Пристрій і призначення вихлопної системи
Вихлопна система виконує ряд функцій і, в першу чергу, потрібна для виведення гарячих і токсичних газів від моторного відсіку і салону. Також, вона дозволяє значно зменшити рівень шуму. Крім того, використовуючи каталітичний нейтралізатор газів, вихлопна система зменшує викид шкідливих речовин.
Давайте подивимося, яким шляхом йдуть вихлопні гази від двигуна до корми автомобіля. Множина не згорілих речовин залишається після згоряння паливної суміші. Вони знаходяться під великим тиском, і є газоподібним форму. Температура такого газу досить висока.
Випускний колектор, в основному, роблять сталевим, і його завдання полягає в поєднанні кількох вихлопних портів в один. Велика частина потужності двигуна доводиться на подолання опору потоку газів, яке створює колектор.
Тому передбачена така річ як павук, який є випускним колектором спеціальної форми. Його канали мають плавні вигини, для того щоб зменшити опір потоку газів. Такий павук налаштовується під різні особливості конкретного двигуна. Шлях газів після колектора лежить через відрізок труби, далі вони потрапляють в каталізатор. Основне призначення каталізатора полягає в спалюванні до кінця шкідливих речовин. Крім того, каталізатор дозволяє додатково знизити рівень шуму.
Частенько говорять, що якщо видалити каталізатор, то потужність двигуна підвищиться в рази. Однак, як показує досвід, застосувавши такий прийом у нової машини, результати будуть не значні. Далі після каталізатора, газ проходить ще відрізок труби, а потім потрапляє в глушник або їх систему.
- Існує кілька типів глушників, заснованих на трьох принципах.
Перший принцип - поглинання, який не так ефективний в придушенні реву, проте може створити найменший опір газам. Ці глушники є найпростішими, і складаються з перфорованої труби, яка, в свою чергу, знаходиться всередині банки, заповненої поглинаючим матеріалом.
На вдосконалених конструкціях середину перфорованої труби виготовляють більшого діаметра. За рахунок цього, при попаданні газів в таку трубу, відбувається зменшення їх швидкості, внаслідок чого, починає поглинатися більше шуму.
Тут діє другий принцип - обмеження. Так як, принцип роботи досить простий, розробити такі глушники не складає особливих труднощів, в зв'язку з низькими витратами. Цей тип глушників є стандартним, і використовується на всіх автомобільних виробництвах.
Найскладнішим глушником є той, який зроблений за третім принципом - відображення. У таких глушники часто використовується і принцип поглинання. Таким чином, виходять high-perfomance глушники. Їх принцип роботи заснований на зіткненні двох хвиль, спрямованих протилежно. Внаслідок чого, такі звукові хвилі знищаться.
З двигуна вихлопні гази виходять не суцільним потоком. При закритті випускних клапанів зупиняється потік газів, при відкритті - відновлюється. При збільшенні кількості циліндрів в двигуні, підвищуються його обертів, також збільшується частота таких коливань. Таким чином, виходить, що послідовність деяких областей підвищеного тиску буде потоком газів, який пульсує з певною частотою.
Для того щоб газ міг пульсувати, його передня частина повинна перебувати під більш високим тиском, середня - практично під атмосферним тиском, а кінцева частина - під більш низьким, що прагнуть до вакууму. Така різниця тисків дозволяє газу пульсувати і рухатися вперед. Для прискорення такої роботи і потрібні павуки. Однак при цьому змінюються обороти двигуна. Отже, прискорювати можна тільки в певному діапазоні оборотів.
Запам'ятаємо головне правило, що колектор з товстими і короткими трубками дає високу максимальну потужність. А павук з довгими і тонкими трубками дає можливість підвищити економічність і момент на низьких оборотах. Колектори, які схожі на три - Y, зазвичай застосовуються для чотирициліндрових двигунів.
Наддувши може створювати перешкоди потоку газів. Він являє собою глушник обмеженого типу, і тому може знижувати рівень шуму. В результаті чого, на вихлопну систему двигуна з наддувом не накладаються таких жорстких обмежень по поглинанню шуму.
Як говорилося на початку, існує оманливе думку, що чим більше труба, тим краще. Однак, це далеко не так. Відомо, що вихлопної газ має високу температуру. І бажано, щоб газ залишався гарячим до кінця вихлопної системи. Ви запитаєте: «Чому?» Справа в тому, що при охолодженні газ збільшує свою щільність, тим самим, він стає важче. І двигуну доведеться витрачати більше роботи на проштовхування такого газу.
Чим більше діаметр труби, тим швидше газ остигає, і тим менше буде пульсація газу. Для того щоб точно сказати який діаметр труби краще, потрібні відповідні розрахунки, а їх, на жаль, немає. Але, нам відомі загальноприйняті діаметри: 7-9 см - для двигунів потужністю 250-350 л і 10 см - для більш потужних двигунів.