Выхлопная система автомобиля: схема устройства, возможные неисправности и методы диагностики

Выхлопная система: конструкция и принцип работы

Отработанные газы выходят из двигателя с большим шумом. Также на выходе температура может достигать 300 градусов Цельсия и выше. По этой причине нужно гасить шум, а сами газы охлаждать. Еще для снижения токсичности выхлопа выхлопные газы дополнительно «фильтруются», после чего через выхлопные трубы выбрасываются в атмосферу.

Со всеми этими задачами справляется выхлопная система автомобиля. Состоит такая система из следующих элементов:

  • выпускной коллектор (отводит газы из двигателя);
  • приемная труба;
  • катализатор (очистка выхлопа);
  • резонатор глушителя;
  • глушитель.

После того, как выпускные клапана открываются, газы выталкиваются из цилиндра и попадают в выпускной коллектор. Выпускной коллектор соединен с катализатором благодаря приемной трубе.

В этой трубе установлен виброгаситель (гофра), которая уменьшает вибрации и препятствует их передаче на другие части выхлопной системы. Катализатор отвечает за очистку выхлопа, снижая концентрацию вредных веществ.

После катализатора выхлопные газы попадают в резонатор и глушитель. Данные элементы распределяют потоки потоком газов и снижают шум, а также снижают температуру. При этом резонатор стоит перед глушителем. Окончанием глушителя является труба выхлопная.

Изготовим новый прочный стальной выхлоп на заказ

Выпускной коллектор для БМВ в последние годы изготавливается из нержавейки для предотвращения быстрой поломки, прогорания и остальных проблем, провоцируемых низким качеством российских дорог. Коллектор находится между двигателем и катализатором, а при отсутствии последнего крепится к самому глушителю. Нержавеющая сталь термостойка и легко переносит вибрации, а также быстро выводит излишнее тепло из системы, охлаждая коллектор. Этот материал высоко стоит и применяется лишь для отдельных деталей систем, поэтому Вам необходимо быть внимательными и тщательно просматривать сертификационные документы и в случае неполадок — замена гофры глушителя будет решением. Нынешний рынок предлагает конструкции из нержавейки, алюминированной стали (увеличивает срок эксплуатации до пяти-шести лет и доступна по стоимости) и обычной стали с особым покрытием, которое, впрочем, не уменьшает её шансы подвергнуться жёсткой коррозии. Детали из последней легко узнать по минимальной цене; их лучше избегать, если не желаете лишних трат и постоянного пребывания авто в ремонте.

https://youtube.com/watch?v=vy6mJkv0ZGg

Признаки неисправности глушителя

Изменение звука выхлопа является четким признаком возникших проблем. При этом игнорировать такие проблемы крайне нежелательно, так как ремонт глушителя обычно целесообразен только на ранней стадии.

Обычно глушитель:

  • сечет;
  • пробит;
  • прогорает;
  • разрушился изнутри.
  • отваливается.

Когда глушитель сечет, это указывает на потерю герметичности (часто в местах соединений). В этом случае звук стрекочущий. Если пробит глушитель, звук выхлопа резкий, запах выхлопных газов в салоне чувствуется отчетливо.

Если глушитель прогорел или насквозь прогнил, шум напоминает звук работы прямотока. При этом дым будет выходить не из трубы, а где-то на поверхности самой банки. Если же глушитель отвалился, его корпус попросту качается на подвесах, из выхлопной трубы дым не идет, при запуске двигателя звук резкий, достаточно громкий.

Бывает и так, что визуально глушитель в порядке, однако нарушена его внутренняя структура. В этом случае можно услышать изменения звука выхлопа, газы выходят неравномерно, тональность может меняться при езде по неровностям, когда банка качается (звук изменяется от звонкого до низкого).

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. 

Что будет, если снять глушитель с машины

Некоторые владельцы транспорта считают, что преобразователь звука снижает мощность работы двигателя. Мнение основано на том, что гоночные машины не оборудованы шумопоглощающими фильтрами.

Строение глушителя автомобиля – это сложная система, где все детали тщательно подобраны. Если исключить из схемы одно звено, это неизбежно отразится на характеристиках агрегата. Сверхскоростные модели для автоспорта проходят тщательный контроль. Система вывода газов обладает повышенной герметичностью и разработана согласно стандартам безопасности.

Самостоятельный демонтаж глушителя приведет к повышенной нагрузке на двигатель. В итоге появится вибрация кузова, возрастет уровень шума, а в салоне может ощущаться неприятный запах. Существует риск отравления выхлопными газами. И не факт, что автомобиль без фильтра поедет быстрее.

Если глушитель автомобиля работает с перебоями, систему необходимо ремонтировать. Для замены оборудования лучше обратиться в сервис по обслуживанию транспорта. От исправности каждой детали зависит безопасность окружающих.

https://youtube.com/watch?v=YMdaf4ojr8o%3F

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.

Газогенератор: устройство и принцип работы

Газогенератором называется устройство, преобразующее жидкое либо твердое горючее в газообразное состояние для дальнейшего сжигания его с целью получения тепла.

Варианты топлива для генерирующей установки

Работающие на мазуте или отработке агрегаты имеют более сложную конструкцию, нежели модели, использующие различные виды угля или дрова.

Поэтому чаще всего встречаются именно твердотопливные генераторы газа – благо, топлива для них доступно и дешево.

В качестве твердого топлива в газовом генераторе используют:

  • древесный, бурый и каменный уголь;
  • топливные пеллеты из древесных отходов;
  • солому, опилки и дрова;
  • торфяные брикеты, кокс;
  • лузгу семечек.

Особо бережливые хозяева собственноручно заготавливают брикеты из опилок.

Генерация газа возможна из всех этих видов горючего. Выделение энергии зависит от теплотворности разных типов топлива.

Причем тепла от сжигания сырья в газогенераторе получается больше, нежели от использования твердого топлива в котлах. Если КПД обычного дровяного котла варьируется в пределах 60–70%, то у газогенераторного комплекса показатель достигает 95%.

Но здесь надо учесть один нюанс. Котел сжигает топливо для нагрева воды, а генератор газа только производит горючее. Без нагревателя, печки или ДВС толку от самодельного газогенератора будет ноль.

Получаемый газ сразу должен использоваться – накапливать его в какой-либо емкости экономически невыгодно. Для этого придется монтировать дополнительное оборудование, зависящее от электропитания.

Что происходит внутри газогенератора

В основе работы генератора газа лежит пиролиз твердого топлива, происходящий при высоких температурах и низком содержании кислорода в топке. Внутри газогенерирующего устройства одновременно протекает несколько химических реакций.

Технологически процесс генерации горючего газа делится на три последовательно совершающихся этапа:

  1. Термическое разложение топлива. Процесс протекает в условиях дефицита кислорода, которого в реактор подается всего треть от необходимого для обычного горения.
  2. Очистка полученного газа. В циклоне (сухом вихревом фильтре) осуществляется фильтрация газового облака от летучих частиц золы.
  3. Охлаждение. Полученная газовая смесь охлаждается и подвергается дополнительной очистки от примесей.

Фактически, в блоке как такового газогенератора происходит именно первый процесс – пиролиз. Все остальное – это подготовка газовой смеси для дальнейшего сжигания.

На выходе из газогенерирующей установки получается горючая смесь из оксида углерода, водорода, метана и иных углеводородов.

Также, в зависимости от используемого при пиролизе топлива, к ним прибавляются в различных количествах вода в виде пара, кислород, углекислый газ и азот. По описанному принципу функционируют и пиролизные котлы отопления, демонстрирующие высокий КПД.

Особенности работы различных преобразователей

Газогенераторы по устройству и технологии внутренних процессов бывают:

Различаются они точками подачи воздуха и выхода сгенерированного газа.

Прямой процесс протекает при нагнетании воздушной массы снизу и выходом горючей смеси вверху конструкции.

Обращенный вариант подразумевает подачу кислорода напрямую в зону окисления. При этом она в газогенерирующем устройстве является самой горячей.

Самостоятельно сделать в нее впрыск достаточно сложно, поэтому такой принцип работы применяется только в промышленных установках.

В горизонтальном газогенераторе выходной патрубок с газом расположен сразу над колосником в зоне совмещения реакций окисления и восстановления. Эта конструкция самая простая в самостоятельном исполнении.

Прямоточный глушитель

С учетом того, что любой стандартный глушитель обеспечивает акустический комфорт, но отнимает мощность, в некоторых случаях глушитель и резонатор дорабатывают.

С одной стороны, автомобиль в этом случае работает шумно, однако с другой можно получить прибавку мощности.

Если просто, прямоточные глушители или прямотоки не имеют перегородок (стенок). В результате выхлопные газы не встречают сопротивления, мотору легче «дышать», лучше вентилируются цилиндры и т.д. Кстати, если дополнительно вырезать катализатор, установить тюнинговый выпускной коллектор или поставить пламегаситель, в целом можно получить 7-10% прибавки мощности.

Конечно, такие доработки во многих странах запрещены, так как автомобиль становится шумным, заметно повышается токсичность выхлопа. Однако частичная модернизация, когда ставится всего лишь негромкий прямоток, вполне допустима. Это позволяет сделать звук выхлопа «богаче», хотя на увеличение мощности рассчитывать после установки такой «банки» глушителя не стоит.

Ремонт глушителей

Как правило, под ремонтом глушителя многие понимают обычную сварку, которую можно выполнить в обычном гараже

Обратите внимание, такой подход позволяет устранить проблему только на короткое время! То же самое можно сказать об использовании холодной сварки для глушителя или применении керамического герметика

  1. С учетом высоких температурных и вибронагрузок, ремонт глушителя автомобиля должен выполняться с использованием специальных материалов и применением особой технологии сварки.
  2. Сварка глушителя должна производиться в среде инертных газов, чтобы избежать перегрева прилегающих поверхностей. В случаях повреждения перегородок или внутренних трубок, необходимо вскрыть корпус, выполнить замену поврежденных элементов, произвести замену термостойкого наполнителя.
  3. При этом для ремонта прогаров, очагов коррозии и дыр в глушителе в обязательном порядке должна использоваться сталь для выхлопных систем.
  4. Также по окончании всех работ глушитель изнутри и снаружи должен быть обработан защитным составом, а также покрашен особой термостойкой краской.

Такой подход позволяет не только вернуть акустический комфорт и нормализовать работу выхлопной системы, но и заметно увеличить срок службы отремонтированной детали. В свою очередь, игнорирование основных правил приводит к тому, что соседние участки в местах установки латок или наложения швов быстро поражаются коррозией.

Также сами латки из обычного металла снова прогорают. Результат — глушитель повторно приходит в негодность и обычно требует полной замены. При этом ремонтировать сильно поврежденный элемент попросту нецелесообразно.

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.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Ремонт авто
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector