Ремонт и замена выхлопной системы автомобиля своими руками

Самостоятельный тюнинг выхлопной системы

Процесс самостоятельного усовершенствования выхлопной системы может производиться в гараже, если автолюбитель на достаточно хорошем уровне владеет необходимым оборудованием: болгаркой, сварочными аппаратами и устройством для сгибания труб. При самостоятельном выполнении данного вида улучшения автомобиля необходимо выполнить смену всей конвейерной и стандартизированной выхлопной системы транспортного средства на прямоточную.

Кроме умения работать с оборудованием, важное условие при самостоятельном выполнении тюнинга выхлопной системы – стопроцентное знание этой системы вашего авто: тип, материал и диаметр глушителя, соотношение технических характеристик. Чтобы усовершенствовать механизм работы выхлопа, избежав неприятных последствий, важно учитывать каждую мелкую деталь

Легче будет совершить собственноручный тюнинг, используя прямоточную оригинальную выхлопную систему, полностью соответствующую структуре и характеристикам автомобиля. Для этого понадобятся инструменты и подъёмник.

Какие виды тюнинга можно сделать своими руками?

Видеотюнинг. Поскольку он производится лишь для улучшения внешнего вида автомобиля, организовать его самостоятельно не составит труда. Достаточно будет сменить старую насадку на глушитель на новую, которая вас больше устраивает в визуальном плане. Насадки вы можете приобрести в магазине автозапчастей или заказать по интернету.
Аудиотюнинг. Тоже возможен для самостоятельного выполнения, но требует некоторых инструментов и следования инструкции (представлена ниже).
Технический тюнинг рекомендуется выполнять только при особой необходимости и только в специализированных учреждениях – автомобильных салонах, чтобы быть уверенным в безопасности процесса и удовлетворительном конечном результате в виде повышения мощности автомобиля.

То же самое касается и эффекта «языка дракона» — данный вид тюнинга выполняется при полноценном вмешательстве во внутреннюю структуру выхлопной системы автомобиля и правильное его выполнение напрямую влияет на безопасность.

Необходимые инструменты и оборудование

Для самостоятельного улучшения выхлопной системы своего автомобиля вам понадобятся следующие приборы:

купленный или сваренный новый коллектор (рекомендуется обратить внимание на модель 4.2.1 с тривиальным названием «паук»);
старая или новая последняя доля глушителя;
может понадобиться подъёмник;
дрель;
болгарка;
газовый резак;
может понадобиться аппарат для сварки.

Пошаговая инструкция по тюнингу своими руками

Чтобы правильно организовать тюнинг выхлопной системы собственноручно, следуйте следующим указаниям:

приготовьте все нужные в процессе приборы и инструменты;
выкрутите или высверлите гайки, чтобы произвести снятие прежнего коллектора;
установите новый системный коллектор на место прежнего, в обязательном порядке хорошо после этого закрутив гайки – в процессе работы автомобиля они испытывают предельные температуры и максимальные нагрузки. Рекомендуется их солидолом или обработанным маслом, чтобы устанавливать было удобнее;
точно следя за местом установки, поставьте банку от другого авто на прежний глушитель. Если есть проблема различия диаметров, можно решить её с помощью аппарата для сварки;
попробуйте завести устройство и прислушайтесь к звуку выхлопа при различных оборотах.

Вот таким способом стоит осуществлять тюнинг выхлопной системы. Преимущество такого усовершенствования – возможность автолюбителю самому настроить звук, который он бы хотел слышать при выхлопе.

Температура выпускного коллектора бензинового двигателя

Температура выхлопных газов является признаком внутренней работы двигателя и может предоставить столь необходимую информацию об эффективности сгорания. И это идет еще дальше: высокие EGT могут плавить алюминиевые компоненты и деформировать те, которые сделаны из стали или железа. Если вы работаете на газе или дизельном топливе, следите за EGT – это один из надежных способов обеспечить безопасную и эффективную работу двигателя вашего автомобиля.

Основы горения

Температура выхлопных газов повышается или понижается в основном в зависимости от соотношения воздух/топливо, но то, как соотношение воздух/топливо влияет на ЭГТ, зависит от самого двигателя. Дизельные двигатели работают, сжимая воздушно-топливную смесь, пока она не нагреется до точки воспламенения, тогда как газовые двигатели выделяют смесь искрой. Искровое зажигание позволяет давлению в цилиндре приблизиться к своему пику до момента зажигания, что приводит к гораздо более быстрому сгоранию. Кислород заканчивается в качестве ограничивающего реагента в бензиновом двигателе, потому что топливо сгорает так быстро, поэтому газовые двигатели контролируют обороты, измеряя поток воздуха. Гораздо более медленное сгорание дизельного двигателя означает, что он дозируется или контролируется с использованием только количества топлива, впрыскиваемого во время цикла впуска.

Соотношение воздух/топливо и EGT

Поскольку сгорание дизельного двигателя происходит намного медленнее, большая часть его топлива в конечном итоге выходит несгоревшим и выходит из выхлопной трубы – отсюда и идет черный дым дизеля. Это не обязательно плохо, так как это топливо помогает отводить тепло из цилиндра; но как только это топливо достигает выхлопа, тепло и давление в выхлопном потоке создают «эффект дожигания», который вызывает ЭГТ. Газовый двигатель работает с точностью до наоборот: поскольку кислород является ограничивающим реагентом газового двигателя, дополнительный кислород в баллоне (обедненная смесь) обеспечит более полное сгорание, которое вызывает ЭГТ. Таким образом, богатая смесь поднимает EGT в дизеле, а обедненная смесь поднимает EGT в газовом двигателе.

Противодавление выхлопных газов

Противодавление выхлопных газов является основным фактором, влияющим на ЭГТ. Высокое противодавление выхлопных газов позволит газам накапливаться внутри коллектора и цилиндра, задерживая тепло внутри и приводя к эффекту домино повышения температуры, когда топливо выходит из форсунок цилиндров в форсажной камере. Нормальное противодавление выхлопных газов не увеличит EGT на сколько-нибудь значительную величину, но добавление турбокомпрессора будет. Турбокомпрессор действует как пробка в системе, особенно в условиях высокой нагрузки. Если вы когда-либо видели видеозапись динамометра с турбонаддувом, светящегося красным или белым цветом, то вы были свидетелями воздействия противодавления на EGT. Вот почему материал трубы турбонагнетателя обычно в два-три раза толще стандартного.

Типичный EGT

EGT выпускного коллектора дизельного двигателя обычно работают при температуре от 300 до 500 градусов в условиях холостого хода с частичной дроссельной заслонкой, от 800 до 900 градусов при средней нагрузке и от 1000 до 1200 градусов при очень большой нагрузке и при полном газе. Температуры, измеренные в точке после турбины, как правило, будут работать на 100 с лишним градусов ниже, в зависимости от оборотов и скорости турбины. Обычный газовый двигатель будет работать примерно так же, как дизель в условиях легкой и средней нагрузки, но в большинстве случаев он будет в среднем около 500 градусов. Тем не менее, EGT могут легко превзойти 1500 градусов в турбонагнетателей и производительности приложений.

отклонение

Газовый двигатель, как правило, будет поддерживать более стабильные EGT, чем дизель, благодаря тому, что компьютер газового двигателя поддерживает соотношения воздух/топливо довольно постоянными (что, кстати, происходит благодаря использованию кислородного датчика для контроля температуры выхлопных газов). Давление в цилиндре и противодавление выхлопных газов являются основными факторами, влияющими на ЭГТ газового двигателя; Повышение мощности сгорания за счет увеличения степени сжатия или добавления турбонагнетателя или нагнетателя приведет к резкому увеличению ЭГТ, особенно если выхлопная система не справляется с задачей удаления газов.

Дым синевато-сизого цвета

Синевато-сизый дым

Одним из явных признаков попадания излишков моторного масла в камеру сгорания является появление синеватого дымка из выхлопной трубы. Он подолгу не рассеивается в воздухе и обладает характерным запахом. Часто наряду с дымлением на конце выхлопной трубы заметно «масляное кольцо», – обволакивающий жирный след. Синеватое дымление может быть вызвано многими причинами:

поломкой;
залеганием или износом маслосъемных колец и втулок клапанов;
износом цилиндропоршневой группы;
использованием масла не соответствующей марки и вязкости, рекомендованной для данного двигателя;
износом или выходом из строя в результате перегрева двигателя маслосъемных колпачков.

Наиболее часто встречающийся дефект – износ или залегание поршневых колец. Часто этому сопутствует падение мощности двигателя, повышенный расход масла и топлива. Для определения степени износа цилиндропоршневой группы, необходима проверка степени сжатия (компрессии) во всех цилиндрах двигателя. Для этого необходимо вывернуть все свечи зажигания из цилиндров, замкнув на «массу» центральный высоковольтный провод или все высоковольтные провода. После чего установить на отверстие свечи компрессометр и попросить помощника прокрутить коленчатый вал двигателя при помощи стартера. Если компрессия в каком-либо из цилиндров ниже 8 – 11 в зависимости от марки и модели двигателя, причина дымления найдена.

Для проверки состояния маслосъемных колец необходимо взять шприц, залить с его помощью в каждый из цилиндров 5-10 мл моторного масла, затем установить компрессометр и прокрутить коленвал двигателя. Возросшая на 4-5 компрессия свидетельствует о поломке, износе или залегании маслосъемных колец.

Об износе деталей цилиндропоршневой группы могут свидетельствовать следы масла во впускном тракте под воздушным фильтром, а также то, что двигатель сильно «сапунит». Для проверки следует отсоединить шланг вентиляции картера от впускного тракта и несколько раз нажать на педаль акселератора. Сизый дым, обильно идущий из шланга, более чем красноречиво говорит о предстоящей замене поршневых колец или капитальном ремонте двигателя.

В некоторых случаях замасливание свечей зажигания вплоть до их замыкания мостиком сажи и появление сильных детонационных стуков свидетельствует об износе сальников клапанных втулок или маслосъемных колпачков. В этом случае, после их замены детонационные стуки и сизое дымление из выхлопной трубы исчезает.

Испарение топлива

Простое испарение топлива из бака может стать одним из серьезных источников загрязнения окружающей среды. В связи с этим последние несколько десятилетий изготавливают специальные баки, конструкция которых призвана решать данную проблему.

Бак с топливом должен также «дышать». Для этого придумана специальная система, которая заключается в том, что сама полость бака соединена с помощью шлангов с резервуаром, который заполнен активированным углем. Этот уголь способен поглощать возникающие пары топлива, когда двигатель автомобиля не работает. Как только двигатель заводится, открывается соответствующее отверстие и в двигатель поступают поглощенные углем пары для их сжигания.

За работоспособностью всей этой системы из бака и шлангов нужно постоянно следить, поскольку в них может возникать утечка паров горючего, которые будут загрязнять окружающую среду.

Количество отходящих газов автомобилей[ | ]

В основном определяется массовым расходом топлива автомобилями. Расход по расстоянию нормируется и обычно указывается производителями (одна из потребительских характеристик). В отношении суммарного объема выходящих из глушителя выхлопных газов приблизительно можно ориентироваться на такую цифру — один килограмм сжигаемого бензина приводит к образованию примерно 16 килограммов смеси различных газов.

ВАЗ 2110 1,5k литра	ВАЗ 2110 1,5i литра	Mitsubishi Colt 5-D 1.1i литра	ВАЗ 11113 0,75k литра	ВАЗ 21055 1,5D литра
Расход в «городском» режиме, л/100км	9,1	8,6	7,0	6,4	5,7
Расход, равномерно 60 км/ч, л/100км	6,5	6,5	3,7	3,2	3,8

k — карбюраторный двигатель
i — инжекторный двигатель
D — дизельный двигатель
плотность бензина при +20С колеблется от 0,69 до 0,81 г/см³
плотность дизельного топлива при +20С по ГОСТ 305-82 не более 0,86 г/см³

Виды тюнинга выхлопной системы

Тюнинг выхлопной системы разделяется на несколько типов:

Тюнинг для звуковых и визуальных эффектов. Аудиотюнинг организовывается для получения более приятных звуков при выхлопе, в большинстве своем они «рычат и бурчат», характеризуя всю силу двигателя. В данном случае необходима полноценная смена нейтрализатора на пламегаситель и установка прямоточного глушителя.
Видеотюнинг производится для улучшения внешнего вида автомобиля. Чаще всего представлен заменой насадок на глушитель. Не требует большого количества затрат и встревания в структуру выхлопной системы.
Эффект «языка дракона» заключается в выходе из выхлопной трубы огня. Требует серьёзного вмешательства в структуру системы выхлопа.
Тюнинг для увеличения мощности двигателя. Технический тюнинг нужен для повышения мощности автомобиля (до 15 %). Недостатком является увеличение расходования бензина, так что чаще всего данный вид тюнинга не производится без сильной необходимости.

Устройство выхлопной системы

В зависимости от модели автомобиля система выхлопа будет иметь свою конструкцию. Однако в основном устройство системы практически одинаково. В конструкцию входят такие элементы:

Выпускной коллектор. Этот элемент изготавливается из жаростойкого металла, так как он принимает на себя основную термическую нагрузку

По этой же причине крайне важно, чтобы соединение с головкой блока цилиндров и приемной трубой было максимально герметичным. В этом случае система не будет пропускать стремительный поток горячих газов

Из-за этого стык быстрее прогорал бы, и детали нужно было бы часто менять.
«Штаны» или приемная труба. Данная деталь так называется, потому что выхлоп из всех цилиндров соединяются в ней в одну трубу. В зависимости от типа двигателя количество патрубков будет зависеть от числа цилиндров агрегата.
Резонатор. Это так называемый «малый» глушитель. В его небольшом резервуаре происходит первая стадия замедления потока выхлопных газов. Он также изготавливается из огнеупорного сплава.
Каталитический нейтрализатор. Данный элемент устанавливается во всех современных автомобилях (если мотор дизельный, то вместо катализатора стоит сажевый фильтр). Его задача – устранять токсичные вещества из отработанных газов, образующихся после сгорания дизтоплива или бензина. Существует несколько видов устройств, предназначенных для нейтрализации вредных газов. Чаще всего встречаются керамические модификации. В них тело катализатора имеет ячеечную структуру в виде пчелиных сот. В таких катализаторах корпус имеет утеплитель (чтобы стенки не прогорали), а на входе установлена стальная мелкоячеистая сетка. Поверхности сетки и керамики покрыты активным веществом, благодаря которому происходит химическая реакция. Металлический вариант практически идентичен керамическому, только вместо керамики его тело состоит из гофрированного металла, который покрыт тончайшим слоем палладия или платины.
Лямбда-зонд или датчик кислорода. Он размещается после катализатора. В современных автомобилях эта деталь является составной частью, которая синхронизирует топливную и выхлопную системы. При контакте с выхлопными газами он замеряет количество кислорода и подает соответствующий сигнал на блок управления (подробней о его устройстве и принципе работы рассказано здесь).
Основной глушитель. Существует множество различных видов глушителей. Каждый из них имеет свои конструктивные особенности. В основном «банка» имеет несколько перегородок, благодаря которым гасится громкий выхлоп. Некоторые модели имеют особенное устройство, которое при помощи особенного звука позволяет подчеркнуть мощность двигателя (примером тому служит выхлопная система Subaru Impreza).

На месте соединения всех деталей должна обеспечиваться максимальная герметичность, в противном случае автомобиль будет издавать шум, а края труб будут быстрее прогорать. Уплотнители изготавливаются из огнеупорных материалов. Для надежной фиксации используются болты, а чтобы вибрации от мотора не передавались на кузов, трубы и глушители подвешиваются к днищу при помощи резиновых серег.

Законодательство в отношении токсичности ОГ в других странах мира

Большинство остальных стран перенимают нормы, принятые в США, Европе или Японии. Так, в Австралии и Новой Зеландии действуют нормы Евро, которые вступили в силу практически в то же время, что и в европейских странах. Некоторые государства напрямую признают европейские, американские или японские сертификаты. Это зависит от экономических и политических отношений с теми или иными регионами. С 2007 года в Китае действуют нормы Евро-3, с 2010 года — Евро-4. Для выполнения этих норм на автомобилях с бензиновыми двигателями необходима установка катализаторов. Поскольку это диктует необходимость заправки неэтилированным топливом, должна быть соответствующим образом подготовлена национальная топливозаправочная инфраструктура. С 2010 года для автомобилей с дизельными двигателями начинают действовать нормы Евро-4 и обязательное наличие OBD.

Бразилия тяготеет к американским нормам. Однако в настоящее время это единственная страна, где запрещена эксплуатация автомобилей с дизельными двигателями, за исключением внедорожников, с полезной нагрузкой менее 1000 кг (например, легковые автомобили).

В России приняты нормы Евро-4 для всех новых автомобилей.

Такие страны, как Вьетнам и Таиланд, в ближайшие годы намерены ввести международные нормы токсичности ОГ для новых автомобилей. Это говорит о том, что проблема загрязнения атмосферы вредными веществами, содержащимися в выхлопе автомобилей, перестает быть актуальной лишь для развитых стран, а становится глобальной. Для ее решения требуются совместные усилия многих стран.

Двуокись серы (SO2)

Это загрязняющее вещество возникает при сжигании в топливе серы. Она относится к классическим атмосферным загрязнителям, возникающим при процессе горения, на электростанциях и в промышленности. SO2 является одним из самых главных «ингредиентов» загрязняющих веществ образующих смог, также называемый “Лондон смог”.

В атмосфере диоксид серы подвергается ряду процессов преобразования, в результате чего могут возникнуть серная кислота, сульфиты и сульфаты. SO2 действует в первую очередь на слизистые оболочки глаза и верхних дыхательных путей. Что касается окружающей среды, диоксид серы может повреждать растения и вызывать окисление почвы.

Оксиды Азота (NOx)

Оксиды азота образуются, главным образом, в процессе сгорания в двигателях внутреннего сгорания. Дизельные автомобили считаются основным источником. Введение катализаторов и сажевых фильтров продолжает увеличиваться, так что выбросы будут заметно снижаться, но произойдет это только в будущем.

NO2 является раздражающим газом. Это приводит к раздражению глаз и повреждению слизистой оболочки дыхательного тракта. Благодаря своей бронхо-сужающей характеристике, это особенно проблематично для астматиков и людей с хроническим обструктивным заболеванием легких.

Данные замеров показывают, что в среднем в годовом отношении количество NOx было превышено на 57% от нормы. Главными виновниками остается разнообразный транспорт. С 2010 года наблюдается лишь незначительное снижение тренда загрязнения. С 1990 по 2015 год выбросы снизились на 59%.

Источник

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.

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.

Рабочие узлы самодельного агрегата

Чтобы разобраться, как можно сделать твердотопливный газогенератор своими руками, необходимо четко себе представлять его конструкцию. У каждого из элементов свое предназначение, даже отсутствие одного из них недопустимо.

Внутри корпуса самодельного газового генератора должен присутствовать:

бункер для твердого топлива вверху агрегата;
камера пиролиза, где происходит процесс тления;
воздухораспределительное устройство с обратным клапаном;
колосники с зольником;
выводной патрубок для производимого газа;
фильтры очистки.

В самодельном генераторе на дровах образуется достаточно высокая температура, поэтому к каждому его элементу предъявляются жесткие требования. Для корпуса используется прочная листовая сталь, а все детали внутрь подбираются максимально жаропрочные.

Чтобы обеспечить герметичность люка загрузки топлива в закрытом состоянии, крышке понадобится уплотнитель. Самый дешевый материал для этого – асбест. Однако он не отличается безвредностью для здоровья людей, лучше подыскать в магазине специальные жаропрочные прокладки на основе силиконов или силикатов.

Корпус может быть как цилиндрической формы, так и прямоугольной. Нередко для упрощения работ берется пара баллонов для природного газа или железных бочек. Один из колосников внизу топки приваривают “намертво”, а второй встраивают таким образом, чтобы его можно было пошевелить. Это необходимо для очистки их от шлака и золы.

Воздухораспределительный узел находится снаружи корпуса. Он обеспечивает поступление в топку необходимых объемов кислорода, но при этом благодаря обратному клапану не выпускает из нее горючие газы.