Как работает система выпуска отработавших газов

При работе двигателя автомобиля образуются продукты сгорания, которые отличаются высокой температурой и токсичностью. Для их охлаждения и отвода из цилиндров, а также для снижения уровня загрязнения окружающей среды в конструкции предусмотрена система выпуска отработавших газов. Другая функция данной системы – уменьшение шума, возникающего при работе двигателя. Выпускная (выхлопная) система состоит из последовательной цепи элементов, каждый из которых выполняет определенную функцию.

Конструкция системы выпуска

Основной задачей системы выпуска является эффективный отвод отработавших газов из цилиндров двигателя, снижение их токсичности и уровня шума. Зная, из чего состоит выхлопная система в автомобиле, вы сможете лучше понимать принципы ее работы и причины возможных неполадок. Устройство стандартной выхлопной системы зависит от вида используемого топлива, а также от применяемых экологических стандартов. Выхлопная система может состоять из следующих элементов:

• Выпускной коллектор – выполняет функцию отвода газов и охлаждения (продувки) цилиндров двигателя. Он выполняется из термостойких материалов, поскольку температура выхлопных газов в среднем варьируется от 700°С до 1000°С.
• Приемная труба – представляет собой трубу сложной формы с фланцами для крепления к коллектору или турбонагнетателю.
• Каталитический нейтрализатор (устанавливается в бензиновых двигателях экологического стандарта Евро-2 и выше) – устраняет из отработавших газов наиболее вредные компоненты CH, NOx, СО, преобразуя их в водяной пар, углекислый газ и азот.
• Пламегаситель – устанавливается в системах выпуска отработавших газов автомобилей вместо катализатора или сажевого фильтра (в качестве бюджетной замены). Он предназначен для снижения энергии и температуры потока газов, выходящих из выпускного коллектора. В отличие от катализатора, не снижает количество токсичных компонентов в отработавших газах, а лишь снижает нагрузку на глушители.
• Лямбда-зонд – служит для контроля уровня кислорода в составе отработавших газов. В системе может быть один или два кислородных датчика. На современных двигателях (рядных) с катализатором устанавливается 2 датчика.
• Сажевый фильтр (обязательная часть системы выхлопа дизельного двигателя) – удаляет сажу из выхлопных газов. Может совмещать в себе функции катализатора.
• Резонатор (предварительный глушитель) и основной глушитель – снижают уровень шума выхлопных газов.
• Трубопроводы – соединяют отдельные элементы выхлопной автомобильной системы в единую систему.

Принцип работы системы выхлопа

В классическом варианте для бензиновых двигателей выхлопная система автомобиля работает следующим образом:

• Выпускные клапана двигателя открываются, и отработавшие газы с остатками не сгоревшего топлива выбрасываются из цилиндров.
• Газы из каждого цилиндра попадают в выпускной коллектор, где объединяются в один поток.
• По приемной трубе отработавшие газы из выпускного коллектора проходят через первый лямбда-зонд (кислородный датчик), который фиксирует количество кислорода в составе выхлопа. На основе этих данных электронный блок управления корректирует топливоподачу и состав топливовоздушной смеси.
• Далее газы попадают в катализатор, где вступают в химическую реакцию с металлами-окислителями (платиной, палладием) и металлом-восстановителем (родий). Рабочая температура газов при этом не должна быть ниже 300°С.
• На выходе из катализатора газы проходят второй лямбда-зонд, с помощью которого происходит оценка исправности работы каталитического нейтрализатора.
• Далее очищенные отработавшие газы попадают в резонатор, а затем в глушитель, где потоки выхлопа преобразуются (сужаются, расширяются, перенаправляются, поглощаются), что снижает уровень шума.
• Из основного глушителя отработавшие газы уже попадают в атмосферу.

Система выхлопа дизельного двигателя имеет некоторые особенности:

• Выходя из цилиндров, отработавшие газы попадают в выпускной коллектор. Температура выхлопных газов дизельного двигателя варьируется в диапазоне 500-700 °С.
• Далее они попадают в турбокомпрессор, осуществляющий наддув.
• После этого выхлоп проходит через кислородный датчик и попадает в сажевый фильтр, в котором удаляются вредные компоненты.
• В завершении выхлоп проходит через автомобильный глушитель и выходит в атмосферу.

Эволюция системы выхлопа неразрывно связана с ужесточением экологических стандартов эксплуатации автомобиля. Так например, начиная с категории Евро-3, установка катализатора и сажевого фильтра для бензиновых и дизельных моторов обязательна, а их замена на пламегаситель считается нарушением закона.

Вентиляция картера двигателя – что это такое и почему она так важна для мотора

Сегодня поговорим о важной системе автомобиля – вентиляции картерных газов двигателя . Некоторые называют ее «легкими» мотора, по мне – анальное отверстие. Почему? – Потому что если за ней не следить, то силовому агрегату, каким бы он не был современным, будет плохо. Сравнимо с вздутием живота у человек, эта проблема тоже может «делать» мозг, если ее не устранять.

Разберем, что это такое и почему она так важна для машины. Что происходит, если запустить ее, не следить за ее работоспособностью. Подробно расскажу, какую роль играет в системе клапан картерных газов.

Что это такое

Во время работы двигателя внутреннего сгорания в камере образуется большое давление. Часть выхлопных газов «прорывается» в зазоре между поршнем и стенкой цилиндра. Они попадают в картер двигателя.

Многие возразят. На поршнях есть компрессионные и маслосъемные кольца, которые должны препятствовать этому. Но зазоры все равно существуют. По мере износа поршневой группы это расстояние увеличивается. Особенно это сильно проявляется у автомобилей с пробегом.

Кроме выхлопа в картер могут попасть пары бензина или само топливо, если дает сбой топливная система или зажигание. Вентиляция картерных газов служит для выведения продуктов сгорания топливно-воздушной смеси.

Какие проблемы могут возникнуть

• Газы смешиваются с маслом. Оно меняет свои физические свойства. Это негативно скажется на ресурсе мотора;
• Внутри двигателя создается избыточное давление. Это приводит к «выдавливанию» прокладок, сальников. Где есть слабые места в уплотнениях, там будут подтеки масло, масляное запотевание.

Часто на старых авто можно заметить потеки через сальник коленвала, прокладку клапанной крышки. В худших случаях, давление приподнимает масляный щуп.

Поэтому, мы должны удалять эти газы из картера двигателя. Если у вас раздуло живот, вам кажется, что сейчас лопните. Так же и мотор. Ему нужно «пропердеться», извините за выражение. Если он этого не сделает, то вы потратитесь на ремонт и постоянную доливку масла.

Конструкция

В современных автомобилях система вентиляции картерных газов имеет более сложное устройство. Она состоит:

Маслоотделитель

Предназначен для отделения паров масла от газов. Это нужно, чтобы не засорять впускной коллектор, его элементы маслом. Тем более, попадание его в цилиндры во время сгорания топлива ничего хорошего не принесет, нарушается качество топливной смеси и т.д.

Бывают двух типов:

• Тангенциальный или центробежного типа;
• Лабиринтовый.

Первый тип имеет форму конуса или цилиндра. Имеет два патрубка вверху и один внизу. В верхней части к маслоотделителю подсоединяются шланги с картера двигателя к одному входному штуцеру. Второй выходной – это выход, к нему крепится шланг, отводящий газы без масляных паров к клапану вентиляции. Нижний патрубок – слив отделенного масла в маслоприемник (картер).

Картерные газы поступают в маслоотделитель во входной патрубок. В корпусе им задается тангенциальное движение, они закручиваются по спирали относительно центральной оси отделителя. За счет центробежных сил и того, что масло тяжелее газа, первое оседает на стенках прибора. Газы поднимаются вверх и через выходной штуцер идут дальше по системе. Масло стекает вниз, возвращаясь в мотор.

Клапан вентиляции картерных газов

Он нужен для контроля подачи выхлопных газов из картера во впускной коллектор двигателя. Так как там образуется большое разряжение, то через систему патрубков может создаваться вакуум в картере двигателя. Значит, еще больше газов будут пробиваться в картере. Плюс ко всему, вероятность «засосать» пары топлива в картер увеличивается в разы.

Клапан, в зависимости от нагрузки двигателя, открывается, при маленьком разряжении в коллекторе и закрывается при большом. Давление в картере мотора повышается, клапан приоткрывается. Газы «высасываются» во впуск, снижая давление. Если создается вакуум, то клапан закрывается, перекрывая отсос газов из картера во впускной коллектор. Так регулируется подача выхлопных газов через систему вентиляции картера двигателя, поддерживается небольшое разряжение. Более подробно смотрите на видео:

Как проверить?

Первый способ простой – визуальный. Если появились подтеки масла, запотевания в местах сальниковых уплотнителей, пора проверять систему вентиляции картера.

Второй способ . Открываем крышку маслозаливной горловины. Запускам двигатель и прикладываем ладонь к ней. Если чувствуется рукой повышенное давление, то система дает сбой. В печальных случаях можно наблюдать сизый дым из горловины. Если клапан вентиляции заклинил в открытом положении, то слышно шипящий звук или присасывается ладонь, то есть через нее засасывается воздух в картер ДВС. Такой же эффект можно наблюдать, если вытянуть щуп проверки уровня масла.

Как ремонтировать

В старых отечественных машинах для решения проблемы заводом устанавливался так называемый «сапун». Он был прямоточного, постоянного действия. Нужно было просто следить за его частотой. Периодически разбирать конструкцию и промывать от масляного нагара.

Современные автомобили не далеко ушли в плане обслуживания системы. Необходимо периодически проверять ее работу, как описано выше. При проблемах, сбоях чистим все элементы. Они, в большинстве случаев съемные, можно промыть бензином, высушить и установить на место.

Клапан вентиляции картерных газов на многих моделях ремонтопригодный. Разбираем, проверяем, почему он клинит. Если «зарос» масляными отложениями, то промываем. Если есть механические повреждения, то меняем.

Вывод

Эта система очень важна для корректной работы двигателя автомобиля. Её неисправность влечет повреждением любых уплотнительных сальников, резинок, течью масла. Поэтому необходимо следить за ее работоспособностью. Тем более, «ухаживать» за ней не составляет больших трудностей.

Хочу отметить, что принцип работы и конструкция системы вентиляции картерных газов атмосферных MPI двигателей отличается от турбированных. Если Вам это интересно, то отдельно напишу обзор на эту тему. Пишите об этом в комментариях, жду обратной связи с Вами.

Выхлопная система автомобиля. Принцип работы и возможные неисправности

Система выпуска отработавших газов представляет собой совокупность элементов глушителя соединенных с выпускным коллектором. В разрыв приемной трубы и резонатора возможна установка катализатора отработавших газов. Система предназначена для удаления, очистки выбросов и уменьшения шумов выхлопных газов.

Выхлопная система автомобиля связана с работой газораспределительного механизма, а именно с выпускными клапанами и выпускным коллектором. В состав системы входят:
• приемная труба
• катализатор
• резонатор
• глушитель
• датчики.

Теперь обо всем по порядку:

• Приемная труба представляет собой изогнутую, под определенную установку трубу с приваренной подошвой для присоединения к выпускному коллектору или выходу турбонагнетателя. «Штаны» изготавливаются из огнестойкого металла, реже из нержавейки. У двигателей автомобилей повышенной мощности могут применяться несколько приемных труб.

• Резонатор представляет собой «банку» глушителя, где происходит первый этап разделения потока выхлопных газов, а так же уменьшения скорости выхлопа. Изготавливается так же из огнеупорного металла.

• Катализатор, устройство очистки выхлопных газов. Выполнен в виде емкости из металла с внутренним огнеупорным слоем. Внутри емкости находится «тело» катализатора, которое можно разделить на две категории – керамическое или металлическое. Керамический катализатор это трехкомпонентный нейтрализатор выхлопа. Первый элемент это проволочная сетка из нержавеющей стали, которая покрывает подушку из керамического материала (второй элемент), обычно это силикат алюминия с частицами слюды. Третий элемент – теплоизоляция, (термоустойчивый корпус с двойными стенками). Металлический катализатор состоит из гофрированной фольги покрытой активным слоем, обычно это палладий или платина. Но в целом его конструкция совпадает с керамическим катализатором.

• Глушитель, это емкость из металла (банка), у которой имеется внутри несколько перегородок, предназначенных для изменения направления потока выхлопных газов и, как следствие, уменьшение уровня шума.

• Датчик (лямбда-зонд) – это чувствительный кислородный элемент, устанавливаемый на резьбовое соединение, чувствительным элементом должен соприкасаться с выхлопными газами.

Принцип работы выхлопной системы

Принцип работы системы следующий: при открывании выпускного клапана, отработанные газы попадают в выпускной коллектор. В бензиновых двигателях они продвигаются дальше по приемной трубе. В дизельных вариантах отработанные газы приводят в действие крыльчатку турбокомпрессора, и только затем попадают в приемную трубу. Далее газы попадают в катализатор. В катализаторе происходит оседание на поверхность активного элемента вредных примесей. Надо отметить, что катализатор работает только при высокой температуре (от 250 градусов). Контролирует состав отработанных газов датчик лямбда-зонд. Существуют системы выхлопа с двумя датчиками, на входе катализатора и выходе. Такие системы более точно отражают соотношение топлива и воздуха в смеси. Управляющий сигнал с датчиков подается на систему управления впрыска и в зависимости от содержания вредных примесей регулируется подача воздуха или топлива в цилиндры. После прохождения катализатора выхлоп «гасится» в резонаторе и далее поступает в глушитель. В глушителе резко меняется направление движения выхлопных газов и уменьшается их шум. После выхлопные газы улетучиваются в атмосферу. Следует отметить, что эффективность отвода выхлопа зависит от диаметра труб, чистоты катализатора и глушителя. В противном случае отработанные газы могут скапливаться в цилиндрах, что приведет к снижению мощности двигателя и в некоторых случаях выходу из строя топливной системы.

Понравилась статья?

Ставь лайк и подписывайся на канал !

Так ты будешь получать больше интересной и полезной информации.