Призначення та принцип роботи випускної системи

При роботі двигуна автомобіля утворюються продукти згоряння, які мають високу температуру та досить токсичні. Для їх охолодження та виведення з циліндрів, а також зниження рівня забруднення навколишнього середовища в конструкції автомобіля передбачена вихлопна система. Ще одна функція цієї системи – зниження шуму двигуна. Вихлопна система складається з низки компонентів, кожен із яких виконує певну функцію.

Пристрій вихлопної системи

Основна функція вихлопної системи - ефективно виводити вихлопні гази з циліндрів двигуна, знижувати їхню токсичність і рівень шуму. Знання того, з чого зроблено вихлопну систему автомобіля, може допомогти вам краще зрозуміти, як вона працює і що викликає потенційні проблеми. Конструкція стандартної вихлопної системи залежить від типу палива, що використовується, а також від застосовуваних екологічних стандартів. Вихлопна система може складатися з таких компонентів:

• Випускний колектор - виконує функцію відведення газу та охолодження (продування) циліндрів двигуна. Він виготовлений із жароміцних матеріалів, тому що середня температура вихлопних газів становить від 700°C до 1000°C.
• Приймальна труба є трубою складної форми з фланцями для кріплення до колектора або до турбокомпресора.
• Каталітичний нейтралізатор (встановлюється в бензинових двигунах екологічного стандарту Євро-2 і вище) — видаляє з відпрацьованих газів найбільш шкідливі компоненти CH, NOx, CO, перетворюючи їх на водяну пару, вуглекислий газ та азот.
• Пламегасник - встановлюється у вихлопних системах автомобілів замість каталізатора або фільтра сажі (як бюджетна заміна). Він призначений для зниження енергії та температури газового потоку, що виходить із випускного колектора. На відміну від каталізатора, він не знижує кількість токсичних компонентів у вихлопних газах, а лише знижує навантаження на глушники.
• Лямбда-зонд – використовується для контролю рівня кисню у вихлопних газах. У системі може бути один або два кисневі датчики. На сучасних (рядних) двигунах з каталізатором встановлено 2 датчики.
• Саджовий фільтр (обов'язкова частина вихлопної системи дизельного двигуна) видаляє сажу з вихлопних газів. Він може поєднувати функції каталізатора.
• Резонатор (передглушник) та головний глушник – знижують шум вихлопу.
• Трубопроводи з'єднують різні частини вихлопної системи автомобіля в одну систему.

Як працює випускна система

У класичному варіанті для бензинових двигунів вихлопна система автомобіля працює так:

• Випускні клапани двигуна відкриваються і вихлопні гази з залишками палива, що не згоріли, виводяться з циліндрів.
• Гази з кожного циліндра потрапляють у випускний колектор, де об'єднуються в єдиний потік.
• Через приймальну трубу вихлопні гази з випускного колектора проходять через перший лямбда-зонд (датчик кисню), який реєструє кількість кисню у вихлопі. На основі цих даних електронний блок управління регулює витрату палива та співвідношення повітря-палива.
• Потім гази потрапляють у каталізатор, де вступають у хімічну реакцію з окислюючими металами (платина, паладій) та відновлюючим металом (родієм). У цьому випадку робоча температура газів має бути не нижчою за 300°С.
• На виході з каталізатора гази проходять через другий лямбда-зонд, що дозволяє оцінити стан каталітичного нейтралізатора.
• Потім очищені вихлопні гази потрапляють у резонатор, а потім у глушник, де вихлопні потоки перетворюються (звужуються, розширюються, перенаправляються, поглинаються), що знижує рівень шуму.
• Вихлопні гази із головного глушника вже викидаються в атмосферу.

Вихлопна система дизельного двигуна має деякі особливості:

• Вихлопні гази, виходячи із циліндрів, потрапляють у випускний колектор. Температура вихлопних газів дизельного двигуна коливається від 500 до 700 °С.
• Потім вони потрапляють до турбокомпресора, який виробляє наддув.
• Вихлопні гази проходять через датчик кисню і потрапляють у фільтр сажі, де видаляються шкідливі компоненти.
• Зрештою, вихлоп проходить через глушник автомобіля і виходить в атмосферу.

Розвиток вихлопної системи нерозривно пов'язаний із посиленням екологічних стандартів експлуатації автомобілів. Наприклад, з категорії Євро-3 установка каталізатора та сажевого фільтра для бензинових та дизельних двигунів обов'язкова, а їх заміна на полум'ягасник вважається порушенням закону.