Выхлопная система автомобиля

Работоспособность двигателя, практически полностью, зависит от качества обработки горючей жидкости. В процессе сгорания топлива, высвобождается требуемое количество энергии, однако, параллельно этому, выделяется газ, в котором система не нуждается. Данный газ заполняет рабочее пространство, создавая препятствия для поступления следующей партии топлива, для проведения повторного сжигания. В целях вывода отработанных газов, была разработана соответствующая система, позволяющая оперативно избавляться от выделяемых отходов.

При накоплении большого количества газа, создается давление, которое воздействует на поршень, открывающий дорогу для дальнейшего прохождения. Чтобы в процессе вывода не возникало определенных сложностей, со стороны выхода газов создается разряженное пространство. Именно для этих целей используется совокупность элементов, именуемая выхлопной системой.

Наличие разряженного воздуха является очень важным моментом. Но, для чего он необходим? Чтобы было понятнее, создается некий эффект, позволяющий мгновенно высасывать продукты распада, наподобие пылесоса. Благодаря этому, рабочее пространство максимально возможным образом освобождается от отходов для проведения процесса обработки топлива сначала. Разряженность достигается путем создания условий, при которых возникают силы инерции газов, действующие своеобразным образом. В процессе выхода отработанных газов, давление изменяется в сторону увеличения, после чего, происходит разряжение.

Основными источниками, препятствующими нормальному выделению газов, могут быть дополнительные изгибы системы, неисправности некоторых элементов, либо гофра, установленная с некоторыми отклонениями от стандартных показателей. В результате этого, камера наполняется топливной смесью в недостаточном процентном соотношении. Это способствует снижению физических характеристик двигателя. Чтобы себя застраховать, некоторые водители используют выхлопные системы прямоточного типа, в большинстве случаев, с более широким диаметром трубы. Таким образом исчезают все препятствия на пути выхода отработанного газа.

Строение прямоточной системы вывода отработанных газов подразумевает наличие коллектора и катализатора. Основной задачей последнего является очистка выходящих газов от ядовитых веществ, снижая вредное воздействие до минимальных показателей. Структура коллектора может быть различной, все зависит от количества цилиндров двигателя.

В качестве основного устройства, отвечающего за снижение скорости передвижения газов, берется резонатор. За счет этого в разы уменьшается уровень производимого шума. В данном случае, резонатор выступает в роли первичного средства. Следующим элементом является глушитель, который предназначен для снижения уровня шума до минимума. Глушитель может быть оборудован датчиками и фильтрами, улавливающими сажу, с последующим распознаванием ее структуры.

Выхлопная система спортивного типа

Для начала, основное внимание уделяется строению выхлопной системы стандартного автомобиля. В основном, такие системы имеют 2-3 участка, которые препятствуют быстрому перемещению газа. Сажевый фильтр, в такой системе, отсутствует. Резонатор имеет пониженное сопротивление. Выпускной коллектор, в данном случае, является одним из самых слабых мест.

Строение коллектора определяется длиной элемента. В случае с коротким звеном системы, целесообразнее использовать конструкцию, состоящую из четырех отводов, перетекающих в одну трубу. Если звено длинное, то форма изменяется согласно требуемым условиям. В этом случае, четыре отвода разделяются на пары, образуя две парные трубы, также перетекающие в одну.

Определенная структура коллектора формируется под те или иные нужды. В случае с коротким коллектором, преследуется цель обслуживания мощных автомобилей, обладающих высокими скоростными возможностями. Так же, он используется в случае повышения характеристик мощности при модернизации. Вариант с длинным коллектором целесообразнее использовать в условиях городского движения. Здесь стоит отметить, что изменение параметров системы выхлопа предусматривает установку новых настроек в системе подачи горючего.

Монтаж резонатора осуществляется в месте с понижающимся давлением газа. Таким образом, можно повысить мощность двигателя. Мощность системы увеличивается в связи с повышением оборотов. Почему увеличиваются обороты? Обороты увеличиваются, в первую очередь, за счет того, что отражатель повышает скорость движения продуктов распада. Таким образом, продуваемость камер моторного отсека становится значительнее. Монтируя глушитель, на максимально далеком расстоянии от резонатора, можно добиться снижения воздействия на процесс разряжения воздуха. В соединительных целях используется особый вид гофра.

Включая в структуру системы широкую трубу, можно добиться неплохого результата по глушению звука, не превышающего отметки в 100 децибел. Однако, если такая труба будет соответствовать параметрам типа А, изменится мощность двигателя в сторону повышения возможностей, но звук будет не соответствовать разрешенным стандартам, составляющим 120 децибел. Для городской местности это является нарушением.

Герметик, как средство восстановления системы

Используя какую-либо технику, ее некоторые элементы со временем изнашиваются. Автомобильные детали не исключение. Кузов и подвеска изготавливаются из более прочных материалов, так как изначально готовятся к работе в жестких условиях. Однако некоторые другие элементы, где воздействие не столь значительное, имеют менее долговечную основу. В качестве примера можно привести тормозные колодки, эксплуатация которых ведется в достаточно агрессивных условиях.

Режим работы выхлопной системы, в общем, также достаточно агрессивный. Система выхлопа располагается в нижней части автомобиля, поэтому механические повреждения возникают на постоянной основе. Однако, это не основной фактор. Более серьезные разрушительные последствия возникают в следствии воздействия высокой температуры, в совокупности с химическими элементами. Чтобы иметь представления, о каких температурах идет речь, нужно принять во внимание, что коллектор нагревается до 1300 °С. Из этого можно сделать вывод о том, что материал должен иметь высокую степень плавления. Здесь используется чугун с высокой устойчивостью к нагреванию. На стыках элементов, температура, в среднем, ниже на 150-200 °С.

Высокие температуры свойственны внутреннему участку, внешние структуры находятся в более выгодном положении. Однако, внешняя часть подвергается резкому изменению температуры, вызванному окружением. Помимо этого, различного рода химические реагенты могут также оказывать угнетающее воздействие на целостность поверхности.

Взяв во внимание все выше перечисленное, средний срок службы выхлопной системы составляет от 3-5 лет. Если материалы корпуса дешевые, то этот показатель еще ниже. Как правило, в процессе эксплуатации, более серьезному воздействию подвергаются участки соединения элементов. Чтобы избежать протечек и утраты герметичности применяются специализированные герметики, температура разрушения которых чуть больше 1000 °С.

Если статья была Вам полезна, можете поделиться материалом в социальных сетях:

    • Nissan Patrol TD42T swap 99% 1.8boost ›
      Бортжурнал ›
      [Правильный Выхлоп] Пламегаситель, температура, удаление катализатора с ZD30

      Ohayo Gozaimasu! (уважительно привествую . с яп.)
      Собственно, хочу поделиться своими наблюдениями и кое-каким опытом.
      Ведь установил уже более 10 штук. (Обновление, больше 20ти штук).

      Знакомьтесь! Схема штатной выхлопной системы Patrol Y61 ZD30. На выходе из турбины стоит у нас каталитический нейтрализатор, он же «катализатор» в простонародье) (НЕ сажевый катализатор/Не сажевый фильтр! Вот так выглядит сажевый фильтр с датчиками и системой продувки)

      Наш катализатор достаточно старой конфигурации и в разрезе выглядит близко к этому:

      А так выглядят соты катализатора, когда он от нашей великолепной солярки и корректно работающих форсунок с ТНВД … попросту забивается, оплавляется и помирает, так сказать.

      Первое частое, популярное решение, разрезать банку, выкинуть остатки катализатора и заварить обратно, приводит к появлению резонансных шумов и неприятного звука выхлопа. Способ этот хоть и не гуманный, но вполне себе допустимый.

      Второе частое решение, вырезать этот катализатор и вварить прямую трубу. Просто, гениально, доступно.
      А вот тут то мы и перейдем к тому, почему мне захотелось набросать пару строк по этой банальной процедуре.

      Так выглядит продолжение выпускного тракта на ZD30

      выхлопная труба ZD30 Y61 Patrol

      Зачем удалять катализатор. Важно!
      1) Для того, чтобы улучить отведение тепла и выхлопных газов. Тем самым убрав подпор воздуха в магистрали, улучшить продуваемость камер сгорания в двигателе, и тем самым снизить температуру самих газов (!) в камерах сгорания и как следствие температуру всего двигателя.
      2) Улучшить пропускаемость выхлопного тракта, тем самым позволить «дышать» двигателю, и как следствие, улучшить динамические показатели последнего. (Далее объясню как и почему).

      Итак, прибегнем к более продвинутым умам и SkyNet, и разберемся, как влияет температура выхлопного тракта на КПД двигателя. А мы с вами же взрослые дядьки, и знаем, что большая часть энергии от детонации топлива уходит у нас не на вращательную энергию, а в тепло, которое вылетает на улицу:

      Цитата: Потери в выхлопную трубу.
      … мы подошли к самым известным и, по мнению специалистов, самым большим потерям тепловой энергии в выхлопную трубу. Считают данные потери весьма просто, используя соотношение:

      k2.4 = (Tмин/Tмакс)•100%
      где Тмакс и Тмин — соответственно максимальная и минимальная температуры газа в фазе РАСШИРЕНИЕ.

      Как известно, двигатель работает в очень широком диапазоне режимов. Значения Тмакс и Тмин тесно коррелированны с режимом работы двигателя. Минимальная величина потерь к 2.4 соответствует холостому ходу. Максимальные потери к 2.4 характерны для режима максимальной нагрузки и частоты вращения вала. В этом случае Тмакс = 2500 °С, Тмин =1100 °С,

      В случае с газовым топливом данные потери еще больше, так как выше температура выхлопных газов. Напомним, что паровоз работал при температуре пара 150 °С.

      Чем объясняется высокая температура выхлопных газов в двигателях, работающих на легком топливе? Дело в том, что в камере сгорания топливо сгорает не полностью, а только на 70…80 %.

      Далее, когда поршень движется вниз, продолжается его догорание. Это позволяет двигателю поддерживать высокое давление в цилиндре (рис. 4), а следовательно, и температуру выхлопных газов.
      С повышением частоты вращения вала время на догорание сокращается, а температура выхлопных газов повышается. Наступает момент, когда топливо догорает уже в выхлопной трубе. Как пример, на спортивных машинах выхлопные трубы, находящиеся непосредственно у двигателя, раскаляются докрасна.»

      Полный размерНаглядное изображение как выглядит выпускной коллектор при работе на высоких оборотах. Скорость вращения вала такая, что газы просто не успевают при вспышке догорать в цилиндре. Топливо только сдетанировало, а его уже вытолкнул поршень и оно догорает в ВЫпускном коллекторе. Представьте тепловые нагрузки на турбину и на выхлопной тракт когда мы едем по трассе.

      Ну а вы, уважаемые читатели, уже опытные дизелисты, и как всем известно, уже знаете, что дизеля пЕрегреваются не когда мы ездим по городу, с остановками на светофорах, а по трассе, когда мы шпили-вили несколько сот-тысяч километров без остановки с поддержанием высоких оборотов, а потом БАЦ, и температура двигателя вверх-вверх-ВВЕРХ!
      Дальше сказанное, моё сугубо личное скромное мнение, основанное на опыте ремонта ZD30.
      Я считаю, что врезать просто трубу не совсем корректно. Горячие газы (очень горячие! температура в камере сгорания ZD, если мой мозг еще не сгорел на работе, колеблется в пределах 400-600С) с огромной скоростью вылетают у нас из ДВС и дальше по тракту, как следствие нагревают выхлопной тракт еще сильнее. (Доказано замерами температуры и установщиками глушителей)

      Что в свою очередь тянет за собой 2 вещи:

      1) Убирая родной катализатор, который принимал на себя первый основной удар горячих газов из турбины и отводил тепло (кстати, в стоке обратите на него внимание — катализатор хитрой формы и с двойной рубашкой и термо прокладками), тем самым именно КАТАЛИЗАТОР предохранял остальный тракт от прогарания.

      2) Как раз таки катализатор, при движении на высоких оборотах (по трассе), помогал двигателю дожигать смесь.
      Его вырезали, кто это будет делать? А почему его инженеры поставили в аккурат на выходе из турбины? почему не чуть ниже, ведь подкапотка у нас ой ой ой какая тесная.

      Исходя из вышесказанного, я сам поставил себе и чисто по человечески рекомендую ставить ПЛАМЕГАСИТЕЛЬ.

      Цитата из Wiki: Пламегаситель представляет собой резонатор глушителя предварительного действия, который можно считать альтернативой катализатору выхлопной системы автомобиля. Главная задача устройства – снижение энергии и температуры выхлопных газов, чтобы оптимизировать работу основных элементов выпускной системы.

      Пламегаситель выглядит именно вот так:

      Принцип действия видно на этой картинке из всё того-же СкайНета :

      Но, я руководствуясь золотым правилом построения выхлопных систем «Больше сечение можно, меньше нельзя», предпочитаю пламегаситель прямого типа, без перегородки внутри, по типу вот такого, но двухкамерный! :

      И тут у нас всплывает очень важный «холивар» на тему, что лучше «Пламегаситель» или «Стрингер» он же «Стронгер», он же «Турбинка», он же «Прямоток».

      Так вот, у именитых по типу MEGAN Racing производителей компонентов выхлопных систем — нет такой позиции, как «стронгер». Как вы могли заметить и на конвейерах в выхлопные системы они не устанавливаются никогда, да и не устанавливались.

      Полный размерwww.meganracing.com

      И, собственно, как выяснили ребята с паблика «Выхлопные системы» на драйве, которые делают порой совершенно чумовые кастомные вещи — Стрингера делает наш сосед «очки НННада?!», он же КНР, он же Китай — для клиентов из РФ, которым, каким-то чудесным образом, вбили в голову, что это типо крутая вещь, увеличивает мощность, снижает шум и т.п. и т.п. Даже когда я подбираю нужный пламегаситель, от продавцов компонентов выхлопных систем слышу — «вот берите стронгер!» Я -«Нет, спасибо, мне нужен именно пламегаситель.» Ответ прост — на сронгерах маржа очень большая, 100-200%, вот и впаривают, типо «тюнегх».

      В общем, если вам лень искать отчеты людей, кто уже перепробовал на своем кошельке многие непонятные вещи по типу «стронгеров/турбинок», то рассказываю — все они поголовно плевались от ухудшения звука выхлопа, посторонних шумах и «звона» на высоких оборотах, а самое главное для меня это жалобы и в снижении динамики. Кое-кто пошел дальше и доказал, произведя «продувку» с замерами, что данный стрингер уменьшает сечение трубы, создает ненужные завихрения, которые в свою очередь создают подпорку воздуха и мешают свободному выходу выхлопных газов, особенно на турбо моторах.

      Итак вернемся к нашим PATROL’s.
      1) Напоминаю правило, что больше можно, меньше нельзя.
      На просторах Драйва найдена была фотография, как не нужно делать:

      Я то понимаю зачем человек так сделал… подобрал какую не какую трубу, вставил меньшее в большее и обварил. Быстро, просто, удобно…плохо.

      2) Забегая вперед, скажу, что сняв родной пламегаситель/катализатор с Патруля и аккуратно отрезав входной и выходной фланец с кусочком идущего от него трубы мы увидим, что трубы-то у нас разного диаметра. От горячей части трубы выходит чуть меньше, далее за катализатором и вся трасса идет на 55мм трубе, если мне память не изменяет. Что тоже наводит на определенные мысли о теплообмене, экологии, и пр.

      3) Примеряем пламегаситель к еще не обрезанному катализатору. Пламегаситель берем на 60мм в диаметре исходя из пункта 1 чуть выше.

      4) Я «рассшивал» родной катализатор вот таким образом, чтобы не потерять в диаметре и оставить посадочную «юбку», лепестки все отгибаются и отрезаются аккуратно.

      4) Начинаем приваривать, предварительно выставив «углы» входа выхода примерив всю конструкцию, сваренную «на прихватках» конкретно по месту на машине. Прихватили, примерили, подкорректировали, обвариваем.

      5) Готовый результат. Я делал тройной шов. Первый, как на фото выше. Второй шов ниже него и третий выше него, для того, чтобы придать жесткости конструкции. (На дизеле повышенные вибрации от детонации). Поэтому если будете делать не сами, не поленитесь и проконтролируйте этот момент, чтобы второй раз туда не лазить (ОЧЕНЬ ! ОЧЕНЬ! геморно откручивать от турбины! Каждый раз сливать ОЖ! Многие СТО посылают куда подальше после 4х часов тщетных попыток победить ZD30, и дай бог, чтобы ничего не обломали;)

      Врезка пламегасителя вместо катализатора Patrol Y61 Nissan

      6) Бывает такое, что охота побыстрей собрать, и многие забывают о такой мелочи, как шлифануть фланцы.
      После шлифовки обязательно необходимо пройти плоским напильником, чтобы проверить и устранить «бугры» для лучшего прилегания.

      7) Готовый результат установленный на ZD30 ^^
      Нигде не трет, все встало отлично, запас хороший, теперь можно гонять)

      Вот такие вот дела. Казалось бы, чего уж проще вырезать катализатор.
      Если вдруг есть вопросы по существу заданной темы — давайте постараемся всем миром разобраться))
      Цена пламегасителя 1900рублей из нержавейки.
      Цена метра трубы (популярный метод) 500-700рублей.

      Всем спасибо за внимание!
      Если было полезно — нажмите на заветные кнопочки «поделиться» , вам мелочь, а кому-то в помощь на будущее и экономия $, пост, как средство защиты от «знатоков» выхлопных дел.

      UPdate1:
      Интересное «эконом» решение по самостоятельному изготовлению пламегасителя из огнетушителя можно глянуть тут (цена вопроса 200-300р):
      www.drive2.ru/l/8550046/

      UPdate2:
      В личном блоге, кстати говоря, выложено видео как мы готовимся к свапу V8 в патрол, и в видео, как раз таки я затрагиваю тему глушителя, посмотреть можно тут:
      www.drive2.ru/b/461476576123421650/

      UPdate3:
      Картинка из книги «Турбонаддув. Проектирование, установка и испытания систем турбонаддува». Белл Корки.
      В помощь, чтобы подобрать сечение выхлопной трубы.

      Картинка из книги

      UPdate4:
      Видео установки пламегасителя:
      www.drive2.ru/l/466869405779755473/

      UPdate5:
      Видео замера пирометром температуры ДО и ПОСЛЕ пламегасителя
      www.drive2.ru/l/469030221006241970/

      UPdate6:
      Наглядная фотография для специалистов-теоретиков, что джип не гонка и у него не греются коллектора:
      i-a.d-cd.net/36ce911s-240.jpg

Рубрики: Мотоспорт

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *