Устройство выхлопной системы многим из нас представляется, ничем иным, как непонятным сочетанием труб и бачков. Некоторые думают, что чем больше труба, тем лучше. Но все эти суждения еще больше относят нас от реальности. Для чего же нужна выхлопная система? Устройство и назначение выхлопной системы осветит данная статья.
Выхлопная система выполняет ряд функций и, в первую очередь, нужна для вывода горячих и токсичных газов от моторного отсека и салона. Также, она позволяет значительно уменьшить уровень шума. Кроме того, используя каталитический нейтрализатор газов, выхлопная система уменьшает выброс вредных веществ.
- Из чего состоит выхлопная система?
Давайте посмотрим, по какому пути идут выхлопные газы от двигателя до кормы автомобиля. Множество не сгоревших веществ остается после сгорания топливной смеси. Они находятся под большим давлением, и представляют собой газообразную форму. Температура такого газа достаточно высока.
Выпускной коллектор, в основном, делают стальным, и его задача заключается в соединении нескольких выхлопных портов в один. Большая часть мощности двигателя приходится на преодоление сопротивления потоку газов, которое создает коллектор.
Поэтому предусмотрена такая вещь как паук, являющийся выпускным коллектором специальной формы. Его каналы имеют плавные изгибы, для того чтобы уменьшить сопротивление потоку газов. Такой паук настраивается под различные особенности конкретного двигателя. Путь газов после коллектора лежит через отрезок трубы, далее они попадают в катализатор. Основное назначение катализатора заключается в сжигании до конца вредных веществ. Кроме того, катализатор позволяет дополнительно снизить уровень шума.
Частенько говорят, что если удалить катализатор, то мощность двигателя повысится в разы. Однако, как показывает опыт, применив такой прием у новой машины, результаты будут не значительны. Далее после катализатора, газ проходит еще отрезок трубы, а затем попадает в глушитель или их систему.
- Существует несколько типов глушителей, основанных на трех принципах.
Первый принцип – поглощение, который не так эффективен в подавлении рёва, однако может создать наименьшее сопротивление газам. Эти глушители являются самыми простыми, и состоят из перфорированной трубы, которая, в свою очередь, находится внутри банки, заполненной поглощающим материалом.
На усовершенствованных конструкциях середину перфорированной трубы изготавливают большего диаметра. За счет этого, при попадании газов в такую трубу, происходит уменьшение их скорости, вследствие чего, начинает поглощаться больше шума.
Здесь действует второй принцип – ограничения. Так как, принцип работы достаточно простой, разработать такие глушители не составляет особого труда, в связи с низкими затратами. Этот тип глушителей является стандартным, и используется на всех автомобильных производствах.
Самым сложным глушителем является тот, который сделан по третьему принципу – отражения. В таких глушителях часто используется и принцип поглощения. Таким образом, получаются high-perfomance глушители. Их принцип работы основан на столкновении двух волн, направленных противоположно. Вследствие чего, такие звуковые волны уничтожатся.
- Теперь поговорим о колебаниях.
Из двигателя выхлопные газы выходят не сплошным потоком. При закрытии выпускных клапанов останавливается поток газов, при открытии – возобновляется. При увеличении количества цилиндров в двигателе, повышаются его обороты, также увеличивается частота таких колебаний. Таким образом, получается, что последовательность неких областей повышенного давления будет являться потоком газов, который пульсирует с некоторой частотой.
Для того чтобы газ мог пульсировать, его передняя часть должна находиться под более высоким давлением, средняя - практически под атмосферным давлением, а конечная часть - под более низким, стремящимся к вакууму. Такая разность давлений позволяет газу пульсировать и двигаться вперед. Для ускорения такой работы и нужны пауки. Однако при этом изменяются обороты двигателя. Следовательно, ускорять можно только в определённом диапазоне оборотов.
Запомним главное правило, что коллектор с толстыми и короткими трубками дает высокую максимальную мощность. А паук с длинными и тонкими трубками дает возможность повысить экономичность и момент на низких оборотах. Коллекторы, которые похожи на три - Y, обычно применяются для четырёхцилиндровых двигателей.
- Немного о турбинах.
Турбонаддув может создавать помехи потоку газов. Он представляет собой глушитель ограниченного типа, и поэтому может снижать уровень шума. В результате чего, на выхлопную систему двигателя с наддувом не накладывается столь жёстких ограничений по поглощению шума.
- Что же касается размеров труб.
Как говорилось в начале, существует обманчивое мнение, что чем больше труба, тем лучше. Однако, это далеко не так. Известно, что выхлопной газ имеет высокую температуру. И желательно, чтобы газ оставался горячим до конца выхлопной системы. Вы спросите: «Почему?» Дело в том, что при охлаждении газ увеличивает свою плотность, тем самым, он становится тяжелее. И двигателю придется затрачивать больше работы на проталкивание такого газа.
Чем больше диаметр трубы, тем быстрее газ остывает, и тем менее будет пульсация газа. Для того чтобы точно сказать какой диаметр трубы лучше, нужны соответствующие расчеты, а их, к сожалению, нет. Но, нам известны общепринятые диаметры: 7-9 см – для двигателей мощностью 250-350 л и 10 см – для более мощных двигателей.
