Строение выхлопной системы автомобиля

Содержание

• Из чего состоит выхлопная система автомобиля?
• Назначение выхлопной системы
• Из чего состоит выхлопная система авто
• Содержание
• Глушители легковых автомобилей [ править | править код ]
  • Применяемые материалы и условия работы [ править | править код ]
• Глушитель мотоцикла [ править | править код ]
• Оружейный глушитель [ править | править код ]
• Глушение звука в помещениях [ править | править код ]
• Глушитель трактора [ править | править код ]
• Автотюнинг и спорт [ править | править код ]
• Система выпуска маломощных ДВС [ править | править код ]
• Влияние турбонаддува на глушитель [ править | править код ]
• Назначение
• Устройство
• Приемная труба
• Резонатор
• Катализатор
• Сажевый фильтр
• Лямбда-зонд
• Глушитель
• Уплотнительные элементы
• Неисправности системы выхлопа
• О гофре
• Заключение
  • Рекомендуем посмотреть:

Из чего состоит выхлопная система автомобиля?

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

Назначение выхлопной системы

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

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

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

Из чего состоит выхлопная система авто

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

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

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

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

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

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.

Наиболее известны и распространены глушители шума выпуска двигателей внутреннего сгорания, в частности автомобильные глушители. Глушители выхлопа автомобильных двигателей были придуманы американским изобретателем Мильтоном Ривзом (англ.) русск. в 1897 году [1] .

Содержание

Глушители легковых автомобилей [ править | править код ]

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.

• (или, опционально) 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).

Читайте также:  Смешивание 92 и 95 бензина

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).

Применяемые материалы и условия работы [ править | править код ]

На двигателях сравнительно небольшой мощности (примерно до 100 кВт) применяют приёмные трубы из жаропрочной стали, на более мощных двигателях используют выпускной коллектор — литьё из чугуна.

Автомобильные глушители (а также трубы и резонаторы) производятся из:

Из нержавеющей стали (практически отсутствуют в продаже из-за большой стоимости и длительного срока изготовления на заказ). Производятся для наиболее популярных марок автомобилей. Срок службы — не менее 10-15 лет.

Из алюминизированной стали (то есть стали, покрытой алюминием [2] ; наиболее распространены на отечественном и европейском рынке; срок службы таких глушителей 3-6 лет);

Из обычной (чёрной) стали без покрытия. Срок службы от 6 месяцев до 2 лет.

Элементы выпускной системы работают при очень высокой температуре — сотни градусов, поэтому обычные антикоррозионные покрытия (краска, мастика) могут защитить металл лишь при хранении и транспортировке, после установки они обгорают.

С наружной стороны (выпускная система монтируется под днищем кузова) на металл глушителя попадает много грязи и воды, однако здесь основное влияние не коррозии (от температуры вода быстро испаряется), а тепловых ударов, которые постепенно ослабляют металл. Для защиты от этого выпускную систему располагают ближе к центральной оси кузова и, по возможности, в нишах днища.

С внутренней стороны, на глушитель действует раскалённый пульсирующий поток газов, что само по себе вызывает старение и эрозию металла. Кроме того, на холостом ходу и прогреве двигателя газы в трубах успевают охладиться ниже точки росы, что приводит к выпадению конденсата в глушителе (если поездки короткие, он может быть там постоянно), и соответственно — коррозии изнутри.

Эти неблагоприятные факторы и определяют сравнительно короткий срок службы выпускной системы в легковых автомобилях. Повреждение («прогар», «прогорание глушителя») может быть внутренним (увеличивается шум) и внешним (небольшое сквозное отверстие, через которое с характерным цокотом выходят газы).

Глушитель мотоцикла [ править | править код ]

Мотоциклетные глушители размещаются в нижней, боковой частях мотоцикла либо в подседельном пространстве и имеют вытянутую форму, что связано с необходимостью уместить глушитель в габарите транспортного средства. Выхлоп направляется назад с небольшим отклонением вниз и в сторону от мотоцикла, мопеда, скутера. В связи с высокой температурой глушителя в местах его возможного соприкосновения с ногами устанавливаются защитно-декоративные накладки.

Глушители мототехники с двухтактным двигателем отличаются от глушителей мототехники с четырёхтактным двигателем тем, что такие глушители помимо гасящей коробки оснащаются резонатором интегрированным в единый корпус с гасящей коробкой. Резонатор начинается практически сразу после выпускного коллектора и выглядит как длинный расширяющийся конус завершающийся коротким сужающимся конусом.

Читайте также:  Как определить угол опережения зажигания

Оружейный глушитель [ править | править код ]

Глушение звука в помещениях [ править | править код ]

В больших помещениях за счёт реверберации звук может очень сильно искажаться. Для предотвращения этого явления используются конструктивные архитектурные решения:

устанавливаются фальшпотолки и облицовка из звукопоглощающих панелей;

на стенах и потолке формируется рассеивающий и поглощающий рельеф, резонаторные полости.

Глушитель трактора [ править | править код ]

Автотюнинг и спорт [ править | править код ]

В сфере автоспорта глушителям уделяют серьезное внимание в рамках подготовки автомобилей. Как правило, альтернативные глушители отличаются от штатных большей пропускной способностью, что облегчает и ускоряет вывод выхлопных газов из системы [3] . В свою очередь, звук выхлопа в этом случае становится заметно громче, поскольку в угоду прямотоку нивелируется значение резонатора и нет пластин, которые обуславливают наложение звуковых волн.

Система выпуска маломощных ДВС [ править | править код ]

Состоит из приёмной трубы (патрубка, коллектора) и глушителя. Приёмная труба выполняет две основные функции: 1) обеспечивает относительно беспрепятственный выход газов в течение такта выпуска и 2) позволяет отделить глушитель от цилиндра и расположить его в удобном месте. Глушитель при этом, как правило, небольших размеров и крепится только к приёмной трубе (либо ещё одной точке опоры — мотоциклы, мотоблоки).

В особо малых моторах (бензопилы, мотокосы) глушитель крепится непосредственно к цилиндру.

В лодочных моторах иногда применяется выпуск отработанных газов в воду.

Несовершенство глушителей (из-за требований малых размеров или экономии) на маломощной технике является основной причиной её повышенной шумности.

Влияние турбонаддува на глушитель [ править | править код ]

Так как турбина поглощает значительную часть энергии отработавших газов, применение турбонаддува позволяет уменьшить размер глушителя (на тракторах даже исключить его совсем)

В конструкции автомобиля используется множество систем – охлаждающая, масляная, система впрыска и так далее. Но мало кто уделяет внимание выхлопной. А ведь это не менее важная составляющая любого автомобиля. С годами конструкция данной системы совершенствуется. О том, из чего состоит выхлопная система автомобиля и как она работает, мы поговорим в нашей сегодняшней статье.

Назначение

Как известно, в двигателе при работе происходит воспламенение смеси. Это возгорание сопровождается характерным звуком. При взрыве образуется колоссальная толкательная энергия. Она настолько велика, что способна поднять поршень в верхнюю мёртвую точку. В последнем такте работы происходит выпуск газов. Они под давлением выходят в атмосферу. Но для чего же нужна система выхлопа? Она служит для гашения звуковых колебаний. Ведь без нее работа даже самого технологичного мотора была бы громкой и невыносимой.

Таким образом, система выхлопа выполняет следующие функции:

• Вывод из цилиндров двигателя продуктов горения.
• Снижение уровня токсичности газов.
• Исключение попадания продуктов горения в салон автомобиля.

Устройство

Данная система объединяет в себе несколько составляющих. Кроме того, она непосредственно связана с работой ГРМ. Итак, классическая система выхлопа ВАЗа состоит из:

• Приемной трубы.
• Катализатора.
• Резонатора.
• Глушителя.
• Различных крепежных и уплотнительных элементов.
• Кислородного датчика.

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.

Читайте также:  Как снять поддон на ларгусе

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.

Глушитель

Это самый последний элемент в системе. Глушители бывают двух типов:

Первые устанавливаются на все гражданские автомобили. Конструкция такого глушителя предполагает наличие нескольких металлических перегородок. Также в корпусе имеется перфорированная труба, по которой газы направляются от одной перегородки к другой. По такой схеме производится наибольшее уменьшение уровня шума и вибраций. Заводской глушитель изготавливается из огнеупорного металла. Однако практика показывает, что срок службы его на порядок меньше, чем у спортивных. Виной тому является отсутствие никелированной поверхности и слишком тонкий металл внутренностей.

Что касается спортивных глушителей, они имеют более простую конструкцию. Это прямая труба с перфорацией, имеющая расширение в середине и заполненная стекловатой. Выхлопные трубы глушителя такого типа очень большие. Как правило, на прямотоках диаметр выхлопного отверстия в полтора-два раза выше, чем у стандартных. Благодаря этому производится быстрый отвод газов и хорошая «вытяжка».

Уплотнительные элементы

Итак, мы перечислили основные составляющие выхлопной системы и их конструкцию. Однако мы не рассказали о том, как они соединяются друг с другом. Крепеж производится на болтах и хомутах. Приемная труба соединяется с выпускным коллектором и резонатором на двух прокладках. В зависимости от типа автомобиля, прокладка может изготавливаться из прессованной рифленой фольги либо сплошного металла. Дополнительно может использоваться шайба. Что касается самого глушителя, он соединяется с резонатором благодаря хомуту, внахлест. На некоторых машинах может использоваться кольцо (например, на отечественной «восьмерке»). Для лучшего уплотнения специалисты рекомендуют использовать термостойкий герметик (до 1100 градусов). Он отлично уплотняет все зазоры и не дает газам под давлением вырваться наружу раньше времени.

Неисправности системы выхлопа

Основной симптом – характерный звук отвода газов. Машина начинает «орать», в салоне появляется неприятный запах бензина или дизеля. Также автомобиль перестает нормально ехать. А если прогорела прокладка выпускного коллектора, на панели приборов загорится «Чек». Он сигнализирует о неправильной работе кислородного датчика. Наряду с этим увеличивается и расход топлива (поскольку система не может точно дозировать горючее, как раньше). Выход из ситуации – замена прокладки выпускного коллектора. Также осматривают состояние самих труб. Если они начинают гнить или имеются трещины в местах соединения, требуется ремонт системы выхлопа. Гниль вырезается болгаркой и наваривается новый лист металла. Но как показывает практика, более практичным и быстрым способом является замена устаревшего элемента на новый. Помните, что глушитель – это расходный материал. Через 2-3 года он подлежит замене. То же самое касается и других элементов, но их ресурс немного больше. Например, «штаны» прогорают после пяти лет эксплуатации.

О гофре

Система выхлопа (прямоточная в том числе) может иметь в составе и гофру. Она является дополнительным демпфирующим элементом. Благодаря ей снижается нагрузка на остальные детали системы выхлопа. Звук выхода газов становится тише. Но стоит отметить, что гофра в системе выхлопа – самый низкорасположенный элемент. Ввиду этого, владельцы часто повреждают его.

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.