживать поток выхлопных газов. Соответственно, большая нагрузка приходится на глушитель, он должен иметь немалый объем и соответствующее строение. Глушитель в разрезе напоминает нагромождение трубок с перфорацией и перегородок, но в нем все спроектировано таким образом, чтобы максимально эффективно использовать его объем.

Через отверстия в трубках нагретые газы быстро расширяются и заполняют пространство бачка глушителя, а перегородки отражают их в обратном направлении, чтобы сгладить неравномерность поступления выхлопных газов. Жаропрочная минеральная вата сдерживает ударные волны газов, предохраняя стенки бачка, чтобы избежать лишних шумов.

Почему изнашивается глушитель автомобиля?

Основная причина, по которой глушитель приходит в негодность – прогар сварочных швов. Устройство автомобильного глушителя таково, что в местах соединения и крепления трубок и перегородок, используется обычная сварка, которая более подвержена влиянию температуры и влаги (особенно это касается автомобилей, работающих на бензине).

Она и является слабым местом любого глушителя. Когда на шве появляется небольшая трещинка, она начинает увеличиваться за счет вибрации выхлопной системы, неизбежной при езде. Как результат – трубки обрываются, перегородки отделяются от стенок, и появляется нежелательный шум.

Но есть и вторая причина, по которой глушитель может работать громко – выгорание минеральной ваты. Выхлопные системы дешевых производителей грешат тем, что в них используется некачественная минеральная вата. Она выгорает, волокна разрушаются и их частички выходят с потоком выхлопных газов. Как результат – появление нежелательного шума, который будет все громче с каждым новым километром пробега.

Как мы видим, глушитель это не просто металлическая «банка», подвешенная под днищем автомобиля, равно как и вся выхлопная система, частью которой он является. Его устройство рассчитывается профессионалами, чтобы обеспечить максимально: устойчивую работу двигателя авто и комфортную езду. Качественный глушитель по определению не может быть дешевым, это полноценная деталь автомобиля, которая подлежит периодической замене.

cartore.ru