Випускна́ систе́ма або систе́ма ви́пуску відпрацьо́ваних га́зів або вихлопна́ систе́ма (англ. exhaust system) — система транспортного засобу з двигуном внутрішнього згоряння, що призначена для відводу відпрацьованих газів з циліндрів двигуна, їх охолодження, зменшення шуму та покращення екологічних показників вихлопу.
Призначення
Згорання паливно-повітряної суміші в циліндрах двигунів внутрішнього згоряння відбувається вибухово, і в результаті якого утворюються великі об'єми газів, які штовхають поршень і змушують колінчастий вал двигуна обертатися. Однак ці гази після робочого циклу повинні видалятися з циліндра, щоб їх місце зайняла нова порція паливно-повітряної суміші. Завдання відведення відпрацьованих газів вирішує випускна система двигуна. Також, ця система вирішує і іншу важливу задачу — зниження шумності двигуна. Продукти згоряння паливно-повітряної суміші знаходяться в циліндрі під великим тиском і при відкритті випускного клапана стрімко вириваються в атмосферу — відбувається гучний хлопок. Проте в одному циліндрі кожну секунду навіть на холостих обертах відбувається близько десятка циклів, тому хлопки при відкритті клапана зливаються в постійний шум високої інтенсивності. З цим шумом і бореться випускна система двигуна, яку в побуті часто називають просто глушником.
Будова випускної системи
У систему випуску відпрацьованих газів входить декілька конструктивних елементів, серед яких основними є:
- випускний колектор;
- каталітичний нейтралізатор;
- сажовий фільтр (на дизельних двигунах);
- лямбда-зонд (датчик концентрації кисню) у вихлопних газах;
- глушники (резонатор та основний глушник);
- сполучні труби;
- вихлопна труба (часто — разом з наконечником вихлопної труби).
Усі конструктивні елементи випускної системи розташовані зазвичай під днищем автомобіля.
Випускний колектор
Випускний колектор забезпечує безпосереднє відведення відпрацьованих газів, а також продування циліндрів двигуна. Форма і розміри випускного колектора разом з приймальними трубами визначають характер коливального процесу відпрацьованих газів у випускній системі, і в підсумку впливають на потужність і крутний момент двигуна. Кожна труба колектора має певну довжину і переріз, що дозволяє добитись утворення стоячих хвиль при різних частотах обертання двигуна. Коливальний процес відпрацьованих газів у випускній системі повинен бути узгоджений з коливальним процесом паливно-повітряної суміші у впускний системі. Це є необхідним для ефективного продування циліндрів та забезпечення оптимальної роботи двигуна у різних режимах.
На випускний колектор припадає найбільше температурне навантаження, тому він виготовляється, зазвичай, з жароміцних сплавів. Випускний колектор закінчується жорстко закріпленими на ньому приймальними трубами випускної системи.
Для ізоляції конструктивних елементів випускної системи від вібрації двигуна з колектором використовується віброізоляційна муфта (типу «сильфон»). Сильфон виконаний у вигляді гнучкого металевого шланга, закритого сталевою оболонкою, що гасить вібрації, які надходять від колектора.
Каталітичний нейтралізатор
Каталітичний нейтралізатор англ. catalytic converter призначений для зменшення концентрації шкідливих речовин у відпрацьованих газах. У побуті каталітичний нейтралізатор називають «каталізатором». Різні моделі автомобілів різняться конструкцією і розташуванням каталітичних нейтралізаторів. На сучасних автомобілях застосовуються трикомпонентні каталітичні нейтралізатори, що захищають від трьох видів шкідливих речовин — незгорілих вуглеводнів, оксиду вуглецю (чадного газу) та оксиду азоту. Причому оксиди азоту відновлюються, а вільний кисень, що утворюється при цьому служить для допалювання вуглеводнів та чадного газу. Зазвичай нейтралізатор виконується у вигляді відносно невеликого модуля, в якому розташовано керамічний блок з каталізаторами.
Сажовий фільтр
На дизельних двигунах застосовується сажовий фільтр (англ. Diesel Particulare Filter, DPF, фр. Filtre a Particules, FAP або нім. RubPartikelFilter, RPF), який забезпечує зниження викидів сажі в атмосферу разом з відпрацьованими газами. У випускній системі сажовий фільтр може бути як окремим елементом, так і заодно з каталітичним нейтралізатором.
Датчик концентрації кисню
Датчик концентрації кисню у вихлопних газах (лямбда-зонд) використовується у схемі керування складом паливно-повітряної суміші двигуна, завдання якої доводити суміш до оптимального складу залежно від режиму роботи двигуна. Він хоч і встановлюється у випускній системі, є конструктивним елементом системи управління двигуном. У сучасних системах керування встановлюється два датчики — один перед каталітичним нейтралізатором, інший — за ним. Крім датчика кисню у випускному тракті можуть встановлюватися інші датчики: температури відпрацьованих газів, оксидів азоту тощо.
Глушник
Глушник призначений для зниження рівня шуму і перетворення енергії відпрацьованих газів. Глушник складається з декількох частин. У більшості своїй глушник містить два елементи — попередній глушник (резонатор) і основний глушник.
Резонатор — це ємкість особливої форми, у якій відбувається початкове зниження шуму внаслідок зменшення швидкості і пульсацій вихлопних газів. В резонаторі відбувається відбиття хвиль вихлопу і утворення стоячих хвиль, звідки і пішла назва цього компоненту.
В основному глушнику відбувається основне зниження шуму вихлопних газів. Зазвичай, це ємкість з певним чином розташованими перегородками і трубками, що утворюють лабіринт великої довжини. При проходженні через цей лабіринт вихлопні гази розділяються на безліч потоків, звукова енергія гаситься і перетворюється в тепло, а пульсації тиску поглинаються. В результаті на виході з глушника вихлопні гази мають меншу швидкість і створюють значно менший шум.
На спортивних автомобілях, а також при тюнінгуванні автомобіля встановлюються так звані прямоточні глушники, що забезпечують приріст потужності двигуна.
Принцип роботи випускної системи
Принцип роботи випускної системи зводиться до наступного. Вихлопні гази при відкритті випускного клапана з силою вириваються у випускний колектор, де вони виконують корисну роботу — завдяки стоячим хвилям, що утворюються вирівнюють тиск при відкритті клапана, приводять у рух турбіну нагнітача (при наявності такої) і в цілому покращують режим роботи двигуна. Потім вихлопні гази надходять спочатку в каталітичний нейтралізатор (він знижує концентрацію шкідливих газів), потім у резонатор, де відбувається падіння швидкості вихлопних газів, гасяться пульсації і знижується шум. З резонатора гази потрапляють в основний глушник (саме тут відбувається основне гасіння шуму), а потім, вже ослаблені, у вигляді потоку малої швидкості випускаються в атмосферу через вихлопну трубу.
При проходженні вихлопних газів через випускну систему вони втрачають свою швидкість, охолоджуються а інтенсивність породжуваних ними звукових хвиль знижується, що і призводить до зниження шумності .
Слід відзначити, що випускна система дещо знижує потужність двигуна, так як вихлопні гази зазнають опору на шляху до атмосфери, і на подолання цього шляху витрачається частина енергії. Але без глушника сучасний автомобіль важко уявити, тому з цими недоліками доводиться миритися.
Екологічні норми
При появі перших автомобілів питання про їх екологічну безпеку не стояло, але люди відзначали, що машини псують повітря своїми вихлопними газами. Гостро це питання постало у другій половині минулого століття, а на початку 90-х років в Європі прийняли пакет законів, спрямованих на контроль екологічної безпеки і зниження шкідливих викидів у відпрацьованих газах.
У 1992 році у Європі почав діяти екологічний стандарт «Євро-1», а у 1995 році — «Євро-2», і саме з уведенням в дію «Євро-2» для усіх нових бензинових двигунів стала обов'язковою наявність каталітичного нейтралізатора у випускній системі. В дизельних двигунах нейтралізатора виявилось недостатньо, тому із уведенням в дію стандарту «Євро-4» (2005 рік) у них стала обов'язковою наявність сажового фільтра.
Кожен новий стандарт «Євро» заміняв собою попередні стандарти, і значно посилював вимоги щодо екологічної безпеки. Тому багато норм стандартів « Євро-1» — «Євро-3» вважаються не просто застарілими, але і забороненими, так як за сучасними мірками вони є небезпечними для природи і людини. Уже мова йде вже про стандарт « Євро-6» (набере чинності у 2015 році), і за ним вихлоп бензинового двигуна повинен містити у 2,5 рази менше оксидів азоту і чадного газу, ніж двигун стандарту «Євро-3». А вміст завислих часток (сажі) у вихлопі дизельних двигунів стандарту «Євро-6» має бути удесятеро меншим, ніж за стандартом «Євро-3».
Див. також
Примітки
- ВИХЛОП — ТЛУМАЧЕННЯ | Горох — українські словники. goroh.pp.ua (ua) . Процитовано 15 липня 2022.
- How Headers Work [ 21 листопада 2017 у Wayback Machine.] How Headers Improve Engine Performance
- . Kwik Fit. Kwik Fit. Архів оригіналу за 17 квітня 2014. Процитовано 20 квітня 2014.
Джерела
- Кисликов В. Ф., Лущик В. В. Будова й експлуатація автомобілів: Підручник. — 6-те вид. — К.: Либідь, 2006. — 400 с. — .
- Сирота В. І. Основи конструкції автомобілів. Навчальний посібник для вузів. К.: Арістей, 2005. — 280 с. —
Посилання
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Випускна система |
- (PDF). US Government Printing Office. Архів оригіналу (PDF) за 8 березня 2016. Процитовано 20 квітня 2014.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Vipuskna siste ma abo siste ma vi pusku vidpraco vanih ga ziv abo vihlopna siste ma angl exhaust system sistema transportnogo zasobu z dvigunom vnutrishnogo zgoryannya sho priznachena dlya vidvodu vidpracovanih gaziv z cilindriv dviguna yih oholodzhennya zmenshennya shumu ta pokrashennya ekologichnih pokaznikiv vihlopu Vihlopna sistema avtomobilya Opel Corsa B z benzinovim dvigunom 1 2 l Vipuskna sistema motocikla DucatiPriznachennyaZgorannya palivno povitryanoyi sumishi v cilindrah dviguniv vnutrishnogo zgoryannya vidbuvayetsya vibuhovo i v rezultati yakogo utvoryuyutsya veliki ob yemi gaziv yaki shtovhayut porshen i zmushuyut kolinchastij val dviguna obertatisya Odnak ci gazi pislya robochogo ciklu povinni vidalyatisya z cilindra shob yih misce zajnyala nova porciya palivno povitryanoyi sumishi Zavdannya vidvedennya vidpracovanih gaziv virishuye vipuskna sistema dviguna Takozh cya sistema virishuye i inshu vazhlivu zadachu znizhennya shumnosti dviguna Produkti zgoryannya palivno povitryanoyi sumishi znahodyatsya v cilindri pid velikim tiskom i pri vidkritti vipusknogo klapana strimko virivayutsya v atmosferu vidbuvayetsya guchnij hlopok Prote v odnomu cilindri kozhnu sekundu navit na holostih obertah vidbuvayetsya blizko desyatka cikliv tomu hlopki pri vidkritti klapana zlivayutsya v postijnij shum visokoyi intensivnosti Z cim shumom i boretsya vipuskna sistema dviguna yaku v pobuti chasto nazivayut prosto glushnikom Budova vipusknoyi sistemiElementi vipusknoyi sistemi avtomobilya U sistemu vipusku vidpracovanih gaziv vhodit dekilka konstruktivnih elementiv sered yakih osnovnimi ye vipusknij kolektor katalitichnij nejtralizator sazhovij filtr na dizelnih dvigunah lyambda zond datchik koncentraciyi kisnyu u vihlopnih gazah glushniki rezonator ta osnovnij glushnik spoluchni trubi vihlopna truba chasto razom z nakonechnikom vihlopnoyi trubi Usi konstruktivni elementi vipusknoyi sistemi roztashovani zazvichaj pid dnishem avtomobilya Vipusknij kolektor Katalitichnij nejtralizator Sazhovij filtr dviguna avtomobilya Nissan M9R 2008 Zdvoyena vihlopna truba z nakonechnikami Vipusknij kolektor Dokladnishe Vipusknij kolektor Vipusknij kolektor zabezpechuye bezposerednye vidvedennya vidpracovanih gaziv a takozh produvannya cilindriv dviguna Forma i rozmiri vipusknogo kolektora razom z prijmalnimi trubami viznachayut harakter kolivalnogo procesu vidpracovanih gaziv u vipusknij sistemi i v pidsumku vplivayut na potuzhnist i krutnij moment dviguna Kozhna truba kolektora maye pevnu dovzhinu i pereriz sho dozvolyaye dobitis utvorennya stoyachih hvil pri riznih chastotah obertannya dviguna Kolivalnij proces vidpracovanih gaziv u vipusknij sistemi povinen buti uzgodzhenij z kolivalnim procesom palivno povitryanoyi sumishi u vpusknij sistemi Ce ye neobhidnim dlya efektivnogo produvannya cilindriv ta zabezpechennya optimalnoyi roboti dviguna u riznih rezhimah Na vipusknij kolektor pripadaye najbilshe temperaturne navantazhennya tomu vin vigotovlyayetsya zazvichaj z zharomicnih splaviv Vipusknij kolektor zakinchuyetsya zhorstko zakriplenimi na nomu prijmalnimi trubami vipusknoyi sistemi Dlya izolyaciyi konstruktivnih elementiv vipusknoyi sistemi vid vibraciyi dviguna z kolektorom vikoristovuyetsya vibroizolyacijna mufta tipu silfon Silfon vikonanij u viglyadi gnuchkogo metalevogo shlanga zakritogo stalevoyu obolonkoyu sho gasit vibraciyi yaki nadhodyat vid kolektora Katalitichnij nejtralizator Dokladnishe Katalitichnij nejtralizator Katalitichnij nejtralizator angl catalytic converter priznachenij dlya zmenshennya koncentraciyi shkidlivih rechovin u vidpracovanih gazah U pobuti katalitichnij nejtralizator nazivayut katalizatorom Rizni modeli avtomobiliv riznyatsya konstrukciyeyu i roztashuvannyam katalitichnih nejtralizatoriv Na suchasnih avtomobilyah zastosovuyutsya trikomponentni katalitichni nejtralizatori sho zahishayut vid troh vidiv shkidlivih rechovin nezgorilih vuglevodniv oksidu vuglecyu chadnogo gazu ta oksidu azotu Prichomu oksidi azotu vidnovlyuyutsya a vilnij kisen sho utvoryuyetsya pri comu sluzhit dlya dopalyuvannya vuglevodniv ta chadnogo gazu Zazvichaj nejtralizator vikonuyetsya u viglyadi vidnosno nevelikogo modulya v yakomu roztashovano keramichnij blok z katalizatorami Sazhovij filtr Dokladnishe Dizelnij sazhovij filtr Na dizelnih dvigunah zastosovuyetsya sazhovij filtr angl Diesel Particulare Filter DPF fr Filtre a Particules FAP abo nim RubPartikelFilter RPF yakij zabezpechuye znizhennya vikidiv sazhi v atmosferu razom z vidpracovanimi gazami U vipusknij sistemi sazhovij filtr mozhe buti yak okremim elementom tak i zaodno z katalitichnim nejtralizatorom Datchik koncentraciyi kisnyu Dokladnishe Lyambda zond Datchik koncentraciyi kisnyu u vihlopnih gazah lyambda zond vikoristovuyetsya u shemi keruvannya skladom palivno povitryanoyi sumishi dviguna zavdannya yakoyi dovoditi sumish do optimalnogo skladu zalezhno vid rezhimu roboti dviguna Vin hoch i vstanovlyuyetsya u vipusknij sistemi ye konstruktivnim elementom sistemi upravlinnya dvigunom U suchasnih sistemah keruvannya vstanovlyuyetsya dva datchiki odin pered katalitichnim nejtralizatorom inshij za nim Krim datchika kisnyu u vipusknomu trakti mozhut vstanovlyuvatisya inshi datchiki temperaturi vidpracovanih gaziv oksidiv azotu tosho Glushnik Dokladnishe Glushnik akustichnij filtr Glushnik priznachenij dlya znizhennya rivnya shumu i peretvorennya energiyi vidpracovanih gaziv Glushnik skladayetsya z dekilkoh chastin U bilshosti svoyij glushnik mistit dva elementi poperednij glushnik rezonator i osnovnij glushnik Rezonator ce yemkist osoblivoyi formi u yakij vidbuvayetsya pochatkove znizhennya shumu vnaslidok zmenshennya shvidkosti i pulsacij vihlopnih gaziv V rezonatori vidbuvayetsya vidbittya hvil vihlopu i utvorennya stoyachih hvil zvidki i pishla nazva cogo komponentu V osnovnomu glushniku vidbuvayetsya osnovne znizhennya shumu vihlopnih gaziv Zazvichaj ce yemkist z pevnim chinom roztashovanimi peregorodkami i trubkami sho utvoryuyut labirint velikoyi dovzhini Pri prohodzhenni cherez cej labirint vihlopni gazi rozdilyayutsya na bezlich potokiv zvukova energiya gasitsya i peretvoryuyetsya v teplo a pulsaciyi tisku poglinayutsya V rezultati na vihodi z glushnika vihlopni gazi mayut menshu shvidkist i stvoryuyut znachno menshij shum Na sportivnih avtomobilyah a takozh pri tyuninguvanni avtomobilya vstanovlyuyutsya tak zvani pryamotochni glushniki sho zabezpechuyut pririst potuzhnosti dviguna Princip roboti vipusknoyi sistemiPrincip roboti vipusknoyi sistemi zvoditsya do nastupnogo Vihlopni gazi pri vidkritti vipusknogo klapana z siloyu virivayutsya u vipusknij kolektor de voni vikonuyut korisnu robotu zavdyaki stoyachim hvilyam sho utvoryuyutsya virivnyuyut tisk pri vidkritti klapana privodyat u ruh turbinu nagnitacha pri nayavnosti takoyi i v cilomu pokrashuyut rezhim roboti dviguna Potim vihlopni gazi nadhodyat spochatku v katalitichnij nejtralizator vin znizhuye koncentraciyu shkidlivih gaziv potim u rezonator de vidbuvayetsya padinnya shvidkosti vihlopnih gaziv gasyatsya pulsaciyi i znizhuyetsya shum Z rezonatora gazi potraplyayut v osnovnij glushnik same tut vidbuvayetsya osnovne gasinnya shumu a potim vzhe oslableni u viglyadi potoku maloyi shvidkosti vipuskayutsya v atmosferu cherez vihlopnu trubu Pri prohodzhenni vihlopnih gaziv cherez vipusknu sistemu voni vtrachayut svoyu shvidkist oholodzhuyutsya a intensivnist porodzhuvanih nimi zvukovih hvil znizhuyetsya sho i prizvodit do znizhennya shumnosti Slid vidznachiti sho vipuskna sistema desho znizhuye potuzhnist dviguna tak yak vihlopni gazi zaznayut oporu na shlyahu do atmosferi i na podolannya cogo shlyahu vitrachayetsya chastina energiyi Ale bez glushnika suchasnij avtomobil vazhko uyaviti tomu z cimi nedolikami dovoditsya miritisya Ekologichni normiPri poyavi pershih avtomobiliv pitannya pro yih ekologichnu bezpeku ne stoyalo ale lyudi vidznachali sho mashini psuyut povitrya svoyimi vihlopnimi gazami Gostro ce pitannya postalo u drugij polovini minulogo stolittya a na pochatku 90 h rokiv v Yevropi prijnyali paket zakoniv spryamovanih na kontrol ekologichnoyi bezpeki i znizhennya shkidlivih vikidiv u vidpracovanih gazah U 1992 roci u Yevropi pochav diyati ekologichnij standart Yevro 1 a u 1995 roci Yevro 2 i same z uvedennyam v diyu Yevro 2 dlya usih novih benzinovih dviguniv stala obov yazkovoyu nayavnist katalitichnogo nejtralizatora u vipusknij sistemi V dizelnih dvigunah nejtralizatora viyavilos nedostatno tomu iz uvedennyam v diyu standartu Yevro 4 2005 rik u nih stala obov yazkovoyu nayavnist sazhovogo filtra Kozhen novij standart Yevro zaminyav soboyu poperedni standarti i znachno posilyuvav vimogi shodo ekologichnoyi bezpeki Tomu bagato norm standartiv Yevro 1 Yevro 3 vvazhayutsya ne prosto zastarilimi ale i zaboronenimi tak yak za suchasnimi mirkami voni ye nebezpechnimi dlya prirodi i lyudini Uzhe mova jde vzhe pro standart Yevro 6 nabere chinnosti u 2015 roci i za nim vihlop benzinovogo dviguna povinen mistiti u 2 5 razi menshe oksidiv azotu i chadnogo gazu nizh dvigun standartu Yevro 3 A vmist zavislih chastok sazhi u vihlopi dizelnih dviguniv standartu Yevro 6 maye buti udesyatero menshim nizh za standartom Yevro 3 Div takozhVihlopni gazi Sistema vporskuvannya palivaPrimitkiVIHLOP TLUMAChENNYa Goroh ukrayinski slovniki goroh pp ua ua Procitovano 15 lipnya 2022 How Headers Work 21 listopada 2017 u Wayback Machine How Headers Improve Engine Performance Kwik Fit Kwik Fit Arhiv originalu za 17 kvitnya 2014 Procitovano 20 kvitnya 2014 DzherelaKislikov V F Lushik V V Budova j ekspluataciya avtomobiliv Pidruchnik 6 te vid K Libid 2006 400 s ISBN 966 06 0416 5 Sirota V I Osnovi konstrukciyi avtomobiliv Navchalnij posibnik dlya vuziv K Aristej 2005 280 s ISBN 966 8458 45 1PosilannyaVikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Vipuskna sistema PDF US Government Printing Office Arhiv originalu PDF za 8 bereznya 2016 Procitovano 20 kvitnya 2014