Для чего нужна выхлопная труба

Устройство выхлопной системы автомобиля

Выхлопная система автомобиля (система отвода выхлопных газов) — это, что уже и так понятно из названия, система выпуска отработавших газов. Выхлопная система, вопреки частым мнениям, очень важная система автомобиля. В ее функции входит:

• Снижение токсичности отработавших газов (положительно влияет на экологию)
• Подавление шума (снижает уровень шума)
• Вывод горячих, токсичных газов за корму автомобиля (предотвращает попадания токсичных газов в салон)

Помимо этого выхлопная система создает необходимое сопротивление выхлопных газов, что влияет на эксплуатационные характеристики автомобиля. Также системы удаления выхлопных газов, особенно спортивные выхлопные системы, играют немаловажную роль во внешнем виде автомобиля, а также в звуке, создавая приятный тембр.

В простонародье, выхлопную систему, практически всегда называют просто «глушитель». Но это не совсем верно, так как глушитель это всего лишь одна из составляющих выхлопной системы. Система удаления выхлопных газов состоит из:

• коллектора (соединяет несколько выхлопных выходов в один);
• приемной трубы (соединяет коллектор с катализатором или гофрой);
• гофры (снижает вибрации передаваемые от двигателя)
• катализатора (преобразовывает токсичные газы в безвредные);
• резонатора (снижает уровень шума);
• средней трубы (соединяет резонатор с глушителем);
• глушителя (выполняет ту же функцию, что и резонатор, но устроен несколько иначе и в качестве звукопоглощающего материала использует особенное волокно).

Рассмотрим работу выхлопной системы более подробно. После сгорания топливной смеси, остается много несгоревших токсичных газов, под высоким давлением они попадают в коллектор, задача которого соединить все выхлопные выходы в один. Коллектор обычно создает высокое сопротивление для отработавших газов, поэтому очень часто, в тюнинге и спорте, штатный коллектор заменяется на так называемый «паук». По сути это тот же коллектор, но имеет более плавные изгибы для снижения сопротивления потоку газов. После коллектора газы попадают в приемную трубу, в которой температура может достигать 1000 о С. Из приемной трубы газы попадают через гофру в катализатор, главная задача которого дожечь не сгоревшие вредные соединения и преобразовать токсичные газы в безвредные. В большинстве автомобилей он также снижает уровень шума и придает выхлопу приятный звук. После катализатора уже относительно безвредные газы попадают в резонатор, который значительно снижает уровень шума, далее по средней трубе (которая зачастую имеет странную, причудливую, хитрую, извитленную форму, так как она должна повторять геометрию днища кузова и оставлять место для других агрегатов автомобиля) газы попадают в глушитель, который также снижает уровень шума, как и резонатор, но имеет несколько другое устройство.

Причины выхода выхлопных систем из строя

О том, что выхлопная система автомобиля неисправна и требует ремонта, может сказать любой автолюбитель, так как неисправная система выхлопных газов сопровождается:

• громким «ревом»;
• снижением мощности двигателя (ухудшается тяга и ускорение);
• нестабильной работой двигателя (скачки оборотов на холостом ходу)
• попаданием выхлопных газов в салон автомобиля;
• появлением копоти на деталях

Поэтому, с ремонтом выхлопной системы нельзя откладывать, тем более что ремонт «запущенной» системы выхлопных газов обойдется в гораздо большую сумму. Чаще всего причиной выхода выхлопной системы из строя является коррозия и механические повреждения. Ржавчина «съедает» корпуса глушителей, катализаторов и резонаторов, а так же промежуточные трубы и сварочные швы крепления деталей. Как правило, это происходит из-за постоянных, сильных перепадов температур, попадания на выхлопную систему воды, соли и реагентов, скапливающегося конденсата внутри глушителя и резонатора, а так же из-за содержащихся в системе активных химических соединений.

Поделиться:

Выхлопная система: строение и основные неполадки

Покидая камеру сгорания, отработанные газы попадают в выхлопную систему, которая начинается с коллектора, далее проходят через приемную трубу, каталитический нейтрализатор, резонатор и глушитель.

Мы устраняем поломки как каждого элемента выхлопной системы в отдельности, так и производим ремонт, настройку и тюнинг всей системы в целом!

Полный список элементов системы выпуска выглядит так:

• выпускной коллектор;
• приемная труба;
• гаситель вибрации (гофра);
• каталитический нейтрализатор;
• резонатор;
• основной и вспомогательные глушители;
• промежуточные трубы;
• кислородные датчики;
• элементы крепления.

Чтобы понимать работу выхлопной системы, необходимо иметь представление о каждом ее элементе, а также об их конструкции и назначении. Далее, рассмотрим основные части системы выпуска по порядку, начиная со стороны мотора.

Выпускной коллектор

По своей конструкции выпускной коллектор напоминает впускной. Но его задача объединить один канал отработанные газы, отводимые от цилиндров двигателя. Изготовлен впускной коллектор из стали или чугуна. К блоку цилиндров он крепится посредством металлической обжимной прокладки.

Современные автомобили оснащаются системой дожига остаточного топлива, который производится «катализатором». Чтобы электронные мозги двигателя получали информацию о наличии не догоревшего топлива, в коллектор вмонтирован кислородный датчик – он же лямбда-зонд.

Сам коллектор, как правило, из строя не выходит, но могут возникнуть проблемы с прокладками. Если они пробиваются, то отработанные газы попадают в подкапотное пространство, откуда их засасывает в салон, что уже становится опасным для водителя и пассажиров.

Неполадки выпускного коллектора

В некоторых моделях автомобилей просечка прокладки может вызвать обгорание электрических проводов.

Из-за высокой температуры коллектора (до 400С) может намертво прикипеть лямбда-зонд. Чтобы этого не случилось перед его установкой необходимо обязательно смазать резьбу высокотемпературной смазкой, например, графитовой.

Из-за просечек прокладок с одного и другого конца коллектора возможен подсос воздуха, который приводит к неверным показаниям кислородного датчика. Диагностика на специальном оборудовании покажет в таком случае неисправность лямбда-зонда, но после его замены ситуация остается прежней. Это явный признак подсоса воздуха через негерметичную прокладку коллектора. Поэтому опытные мастера рекомендуют при высоком сигнале кислородного датчика первым делом проверять герметичность прокладок.

При снятии и установке коллектора нередко возникают проблемы с крепежом. Высокая рабочая температура этой детали неизбежно приводит к прикипанию гаек и шпилек. Мастерам нередко приходится пользоваться проникающими жидкостями и различными силовыми методами отпуска. Устанавливая коллектор, обязательно нужно смазывать резьбу высокотемпературными смазками.

Катализатор

Правильное название катализатора – каталитический нейтрализатор. Данное устройство представляет собой участок трубы, внутри которой находится ячеистая вставка из сложного сплава, где присутствует платина и другие редкоземельные элементы, не вступающие в реакцию с углеводородами, которые обеспечивают их окисление.

Разумеется, катализатор, в котором есть платина, не может быть дешевой запчастью. Но при правильной эксплуатации автомобиля он способен прослужить столько же, сколько и сам двигатель и даже больше.

Проходя через ячейки катализатора, горячие выхлопные газы лишаются остаточного топлива. В результате из выхлопной трубы в окружающую среду не попадают не окисленные углеводороды, что весьма неплохо для экологической обстановки.

Корректная работа катализатора определяется вторым кислородным датчиком (лямбда-зондом). Наличие избыточного кислорода на выходе из катализатора свидетельствует о том, что нейтрализация остатков топлива не происходит или происходит неэффективно. В таком случае рекомендуется замена катализатора.

Проблемы катализаторов

Вероятность выхода из строя каталитического нейтрализатора невысока, но она есть. Деталь не любит перелива топлива и наличия в нем различных присадок, которые делают из плохого бензина якобы хороший. Все эти присадки способны «забить» поры катализатора и привести к его осыпанию. В худшем случае соты катализатора закупориваются, и система выпуска становится непроходимой. Чтобы сберечь ресурс катализатора, необходимо следить за состоянием форсунок и заливать в бак качественное топливо.

Поскольку сам катализатор – деталь дорогостоящая, автовладельцы, столкнувшиеся с выходом ее из строя, пытаются выйти из ситуации с наименьшими потерями. Если изъять катализатор из системы выхлопа и пустить газы напрямую, то навредить этим получится только экологии.

В этом случае придется устанавливать «обманки» вместо кислородных датчиков и перепрошивать электронные мозги двигателя. В противном случае мотор не будет работать корректно, а на панели приборов навечно поселится символ «Check engine».

Диагностика катализатора

Диагностика катализатора обычно производится по второму кислородному датчику. Но о состоянии этой части системы выхлопа можно судить и по температуре. Дожиг остаточного топлива выхлопных газов происходит с выделением тепла. Поэтому температура на выходе катализатора всегда выше, чем со стороны коллектора. Измерить его температуру можно дистанционным пирометром при заведенном двигателе.

Приемная труба и гофра

Этот участок выхлопной системы принимает горячие отработанные газы из коллектора или катализатора (в зависимости от конфигурации системы) и передает их соответственно катализатору или резонатору.

У приемной трубы имеется гофра – гибкий участок, гасящий колебания. Двигатель создает вибрацию, которая не должна передаваться участкам выхлопной системы, поскольку она опасна как разрушающий фактор. Кроме того, в приемной трубе, расположенной после катализатора может находиться вторичный катализатор, а также второй кислородный датчик.

Самым слабым местом приемной трубы является гофра. Она истончается под воздействием высоких температур и рвется от постоянной вибрации. Поврежденную гофру следует заменить: деталь вырезается из системы, а на ее место вваривается новая. Симптомом изношенной гофры является появление громкого рычания мотора и соответственно прорыв выхлопных газов через данный участок системы.

Резонатор

Такты выхлопа имеют определенную частоту, передаваемую всей системе. Чтобы труба не вибрировала в такт выхлопу, в систему встроен специальный участок, называемый резонатором. Внешне резонатор напоминает глушитель. Внутри его корпуса находится гофрированная труба, окруженная каменной или металлической ватой. Резонатор как бы смешивает частоты и делает поток отработанных газов равномерным.

Резонатор имеет такой же ресурс, как и основной глушитель, поэтому при прогорании эти два элемента меняются вместе.

Основной глушитель

Окончательное гашение звука происходит в основном глушителе, который замыкает систему выпуска. Он представляет собой подводящую трубу и корпус, внутри которого расположена система перфорированных трубок.

Данный участок подвешивается к кузову на резиновых серьгах, которые противостоят непосредственной передаче вибрации. Эти серьги со временем могут рваться, но их замена является стандартной процедурой обслуживания выхлопной системы. Жестко крепить глушитель к кузову недопустимо!

Ресурс глушителя в условиях ежедневной эксплуатации автомобиля составляет 5-6 лет не зависимо от марки автомобиля. Старые глушители лучше менять, нежели «подваривать».

Ремонтировать их при помощи сварки целесообразно только при механических повреждениях, но не в случае сквозной коррозии. Появление прогнивших участков свидетельствует о крайнем износе глушителя. Эта деталь стареет равномерно, поэтому даже отгнивший фланец – повод для замены всего глушителя.

Тюнинг выхлопной системы

В поиске неповторимого благородного тембра мотора некоторые автомобилисты готовы потратить энную сумму денег на тюнинг выхлопа. Но не только гоночный «рык» заставляет искать альтернативу штатной системе выпуска.

Существуют готовые системы, а также отдельные элементы, которые имеют улучшенные акустические характеристики по сравнению со штатными. Кроме того, тюнинг выхлопа может преследовать и практические цели. Глушитель, резонатор и другие элементы можно выполнить из нержавейки, и тогда выхлопная система получается практически вечной, однако очень дорогой.

Третье направление тюнинга выхлопа заключается в уменьшении сопротивления системы, что приводит к увеличению мощности двигателя. Для этого устанавливают так называемые прямоточные глушители. Недостаток (а для кого и преимущество) прямотока – очень громкий звук выхлопа.

Выхлопная труба — что за зверь и с чем его едят

Задачей выхлопных труб является понижение звука двигателя посредством глушения шума и позволения выхлопным газам выходить продуктивнее.

Сейчас можно увидеть, как молодые парни лепят к своим машинам выхлопные трубы диаметром с водосточную трубу, что в таких случаях незамедлительно приводит к потери мощности.

Как же выхлопная система влияет на двигатель,
и все ли трубы увеличивают мощность?

Компоненты системы влияют на выхлопную фазу процесса сгорания – избавляться от выхлопных газов важно поскольку, чем меньше давление в выхлопной системе, тем больше будет производимая мотором мощность.

Однако также следует учитывать величину протока или скорость выхлопных газов. Большие трубы замедляют проток, а меньшие его ускоряют. Вам следует соблюдать баланс выхлопа с впуском объема двигателя для достижения наилучшего показателя протока, при этом не вызывая обратное давление (задержка в системе выхлопных газов, которые не могут выйти достаточно быстро).

В идеале нужно иметь различный диаметр труб на каждый диапазон оборотов.
Но поскольку это непрактично, то выбирается оптимальная установка для всех оборотов. Большинство высококачественных модифицированных выхлопных систем изменяют этот оптимальный диаметр для более эффективной работы при высоких оборотах.

Интересно, что некоторые проекты тюнингованных автомобилей имеют выхлопную систему «двойственного диаметра», который зависит от оборотов двигателя.
Это позволяет добиться большей максимальной мощности в ущерб крутящему моменту.

Полировка внутренностей выхлопной системы поможет ускорить выход газов, поскольку снизится внутреннее трение.

Не очень приятно видеть уличные машины с огромными банками глушителя.
Мы надеемся, что следующие советы все-таки помогут здравому смыслу восторжествовать.

Обычно выхлопная система основывается на количестве воздуха, которое двигателю необходимо перерабатывать. Количество этого воздуха сильно варьируется в серьезно доработанных агрегатах и турбодвигателях.

В качестве (очень-очень) приближенного подсчета, ориентированного на 1.6 литровый двигатель, мы рекомендуем устанавливать трубу не более 3.8 – 5 см. в диаметре (чем меньше двигатель, тем меньше диаметр). В 2.5 литровых моторах используйте 5 – 6,4 см. трубы, а двигателям большего объема подойдут 7,6 см. выхлопные трубы.
В двигателях, чей объем превышает 2.5 литра, мы рекомендуем использовать двойную выхлопную систему.

Чтобы определить оптимальный диаметр труб в такой системе, разделите объем двигателя напополам и обратитесь к вышеуказанным рекомендациям.

Так двигатель 3.0 в идеале оснащается двумя трубами 3,8 – 5 см. в диаметре,
а 5-литровый двигатель – парой 5 – 6,4 см. труб.

Этот диаметр понимается как минимальный диаметр на всем протяжении выхлопной системы, включая глушитель и выхлопную трубу.

Глушитель и выхлопная труба могут быть немного шире, но это не даст вам прибавку мощности, а лишь сделает звук ниже.

Газы лучше протекают из большей трубы в меньшую при условии, что соединение будет конусообразным. Пороги вызовут турбулентность, которая будет служить препятствием для протока газов и повлияет на характеристики машины.

Большие в диаметре выхлопные системы, как бы ни было это удивительно, замедлят проток газов. Существуют трубы оптимального размера, которые способны обеспечивать наилучший уровень протока и в то же время не создавать эффект обратного давления, при котором выхлопные газы вынуждены сжиматься.

Если вы можете засунуть в выхлопную трубу свой кулак
– то она слишком велика!

Форма выхлопного коллектора также крайне важна, как в плане длины, так и ширины. Наилучшие значения остается вычислять экспертам – большинство производителей достигают в этой области приемлемого результата, но модифицированные выхлопные коллекторы, бесспорно, обладают лучшими характеристиками.

Однако вы можете улучшить и свою стандартную выхлопную систему, сгладив внутренности с помощью шлифовального круга, надетого на дрель. Или купите своему автомобилю специально изготовленную для таких целей выхлопную систему из нержавеющей стали.

Наилучшие системы для «уличных» машин это 4-2-1, что означает: они начинаются 4мя трубами, которые затем объединяются в 2 трубы, а потом в одну – процесс проходит в 3 этапа. Это приведет к небольшому снижению крутящего момента.

Некоторые крайне высокопроизводительные выхлопные системы имеют схему типа 4-1, где все трубы соединяются в одной точке в нижней части выхлопного коллектора, или 4-2, где присутствуют две выхлопные трубы. Такие выхлопные системы позволяют достигать большей максимальной мощности и лучше всего подходят для использования при очень высокой частоте оборотов двигателя, например на гоночных машинах.

Выхлопная система большего диаметра означает, что поскольку необходимо прикладывать меньшее давление для выталкивания газов, то весь процесс будет протекать быстрее, а напор газов будет меньшим. Катализаторы немного отнимают мощность, замедляя проток газов. К сожалению, катализаторы обязательно должны присутствовать на современных автомобилях.
Среднее уменьшение мощности по вине катализатора составляет 1-4 л/с.

Если вы найдете спортивный катализатор малого сопротивления или установите выхлопную трубу без катализатора, используемую только в настоящих внедорожниках, то вы в большинстве случаев почувствуете улучшение.

Нужно сказать, что выгода от такого хода будет практически неощутимой на машинах с маленькими двигателями. Вообще говоря, разница между спортивным катализатором и его отсутствием невелика. Некоторые машины с высокими базовыми характеристиками уже комплектуются высококачественными спортивными катализаторами.

Другой вариант – переход на выхлопную систему типа 4-2-2, где у вас будет 2 выхлопные трубы, каждая из которых будет обслуживать 2 выхлопных отверстия двигателя.

Большинство спортивных глушителей придают выхлопной системе низкий рев.
Но это незначительно увеличит общее удовольствие от вождения, в отличие от уровня шума, который от них будет исходить. Одними из наилучших выхлопных систем для вашего авто могут стать стандартные системы (снятые с машин с большим объемом двигателя) с убранным задним глушителем.

А чтобы помочь глушить звук, можно расширить центральную секцию выхлопной системы. Но дело того стоит, поскольку такие системы значительно улучшают проток газов и отлично звучат. Стоит также отметить, что снижение крутящего момента теряется, а крутящий момент на максимальных оборотах очень даже ощутимо возрастает.

Мы можем порекомендовать вам систему «Cherry Bomb», которая объединяет в себе простоту и низкий рычащий звук. Но вам для нее, возможно, понадобится установить свои собственные крепления.

Как во впускной системе, так и в выхлопной длина имеет серьезное значение.
Также необходимо иметь одинаковую длину магистрали от каждого выхлопного отверстия мотора.

Большинство стандартных выхлопных коллекторов (в зависимости от расположения вашего коллектора) литые и имеют множество дефектов на своей внутренней поверхности. Зачастую у них есть неровности в местах, где соединяются поверхности. Шлифовка и полировка внутренностей выхлопной системы поспособствует лучшему протоку воздуха.

Пока вы работаете над своей выхлопной системой, вы можете отполировать все ее внутренности, чтобы полностью убрать сопротивление. Модифицированные выхлопные системы изготавливаются из нержавеющей стали, которая не только имеет более гладкую внутреннюю поверхность, а еще и гораздо легче. Стоит обратить внимание на соединения и изгибы – чем их меньше, тем лучше.

Температура под капотом – это один из самых значительных факторов, влияющих на снижение мощности. Вскоре мы шире раскроем эту тему, а пока по поводу снижения подкапотной температуры вы можете прочесть нашу статью о воздухозаборниках.

Обертка выпускного коллектора теплостойким материалом может привести к значительному уменьшению температуры и поможет катализатору быстрее достичь рабочей температуры, таким образом продлевая его жизнь и увеличивая эффективность.

Не используйте ткань в роли обертки, поскольку она является огнеопасной! Использование керамической обшивки поможет существенно снизить передачу в моторный отсек тепла от выхлопа и быстрее доведет катализатор до рабочей температуры

Выхлопная система: из чего состоит, зачем нужна, как ремонтировать

Для многих водителей выхлопная система – это что-то второстепенное и неважное, о чем знать ничего не нужно. Большинство обходятся знаниями, где находится катализатор или как заменить гофру.

На самом же деле исправность выхлопного тракта напрямую влияет на рабочие характеристики двигателя. Поэтому возникает необходимость углубиться в изучение строения выхлопной системы.

Во время работы ДВС важно, чтобы отработанные газы отводились вовне. Собственно, для этого и была разработана система выхлопа, которую стали называть глушителем, хотя это не совсем правильно.

Как работает выхлопная система

Сейчас выхлопной тракт состоит из нескольких частей, а начиналось все с того, что она была представлена механическим клапаном, который водитель открывал вручную. Все элементы соединяются болтами через фланцы. Части системы нужны для:

• Выведения из камеры сгорания остатков топливной смеси и газов.
• Снижения уровня шума и вибрации от рабочего двигателя.
• Уменьшения количества вредных веществ в продуктах горения.
• Защиты салона от попадания в него токсичных веществ.

Принцип работы прост: от двигателя газы через трубы выводятся в заднюю часть машины, откуда попадают в атмосферу. По мере прохождения через отдельные элементы снижается шум и загрязнение выхлопов.

Продукты горения становятся менее токсичными за счет каталитического нейтрализатора, чья работа контролируется лямбда-зондом. В автомобилях с дизельным двигателем вместо катализатора используется сажевый фильтр.

Из чего состоит выхлопная система автомобиля

Схема узла выглядит следующим образом:

• Выпускной коллектор.
• Газоприемник.
• Каталитический нейтрализатор.
• Пламегаситель или резонатор.
• Глушитель.

Выхлопные газы и недогоревшее топливо изначально из камеры сгорания цилиндров попадают в выпускной коллектор. Этот элемент состоит обычно из керамики, чугуна или нержавейки, которые отличаются стойкостью к высоким температурам.

Далее идут «штаны», или, как они правильно называются, приемная труба. Они-то и объединяют разные потоки от цилиндров в один, чтобы после этого направить его в катализатор. Газоприемник обычно снабжается гофрой, которая нужна, чтобы погасить вибрации, вызываемые работой силового агрегата.

Записаться в специализированный сервис на замену гофры можно тут!

Катализатор – это керамические соты в металлическом кожухе. Все ячейки покрываются сплавом иридия и платины, поэтому деталь получается достаточно дорогой. В итоге драгоценные металлы вступают в реакцию с выхлопными газами, разделяя их на оксид азота и кислород. Последний способствует догоранию остатков топлива, так что до глушителя доходит только азотно-диаскинуглеродная смесь. Корректность работы каталитического нейтрализатора регулируется лямбда-зондом (датчиком, показывающим уровень токсичности газов).

Пламегаситель, или резонатор, также имеет ячеистую структуру и служит для снижения температуры выхлопа.

Замыкает выхлоп глушитель, который используется для понижения шума от заведенного мотора. Это достигается благодаря перфорированной трубе в корпусе элемента.

Частые поломки и ремонт

Выйти из строя в выхлопной системе может буквально каждый элемент. Все начинается с прогорания гофры. Это и неудивительно, ведь она работает в сложнейших условиях. На деталь действуют высокие температуры, а также вибрационные нагрузки. Хорошо, что заменить гофру не так дорого, в отличие от того же катализатора, который может обойтись в более чем сто тысяч рублей. А он также невечный. Но каталитический катализатор часто вовсе удаляют, ведь на работу двигателя это не влияет (ухудшаются только экологические показатели автомобиля).

Чаще же всего неисправности связаны с разгерметизацией элементов глушителя. Если проблема в уплотнителях, то ремонт сведется к их замене, что не будет стоить дорого.