Назначение и принцип работы выпускной системы

При работе двигателя автомобиля образуются продукты сгорания, которые имеют высокую температуру и достаточно токсичны. Для их охлаждения и вывода из цилиндров, а также для снижения уровня загрязнения окружающей среды в конструкции автомобиля предусмотрена выхлопная система. Еще одна функция этой системы — снижение шума двигателя. Выхлопная система состоит из ряда компонентов, каждый из которых выполняет определенную функцию.

Устройство выхлопной системы

Основная функция выхлопной системы — эффективно выводить выхлопные газы из цилиндров двигателя, снижать их токсичность и уровень шума. Знание того, из чего сделана выхлопная система автомобиля, может помочь вам лучше понять, как она работает и что вызывает потенциальные проблемы. Конструкция стандартной выхлопной системы зависит от типа используемого топлива, а также от применяемых экологических стандартов. Выхлопная система может состоять из следующих компонентов:

• Выпускной коллектор — выполняет функцию отвода газа и охлаждения (продувки) цилиндров двигателя. Он изготовлен из жаропрочных материалов, так как средняя температура выхлопных газов составляет от 700 ° C до 1000 ° C.
• Приемная труба представляет собой трубу сложной формы с фланцами для крепления к коллектору или к турбокомпрессору.
• Каталитический нейтрализатор (устанавливается в бензиновых двигателях экологического стандарта Евро-2 и выше) — удаляет из отработавших газов наиболее вредные компоненты CH, NOx, CO, превращая их в водяной пар, углекислый газ и азот.
• Пламегаситель — устанавливается в выхлопных системах автомобилей вместо катализатора или сажевого фильтра (как бюджетная замена). Он предназначен для снижения энергии и температуры газового потока, выходящего из выпускного коллектора. В отличие от катализатора, он не снижает количество токсичных компонентов в выхлопных газах, а только снижает нагрузку на глушители.
• Лямбда-зонд — используется для контроля уровня кислорода в выхлопных газах. В системе может быть один или два кислородных датчика. На современных (рядных) двигателях с катализатором установлено 2 датчика.
• Сажевый фильтр (обязательная часть выхлопной системы дизельного двигателя) — удаляет сажу из выхлопных газов. Он может сочетать в себе функции катализатора.
• Резонатор (предглушитель) и главный глушитель — снижают шум выхлопа.
• Трубопроводы — соединяют различные части выхлопной системы автомобиля в одну систему.

Как работает выпускная система

В классическом варианте для бензиновых двигателей выхлопная система автомобиля работает следующим образом:

• Выпускные клапана двигателя открываются и выхлопные газы с остатками не сгоревшие топлива выводятся из цилиндров.
• Газы из каждого цилиндра попадают в выпускной коллектор, где они объединяются в единый поток.
• Через приемную трубу выхлопные газы из выпускного коллектора проходят через первый лямбда-зонд (датчик кислорода), который регистрирует количество кислорода в выхлопе. На основе этих данных электронный блок управления регулирует расход топлива и соотношение воздух-топливо.
• Затем газы попадают в катализатор, где вступают в химическую реакцию с окисляющими металлами (платина, палладий) и восстанавливающим металлом (родием). В этом случае рабочая температура газов должна быть не ниже 300 ° С.
• На выходе из катализатора газы проходят через второй лямбда-зонд, который позволяет оценить состояние каталитического нейтрализатора.
• Потом очищенные выхлопные газы попадают в резонатор, а затем в глушитель, где выхлопные потоки преобразуются (сужаются, расширяются, перенаправляются, поглощаются), что снижает уровень шума.
• Выхлопные газы из главного глушителя уже выбрасываются в атмосферу.

Выхлопная система дизельного двигателя имеет некоторые особенности:

• Выхлопные газы, выходя из цилиндров, попадают в выпускной коллектор. Температура выхлопных газов дизельного двигателя колеблется от 500 до 700 ° C.
• Затем они попадают в турбокомпрессор, который производит наддув.
• Выхлопные газы проходят через датчик кислорода и попадают в сажевый фильтр, где удаляются вредные компоненты.
• Наконец, выхлоп проходит через глушитель автомобиля и выходит в атмосферу.

Развитие выхлопной системы неразрывно связано с ужесточением экологических стандартов эксплуатации автомобилей. Например, с категории Евро-3 установка катализатора и сажевого фильтра для бензиновых и дизельных двигателей обязательна, а их замена на пламегаситель считается нарушением закон.