Выхлопная система автомобиля
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.
Назначение и общее описание выхлопной системы
Суть явлений, происходящих внутри ДВС, можно кратко охарактеризовать одним словом – взрыв. Все это сопровождается сопутствующими эффектами – звуковой волной и продуктами сгорания. Вот для минимизации подобных вторичных явлений работы ДВС и служит выхлопная система автомобиля. По сути дела, она решает следующие задачи:
- вывод продуктов горения из цилиндров двигателя;
- снижение шума от работы мотора;
- снижение в отработанных газах токсичных веществ;
- вывод за пределы автомобиля и исключение попадания в салон токсичных газов.
При всей своей внешней простоте система отвода выхлопных газов, установленная на автомобиле, является достаточно сложным устройством, а не просто набором труб и каких-то непонятного назначения цилиндров. Исторически получилось так, что первоначальной задачей выхлопной системы был отвод отработанных газов и снижение шума работы ДВС. Это оказалось реализовано введением в конструкцию автомашины нового специализированного устройства – глушителя.
Конструкция выхлопной системы
В общем виде устройство выхлопной системы, соответствующей, если можно сказать, среднему автомобилю, показано ниже на рисунке. Она названа так по одной причине – устройство выхлопной системы для различных автомашин может сильно различаться. Если для старых машин хватало обыкновенного глушителя, то в конструкции современного автомобиля появляется несколько новых, довольно специфических элементов.
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.
Вот так упрощенно выглядит схема удаления отработанных газов для обычного автомобиля. Однако в зависимости от марки машины, фирмы-производителя, возраста транспортного средства, конкретная конструкция может иметь отличия. Так, в состав системы могут входить два катализатора или может присутствовать такой элемент, как лямбда-зонд. Поэтому имеет смысл более подробно рассмотреть отдельные узлы системы и немного коснуться отдельных ее узлов.
Устройство катализатора
Это специальное устройство, служащее для снижения токсичных веществ в составе отработанных газов. Внутри катализатора, представляющего собой металлический корпус, находится керамический блок, внутри которого расположено множество тонких каналов, покрытых слоем платины с добавкой редких металлов – родия, иридия и палладия. Другая разновидность катализатора – ленточный металлический. Такая конструкция используется, чтобы площадь контакта металла и выхлопных газов была больше.
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.
Устройство пламегасителя
Во многих случаях, когда не предъявляются такие высокие требования к составу отработанных газов, например, у нас в стране, практикуют использование пламегасителя вместо катализатора, что оказывается значительно дешевле. По сути дела, это своеобразная конструкция резонатора, назначение пламегасителя – первичная разбивка потока газов из цилиндров, а также уменьшение их энергии и температуры. Надо отдавать себе отчет, что он не сможет выполнить окисление несгоревшего топлива и не снизит в отработанных газах содержание токсичных веществ. Однако при этом он значительно дешевле катализатора и обеспечивает нормальную работу мотора.
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.
Глушитель
Существует два типа глушителя:
- активные;
- реактивные.
Независимо от вида глушителя его основное значение – уменьшение уровня шума. В активных шум снижается использованием звукопоглощающего материала. Недостатком подобного глушителя является закоксование внутренней начинки.
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.
Выхлопная система или как понять принцип ее работы? + Видео » АвтоНоватор
Каждый более-менее опытный автомобилист прекрасно знает, что выхлопная система является неотъемлемой частью автомобиля, без которой правильное функционирование машины просто невозможно. Предлагаем поговорить о том, из чего же она состоит, а также с какими неисправностями можно столкнуться в процессе эксплуатации автомобиля.
Выхлопная система – основные узлы и элементы
Один из главных элементов системы выхлопа – коллектор. С помощью данного узла система может выводить отработанные газы из камеры сгорания. Эти отходы поступают в специальные трубки, служащие промежуточными звеньями в процессе отвода газов наружу. Именно коллектор подвергается тюнингу специалистами для того, чтобы обеспечить большим количеством топлива цилиндры, тем самым увеличив мощность двигателя.
После коллектора идет каталитический нейтрализатор. Этот узел способствует тому, чтобы выхлопные газы имели меньший уровень токсичности. Если рассмотреть структуру катализатора в разрезе, то вы увидите внешнюю оболочку из керамики, которая состоит из тонких каналов. Внутри эти каналы покрыты мизерным слоем платины. Вместо платины вполне могут применяться более редкие металлы. Например, палладий или родий.
Внимание! Ввиду того, что при изготовлении катализатора используются дорогие материалы, его стоимость также является недешевой.
После катализатора идет резонатор. Его главная задача – резкое расширение отработанных газов. Благодаря такому процессу, снижается противодавление выхлопного канала, и смягчается ударная волна. Последним узлом, который имеет выхлопная система автомобиля, является глушитель. Именно эта часть ответственна за издаваемый машиной звук. На сегодняшний день используется три вида этого узла:
- Отражатель;
- Ограничитель;
- Поглотитель.
Теперь, когда вы имеете представление о том, каково устройство выхлопной системы автомобиля, можно рассмотреть, по какой схеме система работает.
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.
Далее отработка проходит процесс гашения в резонаторе и выходит через глушитель наружу.
Неисправности системы и методы их устранения
Большинство автомобилистов уже прекрасно знают, как должна вести себя их машина и какой звук при этом она должна издавать. Таким образом, на слух можно выявить некоторые неисправности системы выхлопа газов. Самой распространенной проблемой считается высокий уровень шума выхлопной системы. Это значит, что повреждена основная или дополнительная части глушителя. Также это могут быть неполадки с потерей плотности соединительных элементов или же износ, или повреждение прокладок.
Совет! Устранение проблемы с повышенным уровнем шума происходит с помощью замены прокладок или же сварки соединений системы вывода выхлопных газов.
Еще одной нередкой проблемой является повышенный уровень окиси углерода или же потеря мощности двигателем. Это первый признак поломки каталитического нейтрализатора. К сожалению, проблема устраняется только полной заменой данного узла системы.
Неисправности выхлопной системы автомобиля
Большинство современных автомобилей оборудовано бензиновым или дизельным двигателем внутреннего сгорания. Работа этого двигателя основана на сгорании топлива со взрывом, а взрыв – это громкий хлопок, взрывная волна, высокая температура, образование большого количества продуктов сгорания. Движение первых примитивных автомобилей сопровождалось страшным шумом и чадом, а современные машины могут двигаться практически бесшумно и незначительно загрязняют окружающую среду. И все это благодаря выхлопной системе.
Большинство современных автомобилей оборудовано бензиновым или дизельным двигателем внутреннего сгорания. Работа этого двигателя основана на сгорании топлива со взрывом, а взрыв – это громкий хлопок, взрывная волна, высокая температура, образование большого количества продуктов сгорания. Движение первых примитивных автомобилей сопровождалось страшным шумом и чадом, а современные машины могут двигаться практически бесшумно и незначительно загрязняют окружающую среду. И все это благодаря выхлопной системе.
Конструкция и назначение выхлопной системы
Выхлопную систему часто называют глушителем, это не совсем правильно, поскольку глушитель является лишь одним из узлов этой довольно сложной конструкции. Обычно она состоит из следующих элементов:
- выпускной коллектор, в который из цилиндра ДВС выводятся продукты сгорания;
- гофра (сильфон), снижающая вибрации, защищающая кузов от резонанса и предотвращающая преждевременный износ всей системы;
- катализатор (каталитический нейтрализатор), понижающий токсичность выхлопных газов путем их окисления и дожигания несгоревших частичек;
- резонатор, снижающий температуру выхлопных газов и скорость их движения;
- глушитель, сводящий к минимуму уровень шума.
Схема выхлопной системы
Внутри катализатора находятся благородные металлы – родий, платина, иридий, которые контактируют с токсичными частицами, содержащимися в отработанных газах, и окисляют их. Металлы располагаются внутри корпуса в виде скрученной ленты или покрытия многочисленных керамических ячеек, так что площадь их поверхности максимально большая, поэтому контакт происходит активно. Нейтрализатор – самый дорогостоящий элемент выхлопной системы.
Снижение уровня шума начинается в резонаторе, где подавляются пульсации потока, и заканчивается в глушителе. В активных глушителях снижение уровня шума обеспечивается шумопоглощающей начинкой, а в реактивных (резонаторных) – системой камер и перегородок, заставляющих поток газов менять направление.
В турбированных двигателях в состав выхлопной системы включается дополнительный элемент – турбина. Еще одним важным элементом является лямбда-зонд (датчик кислорода), регулирующий состав топливно-воздушной смеси. Обычно их устанавливают парами, на входе в каталитический нейтрализатор и на выходе из него. В некоторых системах, в основном в отечественных автомобилях, вместо катализатора используется пламегаситель.
Пламегаситель – более дешевый прибор в сравнении с катализатором. Он разбивает поток газа на несколько отдельных потоков. При этом уменьшается скорость потока, его энергия и температура. Подобную функцию выполняет резонатор, так что использование пламегасителя снижает нагрузку на него и риск его оплавления горячими газами. Но этот элемент, в отличие от катализатора, не осуществляет окисления выхлопных газов, поэтому токсичность выхлопа не снижается.
Выхлопная система предназначена для решения следующих задач:
- вывод продуктов сгорания из цилиндров ДВС;
- защита водителя и пассажиров от их проникновения в салон – выхлопные газы выбрасываются за корму автомобиля, достаточно далеко от салона;
- снижение шума;
- уменьшение вибраций, которые при передаче на кузов вызывают его ускоренный износ;
- повышение экологичности двигателя.
Признаки неисправности выхлопной системы
Заподозрить поломку выхлопной системы в первую очередь позволяют характерные звуки:
- рев, доносящийся из-под днища или капота автомобиля, свидетельствует о том, что какие-то детали прогорели, образовалась трещина, нарушилась герметичность гофры, износились прокладки, оборвались эластичные крепления;
- металлическое дребезжание из-под капота указывает на разрушение внутренней структуры резонатора, а в районе заднего бампера – реактивного глушителя;
- прерывистый стук из-под днища характерен для износа опор глушителя.
Прогоревший резонатор
Снижение мощности двигателя также может указывать на поломки системы отвода, оно обусловлено разными причинами, приводящими к увеличению сопротивления потоку газов:
- поврежден каталитический нейтрализатор;
- произошло разрушение внутренней структуры резонатора;
- неисправен кислородный датчик;
- выхлопная труба помята, сузился ее просвет.
Другие признаки неисправности выхлопной системы – на деталях появляется копоть, в салоне систематически ощущается запах сероводорода (характерно для неисправностей нейтрализатора). О неполадках каталитического нейтрализатора и лямбда-зонда может сигнализировать система самодиагностики.
Виды и причины поломок
В выхлопной системе поломкам и повреждениям подвержены все элементы, но чаще всего выходят из строя каталитический нейтрализатор, глушитель и датчик кислорода (лямбда-зонд). Поломки делят на:
- механические, обычно возникающие вследствие наезда на препятствие – деформация, вмятины, трещины, обрыв металлических ячеек внутри резонатора или реактивного глушителя. В первую очередь страдает гофра, трубы прогорают или трескаются, обычно в местах изгибов;
- коррозионные, вызванные воздействием воды, конденсата, соли – повышенная хрупкость металла, разрушение металлических элементов;
- эксплуатационные – естественный износ, прогорание, достижение предельного срока службы.
Также поломки могут быть связаны с тем, что изначально использовались некачественные компоненты, которые сами быстро выходят из строя и провоцируют разрушение связанных с ними элементов.
При неправильной эксплуатации происходит преждевременный износ и отказ элементов системы, особенно уязвим нейтрализатор:
- при использовании некачественного бензина (этилированного, с металлсодержащими добавками) его каналы быстро забиваются;
- попадание масла в топливо приводит к коксованию ячеек нейтрализатора продуктами его сгорания;
- в ряде ситуаций часть топливно-воздушной смеси сгорает не внутри двигателя, а уже в нейтрализаторе, вызывая оплавление его сот. Такое происходит при неисправностях датчиков, пропусках зажигания, запуске машины в процессе буксировки;
- механические повреждения при неаккуратной езде или резкое охлаждение горячего корпуса при въезде в лужу приводят к разрушению корпуса.
Засорившийся каталитический нейтрализатор
В глушителе, помимо повреждений и износа корпуса, может случиться:
- обрыв внутренних перегородок, разрушение металлических секций – в реактивном;
- коксование шумопоглощающего наполнителя – в активном;
- повреждение подвески.
Кислородные датчики могут выходить из строя попарно или по отдельности. Им вредят те же факторы, что и нейтрализатору – некачественное топливо, примеси масла в продуктах сгорания, неполадки системы зажигания. К основным поломкам лямбда-зондов относятся:
- неисправность нагревателя;
- нарушение контакта, обычно вследствие окисления;
- прогорание или загрязнение керамического наконечника.
Ремонт выхлопной системы
При неисправности одного из элементов выхлопной системы все остальные работают с повышенной нагрузкой, кузов может страдать из-за вибраций, громкий звук выхлопа пугает и нервирует, серьезный дискомфорт причиняет запах тухлых яиц в салоне, да и вообще появляется риск отравления выхлопными газами. Так что чинить поврежденную систему нужно незамедлительно. В большинстве случаев нет необходимости прибегать к слесарному ремонту в автосервисе, устранить повреждения можно самостоятельно.
Обычно для ремонта необходимо полностью демонтировать выхлопную систему, это довольно продолжительный процесс, хотя ее удерживает относительно небольшое количество крепежных элементов.
Сварка выхлопной системы
- иногда проблемы связаны с тем, что между корпусом выхлопной системы и днищем автомобиля набилась грязь. Если в результате не произошло механических повреждений и коррозии, грязь достаточно просто вычистить;
- прогоревшие уплотнительные прокладки между элементами необходимо заменить;
- небольшие трещины, отверстия в трубах завариваются. При крупных повреждениях проблемный участок вырезается и закрывается заплаткой из листового металла, которую приваривают по периметру. Перед началом сварки обрабатываемый участок нужно тщательно очистить от ржавчины и загрязнений;
- при засорении, оплавлении, разрушении корпуса каталитического нейтрализатора его необходимо менять полностью. Ремонту и восстановлению эта деталь не подлежит;
- гофра с нарушенной герметичностью также подлежит замене;
- если оборвались, ослабли эластичные крепления, их необходимо заменить, если такое происходит в дороге, можно временно зафиксировать глушитель подручными средствами;
- при отрыве разделительной перегородки внутри глушителя его необходимо вскрыть болгаркой или фрезой, приварить отвалившиеся элементы и заварить шов на корпусе.
Если нет возможности обратиться в автосервис или воспользоваться сварочным аппаратом, при внешних повреждениях корпуса возможен временный ремонт с применением эпоксидного клея и термостойкого бинта или стеклоткани. Но таких мер хватит максимум на месяц.
Контроль состояния штатных подвесов, использование качественного топлива, своевременный ремонт системы зажигания продлят срок службы выхлопной системы. При появлении первых подозрительных признаков нужно ее обследовать и произвести необходимый ремонт. Если возникают затруднения с самостоятельной диагностикой и ремонтом этой системы, можно обратиться к специалистам компании JapZap. Также здесь можно приобрести контрактные запчасти для замены пришедших в негодность.
Резонатор в выхлопной системе: устройство, принцип работы и способы замены или ремонта
string(10) "error stat"
В процессе работы бензинового и дизельного моторов производится много шума, и выделяются выхлопные газы. Для отведения отработанных газов и уменьшения шумности агрегата предусмотрена выхлопная система, одним из элементов которой является резонатор. Он расположен как правило за катализатором и перед глушителем. В нем осуществляется максимально эффективное гашение шумов, издаваемых работающим мотором.
Принцип работы резонатора состоит в том, что отработанные газы двигателя сначала попадают в резонирующий блок, где снижается уровень шума, после чего продвигаются дальше по выхлопной системе, и выбрасываются в атмосферу. Габариты такого элемента, его внутренняя схема, напрямую зависят от шумности работы мотора. На эффективность функционирования детали также оказывает влияние его форма. Выход из строя резонатора выхлопной системы приводит к повышенному шуму при работе автомобиля, и загазованности салона авто.
Устройство и принцип действия резонатора
По своей форме резонатор очень напоминает глушитель, поэтому для многих автолюбителей это малый или дополнительный глушитель. На рынке представлены различные виды резонаторов для двухтактных и четырехтактных силовых агрегатов. Такой элемент имеет сложную и многослойную конструкцию, что видно в разрезе, каждая составляющая которой имеет свое функциональное предназначение.
Устройство резонатора предусматривает следующие элементы:
- впускные и выпускные камеры, разделенные сеткой;
- отражатели.
Наличие камер в дополнительном резонаторе позволяет постоянно расширять и сужать газовые потоки, поступающие рывками, благодаря чему пульсации сглаживаются, и обеспечивается равномерность потока. Для этих целей камеры также смещены относительно друг друга. Отражатели, благодаря наличию перфорации, гасят остаточные потоки продуктов сгорания за счет трения газообразных частиц, перемещаемых внутри блока двумя различными направлениями. Это приводит к тому, для чего нужен резонатор — снижению громкости звука выхлопных газов.
Функционируют резонаторы за счет наличия большого количества закрытых полостей, которые связаны с выхлопной трубой множественными отверстиями. Такая схема позволяет формировать звуковые колебания различной частоты, изменяемой при трении газов о внутреннюю поверхность устройства.
Процесс снятия/установки резонатора
В случае выявления неисправности потребуется снятие и установка новой детали. Для проведения таких работ потребуется:
- новый резонатор;
- набор специальных прокладок;
- крепеж с уплотнительными кольцами;
- антикоррозионный спрей;
- набор гаечных ключей.
Замена резонатора должна производиться в гараже, поскольку для этого потребуется яма. Схема работ предусматривает следующие действия. Перед тем, как снять деталь спреем, например WD-40, обрабатываются болтовые соединения резонатора, после чего их необходимо раскрутить.
При возникновении проблем при снятии детали, обработку спреем следует повторить. Затем отсоединяется хомут крепления, и после разъединения труб извлекается уплотнитель. После этого снимите прогоревший резонатор, для чего все крепления должны быть разъединены. Для установки нового резонатора все описанные операции нужно сделать в обратном порядке.
При проведении замены резонатора глушителя следует обращать внимание на качество соединения детали с глушителем. Проверяемый элемент не должен иметь зазоров, поскольку это приводит к уменьшению эффективности работы резонатора, и появлению громкого шума при работе двигателя.
Возможные неисправности резонатора
Неисправный резонатор глушителя способствует не только увеличению шума при работе мотора, но и к снижению его мощности, а также к проникновению выхлопных газов в салон автомобиля. О наличии поломок устройства свидетельствуют следующие признаки:
- неудовлетворительная работа глушителя, связанная с выходом из строя резонатора. Показателем этого является увеличение шумности работы автомобиля.
- появление звука дребезжащего металла. Это связано с разрушением внутренней части резонирующего блока, что приводит к нарушению крепления одной из неработающих камер.
- уменьшение мощности двигателя. Происходит в связи с уменьшением пропускной способности дополнительного глушителя.
Под воздействием высоких температур изделия часто прогорают, и установить их целостность позволяет визуальная проверка. При выявлении одного из указанных признаков неисправности следует заменить резонатор. Не обязательно покупать оригинальный, можно подобрать один из универсальных резонаторов. Обращение в автомастерскую потребует определенных затрат, поэтому дешевле поменять резонатор самостоятельно. Но при отсутствии навыков, как проверить его работоспособность, лучше довериться специалистам. Во избежание неприятных сюрпризов рекомендуется производить периодическую диагностику и своевременное обслуживание.
Правильно функционирующий резонатор глушителя обеспечивает не только комфортную эксплуатацию автомобиля, но и соответствующие параметры работы двигателя, что сказывается на сроке его службы.
Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них