Одной из основных систем автомобиля является выхлопная система, которая предназначена для отвода отработанных продуктов сгорания топливной смеси из КС (камеры сгорания). Помимо этого она выполняет несколько других функций, в числе которых снижение шума выхлопов двигателя. Важное внимание выхлопному тракту уделяется при тюнинге. При этом правильный выхлоп оказывает существенное влияние на звук работы автомобиля.
Конструктивно устройство выхлопной системы автомобиля реализовано на базе выпускного коллектора, катализатора, резонатора, глушителя, соединительных труб, специального гофра и крепёжных элементов. В системах выхлопа современных автомобилей устанавливается дополнительно датчик кислорода (лямда-зонд), который обеспечивает контроль кислорода в отработанных газах.
Выпускной коллектор крепится непосредственно на выходное отверстие двигателя с помощью фланца. Он является началом любой системы выхлопа. В коллекторе отработанные газы из каждого цилиндра объединяются в общий поток, который поступает в соединительную трубу. На выходе из камеры сгорания создаётся высокое давление газов и большая температура.
Поэтому для обеспечения требуемой герметичности применяются специальные уплотнительные прокладки, изготовленные из огнеупорного графитового материала. Как правило, уплотнитель обрамлён кольцами из меди, что гарантирует максимально плотное соединение коллектора с двигателем.
Из-за специфики расположения коллектор постоянно работает в экстремальном режиме. Температура потока выхлопных газов может достигать +1000оС и более. После выключения двигателя температура внутри конструкции коллектора резко уменьшается. В такого резкого температурного перепада образуется конденсат, что приводит к образованию ржавчины.
Форма и размеры выпускного коллектора оказывает непосредственное влияние на характер пульсации потока выхлопа. В свою очередь, это сказывается на мощности силового агрегата. Для защиты узлов двигателя и элементов выхлопного тракта от вибрации и колебаний в современных автомобилях предусмотрена специальная виброизолирующая муфта (гофр), выполненная в виде гибкого металлического шланга, смонтированного в стальном кожухе.
Эффективность работы катализатора определяется степенью концентрации кислорода в выхлопных газах. Оптимальным является соотношение кислорода в топливной смеси 14,7 к 1. То есть, чтобы в выхлопе было минимальное количество вредных веществ, необходимо смешивать 1 часть топлива и 14,7 частей кислорода. Контроль этого соотношения в топливной смеси реализован путём измерения остатка кислорода в выхлопе. Поэтому лямбда-зонд установлен перед катализатором.
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.
Резонатор обеспечивает снижение шума двигателя, гашение пламени и транспортировку продуктов выхлопа по соединительной трубе к глушителю. Схема выхлопной системы предполагает монтаж резонатора за катализатором. В результате многочисленных испытаний установлено, что качество и эффективность работы резонатора оказывают непосредственное влияние на мощность двигателя. Надёжный и правильно работающий резонатор обеспечивает не только минимальный шум работы двигателя, но и существенно продлевает срок службы всей системы выхлопа.
Глушитель, как и резонатор, предназначен для снижения шумов выхлопа, но конструктивно выполнен по другой схеме. Как правило, он представляет собой металлический бак (ёмкость), внутри которого устроено несколько перегородок. Как вариант, перфорированная труба. В результате неоднократной смены направления потока снижается уровень шума. Внутри банки дополнительно устанавливаются звукопоглотители, изготовленные из специального волокна. В модернизированных типах глушителей внутри конструкции или в средней части перфорированной трубы оборудуются отсек большего диаметра. За счёт этого снижается скорость потока газов, что положительно сказывается на поглощении шума.
Соединительные трубы обеспечивают соединение основных узлов в единый выхлопной тракт. Приёмная труба монтируется между выпускным коллектором и катализатором. Для соединения резонатора с глушителем применяется средняя труба, которая повторяет конфигурацию днища с учётом расположения различных узлов и элементов ходовой части.
Гофр является важным элементом, без которого не обходятся выхлопные системы. Он обеспечивает компенсацию вибрации и колебаний, которые возникают между компонентами конструкции выхлопа. Отработанные газы поступают из двигателя не равномерно. При открытии выпускных клапанов создаётся мощный поток, а при закрытии он прекращается. Чем больше количество цилиндров, тем выше частота колебаний.
vipwash.ru
Дата публикации: 31 октября 2016.
Если бы не созданный французской компанией Panhar-Levassor первый в мире глушитель, то возможно сегодня бензиновых автомобилей не было бы. Выхлопная система позволила «успокоить» ДВС и дать этому мотору «вторую жизнь».
Первоначально глушители выполняли не много функций и считались больше вспомогательной составляющей, нежели важной, как другие агрегаты. Однако с течением времени выхлопные системы начали играть более значительную роль. Сегодня благодаря глушителям удается не только значительно снижать уровень шума от работающего мотора, но и уменьшать температуру выхлопных газов, выводить отработанные газы за пределы авто и уменьшать уровень вредных выбросов в окружающую среду.
Исходя из этого, стоит обратить внимание на строение глушителя, а также на его разновидности.
Конструкция выхлопной системы становится более сложной, но с каждой новой моделью машины она включает в себя все те же элементы.
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.
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.
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:
Не стоит путать резонатор с задним глушителем, так как их конструкция сильно отличается.
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.
В обычных глушителях в процессе сопротивления отработанным выхлопным газам, теряется часть мощности мотора. Хоть этот расход и незначительный, многие автолюбители ищут способы, как сделать глушитель тише без потери мощностей двигателя. Для этих целей производители разработали специальные прямоточные модели.
Устройство такого глушителя отличается от привычной схемы. В отличие от штатных моделей, в прямоточных агрегатах мощность двигателя не только снижается, но и повышается, за счет использования энергии выходящих газов.
Суть работы «прямотоков» заключается в том, что при выходе газов из коллектора требуется меньшее сопротивление. Благодаря этому мотору не приходится затрачивать лишней энергии, чтобы преодолеть давление. Полученная разница преобразуется в полезную мощность движения.
Сам прямоточный глушитель представляет собой прямую трубу с перфорированной поверхностью. По большому счету она заключена во внешний кожух. Внутри глушителя также есть разделители и камеры, просто их меньше, чем у штатных систем. Благодаря такой конструкции, отработанные выхлопные газы движутся по прямой и не встречают сильного сопротивления. В то же время, благодаря перфорированной поверхности они расширяются и свободно выходят.
Внешний кожух прямоточного глушителя покрыт специальным поглощающим составом, за счет чего газы, находящиеся внутри, не резонируют, а звук мотора не превышает допустимых пределов. Таким образом, уровень шума сводится к минимуму.
Чтобы усилить эффект некоторые автовладельцы используют дополнительные внешние сегменты.
Также для снижения шума можно установить зеркальный глушитель. Такие модели работают по такому же принципу, как и акустические зеркала. Чаще всего зеркальные глушители можно встретить в выхлопных системах двухтактных моторов мотоциклов и скутеров. Устройство глушителя в этом случае представляет собой выпускное колено и резонаторную банку, в которой отработанные газы «утихомириваются». При этом уровень сопротивления будет значительно ниже, а на мощность двигателя не будет расходоваться. Однако стоит учитывать, что из-за зеркального эффекта температура выхлопной трубы будет повышаться.
Подобный принцип используется в системах автомобилей ВАЗ 2107, Нива, 2115 и многих других.
Помимо этого существуют поглотительные и ограничительные глушители, которые также понижают шум.
Конструкция автомобильных глушителей постоянно претерпевает изменения, хоть общий принцип работы и сама конструкция остается неизменной уже много десятков лет. Сегодня это не обычная металлическая «банка» а полноценная система, которая обеспечивает правильную работу двигателя автомобиля. Именно поэтому, если из глушителя начинает идти пар или раздаются хлопки, необходимо незамедлительно производить диагностику и ремонт этого немаловажного узла.
avto-moto-shtuchki.ru
На первый взгляд, это одна из самых незаметных и не доставляющая особых хлопот система автомобиля. Для понимания ее роли и значения, лучше всего вспомнить кадры кинохроники, показывающие первые автомобили – грохочущие, испускающие клубы дыма, медленно передвигающиеся устройства. И сравнить их с современными, тихими, динамичными и экологически безопасными машинами. Часть, и немалую, такого преобразования обеспечила выхлопная система.
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:
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.
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.
Работа выхлопной системы производится таким образом: у ДВС в четвертом такте открывается выпускной клапан, и остатки продуктов горения, а также несгоревшие частицы топлива выводятся из цилиндра. Если двигатель многоцилиндровый, то используется специальное устройство – выпускной коллектор, объединяющие потоки газов из всех цилиндров в один. Приемная труба соединяет выпускной коллектор и катализатор.
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.
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.
Внутри катализатора происходят следующие процессы – несгоревшие частицы (NO, CH, CO) при попадании на поверхность металлов, окисляются кислородом (дожигаются), который присутствует в составе выхлопных газов. В результате таких процессов, проходящих внутри катализатора, содержание в составе выбросов ДВС токсичных веществ приводится в соответствие с утвержденными нормами токсичности.Стоимость катализатора благодаря использованию редких металлов достаточно высока, к тому же он при использовании некачественного бензина быстро забивается, что приводит к падению мощности мотора.
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.
Устройство пламегасителя само по себе достаточно простое – двойной корпус, выполненный из нержавеющей стали, выдерживающей воздействие очень высоких температур, и внутри отдельные камеры. Некоторые модели пламегасителя имеют в своем составе диффузорные рассекатели, которые повышают эффективность работы системы в целом.Применение пламегасителя с наполнителем существенно облегчает работу резонатора. Одним из лучших вариантов может считаться установка пламегасителя с наполнителем из керамо-волокна. Он способен выдерживать температуры до тысячи трехсот градусов и обеспечивает продолжительный срок работы пламегасителя.
Существует два типа глушителя:
Независимо от вида глушителя его основное значение – уменьшение уровня шума. В активных шум снижается использованием звукопоглощающего материала. Недостатком подобного глушителя является закоксование внутренней начинки.
У реактивного глушителя используются специальные камеры, резонансные и расширительные. Они образуются благодаря системе перегородок внутри корпуса глушителя и изменяют направление движения отработанных газов, что обеспечивает снижение шума.Однако не стоит забывать, что для глушителя характерно оказывать влияние на мощность двигателя, он ее уменьшает.Для современных автомобилей обязательной является такая схема построения нейтрализации и отвода отработанных газов автомобиля, которая позволяет снизить их токсичность и обеспечить требуемый срок службы.
znanieavto.ru
Замена штатного глушителя для автомобилиста, занявшегося тюнингом своего железного друга, является практически неизбежной процедурой. Для того чтобы выполнить ее правильно и не навредить двигателю, нужно понимать строение автомобильного глушителя, принцип его работы, различать виды глушителей. А теперь обо всем по порядку.
Глушитель (muffler) — один из элементов выхлопной системы автомобиля, который располагается в конце выхлопного тракта и служит для уменьшения шума выходящих отработанных газов. Главная задача автомобильного глушителя — снижение уровня шума выхлопной системы, при обеспечении минимального сопротивления потоку отработанных газов. Чем лучше продувка всей системы и каждого компонента в частности, тем меньше потери мощности. Из этого следует, что исходя из собственных задач и предпочтений, каждый тюнер находит приемлемый компромисс между уровнем шума и сопротивлением.
Существует множество различных видов глушителей. В данной статье за основной критерий классификации типов глушителей мы приняли механизм их работы.
Такой тип глушителя работает благодаря поглощению шума наполнителем. Энергия звуковых волн преобразуется в тепло. Так называемый «прямоток» — классический представитель диссипативных или поглощающих глушителей. Представляет из себя перфорированную трубу, заключенную в корпус с поглощающим наполнителем. Прямоточный глушитель обеспечивает лучшую продувку выхлопной системы, но при этом является и самым громким (Рис.1А).
На сегодняшний день рынок тюнинга предлагает различные варианты исполнения прямотоков. Иногда можно встретить изделия, в которых вместо перфораций в трубе выдавлены жабры. На западе они именуются «louvered core glasspack» и не пользуются популярностью из-за значительно худших показателей продувки. В постсоветском пространстве они гордо именуются «стронгерами» и ошибочно рекомендуется к установке вместо катализаторов (Рис.1Б).
Также встречаются прямоточные конструкции, в которых для снижения уровня шума используется диффузор (воронка, которая сужает сечение трубы). Данный девайс снижает уровень шума, но при этом и продувку. За такой вариант говорит только относительная низкая стоимость готового изделия (Рис.1В).
Еще одним вариантом доработки идеи диссипативного типа глушителя является применение разнодлинных перфорированных конусов, интегрированных в продольную перфорированную трубу (hushpower muffler). Результат — хорошие показатели CFM (пропускная способность, кубический фут в минуту) при допустимом уровне громкости (Рис.1Г). Такое решение уже можно назвать комбинированным, так оно сочетает принципы работы диссипативного и реактивного глушителя, о нем пойдет речь ниже.
Принцип работы реактивных глушителей
Резонатор Гельмгольца — хороший вариант борьбы с гулом.
основан на отражении звуковых волн, их интерференции и эффекте резонанса. На практике представляет из себя набор различных камер и перегородок, по сути — это лабиринт, в котором акустические волны сталкиваются, отражаются и гасятся. Наполнитель в данном виде глушителя не нужен. Чаще всего встречаются камерные и лабиринтные виды глушителей, а вот резонатор Гельмгольца встречается не часто, хотя часто именно он позволяет нивелировать недостатки прямотока.
Такие конструкции мы можем встретить на заводских деталях и реже в качестве тюнинга выхлопной системы. Причины кроются в сложности проектирования и в том, что акцент в данных системах смещен на соответствие нормам по уровню шума выхлопа. Основным недостатком является аэродинамические потери из-за возникающей турбулентности потока выхлопных газов.
Выхлопная система современного автомобиля представляет комбинацию различных решений, применяемых для достижения лучшего результата. Разграничение на диссипативные и реактивные приведено скорее для понимания различных подходов, а не для жесткой классификации готовых изделий.
J muffler работает как четвертьволновый резонатор.
Разобравшись с предназначением, строением и видами глушителей, перейдем к самому больному спору, в котором сломано немало копий.
Наше мнение — однозначно нет. Если вы поставите самую дорогую прямоточную «банку» самого известного производителя на стоковый двигатель, не подвергнувшийся тюнингу впускного и выпускного коллектора (и т.д.), никакой прибавки мощности не будет. Однако это не значит, что установка тюнингового глушителя лишена смысла.
И так, положим, что на непростом пути тюнинга, по тем или иным причинам, Вы все же решили произвести замену стоковой банки. Какими принципами нужно руководствоваться?
Hushpower muffler
1. Легкий вес. Легкое авто — быстрое авто.
2. Низкое сопротивление = минимизация потерь мощности.
3. Снижение уровня шума(иначе мы бы вовсе от него отказались).
4. Стоимость и простота конструкции.
5. Компактный размер (упростит монтаж).
Выходит, что исходя из наших задач, нам наилучшим образом подходит глушитель прямоток. Простота конструкции позволяет задуматься о том, чтобы изготовить прямоток своими руками. Он может быть сварен в новом корпусе, либо в качестве корпуса может быть использована стоковая банка.
Конструкция самодельного прямотока такова: между внешним металлическим корпусом и трубой с отверстиями прокладывается звукопоглощающий материал (например, базальтовая вата, состоящая из длинных волокон), а между трубой и ватой размещается заградительный барьер из очень мелкой металлической сетки, для того чтобы волокна ваты не выдувались наружу. Ресурс прямотока определяется сроком удержания волокон, после истечения которого глушитель перестает выполнять свои функции и начинает звенеть. Минеральная вата хорошо поглощает высокие частоты, а низкие нет, поэтому Вы скорее всего получите низкий, рычащий звук.
tuningtech.ru
Принцип работы выхлопной системы является достаточно простым для каждого, кого интересует данный вопрос. Главное, что нужно знать о выхлопной системе это суть данного устройства. А она заключается в том, чтобы убирать газы непосредственно из камеры сгорания.
Когда открывается выпускной клапан, начинает поступать масса отработанных газов во впускной коллектор. В том случае, если двигатель автомобиля является бензинным, то газы после прохождения коллектора моментально перемещаются в трубу приема, а уже оттуда идут далее по схеме на выход. Если рассматриваемый двигатель является дизельным, то все отработанные части сначала приводят в активацию крыльчатку турбокомпрессора, и только после этого попадают непосредственно в трубу.
Вне зависимости от типа двигателя, любая схема выхлопных систем предполагает, что после трубы приема сами газы будут идти сперва в катализатор, где, собственно, и будет проходить процесс очистки с помощью высоких температур (около 250 градусов).
Важно заметить, что вся температура в катализаторе будет контролироваться лямбда-зондом. Количество поступающего воздуха и топлива в цилиндры целиком и полностью зависит от специального датчика, который показывает уровень температуры. После этого процесса обработка проходит процедуру гашения, которая происходит в резонаторе. Вследствие чего переработанные газы выходят наружу через глушитель.
Одним из важнейших элементов, без которого невозможна работа выхлопной системы автомобиля – коллектор. Именно с помощью этого узла система способна выводить из камеры сгорания все отработанные газы. Все эти отходы поступают непосредственно в особые трубки, которые служат обычными промежуточными элементами целой цепочки процедуры отвода наружу газов. Важно отметить, что именно впускной коллектор является одним из любимейших устройств для тюнинга специалистами. Это связано с тем, что чистый и ухоженный коллектор способен обеспечивать цилиндры большим количеством топлива. Именно за счет этого можно значительно увеличить мощность своего транспортного средства.
Следующим звеном цепи выхлопной системы является каталитический нейтрализатор. Данное устройство выполняет функцию очистителя, так как уничтожает все негодные элементы газов и снижает их до наличия минимум токсичности. Если данную подсистему рассмотреть в разрезе, то можно обнаружить внешнюю оболочку, которая произведена из керамики, состоящую из очень тонких клапанов. Изнутри данные клапаны укрыты очень незначительным слоем платины. Также, вместо самой платины могут применятся множество редких металлов, таких как родий или палладий. Важно заметить, что из-за того, что материал для изготовления катализатора является очень дорогим, стоимость такого катализатора также очень недешевая.
Непосредственно за катализатором следует резонатор. Главная задача резонатора заключается в очень резком расширении отработанных газов. Именно из-за данного процесса противодавление выхлопного канала значительно снижается, а ударная волна смягчается в разы. Заключительным узлом, который носит в своем арсенале система выхлопа автомобиля является глушитель. Именно данная система напрямую отвечает за издаваемый звук транспортным средством. В современном мире существует три вида данной системы: отражатель, ограничитель и поглотитель.
После краткого описания устройства необходимо определить основные задачи выхлопной системы. Основное предназначение выхлопной системы конвейерного автомобиля заключается в отводе из впускного коллектора отработанных газов. Помимо этого, вспомогательными функциями выхлопной системы являются: глушение звука эксплуатируемого двигателя, а также обеспечение экологической чистоты большинства выходящих продуктов сгорания. Именно последняя функция является очень важной для того, чтобы при тюнинге выхлопной системы обратить внимание на потенциальные изменения в экологической части глушителя. Если будут определения отклонения в чистоте газов, то можно столкнуться с проблемами при прохождении государственного техосмотра.
В целом, устройство выхлопной системы можно поделить на три очень важных элемента. Впускной коллектор выполняет роль сборщика выхлопных газов, а также проводником этих газов к выводу в трубу. Каталитический конвертер или нейтрализатор очищает газы, делая их наименее токсичными. Глушитель является основным устройством предназначенным для снижения шума при выходе выхлопных газов в атмосферу. Сам глушитель устроен так, что может гасить скорость выхлопных газов, после чего, непосредственный шум, возникающий на выходе.
Данный вопрос является ключевым в определении автолюбителя делать тюнинг выхлопной системы, или нет. Перед тем как провести тюнинг системы выхлопа самостоятельно нужно обязательно задать себе этот вопрос. Довольно часто бывает так, что при ремонте выхлопной системы автолюбитель задается вопросом о тюнинге этой же системы. Условно, тюнинг системы выхлопа может быть разделен на несколько видов. (Терминология – народная)
1. Аудио-тюнинг – тюнинг, который производится для того, чтобы выхлопная система автомобилиста создавала «рыкающие и бурчащие» приятные на слух звуки, которые бы характеризовали всю мощность двигателя автомобиля. В данном виде тюнинга автомобилисту понадобится полная замена нейтрализатора. Заменять следует на пламегаситель. Помимо этого необходимо установить прямоточный глушитель.
2. Видео-тюнинг – заключается в наибольшем разнообразии визуальной красоты глушителя – в насадках на глушитель – в «хвосте». Данный тюнинг отличен тем, что не требует для себя особого вмешательства в саму конструкцию выхлопной системы, а также не требует особых больших затрат автолюбителя. Также можно заметить «язык дракона» - это выброс пламени из выхлопной трубы. Но такого рода тюнинг системы выхлопа требует непосредственного вмешательства в конструкцию выхлопной системы. Тем не менее, эффект будет заметен автомобилистом лишь в период стоянки транспортного средства.
3. Технический тюнинг системы выхлопа. Данный вид тюнинга выхлопной системы заключается в потенциальном увеличении мощности автомобиля (до 15%). Помимо хорошей стороны есть и негативная: может значительно увеличиться расход топлива автомобиля. На данный тип тюнинга выхлопной системы редко решаются люди. Зачастую он делается при особой надобности или бешеном желании автомобилиста.
В случае самостоятельного тюнинга системы выхлопа автомобилисту придется произвести тотальную замену всей конвейерной и стандартной системы выхлопа автомобиля на прямоточную. Если разобраться, то данную процедуру можно собственноручно произвести в своем гараже. Но это возможно при условии того, что мастер владеет особым мастерством и оборудованием в виде болгарки, сварки и турбогиба.
Но помимо обязательного наличия умения и оборудования для произведения тюнинга технического всей системы выхлопа самостоятельно придется узнать детально точный расчет всей системы: тип прямоточного глушителя, соответствие всех характеристик технических указанного транспортного средства, диаметр глушителя и материал его изготовления. В данном виде тюнинга важна каждая мелкая деталь. Это важно потому, чтобы мощность автомобиля прибавила и усовершенствовалась, а не понизилась.
Именно поэтому, всю процедуру собственноручного тюнинга выхлопной системы будет проще, но все же дороже, сделать с помощью прямоточной фирменной системы выхлопа, которая соответствовала бы всей конструкции и параметрам транспортного средства. Монтаж данной системы не составит особых проблем, понадобиться лишь яма (подъемник) и инструменты. Прежде чем приступить непосредственно у тюнингу выхлопной системы своего транспортного средства необходимо определиться: зачем он нужен? Если особой надобности в нем нет, а желание базируется на слухах и советах друзей, то лучше оставить добротную и надежную систему выхлопа, которая не подведет в трудный час.
Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.
Была ли эта статья полезна?Да Нет
auto.today
Среди большого количества всевозможных систем современного автомобиля далеко не последнее место занимает система выхлопа, от исправного функционирования которой зависит не только «самочувствие» самого транспортного средства, но и уровень загрязнения окружающей среды, что не может не сказаться на природе и живых организмах. В данной статье хотелось бы уделить внимание настройке выхлопной системы, которая помогает оптимизировать ее работу, улучшая некоторые характеристики. Однако для начала вспомним, что же такое система выхлопа и каковы ее функции в автомобиле.
Конечно, любой грамотный водитель и без разъяснений знает, что система выхлопа автомобиля – незаменимый элемент любого транспортного средства. Поэтому в случае неисправности большинство ответственных автовладельцев стараются уделять ей как можно больше внимания. И правильно, ведь «здоровье» такой системы существенно влияет на состояние «организма» машины. Так, к примеру, исправный глушитель снижает уровень загрязняющих веществ, которые содержатся в выхлопных газах и могут накапливаться на стенках труб.
Принцип их накапливания сравним с аналогичным процессом, который происходит в чайнике при систематическом кипении воды. Когда же такой накипи становится слишком много, часто могут наблюдаться сбои в работе прибора.
Именно благодаря глушителю выхлопные газы удаляются с системы почти беззвучно, но это лишь при условии ее исправного состояния. В противном случае водитель, да и все окружающие, услышат слишком громкие звуки, свидетельствующие о необходимости проведения ремонтных мероприятий.
Принцип работы выпускной системы довольно простой и включает в себя выполнение следующих последовательных действий: когда впускной клапан открывается, отработанные газы переходят во впускной коллектор, после чего в системах с бензиновым двигателем они перемещаются дальше по приемной трубе, а в системах с дизельным мотором – сначала задействуют крыльчатку турбокомпрессора, и уже потом оказываются в приемной трубе.
Затем, преодолев указанный путь, отработанные газы перемещаются в катализатор, где вредные примеси оседают на поверхности активного элемента. Стоит отметить, что работоспособность катализатора обусловлена высокими температурными показателями (250оС и выше), а контролем состава газов занимается специальный датчик – лямбда-зонд.
В отдельных случаях выхлопные системы могут иметь два датчика: один на входе катализатора, а второй – на выходе из него. Такие системы способны более точно отображать соотношение воздуха и топлива в топливовоздушной смеси. Датчики посылают сигнал на систему управления впрыском, после чего, в зависимости от уровня вредных примесей, происходит регулировка подачи в цилиндры топлива или воздуха.
Преодолев препятствие в виде катализатора, выхлопные газы «гасятся» в резонаторе и поступают в глушитель. На этом участке направление их движения резко меняется, а шумовое сопровождение уменьшается, после чего отработанные газы выходят в атмосферу.
Надо отметить, что эффективность вывода газов напрямую зависит от диаметра выводных труб, а также от чистоты катализатора и глушителя. Если эти нормы не будут соблюдены, то отработанные газы начнут накапливаться в цилиндрах, тем самым вызывая снижение мощности силового агрегата, а в некоторых случаях и поломку всей топливной системы.
Настройка выхлопной системы предусматривает согласование движения отработанных газов внутри выпускной трубы с движением горючей смеси во впускном тракте, что улучшает очистку цилиндров и повышает качество наполнения их свежей смесью.
Давление газов во впускной трубе резко меняется в течении всего периода выпуска. Как только впускной клапан открывается, продукты сгорания с огромной скоростью направляются к выпускной трубе, из-за чего в цилиндре образуется разрежение, а в выпускной трубе наблюдаются периоды пониженного давления. Если увеличить длину трубы – увеличится и период разрежения, что, в свою очередь, поспособствует лучшему отводу продуктов сгорания.
Понятие «настройки глушителя» часто подразумевает уменьшение или увеличение звукового эффекта. В первом случае для достижения цели устанавливают тюнинговую выхлопную систему прямоточного типа, которая позволяет получить достаточно громкий звук с преобладанием низкочастотных басов.
Применяемый для такого тюнинга пламегаситель прямоточного типа может обладать достаточно простой конструкцией: обычно все устанавливаемые после него элементы тоже относятся к прямоточному типу и серьезная обработка потока не требуется. Главное, чтобы сам пламегаситель был надежным, обладал двухслойным корпусом и проходным сечением, соответствующим мощности конкретного мотора.
Но, к сожалению, в ассортименте многих известных брендов тюнинга (таких как Remus, Supersprint, APEXi и т.д.) прямоточные резонаторы, обладающие двухслойным корпусом, практически отсутствуют, причиной чего является строгий контроль чистоты выхлопных газов, который осуществляется в странах Запада.
Более популярным вариантом подобных устройств там выступают катализаторы с металлической основой, обладающей низким сопротивлением. Вторым штатным решением западной настройки системы выхлопа является установка штатного катализатора после настроенного коллектора - «паука». Спрос на детали, которые можно было бы установить вместо катализатора, отсутствует, поэтому от западных производителей и нет соответствующего предложения.
Ремонт и настройка выхлопной системы, преследующие цель сделать автомобиль менее шумным, – это еще одна своеобразная форма тюнинга. Для осуществления задачи автовладельцы подбирают универсальные детали, которые различаются по размеру и диаметру внутренней трубы. К примеру, можно приобрести штатные пламегасители (подходят для конкретной модели транспортного средства). Изделия высокого качества, как правило, обладают двухслойным корпусом, а в некоторых случаях – еще и правильным внутренним устройством, практически как у оригинальных деталей.
Идеальный вариант – использование оригинальных запчастей, ведь детали, предназначенные для автомобилей, не имеющих каталитического нейтрализатора отработанных газов, обладают массой достоинств, среди которых двухслойный корпус, нержавеющая сталь (используется чаще всего) и «гашение» шума за счет комбинированных методов его поглощения и отражения. При этом, главная роль отведена дополнительной камере с имеющимся внутри диффузором, который на европейских автомобилях представлен в виде шайбы, а на японских – в виде перфорированного конуса.
В дополнительной камере процесс обработки потоков газа проходит по принципу отражения, причем набивка из нержавеющей сетки и базальтового волокна в этом случае выполняет второстепенную роль и при выгорании не сильно сказывается на «звучании».
Однако везде есть свои недостатки, и оригинальные пламегасители не стали исключением. Во-первых, стоят они недешево, а во-вторых, даже если деньги есть, то Вы не всегда сможете найти оригинальные детали на машины, выпускающиеся только с катализаторами.
Как уже отмечалось ранее, настройка системы выхлопа проводится путем подбора длины выпускных трубопроводов, причем немаловажную роль здесь играет и площадь их сечения. На начальном этапе указанные параметры можно определить с помощью расчетного метода, однако в дальнейшем все равно потребуется проверка и уточнение полученных данных, которая проводится на испытательном стенде. С целью сокращения числа опытов, необходимых для достижения требуемого результата, в ходе выполнения задачи рекомендуется воспользоваться приемами из теории планирования эксперимента.
Практика строения выхлопных систем доказывает, что чем больше цилиндров будет объединено в одном выпускном трубопроводе, тем меньшей будет возникающая в нем результирующая амплитуда давления, которая появится в результате наложения друг на друга отдельных волн.
Учитывая это, во избежание нежелательной «накладки», выпускная система выполняется в виде нескольких трубопроводов, расположенных на подобии веера, то есть один над другим. В каждый из этих трубопроводов осуществляется выпуск газов не больше чем из трех цилиндров, а для предотвращения наложения волн газовые потоки объединяются трубопроводами таким образом, чтобы обеспечить чередование поступления газа в каждый из трубопроводов с гранично возможным интервалом.
Кроме того, важно, чтоб длина выпускных трубопроводов была одинаковой, но, из-за ограничений в габаритах, на практике это не всегда получается. Выполнить указанные условия поможет упомянутое веерообразное расположение трубопроводов, а обеспечение их одинаковой длины дает возможность настроить выхлопную систему на определенный диапазон частоты вращения коленвала.
В двигателях, дополненных турбонаддувом, выход Y-образной трубы (когда два тракта через некоторое расстояние объединяются в один) соединяется с входом в турбину, а в обычных моторах (без наддува) – с идущим к глушителю трубопроводом. Естественно, длина этой Y-образной трубы существенно сказывается на мощностной характеристике силового агрегата, но подобрать подходящий размер, при котором двигатель будет развивать максимальную мощность, можно лишь с помощью уже упомянутого испытательного стенда.
В первую очередь, необходимость в данном атрибуте вызвана тем, что длина такой трубы зависит от конструктивных особенностей впускной системы и газораспределительных фаз, которые обусловлены профилем кулачков установленного распредвала.
Также нужно отметить, что для обеспечения прохождения возросшего объема выхлопных газов, поперечное сечение в месте соединения двух трактов Y-образной трубы тоже должно быть больше. В четырехцилиндровых двигателях однорядного типа интервалы между появлением вспышек, появляющихся в последовательно работающих цилиндрах, составляют 180° поворота коленвала. Если в таких двигателях встречаются порядки работы цилиндров типа 1-3-4-2 или 1-2-4-3, то вышеуказанному требованию (при наличии 4-х выпускных каналов) будет соответствовать объединение первого и четвертого, а также второго и третьего цилиндров в один выпускной трубопровод.
У отдельных 4-х цилиндровых моторов оба средних выпускных канала соединены уже в головке блока цилиндров. В этом случае достичь точного согласования довольно трудно, но получить неплохие результаты при наличии Y-образной выпускной трубы для 1 и 4 цилиндров и общей трубы для 2 и 3 цилиндров вполне реально. Для этого лишь нужно, чтобы труба, общая для цилиндров 2 и 3, до места ее соединения с Y-образной трубой обладала примерно таким же объемом, что и последняя. Подобное расположение выпускных каналов можно встретить у некоторых английских двигателей, например, «MGB» или «Mini».
В однорядных шестицилиндровых двигателях присутствует порядок работы цилиндров в последовательности 1-5-3-6-2-4, а на моторах компании «Audi» и некоторых двигателях от компании «Mercedes» работа цилиндров выполняется в последовательности 1-4-3-6-2-5. В обоих случаях появление вспышек проходит равномерно с интервалом 120о. Выполнение вышеуказанных условий здесь достигается путем применения двух выпускных трубопроводов, расположенных веером. Один трубопровод объединяет 1 и 3 цилиндры, а второй – 4 и 6 соответственно. Таким образом, чередование выпусков газа в один трубопровод происходит равномерно и с интервалом в 240о.
Для оппозитных (угол развала блоков цилиндров равен 180о) и Y -образных двенадцатицилиндровых силовых агрегатов, оборудованных коленвалом, кривошипы которого размещены согласно продольно-симметричной схеме, объединение газовых потоков выпускными трубопроводами на каждом блоке цилиндров может выполняться аналогичным образом.
Немного труднее дело обстоит с Y-образным восьмицилиндровым двигателем, оборудованным крестообразной (несимметричной) схемой расположения кривошипов коленвала. При таком размещении последовательность работы цилиндров в правом и левом блоках будет неодинаковой, из-за чего такие двигатели нельзя считать двумя четырехцилиндровыми моторами.
В некоторых случаях, когда место в моторном отсеке ограничено, данное обстоятельство в расчет не принимается, что, в результате, существенно снижает эффективность выхлопной системы. В этом случае, для ее оптимальной настройки, необходимо направить трубопровод от цилиндра одного блока к цилиндру второго таким образом, чтобы после объединения труб выпуск каждого из двух цилиндров в общий трубопровод происходил через одинаковые интервалы времени. Такой мотор имеет наиболее часто встречающийся порядок работы цилиндров, а интервалы между вспышками в цилиндрах составляют 90° поворота коленчатого вала.
Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.
Была ли эта статья полезна?Да Нет
auto.today
на фото: Mercedes 35 h.p. (1901) Так, на первых автомобилях с глушителями была реализована раздвоенная выхлопная система с механическим клапаном. В первом режиме, выхлопные газы проходили через глушитель, из-за чего снижался уровень шума. Но автомобиль не мог тронуться в таком режиме из-за малой мощности. Поэтому, приходилось переключать клапан в другое положение, которое отключало глушитель, и направляло звук с выхлопными газами напрямую. Это позволяло увеличить мощность и легко начать движение.
Единственным минусом такой системы стали городские лихачи, которые использовали второй режим в постоянной эксплуатации и «носились» по городским улицам. Из-за чего, в мэрию городов поступали многочисленные жалобы на чрезмерный шум и опасность на улицах. Именно это, поспособствовало появлению ряда нормативных законов, которые регулировали максимальный уровень шума и правила дорожного движения.
Все законопроекты поспособствовали пересмотру принципов работы выхлопной системы. Что привело к появлению современных видов выхлопа с глушителем, каталитическим нейтрализатором и т. д. Что помогло снизить расход топлива, уменьшить шум и максимально снизить уровень выброса вредных веществ в атмосферу.
• Приемная труба;
• Каталитический нейтрализатор;
• резонатор;
• Глушитель;
• Датчики. Уже можно понять, что вся система — это не просто труба с глушителем, а сложный механизм по отводу отработанных газов из двигателя внутреннего сгорания, который рассмотрим более детально.
Приемная труба — это самое начало системы, которая обеспечивает надежное соединение с выпускным коллектором. Обычно, эта часть системы изготавливается из жаропрочной стали с керамическими или другими, огнеупорными, прокладками. Для того, что бы обеспечить большую надежность при эксплуатации, данная часть оснащается прочной, но гибкой гофрой. Это позволяет исключить нагрузку от вибрации, которая передается от двигателя и кузова. Если бы отсутствовала данная деталь, то выхлопная система не выдерживала бы нагрузки и лопалась в многочисленных местах.
Каталитический нейтрализатор — это специальный фильтр для выхлопных газов, позволяющий снизить уровень влияния вредных веществ на окружающую среду. Внутри нейтрализатора содержаться специальные элементы и вещества, которые способствуют окислению и расщеплению вредных веществ в отработанных газах. При этом, большинство вредных соединений превращаются в относительно безопасную двуокись углерода, азот и воду.
Резонатор — это своеобразный тормоз для выхлопных газов, представляющий собой пустую банку. В которой происходит торможение потока и уменьшение колебаний. Это приводит к первичному снижению уровня шума.
Глушитель — это крайняя деталь выхлопной системы, выполняющая основную роль в снижении шума. Внутри располагается сложная конструкция из перегородок и каналов, расположение которых вымеряются по сложным расчетам и способствуют полному изменению потока выхлопных газов, и снижению колебаний. Поэтому, современные автомобили способны работать практически бесшумно.
Датчики — это основная часть современного автомобиля, помогающая регулировать работу двигателя. В выхлопной системе устанавливаются лямбда-зонды (датчики кислорода), помогающие регулировать пропорции и количество топливной смеси в камерах сгорания. Благодаря им, электронный блок управления способен подобрать самые эффективные пропорции топлива и воздуха, что позволяет добиться максимальной мощности в каждый момент времени и снизить расход топлива.
Дело в том, что рано или поздно, наступит момент когда каталитический нейтрализатор (в большинстве случаев) или глушитель забьются сажей на столько, что уменьшенная пропускная способность повлияет на мощность и стабильность двигателя. Поэтому, придется менять в обязательном порядке, катализатор. Стоимость которого может варьироваться от 10 000 до 200 000 рублей в зависимости от модели автомобиля.
Вид забитого каталитического нейтрализатора Но главной причиной поломки всегда является коррозия, которая неизбежно образуется на трубах, сварных швах и всех элементах. Так сложилось, что выхлопная система всегда располагается под днищем машины, что позволяет попадать на нее воде, грязи и агрессивным химическим реагентам с дороги. Кроме этого, процесс образования коррозии усугубляется перепадами температур (особенно в холодное время года). Поэтому, если глушитель не проржавеет, то со временем прогорит.
Но это те случаи, которые неизбежно произойдут при длительной эксплуатации транспортного средства. Кроме них, можно ускорить процессы используя некачественное топливо, или повредив выхлопную систему при неаккуратной езде, ударившись днищем об бордюр или кочку.
Также, следует проводить визуальный осмотр системы на предмет правильного крепежа, или состояния крепления. Помните, что нельзя допускать соприкосновения выхлопной системы с кузовом автомобиля или другими элементами. Это может привести к незапланированному ремонту и большим расходам в последствии. Кроме самой выхлопной системы, может нарушиться крепление других элементов, что приведет к соприкосновению с выхлопной системой. К примеру: самый распространенный случай — это трос стояночного тормоза, который может соприкасаться с трубами и порвется через некоторое время.
Естественно, все автопроизводители рекомендуют производить ремонт путем полной замены вышедшей из стоя детали. Но существует множество профессиональных фирм, которые занимаются качественным ремонтом или тюнингом выхлопной системы. К примеру: одна из таких фирм располагается Санкт-Петербурге, более полную информацию можно получить по данной ссылке - Мастер Глушителей.
Снижение обратного давление происходит благодаря увеличению диаметра всей системы. Тут стоит понимать, что замена одного элемента не даст результата. Также, придется демонтировать каталитический нейтрализатор, заменив его пламегасителем, который имеет большую пропускную способность. Также, придется установить равнодлинный выпускной коллектор (паук), позволяющий выровнять давление отработанных газов во всех цилиндрах и нормализовать воздушный поток. Кроме этого, необходимо будет установить прямоточный глушитель. После этого, автомобиль приобретет дополнительную мощность, но увеличиться громкость работы и уменьшаться экологические показатели автомобиля.
Вторым пунктом станет уменьшение теплоотдачи от выпускного коллектора. Это поможет уменьшить температуру двигателя и топливной системы, что обеспечит более точную подачу топливной смеси и улучшит охлаждение мотора. Для этого применяются специальные средства на асбестовой основе, не восприимчивые к большим температурам и обеспечивающие хорошую теплоизоляцию.
carsweek.ru
