Выхлопная система: устройство и функции

Зачем используются резонаторы

Выхлопная система автомобиля: схема устройства, возможные неисправности и методы диагностики Теперь более конкретно относительно того, для чего нужны резонаторы в автомобилях. Уже название даёт понять, что этот элемент отвечает за резонирование шума или звуковых потоков, которые образуются в процессе работы мотора.

Если говорить простым языком о том, зачем резонатор в выхлопной системе, то это гаситель звуковых колебаний в момент, когда выхлопные газы выходят из камеры сгорания. Но это далеко не все функциональные возможности компонента. На деле резонаторы выполняют одновременно несколько задач, хотя основной считается именно резонирование, либо гашение звуков. Преимущественно низкочастотных.

Специалисты утверждают, что резонатор в конструкции выхлопной системы служит не только для отвода газа и снижения уровня шума. Ещё один момент, для чего служит устройство, заключается в повышении полезной мощности силовой установки. Не зря спортивные автомобили подвергаются специальным доработкам, где стандартный резонатор меняется на более эффективный вариант. В таких случаях размещение элемента происходит непосредственно за прямотоком.


Прямоточная система выхлопа

Крайне важной функциональной особенностью резонатора является его способность снижать температуру выходящих выхлопных газов. Тем самым заметно продлевается срок службы всей системы и глушителя в частности

Как дополнение можно отметить факт снижения уровня вредных выбросов за счёт участия резонаторов в работе выхлопной автомобильной системы.

Учитывая функции и назначение этого элемента, возникают вопросы касательно того, можно ли убрать из автомобиля резонатор, что произойдёт и какие последствия возможны. Некоторые считают удаление такого элемента глупостью. Но есть далеко не один такой водитель, который убирал конструкцию.

Для ответа на этот вопрос следует учесть, что будет при эксплуатации автомобиля без резонатора. Произойдёт следующее:

  • значительно усилится звук работы выхлопной системы. Иногда он превышает все допустимые нормы, становится крайне неприятным и шумным. Во многом уровень шумности зависит от мощности двигателя и его оборотов;
  • особенно заметным повышение шумности будет при низкочастотном диапазоне. Именно гашением низких звуков занимается резонатор;
  • повысится температура выходящего выхлопного газа, который проходит через глушитель автомобиля. Это существенно снижает срок его службы. В скором времени глушитель придётся менять;
  • нарушится штатное распределение ударных волн в газовой среде. Параллельно поменяются зоны разряжения. Всё это ведёт к заметным потерям двигателя по мощности;
  • настройки по расходу топлива также нарушатся. Это приведёт к увеличению потребления горючего.

Полностью отказаться от использования резонатора можно только в определённых ситуациях, когда проводится комплексный тюнинг выхлопной системы с установкой дополнительных элементов и специальной настройкой. Если просто вынуть из выхлопа резонатор, и продолжить эксплуатировать автомобиль в таком состоянии, ничего кроме повышенного шума и ускоренного износа со всеми вытекающими последствиями это не даст.

Сажевый фильтр

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

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

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.


Ремонту гофра не подлежит. Ее меняют либо вваривают кусок новой трубы на ее место. Как показывает практика, уровень шума практически не увеличивается после такого ремонта. Главное – достичь максимальной герметичности в уплотнительных элементах. Ведь прогоревшая прокладка может стать серьезной причиной ухудшения ходовых характеристик автомобиля.

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

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.

Тюнинг выхлопной системы своими руками

Прежде, чем мы начнём рассуждать о том, что такое и для чего нужен тюнинг выхлопной системы автомобиля, давайте вкратце вспомним немного теории о выхлопной системе автомобиля. Для чего она служит и из чего состоит.

Задачи выхлопной системы

Итак, выхлопная система конвейерного автомобиля предназначена для отвода отработанных газов из выпускного коллектора, кроме того она выполняет задачу глушения звука работающего двигателя, и немаловажный сегодня вопрос – обеспечивает экологическую чистоту выходящих продуктов сгорания.

Именно последний пункт очень важен для того, чтобы вы учли его, когда будете выполнять тюнинг выхлопной системы своими руками. Иначе могут возникнуть проблемы при прохождении государственного техосмотра.

Устройство выхлопной системы

 Выпускной коллектор. Независимо от его конструкци

  • Выпускной коллектор. Независимо от его конструкции, играет роль сборщика выхлопных газов и дальнейшего их вывода в трубу.

  • Нейтрализатор или каталитический конвертер. Снижает токсичность газов путем «дожига» угарного газа и углеводородов.

  • Глушитель. Снижает шум при выходе в атмосферу выхлопных газов. Устроен глушитель таким образом, что гасит скорость выхлопных газов, и соответственно шум на выходе.

Именно этот вопрос вы должны задать себе самому, прежде чем решите провести тюнинг выхлопной системы собственными руками. Например, в тот момент, когда вы решили провести ремонт или замену выхлопной системы, вас может посетить мысль попутно сделать её тюнинг.

Так вот тюнинг выхлопной системы можно условно разделить на следующие виды. Назовем их по простому, народными названиями.

  • Аудио – тюнинг – это когда ваша выхлопная система издаёт «бурчаще — рыкающий», приятный вашему слуху звук, характеризующий мощь двигателя. Здесь вам понадобится замена нейтрализатора на пламегаситель и установка прямоточного глушителя.

  • Видео – тюнинг может быть в виде красивых и необычных насадок на глушитель, так называемый «хвост». Хорош тем, что практически не требует вмешательства в конструкцию и обходится малыми финансовыми вложениями. Или вы можете удивить девушек так называемым «языком дракона». Т.е выбросом пламени из выхлопной трубы. Этот вид тюнинга выхлопной системы потребует вмешательства в конструкцию и…всё. Эффект от него только лишь во время стоянки, т.е. без движения.

  • Технический тюнинг выхлопной системы – это уже серьезное желание увеличения мощности автомобиля от 10 до 15%. Но и в этом варианте есть недостаток – увеличение потребления топлива. Но вы решили сделать тюнинг выхлопной системы, значит всё взвесили, и знаете зачем он вам нужен.

Как сделать тюнинг выхлопной системы своими руками

В этом случае вам понадобится полностью произвести замену стандартной выхлопной системы на прямоточную. В принципе, её можно выполнить своими руками в гараже, если вы обладаете мастерством и оборудованием в виде сварки, трубогиба и «болгарки.

Но, помимо оборудования и умения, для технического

Но, помимо оборудования и умения, для технического тюнинга выхлопной системы своими руками, понадобится её точный расчет: соответствие технических характеристик вашего авто, типу прямоточного глушителя, его диаметру и материалу изготовления. Здесь важна каждая мелочь. Чтобы в итоге, мощность вашего авто, наоборот, не стала меньше.

Поэтому, тюнинг выхлопной системы своими руками пр

Поэтому, тюнинг выхлопной системы своими руками проще, но дороже, сделать, приобретя фирменную прямоточную выхлопную систему соответствующую параметрам и конструкции вашего автомобиля. А её монтаж уже не составит трудности провести самостоятельно, имея под рукой яму или подъемник и инструменты.

И всё же, прежде, чем приступать к тюнингу выхлопной системы своего автомобиля, задайте себе вопрос, — для чего? И, уже исходя из ответа, принимайте решение, какой вид тюнинга выбрать.

Удачи вам, любители своего автомобиля.

Удачи вам, любители своего автомобиля.

  • Андрей
  • Распечатать

Выхлопные газы


Основные загрязнители:

  1. СО (он же – оксид углерода, или угарный газ) не имеет цвета и запаха, однако приводит к патологии ЦНС, угнетению сердечно-сосудистой и дыхательной системы, и в концентрации 0,3% от объема воздуха приводит к летальному исходу. Возникает он в результате неполного сгорания топлива.
  2. СН (углеводороды) – обширная группа соединений с общей структурой, которые возникают при неполном или недостаточно быстром сгорании топлива. К ним относятся парафин, олефин, альдегид, формальдегид, бензол, толуол, ксилол и прочие полициклические соединения. Эти мутагены и канцерогены разрушают органы дыхания и способствуют росту и развитию раковых клеток, в том числе рака крови – лейкемии.
  3. NОх (окислы азота) – основная причина возникновения кислотных дождей, так как при соединении с водой образуются азотная и азотистая кислоты. Это один из серьезных канцерогенов, вызывающих раковые опухоли. Ядовитый газ разрушает органы дыхания и накапливается в крови. Образуется в момент сгорания топлива.
  4. SОх (оксиды серы) аналогично предыдущему химическому элементу. При контакте с водой образуют серную и сернистую кислоты. В состоянии газа вызывает патологию органов зрения и дыхания.
  5. Н2S (сероводород) — вызывает общее отравление организма, возникает при использовании низкокачественного топлива с высоким содержанием серы.
  6. NH3 – аммиак – вызывает слепоту и ожоги верхних дыхательных путей.
  7. Частицы сажи – продукт неполного сгорания топлива и масла. В основном, проблема возникновения канцерогена характерна для дизельных двигателей.
  8. Мелкодисперсные частицы пыли углеводорода, серы, тяжелых металлов менее опасны, так как способны отфильтровываться непосредственно организмом.
  9. Дым синего или белого цвета – продукт испарения масла дизельных двигателей.
  10. СО2 – углекислый газ – вызывает угнетение ЦНС, сердечно-сосудистой системы и органов дыхания, при содержании в атмосфере 6% от общего объема воздуха приводит к летальному исходу.
  11. Прочие, незначительные, но не менее опасные составляющие выхлопных газов : метан, закись азота, фторуглеводород, гексафторид серы.

Катализатор выхлопной системы

Каталитический нейтрализатор (катализатор) обеспечивает снижение токсичности продуктов выхлопа. Это реализуется путём преобразования токсичных газов и в безвредные в  результате восстановления окислов азота, в процессе которого появляется кислород. В свою очередь кислород используется в качестве катализатора для сгорания угарного газа и углеводородов. В зависимости от принципа работы нейтрализаторы могут восстанавливающими или окислительными. В том и другом случае катализатор представляет собой неразборную керамическую конструкцию в виде сот, защищённых специальным покрытием из огнеупорного платиноиридиевого сплава.

Надёжная и прочная конструкция современных катализ

Надёжная и прочная конструкция современных катализаторов рассчитана на эффективную работу при пробеге в пределах 150 тысяч километров. Основными причинами преждевременного выхода из строя катализатора могут быть разрушение или повреждение блока-носителя в результате коррозии, загрязнения или оплавления. Оплавиться нейтрализатор может в случае, когда внутри его конструкции происходит догорание определённого количества горючей смеси из-за её неполного сгорания в КС в результате неисправностей в системах подачи топлива и зажигания.

Ремонт глушителя автомобиля

Как правило ремонт глушителя автомобиля хендай санта фе или любого другого авто сводится к заварке прогнивших дыр в основном глушителе, переваривать внутренние части как правило берутся только лютые энтузиасты. Да и смысла переварки внутренностей на старом глушителе как такового и нет. Потому как метал уже от звука и температур устал и стал так сказать сыпучим и трухлявым, потому проще купить новый глушитель. Но, а там каждый смотрит, конечно, по своим финансовым возможностям и настроению души.

Вот еще одно фото схема глушителя автомобиля так сказать для полноты понимания, тут хорошо видны два типа глушителя обычный глушитель и прямоточный глушитель, как вы понимаете в прямоточном из за его устройства звук будет намного громче, так как в нем отсутствуют гасительные камеры для звука

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.


Кроме этого, в устройстве имеется слой теплоизоляции с двойными стенками. Почему катализатор так дорого стоит? Помимо керамики, здесь используются дорогостоящие материалы — палладий или платина. Именно эти составляющие преобразуют вредные газы в водород и безопасные пары. Ввиду этого минимальная стоимость нового нейтрализатора составляет 40 тысяч рублей.

Конструкция системы выпуска


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

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

Как типичная выхлопная система построена в среднем двухлетнем дизеле?

  • Выпускной коллектор — собирает выхлопные газы из цилиндров и направляет их в одну выхлопную трубу
  • Короткая труба, соединяющая выпускной коллектор с катализатором
  • Первый лямбда-зонд — это датчик процентного содержания воздуха в выхлопных газах, подключенный к компьютеру, контролирующему работу двигателя
  • Катализатор окисления — его задача — максимально уменьшить количество оксидов углерода, углеводородов и твердых частиц.
  • Сажевый фильтр — сухой DPF или влажный FAP, его задача — нейтрализовать сажу и пепел, то есть так называемые твердые частицы. Фильтр оснащен контроллером и дополнительными датчиками (например, перепадом давления). Фильтр FAP дополнительно оснащен инжектором для каталитической жидкости, а также контейнером для жидкости, установленным под автомобилем или в зоне багажника.
  • Второй лямбда-зонд — так называемый корректив
  • Выхлопная труба, соединяющая катализатор со средним глушителем
  • Средний глушитель — предназначен для подавления шума выхлопных газов
  • Выхлопная труба, соединяющая средний глушитель с последним глушителем
  • Конечный глушитель
  • Выхлопная труба, которая выпускает выхлопные газы из последнего глушителя в атмосферу

В автомобилях, соответствующих стандарту Euro 6, используется дополнительная система селективного каталитического восстановления SCR (в автомобилях, соответствующих стандарту Euro 6), установленная за сажевым фильтром. Она состоит из корпуса, смесителя, инжектора и резервуара AdBlue (обычно вокруг чехла). Кроме того, у нее есть собственный контроллер и ряд датчиков (температура, оксиды азота и т. Д.). Ее задачей является превращение токсичных оксидов азота в безвредные — кислород и азот.

Клапан рециркуляции отработавших газов EGR является распространенным элементом для абсцессов и нефтяного газа. Он монтируется под капотом двигателя. Проще говоря, это трубка с электромагнитным клапаном, соединяющая впускную и выпускную системы. Клапан управляется компьютером двигателя. При благоприятных условиях часть отработанного газа возвращается в систему впуска и цилиндры. Для чего? Они играют роль наполнителя вместо кислорода, а также снижают температуру сгорания. Следовательно, они уменьшают количество токсичных оксидов азота.

Выхлопные трубы изготовлены из стали, устойчивы к высоким температурам и давлению. Форма труб зависит от дизайна автомобиля.

Несколько типов глушителей также используются. Это, например,

  • Абсорбционные глушители — чаще всего внутри глушителя имеется перфорированная труба и глушитель
  • Отражающие глушители — используйте отражение звуковых волн, чтобы подавить их, используя камеры отражения и поглощения

Все детали системы выпуска должны быть герметичными. Вся выхлопная система смонтирована на резиновых и металлических крючках. Если бы он был жестко прикреплен, он передавал бы вибрации двигателя на корпус. Кроме того, используются металлические теплозащитные экраны.

Типичные неисправности выхлопной системы

Гофр

Гофр является важным элементом, без которого не обходятся выхлопные системы. Он обеспечивает компенсацию вибрации и колебаний, которые возникают между компонентами конструкции выхлопа. Отработанные газы поступают из двигателя не равномерно. При открытии выпускных клапанов создаётся мощный поток, а при закрытии он прекращается. Чем больше количество цилиндров, тем выше частота колебаний.