Система выпуска ДВС

Назначение и общее описание выхлопной системы

Суть явлений, происходящих внутри ДВС, можно кратко охарактеризовать одним словом – взрыв. Все это сопровождается сопутствующими эффектами – звуковой волной и продуктами сгорания. Вот для минимизации подобных вторичных явлений работы ДВС и служит выхлопная система автомобиля. По сути дела, она решает следующие задачи:

вывод продуктов горения из цилиндров двигателя;
снижение шума от работы мотора;
снижение в отработанных газах токсичных веществ;
вывод за пределы автомобиля и исключение попадания в салон токсичных газов.

При всей своей внешней простоте система отвода выхлопных газов, установленная на автомобиле, является достаточно сложным устройством, а не просто набором труб и каких-то непонятного назначения цилиндров. Исторически получилось так, что первоначальной задачей выхлопной системы был отвод отработанных газов и снижение шума работы ДВС. Это оказалось реализовано введением в конструкцию автомашины нового специализированного устройства – глушителя.
По мере развития ДВС и самого автомобиля, ужесточения требований к автотранспорту (снижения уровня шума и загрязнения) на смену глушителю пришла целая система отвода выхлопных газов, в которую для успешного решения появляющихся задач вводились новые элементы.

Технологии звукопоглощения

Выхлопная система, а в частности глушитель, может использовать одну или сразу несколько технологий звукопоглощения:

изменение сечения потока газов;
изменение направления движения газов;
поверхностное поглощение звуковой волны.

В зависимости от того, какие частоты преобладают в спектре звука выхлопа двигателя, такой метод звукоподавления и применяют. У примеру, для подавления низких частот эффективно применение нескольких резонаторных разнообъемных резонаторных камер. Применение разного сечения входных и выходных труб хорошо борются с высокими частотами. А в принципе, глушитель, как хороший музыкальный инструмент, настраивается исключительно под конкретную марку двигателя. Тогда и эффективность шумоподавления гораздо выше, и меньше падения мощности.

Возможные неудобства, связанные с тихим глушителем

Машина теперь будет работать тише, чего мы и хотели добиться, но могут быть и некоторые недостатки – увеличение общего веса выхлопной системы. Поэтому надо повесить более крепкие кронштейны, чтобы на неровной дороге выхлопная труба не оторвалась. Еще бывают случаи, когда вешают резиновые амортизаторы. Но по факту, самодельный резонатор будет весить примерно 2-3 кг.

Также надо протестировать в действии, как работает выхлопная система, чтобы газы нормально выходили через выхлопную трубу. Поэтому проверять надо на повышенных оборотах, тогда можно будет сделать правильные выводы. Но как правило, через такой резонатор газы будут выходить без затруднений.

А далее на видео еще один способ как уменьшить звук глушителя, сделав действительно очень тихую выхлопную систему:

Конструкция выхлопной системы

В общем виде устройство выхлопной системы, соответствующей, если можно сказать, среднему автомобилю, показано ниже на рисунке. Она названа так по одной причине – устройство выхлопной системы для различных автомашин может сильно различаться. Если для старых машин хватало обыкновенного глушителя, то в конструкции современного автомобиля появляется несколько новых, довольно специфических элементов.

Назначение последнего – преобразовать токсичные газы, поступающие из цилиндров ДВС, в относительно безвредные. У следующего элемента выхлопной системы – резонатора, назначение совсем другое. Он служит для уменьшения шумов и температуры выхлопных газов. Последним элементом, которым оснащена система отвода выхлопных газов, и наличие которого является обязательным, будет глушитель.

Вот так упрощенно выглядит схема удаления отработанных газов для обычного автомобиля. Однако в зависимости от марки машины, фирмы-производителя, возраста транспортного средства, конкретная конструкция может иметь отличия. Так, в состав системы могут входить два катализатора или может присутствовать такой элемент, как лямбда-зонд. Поэтому имеет смысл более подробно рассмотреть отдельные узлы системы и немного коснуться отдельных ее узлов.

Устройство катализатора

Это специальное устройство, служащее для снижения токсичных веществ в составе отработанных газов. Внутри катализатора, представляющего собой металлический корпус, находится керамический блок, внутри которого расположено множество тонких каналов, покрытых слоем платины с добавкой редких металлов – родия, иридия и палладия. Другая разновидность катализатора – ленточный металлический. Такая конструкция используется, чтобы площадь контакта металла и выхлопных газов была больше.

Устройство пламегасителя

Во многих случаях, когда не предъявляются такие высокие требования к составу отработанных газов, например, у нас в стране, практикуют использование пламегасителя вместо катализатора, что оказывается значительно дешевле. По сути дела, это своеобразная конструкция резонатора, назначение пламегасителя – первичная разбивка потока газов из цилиндров, а также уменьшение их энергии и температуры. Надо отдавать себе отчет, что он не сможет выполнить окисление несгоревшего топлива и не снизит в отработанных газах содержание токсичных веществ. Однако при этом он значительно дешевле катализатора и обеспечивает нормальную работу мотора.

Глушитель

Существует два типа глушителя:

активные;
реактивные.

Независимо от вида глушителя его основное значение – уменьшение уровня шума. В активных шум снижается использованием звукопоглощающего материала. Недостатком подобного глушителя является закоксование внутренней начинки.

Мне нравится2Не нравится

Замена штанов

Штаны

Приемная труба, она же называется штанами (из-за своего внешнего вида), крепится к коллектору при помощи шпилек и гаек. Ее фиксация с нейтрализатором осуществляется подпружиненным соединением.

Снимите приемную трубу, обращая повышенное внимание на ее крепление к коллектору. Тут используются шпильки, не болты
Они вкручены в коллектор, и на них накручены соединительные гайки.
Если шпильку повредить, заменить ее будет крайне сложно

Потому важно постараться сохранить старую в целостности и сохранности.
Обработайте гайки известным всем нам средством WD40

Это позволит не прикладывать чрезмерное усилие и сохранить шпильки целыми

Потому важно постараться сохранить старую в целостности и сохранности.
Обработайте гайки известным всем нам средством WD40. Это позволит не прикладывать чрезмерное усилие и сохранить шпильки целыми. Если не получится, шпильки высверливаются

Процесс сложный, длительный, требующий опыта и сноровки.
Между коллектором и штанами находится прокладка, которую следует заменить. Также поставьте новое уплотнительное кольцо нейтрализатора.
Теперь жестко прижмите приемную трубу, используя гайки. Для этого потребуется ужать прокладку.
Закрутите затем болты подпружиненного соединения с нейтрализатором вашего ВАЗ 2110

Если не получится, шпильки высверливаются. Процесс сложный, длительный, требующий опыта и сноровки.
Между коллектором и штанами находится прокладка, которую следует заменить. Также поставьте новое уплотнительное кольцо нейтрализатора.
Теперь жестко прижмите приемную трубу, используя гайки. Для этого потребуется ужать прокладку.
Закрутите затем болты подпружиненного соединения с нейтрализатором вашего ВАЗ 2110.

Как вы заметили, ничего сложного в данной работе нет. Каждый элемент достаточно легко демонтируется, на его места ставится новый

Просто соблюдайте осторожность, действуйте аккуратно и последовательно. Плюс, разумеется, не забывайте о значимости качества новых деталей. Покупайте лишь хорошие запчасти, которые обеспечат длительную и эффективную службу выхлопной системы на вашем автомобиле ВАЗ 2110

Покупайте лишь хорошие запчасти, которые обеспечат длительную и эффективную службу выхлопной системы на вашем автомобиле ВАЗ 2110.

Отличия современных систем.

Система выхлопа

Как было сказано выше, выхлопная совокупность транспортного средства, оснащенного дизельным двигателем имеет свои особенности. Основным отличает выходной совокупности на дизеле является наличие сажевого фильтра. Данный фильтрующий элемент, как становится понятно из названия, снижает показатель сажи в составе отработанной смеси перед ее отправкой в атмосферу. В некоторых выходных совокупностях, фильтрующий элемент напрямую соединяется с катализатором. Такая конструкция выходной совокупности зарекомендовала себя как наиболее совершенная и экологичная. Количество систем, контролирующих уровень экологии транспортного средства постоянно увеличиваются.

В составе автомобилей нового поколения, существуют следующие системы, обеспечивающие снижение уровня токсичности сгоревшей смеси: совокупность охлаждения картера, система обратной циркуляции сгоревших газов, система обнаружение паров топливной смеси.

Анализатор кислорода, передает электронному блоку управления двигателем показания воздушного потока в отработанной смеси. Благодаря полученным сигналам, совокупность, контролирующая работу двигателя, производит формирование оптимальной смеси топлива и воздуха. Несмотря на то что анализатор кислорода входит в состав выходной совокупности, основной его задачей остается поддержание правильной работы двигательной системы.

В составе современного транспортного средства как правило находятся несколько анализатора. Один из них находиться перед катализатором, второй размещается сразу после него. Помимо указанных конроллеров, в системы выхода отработанной смеси, как правило, монтируются следующие анализаторы: датчик определения температуры отработанных газов, анализатор оксидов азота. Каждый из анализаторов, расположенных в составе выходной совокупности, принимает участие в формировании топливовоздушной смеси и выполняет важную функцию в ходе эксплуатации транспортного средства.

Устройство системы

Глушитель, наиболее известный элемент системы выхода отработанной смеси. Данное устройство отвечает за снижение уровня шума при эксплуатации транспортного средства. Сам глушащий элемент включает в себя несколько составляющих: устройство предварительного снижения шума (резонатор) и элемент основного подавления шума. Небольшая совокупность постоянно изменяет направление движения газов, что приводит к уменьшению шума при выходе смеси.

Компоненты системы выпуска отработавших газов

Система выпуска отработавших газов состоит из выпускного коллектора, компонентов для очистки отработавших газов, шумопоглощающих компонентов и различных соединителей этих компонентов.

Конструкция и компоновка этих компонентов на легковых и коммерческих автомобилях значительно различаются. В системах выпуска отработавших газов легковых автомобилей отдельные компоненты соединятся трубами, и вся система устанавливается под днищем автомобиля (см. рис. «Система выпуска отработавших газов» ). В зависимости от рабочего объема двигателя и типа используемого глушителя система выпуска отработавших газов легкового автомобиля имеет массу от 8 до 40 кг. Поскольку компоненты системы изнутри подвергаются коррозионному воздействию горячих газов и конденсата, а снаружи — влаги и соленой воды, они в основном изготавливаются из высоколегированных сталей.

Нормы Евро-4 требуют установки компонентов для очистки отработавших газов также и на коммерческих автомобилях. Обычно эти компоненты объединены в большую систему и крепятся к раме. Отдельные компоненты описаны ниже на примере системы выпуска отработавших газов легкового автомобиля. Особенности систем выпуска отработавших газов коммерческих автомобилей будут рассмотрены в конце этого раздела.

Основные элементы системы выхлопа

Резонатор глушителя устанавливается сразу после приемной трубы и катализатора, а в задачи его входит нивелирование пульсаций потока газов. В разрезе он выглядит, как перфорированная труба, помещенная внутрь металлической камеры большего диаметра. Труба может изменять сечение на пути от входа до выхода газов.

Главный глушитель может иметь конструкцию посложнее и на нем лежит основная функция по шумоподавлению. Современные системы могут иметь в устройстве задней банки глушителя практически все схемы реализации шумоподавления. Камера, через которую проходит основная труба, может иметь несколько секций, в каждой из которых происходит шумоподавление на своем уровне. Как правило, эти камеры заполнены термостойким волокнистым материалом, что еще больше демпфирует вибрации и поглощает звуковые колебания.

Конструкция автомобильного глушителя постоянно развивается, а мы стараемся следить за новостями из конструкторских бюро самых прогрессивных автопроизводителей и тюнинг-ателье. Оставайтесь с нами, и пускай ваши глушители только ласкают слух заядлых автомобилистов. Удачных всем дорог!

Шумопоглощение в системе выпуска автомобиля

Основной причиной генерации шума являются пульсации газов в двигателе внутреннего сгорания, т.е. вибрации газов, генерируемых в процессе сгорания топлива, и отработавших газов, вытесняемых через выпускные клапаны во время такта выпуска каждого рабочего цикла двигателя. Уровень этого вибрационного шума в некоторой степени снижается каталитическим нейтрализатором и сажевым фильтром. Однако этого оказывается недостаточно для того, чтобы Уровень шума не превышал значений, предписанных соответствующими нормами. По этой причине в средней или задней секции системы выпуска отработавших газов устанавливаются специальные глушители. В зависимости от количества цилиндров и мощности двигателя, в системе устанавливаются один, два или три глушителя. На автомобилях с V-образными двигателями левый и правый блоки цилиндров часто оборудуются отдельными каталитическими нейтрализаторами и глушителями.

Пределы уровня шума для автомобиля в Делом устанавливаются законодательством. Шум, производимый системой выпуска отработавших газов, составляет значительную часть общего уровня шума автомобиля

Это вызывает необходимость уделить особое внимание разработке эффективных глушителей. Хотя основной целью является снижение уровня шума до допустимых пределов, дополнительной целью может быть создание специфичного для данного автомобиля «брендового» звука

Основные элементы выхлопной системы

Конструкция выхлопной системы становится более сложной, но с каждой новой моделью машины она включает в себя все те же элементы.

Коллектор

Приемная труба является промежуточным звеном между двигателем машины и нейтрализатором (катализатором). Коллектор отвечает за вывод газов. Так как в этом случае идет очень сильная механическая и температурная нагрузка, которая может доходить до 1000 градусов, то к этой части глушителя предъявляются довольно строгие требования. Поэтому при изготовлении приемной трубы используют только самые лучшие сплавы чугуна и стали.

Также на этой детали иногда устанавливают вибро-компенсатор (гофру), благодаря которому вибрация двигателя гасится и не переходит дальше по выхлопной системе.

Нейтрализатор

В каталитическом нейтрализаторе (или катализаторе) происходит «дожиг» несгоревших остатков топлива и переработка окиси углерода. Этот элемент выхлопной системы представляет собой специальную камеру или бачок, в котором расположен керамический или металлический элемент в виде сот. Благодаря этим сотам газовые смеси очищаются за счет химических реакций.

Сейчас производители начали изготавливать многосекционные нейтрализаторы, отвечающие всем международным стандартам, которые производят обработку большего спектра вредных веществ.

Передний глушитель (резонатор)

Резонатор – по сути, является одной из тех деталей, которые принято называть глушителями. Этот элемент выполняет функцию снижения шума, но никак не очистки выхлопных газов. Когда газы проходят через резонатор, создается много шума. Поэтому внутренняя «начинка» переднего глушителя представляет собой многочисленные решетки и отверстия, которые позволяют снизить скорость вырывающихся газов, а также вибрацию. По большому счету резонатор – это бак с перфорированной трубой.

Передние глушители бывают:

Активными. Такие глушители изготавливаются из специальных звукопоглощающих материалов, а их конструкция отличается простотой.
Реактивными. В глушителях этого типа используются комбинации из расширительных, а также резонаторных камер.

Не стоит путать резонатор с задним глушителем, так как их конструкция сильно отличается.

Рекомендуем: Как работает система круиз-контроля на механике и что это такое?

Задний глушитель

Когда мы говорим «глушитель» то чаще всего в виду имеется именно задняя часть выхлопной системы. Этот элемент производит окончательное поглощение шума, а также осуществляет завершающий вывод газов.

В отличие от резонатора, внутренняя «начинка» заднего глушителя неоднородна. Внутри него установлено несколько камер со специальными наполнителями. Благодаря пористой структуре, системе перегородок и воздуховодам удается не только избавиться от сильного шума, но снизить температуру в системе.

Говоря о снижении шума, нельзя обойти стороной другой тип системы, который снижает повышенный шум в выхлопной трубе.

Устройство глушителя автомобиля в разрезе, действующего по принципу поглощения шумов, изображено на схеме.

Как и в резонаторе, здесь устанавливаются перегородки и перемычки в виде трубок. Только в последних выполнено множество отверстий различного диаметра (перфорация), а по бокам уложен негорючий поглощающий материал. Как правило, для данных целей используется базальтовая либо каолиновая вата, спокойно выдерживающая температуру газов 600–700 °С.

Звуковые волны, проходя через соседние патрубки с отверстиями, частично рассеиваются и гасятся за счет наложения друг на друга. Вторая часть колебаний поглощается наполнителем, а третья сглаживается благодаря перегородкам и изменению направления потока.

Основные неисправности системы выпуска отработавших газов

Повышенный шум выхлопных газовявляется следствием повреждения основного или дополнительного глушителя, потери плотности соединений, а также повреждения прокладок. Для устранения этой неисправности поврежденные элементы системы выпуска отработавших газов следует заменить на новые. При наличии сварочного оборудования можно попробовать заварить те дыры в трубах и глушителях, которые еще можно заварить.

Повышенное содержание окиси углерода в выхлопных газах и потеря мощности двигателямогут стать следствием частичного или полного выхода из строя каталитического нейтрализатора. Устраняется такая неисправность только заменой нейтрализатора.

Эксплуатация системы выпуска отработавших газов

Каталитический нейтрализатор, основной и дополнительный глушители, а также соединительные трубы не должны прикасаться к металлическим частям кузова, амортизаторам и тросу стояночного тормоза. К примеру, «ручник» нередко выходит из строя только из-за того, что горячая труба прожгла или оплавила оболочку тросика. Поэтому основной глушитель должен надежно «висеть» на резиновых амортизаторах, поддерживая при этом в подвешенном состоянии и дополнительный глушитель с трубами.

Давление и температура в системе выпуска отработавших газов весьма велики, поэтому лучший ремонт при повреждении элементов системы – это их замена. Попытки «залепить» дыры в глушителе даже специальной клеящей лентой или пастой, как правило, не дают ожидаемого эффекта. Через пару недель или чуть позже, опять образуются дыры, но теперь уже в бюджете хозяина машины, так как «залатанную» трубу или глушитель все же приходится менять.

При эксплуатации автомобиля с каталитическим нейтрализатором необходимо помнить о том, что долговечность нейтрализатора зависит от качества бензина. Учтите, нейтрализатор моментально выйдет из строя, если в топливный бак был залит этилированный бензин, правда, такой бензин в наше время еще надо поискать.

Система зажигания

Систему зажигания, которая обеспечивает работу двигателя, придется рассмотреть в этом разделе, хотя она и является составной частью «Электрооборудования автомобиля».

Когда мы изучали рабочий цикл двигателя, было отмечено, что в самом конце такта сжатия рабочую смесь необходимо поджечь. Это означает, что между электродами свечи зажигания в этот момент должна проскочить высоковольтная искра.

Система зажигания предназначенадля создания тока высокого напряжения и распределения его по свечам цилиндров. Импульс тока высокого напряжения подается на свечи в строго определенный момент времени, который меняется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель.

На автомобилях прежних лет выпуска устанавливалась контактнаяили бесконтактнаясистема зажигания. В современном автомобиле с системой впрыска топлива система зажигания является частью комплексной электронной системы управления двигателем.

Дата добавления: 2016-04-02 ; ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Принцип работы системы выхлопа

Расположение выхлопной системы В классическом варианте для бензиновых двигателей выхлопная система автомобиля работает следующим образом:

Выпускные клапана двигателя открываются, и отработавшие газы с остатками не сгоревшего топлива выбрасываются из цилиндров.
Газы из каждого цилиндра попадают в выпускной коллектор, где объединяются в один поток.
По приемной трубе отработавшие газы из выпускного коллектора проходят через первый лямбда-зонд (кислородный датчик), который фиксирует количество кислорода в составе выхлопа. На основе этих данных электронный блок управления корректирует топливоподачу и состав топливовоздушной смеси.
Далее газы попадают в катализатор, где вступают в химическую реакцию с металлами-окислителями (платиной, палладием) и металлом-восстановителем (родий). Рабочая температура газов при этом не должна быть ниже 300°С.
На выходе из катализатора газы проходят второй лямбда-зонд, с помощью которого происходит оценка исправности работы каталитического нейтрализатора.
Далее очищенные отработавшие газы попадают в резонатор, а затем в глушитель, где потоки выхлопа преобразуются (сужаются, расширяются, перенаправляются, поглощаются), что снижает уровень шума.
Из основного глушителя отработавшие газы уже попадают в атмосферу.

Система выхлопа дизельного двигателя имеет некоторые особенности:

Выходя из цилиндров, отработавшие газы попадают в выпускной коллектор. Температура выхлопных газов дизельного двигателя варьируется в диапазоне 500-700 °С.
Далее они попадают в турбокомпрессор, осуществляющий наддув.
После этого выхлоп проходит через кислородный датчик и попадает в сажевый фильтр, в котором удаляются вредные компоненты.
В завершении выхлоп проходит через автомобильный глушитель и выходит в атмосферу.

Эволюция системы выхлопа неразрывно связана с ужесточением экологических стандартов эксплуатации автомобиля. Так например, начиная с категории Евро-3, установка катализатора и сажевого фильтра для бензиновых и дизельных моторов обязательна, а их замена на пламегаситель считается нарушением закона.

Компоненты системы выпуска отработавших газов

Вопросы эксплуатации выхлопной системы

Из-за того, что все составляющие выхлопной системы расположены в местах, где они постоянно соприкасаются с агрессивной средой (активные химические элементы в выхлопных газах, соль и реагенты на дороге) и подвергаются воздействию высоких температур, они подвержены повышенному износу и часто требуют замены.

Прямоточный глушитель хорош не только для того, чтобы будить детей в колясках. Этот элемент в сочетании с другими модифицированными частями системы выпуска, способен увеличить мощность двигателя

Эффективность работы выхлопной системы во многом зависит от диаметра труб, соединяющих ее элементы, а также от состояния глушителя и катализатора. Если катализатор и глушитель забиты сажей, проветривание цилиндров будет неэффективным, что приводит к снижению мощности и накапливанию продуктов сгорания на внутренних поверхностях цилиндров.

Среди основных неполадок, характерных для выхлопной системы автомобиля, – разрушение коррозией, прогорание стенок системы выхлопных газов, нарушение герметичности. Плохое состояние катализатора влияет на работу двигателя, так как современная компьютерная система впрыска ориентируется в работе на показания датчика температуры, встроенного в корпус этого элемента.

Причины неисправности выхлопной системы могут быть различными. Это и нарушение целостности элементов системы из-за механических повреждений или неплотного соединения основных деталей; эксплуатация автомобиля в неблагоприятных условиях (влажный климат, обильное использования реагента); неполадки в механизме газораспределения; использование низкокачественного топлива и так далее.

Приобретая автомобиль старше 10 лет, необходимо готовиться к замене всей выхлопной системы, если предыдущий владелец не сделал это за вас

В некоторых случаях можно заменить отдельные детали, а иногда приходится менять систему целиком. В процессе точечного ремонта поврежденные участки обычно подвергаются очистке, а обнаруженные дыры латают при помощи сварки.

Выпускная система двигателя

Назначение и общее описание выхлопной системы

Технологии звукопоглощения

Возможные неудобства, связанные с тихим глушителем