Составные части глушителя – Выхлопная система автомобиля: схема устройства, возможные неисправности и методы диагностики

Устройство глушителя автомобиля

Ещё на заре появления первых автомобилей в конце 19-го начале 20-го вв., глушитель стал тем средством, которое позволило популяризовать их среди городского населения. Рев мотора и в наше время остается существенной проблемой, когда дело касается транспортных средств. В наше время используются новые методы подавления шума, которые в целом достаточно эффективны. С течением времени устройство глушителя постоянно совершенствовалось.

Современный автомобильный глушитель — это агрегат, предназначенный для снижения уровня шума, а также температуры и токсичности выхлопных газов.

У любого автомобиля подобные параметры должны соответствовать установленным стандартам. Сложность заключается в том, что для выполнения поставленных задач необходимы достаточно сложные системы. Поэтому устройство глушителя включает несколько основных элементов. Каждый из них выполняет определенную функцию.

Основные элементы системы

Конструкция глушителя включает несколько элементов. Фактически она будет, примерно, одинаковой для каждой модели автомобиля.

1. Коллектор;
2. Нейтрализатор;
3. Передний глушитель;
4. Задний глушитель.

Коллектор подключается непосредственно к самому двигателю, выполняя задачу по выводу газов. Нагрузка в данном случае очень высокая и касается это как механического, так и температурного воздействия (вплоть до 1000 градусов). Особые требования предъявляются к материалу, из которого изготавливается эта часть глушителя автомобиля. Для этого применяются лучшие сплавы чугуна и стали.

Согласно международным стандартам производители должны позаботиться о снижении вредоносного воздействия. И эта задача возлагается на каталитический нейтрализатор или конвертер. Он представляет собой особую камеру, где происходит фактическая очистка газовой смеси.

Обязательно почитайте

Сейчас производители нередко изготавливают катализаторы, способные проводить очистку в широком диапазоне вредных веществ. Для этого камеру каталитического нейтрализатора делают многосекционной. Корпус изготавливается из металла или керамики. При этом он имеет ячеистую структуру, благодаря которой увеличивается площадь контакта газов непосредственно с каталитическим слоем.

Какие материалы применяются для каталитических реакций

Непосредственно рабочая зона нейтрализатора глушителя автомобиля покрывается платиной и палладием. При контакте с ними большая часть вредных токсинов в выхлопных газах нейтрализуется. Сам катализатор производители располагают ближе к мотору, так как высокая температура способствует ускорению реакций.

Конечно, до сих пор не существует универсального глушителя, способного нейтрализовать абсолютно все токсины и вредные вещества, но производители все равно постоянно совершенствуют технологии.

Передние и задние глушители

Последние две части — это непосредственно сами глушители автомобиля в том понимании, к которому мы все привыкли. Выделяют передний и задний глушители. Как раз они предназначаются уже непосредственно для снижения уровня шума, и они ничего не очищают.

Передний глушитель обычно называют резонатором. Газы, проходя по предыдущим частям с высокой скоростью, создают довольно много шума. Различные решетки и многочисленные отверстия, во-первых, снижают скорость продвижения газов, а вместе с этим и вибрацию. Для поглощения звуковых эффектов применяются специальные материалы. Подобным образом, удается убрать эффект резонанса. Именно здесь происходит основная работа по снижению уровня шума автомобиля.

• Активные;
• Реактивные.

Активные глушители сделаны из звукопоглощающего материала и отличаются относительно простой конструкцией. Единственная проблема — со временем он сильно загрязняется. В реактивных применяются комбинации из расширительных и резонаторных камер.

Последняя часть — это фактически основной глушитель транспортного средства.

Функция заднего глушителя заключается в окончательном поглощении шума и отвода выхлопных газов. Его внутренняя структура неоднородна и состоит из серии небольших камер со специальными наполнителями.

Необходимо отметить, что в более новых машинах, как правило, совмещается несколько технологий сразу. Пористая структура, система перегородок и различные воздуховоды позволяют окончательно избавиться от шума и снизить температуру до безопасной.

Устройство прямоточного глушителя

Те автомобилисты, которые стремятся всяческими способами повысить мощность своего транспортного средства, устанавливают специальные прямоточные глушители.

Особенность устройства прямоточного глушителя заключается в том, что он способен использовать энергию выходящих газов для увеличения мощности автомобиля. Со штатным глушителем такое невозможно.

Суть заключается в том, что выхлопные газы выходит из выпускного коллектора с меньшим сопротивлением. Благодаря этому двигатель тратить чуть меньше энергии, так как ему нужно тратить меньше энергии на преодоление давления. И именно эту разницу удается преобразовать в полезную мощность движения.

Шумопоглощение обеспечивается за счет специального внешнего кожуха с нанесенным поглощающим составом. Благодаря нему газы внутри не резонируют, и звук двигателя находится в пределах допустимых пределов. Для улучшения эффекта могут применяться несколько отдельных внешних сегментов.

Нередко различные системы глушителя разрабатываются непосредственно под конкретные модели автомобилей с учетом его особенностей и рабочих характеристик.

Выхлопная система — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Выхлопная система — система выпуска отработанных газов. Включает выпускной коллектор, каталитический конвертер (на современных машинах) и глушитель.

Выхлопная система автомобиля разрабатывается инженерами таким образом, чтобы свести к минимуму скопление вредных газов внутри двигателя. Выпускной коллектор примыкает непосредственно к двигателю. Отработанные после взрыва в цилиндре выхлопные газы попадают непосредственно сюда. Дальше, как правило, находится один из катализаторов, в котором происходит процесс разложения вредных веществ на менее токсичные вещества и воду. Дальше расположена система выхлопных труб, которая может отличаться в зависимости от технических особенностей автомобиля, объема и типа двигателя. Далее находится глушитель, или резонатор^[1]. Он минимизирует звук выхлопа вследствие наложения звуковых волн. Перед глушителем может располагаться еще один катализатор (его наличие/отсутствие напрямую зависит от типа и особенностей выхлопной системы конкретного автомобиля). Наконечник выхлопной трубы — эстетический элемент выхлопной системы. Это видимая часть, которую при необходимости можно сменить.

Такие ядовитые газы, как углеводород, окись углерода и оксид азота^[2] могут быстро заполнить замкнутое пространство, к тому же они имеют довольно-таки высокую температуру. Поэтому выпускной коллектор изготавливается из термостойких материалов. Хорошо продуманные выпускные коллекторы обладают эффектом очистки отработанных газов, многие страны мира устанавливают определенные стандарты в этой области.

Выхлопная система: устройство и функции

Оснащенный двигателем внутреннего сгорания автомобиль нуждается в системе, через которую бы осуществлялся выпуск отработанных газов. Такая система, названная выхлопной, появилась одновременно с изобретением двигателя, и наряду с ним на протяжении многих лет совершенствовалась и модернизировалась. Из чего состоит выхлопная система автомобиля, и как работает каждый ее компонент, мы расскажем в этом материале.

Три столпа выхлопной системы

Когда топливовоздушная смесь в цилиндре двигателя сгорает, образуются отработанные газы, которые необходимо вывести, чтобы цилиндр снова наполнился необходимым количеством смеси. Для этих целей автомобильные инженеры изобрели выхлопную систему. Она состоит из трех основных компонентов: выпускного коллектора, каталитического конвертера (нейтрализатора), глушителя. Рассмотрим каждый из компонентов этой системы в отдельности.

Выпускной коллектор появился практически одновременно с ДВС. Он представляет собой навесное оборудование двигателя и состоит из нескольких труб, которые соединяют камеру сгорания каждого цилиндра двигателя с каталитическим конвертером. Изготавливается выпускной коллектор из металла (чугун, нержавеющая сталь) или керамики.

Так как коллектор постоянно пребывает под воздействием высоких температур отработанных газов, более «жизнеспособными» являются коллекторы из чугуна и нержавеющей стали. Причем, коллектор из нержавеющей стали предпочтительнее, так как в процессе охлаждения агрегата после остановки автомобиля на нем собирается конденсат. В чугунном коллекторе конденсат может вызвать коррозию, а в коллекторе из нержавейки коррозии не возникает. Преимущество керамического коллектора – в его малом весе, но он не может длительное время выдерживать влияния высоких температур отработанных газов и трескается.

Принцип работы выпускного коллектора прост. Отработанные газы через выпускной клапан попадают в выпускной коллектор, а оттуда – в каталитический нейтрализатор. Кроме основной функции отвода выхлопных газов, коллектор помогает камерам сгорания двигателя продуваться и «забирать» новую порцию отработанных газов. Происходит это благодаря разнице давления газов в камере сгорания и коллектора. В коллекторе давление ниже, чем в камере сгорания, поэтому в трубах коллектора образуется волна, которая, отражаясь пламегасителя (резонатора) или каталитического нейтрализатора, идет назад к камере сгорания, и в момент очередного цикла выхлопа способствуют выведению очередной порции газов. Скорость создания этих волн зависит от скорости оборотов двигателя: чем выше обороты, тем быстрее «ходит» в коллекторе волна, и тем скорее камера сгорания цилиндра освобождается от выхлопных газов. Выпускной коллектор – один из наиболее популярных агрегатов для тюнинга.

Из выпускного коллектора отработанные газы попадают в каталитический конвертер или нейтрализатор. Он состоит из керамических сот, на поверхности которых находится слой платиноиридиевого сплава.

Соприкасаясь с этим слоем, из выхлопных газов посредством химической реакции восстановления образуются оксиды азота и кислород, который используется для более эффективного сгорания находящихся в выхлопе остатков топлива. В результате воздействия реагентов катализатора, из него в выхлопную трубу подается смесь из азота и диоксида углерода.

Наконец, третьим основным элементом выхлопной системы автомобиля является глушитель, который представляет собой устройство, предназначенное для снижения уровня шума при выпуске отработанных газов. Он, в свою очередь, состоит из четырех компонентов: трубы, соединяющей резонатор или каталитический конвертер с глушителем, глушитель, выхлопная труба и наконечник выхлопной трубы.

Очищенные от вредных примесей выхлопные газы поступают от катализатора по трубе в собственно глушитель. Корпус глушителя изготовляют из различных видов стали: обычной (срок службы – до 2 лет), алюминизированной (срок службы – 3-6 лет) или нержавеющей (срок службы – 10-15 лет). Он имеет многокамерное строение, при этом каждая камера снабжена отверстием, через которое выхлопные газы поступают в следующую по очереди камеру. За счет такой многократной фильтрации, выхлопные газы глушатся, звуковые волны выхлопа гасятся. Далее газы поступают в выхлопную трубу. В зависимости от мощности установленного на автомобиль двигателя, может варьироваться количество выхлопных труб: от одной до четырех. Последним элементом выступает наконечник выхлопной трубы. Он изготавливается из хромированной стали и выполняет эстетическую функцию. Выхлопная труба и ее наконечники также являются элементами тюнинга автомобиля.

На автомобилях с турбированными двигателями устанавливают глушители меньших размеров, чем на машинах с атмосферными моторами. Дело в том, что турбина использует для работы выхлопные газы, поэтому в выхлопную систему попадает лишь некоторая их часть – вот почему у таких моделей маленькие глушители.

Читайте также о том, как устроен прямоточный глушитель.

Как устроены автомобильные глушители

Выхлопная система авто, как интуитивно понятно по названию, предназначена для выброса горячих отработанных газов. Чаще всего эту систему называют просто автомобильные глушители. Эта сложная конструкция требует тщательнейшего внимания. Выхлопная система многофункциональна, помимо вывода газа она предназначена еще и для того, чтобы уменьшать уровни шума и нейтрализовать газы, которые получаются при работе двигателя и сжигании топлива.

Помимо этого, данная система оказывает непосредственное влияние на динамические характеристики автомобиля, позволяя увеличить или уменьшить приемистость мотора. А так же качество, полюбившегося многим автолюбителям, приятного тембра звучания машины и определенный внешний вид, придаваемый машине выхлопной системой.

Теперь коснемся подробно устройство выхлопной системы любого современного автомобиля.

Устройство автомобильного глушителя

Выхлопная система авто состоит из следующих составных частей:

• Коллектор. Он необходим для соединения нескольких газоотводящих труб, от каждого цилиндра, в одину;
• Катализатор, элемент системы, предназначенный для снижения уровней токсичности выхлопных газов;
• Приемная труба, которая нужна для соединения коллектора с катализатором;
  резонатор, отвечающий за подавление шумов;
• Глушитель, выполняющий те же функции, что и резонатор, но изготавливающийся из материалов с самыми большими показателями по звукопоглощению;
• Гофра — эластичный элемент системы, подавляющий вибрацию от двигателя;
• Кислородные датчики. Принципиальное отличие резонатора и глушителя

Коллекторная система

Это самая ответственная часть конструкции. Коллекторная система напрямую подключена к двигательной системе и предназначена для вывода отработанных газов в глушитель. Данный узел переживает многочисленные нагрузки, отчего очень важен материал, из которого производится сам коллектор. Температуры отработанных газов, которые поступают в глушитель через коллекторную систему, могут превышать 1000 градусов Цельсия, что по плечу лишь закаленной стали. Крепление также должно быть очень прочным, поэтому коллектор имеет наиболее сильное крепление, которое выдерживает любые динамические нагрузки.

Катализатор

Это устройство, которое занимается преобразованием токсичных выхлопных газов. Катализатор совершает изменение химической структуры: газы перерабатываются в менее токсичные примеси углекислого газа и азотные двуокиси. От его исправной работы полностью зависят основные экологические показатели  работы двигателя.

Резонатор

Резонатор необходим для понижения шумов и является средней частью системы выхлопного отвода. Принцип работы этого прибора состоит в том, что корпус создается определенным количеством частей, которые отражают воздушные потоки, т. е. представляют собой специальные акустические зеркала.

Гофра

Гофра — самый важный элемент для выхлопной системы. Во время работы двигателя постоянно возникают вибрационные помехи, влияющие и на выхлопную систему. Именно для погашения этих вибраций в элементную базу выхлопного отвода любого автомобиля входит гофра.

Обычно гофра выполнена из нержавеющей стали и после выхода из рабочего состояния возможна лишь полная замена данного устройства. Гофра — очень эластичное устройство, которое обладает высокой надёжностью элементов и долговечностью, но не терпит повреждений механического рода и выхода из строя катализатора. Чаще всего гофра находится возле катализатора.

Глушители и их разновидности

Глушители автомобильные позволяет очень сильно понизить температурные, звуковые и токсичные характеристики отработанных газов двигателей. Для осуществления этих процессов нужен комплексный подход и для этого разработаны сложные системы, занимающиеся нейтрализацией токсичных веществ, а также комплекты поглощения шумов.

Обыкновенный автомобильный глушитель состоит из десятка различных частей, которые составляют систему выхлопоотвода.

Виды глушителей:

• из нержавеющей стали;
• из алюминированной стали;
• прямоточные или спортивные глушители.

Глушители из нержавеющей стали наиболее распространены, поскольку самые дешевые из-за простоты материала. Они отлично подходят для современных машин и с легкостью выполняют все требуемые функции, потому-то и разработаны для всех марок автомобилей.

Глушители из алюминированной стали встречаются намного реже из-за более высокой стоимости материалов, но и служат дольше: от 6 до 10 лет. Такие глушители производятся на заказ и естественно, совсем немногие смогут позволить себе такое удовольствие, конечно же, для самой горячо любимой машины.

Спортивные глушители используются в основном для тюнинга авто, нужны, как ясно из названия для гоночных автомобилей, поскольку позволяют повысить скоростные характеристики.

Прямоток

Гоночные глушители, которые являются отличным тюнингом спортивного автомобиля называют прямоток. Из устанавливают на машину для снижения сопротивления выхода отработанных газов из двигателя, тем самым немножечко увеличивая КПД мотора. Благодаря прямотку можно немного повысить мощность двигателя, это усовершенствование позволит в несколько раз облегчить продувку цилиндров, что приведет к более легкой раскрутке мотора.

Принцип работы данной системы заключается в следующем: уменьшить как можно сильнее сопротивление на выходе отработанных газов из мотора. Суть в том, чтобы создать трассу отвода газов с наименьшим количеством поворотов, изгибов ииных сопротивлений. Достигается это тем, что устанавливается равнодлинный выпускной коллектор (паук), далее идет соединение по принципу 4-2-1 или 4-1 (если у нас 4х цилиндровый двигатель), резонатор, гофра и в конце прямоточный глушитель. Таким образом, увеличив диаметр выпускной трассы и уменьшив сопротивление мы получим увеличение мощности мотора за счет того, что мотору будет легче «дышать».

Основное отличие от стандартных глушителей это: диаметр выхлопной трубы и  количество сопротивлений на пути движения отработанных газов.

Грамотно скомпоновать и установить прямоток это не только установить спортивный глушитель, но и удачно приобрести это устройство из нержавеющей стали, содержащее карбоновую отделку, и заглушку для регулирования уровней шума. Кроме задней банки, для улучшения системы отвода выхлопов нужен будет прямоточный резонатор, чтобы заменить штатный. Важно позаботиться и о гофре, которую важно достать, учитывая необходимые радиус сечения и длину.

Для фиксации прямоточного глушителя и устойчивого закрепления его под днищем авто, чтобы прибор не стучал по структурным частям ходовых элементов или кузову, стоит задуматься и о специальных усиленных резинках. В работе для установки гоночного глушителя нужна сварка и специальный монтаж. Поэтому с целью экономии времени легче всего проводить установку на фирменных станциях обслуживания, где присутствует подъемник и необходимое оборудование. А опыт персонала позволит произвести установку быстро и тщательно, не задев покрытий и других элементов авто.

Глушитель hand made

Желающим создать автомобильный глушитель своими руками предлагаем следующую информацию. Тюнинг авто — ответственное дело важное и нужное, поэтому рекомендуется начать именно с подбора необходимых материалов. Прямоточный глушитель состоит из корпуса, специального наполнителя, сетки и перфорированной трубы.

Подбираем материал

Во-первых, нужно будет купить обыкновенный глушитель, стандартную трубу или цилиндр, край которого нужно «заглушить». Необходима стекловата или минеральная вата или какой-то иной изолирующий материал, выдерживающий температурное давление до 400 градусов по Цельсию.

Кроме того, необходимо найти жестяной лист и трубу, которая соответствует радиусу выхлопной системы авто, подвергаемого процессу тюнинга. Учитывайте, что громкость мотора будет зависеть от радиуса трубы, чем больше радиус, тем тише звук при работе мотора. Но чрезмерно не увлекайтесь, диаметр не должен превышать 12 сантиметров.

Приступаем к работе

После приобретения всех необходимых расходных материалов можно приступить к работе. Сначала стоит удалить существующий глушитель авто. На приобретенной трубе проделываем множество сквозных отверстий, радиус таких отверстий должен не превышать 4 сантиметра.

В трубе делаем отверстие под банку. Теперь берем банку и с одной стороны сооружаем заглушку. Через отверстие ставим в нее трубу, привариваем заготовку и прикрепляем ко дну авто. После этого очень важно провести обезжиривание материала и его покраску для увеличения срока службы. На заключительном этапе нужно набить термоизоляционным материалом прямоточный глушитель.