Из чего состоит выхлоп

Просто о сложном: как устроена выхлопная система?

Двигатель внутреннего сгорания не будет работать без системы, отводящей продукты сгорания топливной смеси в цилиндрах. Устройство выхлопной системы, возникшей одновременно с изобретением ДВС, постоянно совершенствуется, но основополагающие принципы остаются неизменными.

При сгорании топливовоздушной смеси в системе происходит образование отработанных газов. Их нужно своевременно вывести для заполнения цилиндров очередной порцией топлива. Для этого служит система, состоящая из выпускного коллектора, каталитического конвертера и глушителя.

Принцип работы выхлопной системы

Современная автомобильная выхлопная система состоит из нескольких частей, в отличие от первых устройств, имеющих вид механического клапана, который принудительно открывался водителем автомобиля вручную. Все элементы выхлопной системы, которые соединяются между собой с помощью крепёжных болтов через расположенные на их концах фланцы, предназначены для:

отвода из камеры сгорания двигателя выхлопных газов и прочих не сгоревших остатков топливной смеси;
уменьшения выделяемого мотором во время работы шума;
уменьшения количества токсичных веществ находящихся в выхлопе автомобиля;
предотвращения попадания в салон транспортного средства токсичных газов.

Устройство выхлопной системы автомобиля обладает довольно простым принципом работы, которая подразумевает отвод отработанных газов из камеры сгорания, проводя их через трубы к задней части транспортного средства, понижая при этом, за счёт герметичности всей конструкции и соединений через фланцы с термоустойчивыми уплотнителями, выделяемый мотором шум.

Уменьшение количества токсичных веществ в выхлопных газах достигается за счёт применения в конструкции выхлопной системы каталитических нейтрализаторов (катализаторов), работоспособность которых контролирует специальный датчик, называемый лямбда-зонд. В современных дизельных автомобилях, для повышения показателя экологичности выхлопа, производители используют сажевый фильтр, которым также оснащается выхлопная система дизеля.

В конструкции дизельного мотора, а также современного бензинового агрегата, довольно часто используется турбонагнетатель, который использует для подачи в камеру сгорания воздушную смесь из кислорода и отработавших газов, забираемых из выпускного коллектора. Количество попадающих в турбину выхлопных газов, регулирует датчик, расположенный на корпусе выпускного коллектора.

Выпускной коллектор

В народе его называют «колено» за характерный изгиб. О мягких округлых формах мы уже говорили. Настало время разобраться с системами 4 в 1 и 4 в 2. Здесь нечего мудрить, все элементарно. Когда двигатель имеет в коллекторе сначала 4 выхода по 1 на цилиндр, которые в последствии быстро соединяются в 1 и выходят на глушитель.

Система 4 в 1 признана одной из самых удачных для езды на высоких оборотах, поэтому она так популярна среди профессиональных мотогонок и спортивных моделей.

Коллекторы с длинным соединением в 1 осуществляют переход от 4, через 2 в 1, но это не шибко популярный вид, хотя они хороши для любителей и новичков, так как улучшают характеристики на более широком спектре оборотов, нежели 4 в 1, который отрабатывает на все 100000 при повышенных нагрузках.

Что до материала, коллекторы принимают на себя первый удар раскаленных газов. Поэтому их делают в основном из нержавейки.

После остановки двигателя внутри выхлопной системы в коллекторе образовывается конденсат. Если у вас чугунный коллектор, то конденсат может вызвать коррозию.

Существуют еще и керамические коллекторы. Интересная тема для тех, кому жизненно важно снизить вес мотоцикла. Коллекторы из керамики весят действительно мало, но и снашиваются со скоростью тех же выхлопных газов, быстро трескаются и требуют замены. С другой стороны, если вы профессиональный пилот гоночного трека, вы и так после заезда меняете чуть ли не половину расходников, начиная с покрышек и заканчивая цепью, почему бы не поменять еще и коллектор, раз пошла такая пьянка?

Читать еще: Прокол колеса автомобиля ремонт

Для гражданских мотоциклистов беспроигрышным вариантом все равно будет нержавеющая сталь, потому что она не боится конденсата и достаточно долговечна.

Влияние выхлопных газов на здоровье человека [ править | править код ]

Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ, доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4—5 % от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается. Непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются, образуя ядовитые кислородсодержащие соединения — составляющие смога.

Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды — сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензпирен, кроме него, обнаружены производные антрацена:

Кроме того, при использовании сернистых бензинов в отходящие газы могут входить оксиды серы, при применении этилированных бензинов — свинец (тетраэтилсвинец), бром, хлор, их соединения. Считается, что аэрозоли галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога.

Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, вызывает общее ослабление организма — иммунодефицит. Кроме того, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний. Например, дыхательной недостаточности, гайморита, ларинготрахеита, бронхита, бронхопневмонии, рака лёгкого. Также выхлопные газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга. Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы. Также выхлопные газы повреждают ткани нервной системы и повышают риск развития деменции [1] .

Отравления в замкнутом пространстве [ править | править код ]

Довольно часты случаи отравления выхлопными газами, в том числе с летальными исходами автомобилистов в гаражах, закрытых стоянках и внутри автомобилей (при утечке в салон), при плохой вентиляции. Также бывали случаи отравления выхлопными газами в квартирах домов, находящихся вблизи автостоянок (вдыхание выхлопных газов приводит к накоплению токсичных веществ в организме человека). Для борьбы с такими случаями вводятся строительные нормы вентиляции стоянок и сооружений, связанных с эксплуатацией и обслуживанием автомобилей.

Принцип работы системы

Разобраться с принципом работы выхлопной системы будет по силу каждому. Выясним, как газы из камеры сгорания попадают наружу. Когда выпускной клапан открывается, масса отработанных газов поступает в выпускной коллектор. Если речь идет о бензиновых двигателях, то после коллектора газы сразу перемещаются в приемную трубу, откуда идут далее по схеме. Если же двигатель дизельный, то отработанные газы сперва активизируют крыльчатку турбокомпрессора, а только затем попадают в трубу.

Как бы то ни было, схема выхлопной системы предполагает, что после приемной трубы газы идут сначала в катализатор, где проходят очистку при повышенных температурах, примерно 250 градусов. Стоит отметить, что температура полностью контролируется лямбда-зондом. В зависимости от того, какие показатели температуры выдает специальный датчик, в цилиндры поступает то или иное количество воздуха и топлива.

Читать еще: Таблица штрафов 2017 за нарушение пдд

Далее отработка проходит процесс гашения в резонаторе и выходит через глушитель наружу.

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 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.

Из чего состоит выхлопная система автомобиля?

Выхлопная система любого автомобиля очень важная и нужная вещь, особенно это касается современных авто. Без нее звук работы двигателя был бы невыносимо громким для человеческого слуха. Но на этом функция системы выхлопа не заканчивается. Рассмотрим данный вопрос немного подробней, а также выясним, из чего состоит выхлопная система.

Назначение выхлопной системы

У выхлопной системы современного автомобиля уже довольно много функций, и их стоит перечислить:

ступенчатое гашение звуковой волны от работы двигателя до нормального уровня;
понижение температуры отработанных газов перед выводом их за пределы авто;
защита водителя и пассажиров от выхлопных газов;
оптимизация расхода топлива;
снижение токсичности выбросов в окружающую среду.

Какой узел системы выхлопа отвечает за какую функцию, можно узнать немного ниже.

Из чего состоит выхлопная система авто

При перечислении наиболее важных составляющих выхлопной системы будем двигаться от двигателя к выхлопной трубе. И так, выхлопная система состоит из таких модулей:

приемная или коллекторная труба (штаны) — в нее поступают отработанные газы из двигателя, на эту часть выхлопа приходится самое сильное температурное воздействие. Коллекторная труба способствует удалению сгоревших газов и помогает наполнять камеры сгорания новой порцией топливной смеси;
каталитический конвертер-нейтрализатор (катализатор) – уменьшает вредное воздействие отработанных газов на окружающую среду. Данный компонент выхлопа устанавливается не на все автомобили;
резонатор – выравнивает звуковые волны, особенно это касается пиковых низкочастотных колебаний, а также несколько замедляет движение отработанных газов (в некоторых моделях автомобилей может отсутствовать);
глушитель – при помощи последовательных камер разных размеров гасит звуковую волну до приемлемого для человека уровня. В глушителе также происходит значительное понижение температуры отработанных газов;
выхлопная труба – служит для окончательного вывода за пределы автомобиля сгоревших газов.

Есть еще некоторые компоненты, которые могут стоять, а могут не монтироваться в систему глушителя. Это зависит от заводской комплектации и технических нюансов работы авто. К таким элементам выхлопной системы относятся:

гофра глушителя – необходима для обеспечения некоторой гибкости трубопроводов системы выхлопа, отлично компенсирует механические колебания;
пламегаситель (стронгер) – служит для оптимизации работы выхлопной системы, часто устанавливается вместо катализатора;
лямбда-зонд – при помощи измерения содержания уровня кислорода в отработанном газе, помогает уменьшить или увеличить его содержание при «приготовлении» топливной смеси, и служит для корректного расхода топлива.

Читать еще: Ремонт главного тормозного цилиндра своими руками

Как видите, выхлопная система имеет важное значение в нормальной работе авто. Без нее современный автомобиль, укомплектованный двигателем внутреннего сгорания, не мыслим.

Катализатор Рено Логан: назначение принцип действия

Катализатор — неизменная часть современных авто, обеспечивающая снижение концентрации опасных для окружающей среды элементов в ОГ. Каталитический нейтрализатор Рено Логан является 3-х компонентным, что обеспечивает защиту от нескольких вредных веществ, а именно оксидов азота и углерода, а также от недогоревших полностью углеводородов.

Внешне устройство чем-то схоже с глушителем, но принцип действия и задачи упомянутых узлов различны. Когда мотор не прогрет, температура каталитического преобразователя и окружающей среды идентична. Как только температура достигает определенного предела, происходит активация устройства. Как правило, система входит в рабочий режим уже через 1-2 минуты после пуска силового узла. Выходящий из двигателя и раскаленный выхлоп прогревает катализатор, который удаляет 50-80% вредных веществ в ОГ.

Конструктивно каталитический преобразователь состоит из группы элементов, а именно:

Кожуха (сделан с применением нержавейки).
Термоизолятора волоконного типа (материал — алюминий).
Керамического блока (один или два).

Принцип действия катализатора построен так, чтобы эффективно удалять из отработавших газов опасные элементы (о них упоминалось выше). После нагревания преобразователя происходят химические восстановительные и окислительные реакции. Такое возможно, благодаря особенной пористой структуре каналов устройства, а также входящих в состав драгоценных металлов. В процессе окисления происходит «дожигание» непредельных углеводородов с последующим образованием двух элементов — воды и углекислого газа.

Что касается процесса восстановления, он направлен на восстановление окиси азота с выделением пара и чистого азота.

Катализатор нормально работает после достижения температуры, равной 300 градусов Цельсия, а оптимальный температурный режим (при обычной эксплуатации) равен 900 градусам Цельсия. При этом активность химических процессов напрямую зависит от упомянутого параметра.

Не менее важный для катализатора показатель — пробег. Как только Рено Логан проходит 16 тысяч километров, каталитический нейтрализатор начинает работать на максимум возможностей. Уже доказано, что при достижении такого километража катализатор обеспечивает лучшую очистку выхлопных газов от вредных элементов.

Заключение

Знать, из чего состоит глушитель и зачем он нужен, желательно для того, чтобы грамотно устранять поломки или усовершенствовать конструкцию. Тем не менее, ремонт своими руками обычно подразумевает существенные затраты времени и сил.

Поэтому предлагаем обратиться в «Мастер глушителей» (г. Санкт-Петербург) для решения проблем с выхлопной системой на ВАЗ или иномарке. Компания работает с 2007 года, и специалисты в штате имеют большой опыт в починке всех систем автомобилей независимо от марки и модели. Запишитесь на диагностику по телефону, указанному на сайте.

голоса

Рейтинг статьи