При работе двигателя автомобиля образуются продукты сгорания, которые имеют высокую температуру и достаточно токсичны. Для их охлаждения и вывода из цилиндров, а также для снижения уровня загрязнения окружающей среды в конструкции автомобиля предусмотрена выхлопная система. Еще одна функция этой системы — снижение шума двигателя. Выхлопная система состоит из ряда компонентов, каждый из которых выполняет определенную функцию.
Устройство выхлопной системы
Основная функция выхлопной системы — эффективно выводить выхлопные газы из цилиндров двигателя, снижать их токсичность и уровень шума. Знание того, из чего сделана выхлопная система автомобиля, может помочь вам лучше понять, как она работает и что вызывает потенциальные проблемы. Конструкция стандартной выхлопной системы зависит от типа используемого топлива, а также от применяемых экологических стандартов. Выхлопная система может состоять из следующих компонентов:
- Выпускной коллектор — выполняет функцию отвода газа и охлаждения (продувки) цилиндров двигателя. Он изготовлен из жаропрочных материалов, так как средняя температура выхлопных газов составляет от 700 ° C до 1000 ° C.
- Приемная труба представляет собой трубу сложной формы с фланцами для крепления к коллектору или к турбокомпрессору.
- Каталитический нейтрализатор (устанавливается в бензиновых двигателях экологического стандарта Евро-2 и выше) — удаляет из отработавших газов наиболее вредные компоненты CH, NOx, CO, превращая их в водяной пар, углекислый газ и азот.
- Пламегаситель — устанавливается в выхлопных системах автомобилей вместо катализатора или сажевого фильтра (как бюджетная замена). Он предназначен для снижения энергии и температуры газового потока, выходящего из выпускного коллектора. В отличие от катализатора, он не снижает количество токсичных компонентов в выхлопных газах, а только снижает нагрузку на глушители.
- Лямбда-зонд — используется для контроля уровня кислорода в выхлопных газах. В системе может быть один или два кислородных датчика. На современных (рядных) двигателях с катализатором установлено 2 датчика.
- Сажевый фильтр (обязательная часть выхлопной системы дизельного двигателя) — удаляет сажу из выхлопных газов. Он может сочетать в себе функции катализатора.
- Резонатор (предглушитель) и главный глушитель — снижают шум выхлопа.
- Трубопроводы — соединяют различные части выхлопной системы автомобиля в одну систему.
Как работает выпускная система
В классическом варианте для бензиновых двигателей выхлопная система автомобиля работает следующим образом:
- Выпускные клапана двигателя открываются и выхлопные газы с остатками не сгоревшие топлива выводятся из цилиндров.
- Газы из каждого цилиндра попадают в выпускной коллектор, где они объединяются в единый поток.
- Через приемную трубу выхлопные газы из выпускного коллектора проходят через первый лямбда-зонд (датчик кислорода), который регистрирует количество кислорода в выхлопе. На основе этих данных электронный блок управления регулирует расход топлива и соотношение воздух-топливо.
- Затем газы попадают в катализатор, где вступают в химическую реакцию с окисляющими металлами (платина, палладий) и восстанавливающим металлом (родием). В этом случае рабочая температура газов должна быть не ниже 300 ° С.
- На выходе из катализатора газы проходят через второй лямбда-зонд, который позволяет оценить состояние каталитического нейтрализатора.
- Потом очищенные выхлопные газы попадают в резонатор, а затем в глушитель, где выхлопные потоки преобразуются (сужаются, расширяются, перенаправляются, поглощаются), что снижает уровень шума.
- Выхлопные газы из главного глушителя уже выбрасываются в атмосферу.
Выхлопная система дизельного двигателя имеет некоторые особенности:
- Выхлопные газы, выходя из цилиндров, попадают в выпускной коллектор. Температура выхлопных газов дизельного двигателя колеблется от 500 до 700 ° C.
- Затем они попадают в турбокомпрессор, который производит наддув.
- Выхлопные газы проходят через датчик кислорода и попадают в сажевый фильтр, где удаляются вредные компоненты.
- Наконец, выхлоп проходит через глушитель автомобиля и выходит в атмосферу.
Развитие выхлопной системы неразрывно связано с ужесточением экологических стандартов эксплуатации автомобилей. Например, с категории Евро-3 установка катализатора и сажевого фильтра для бензиновых и дизельных двигателей обязательна, а их замена на пламегаситель считается нарушением закон.
