Выхлопная система используется для отвода реакционных выхлопных газов от контролируемого сгорания внутри двигателя или печи . Вся система выводит отработавшие газы из двигателя и включает в себя одну или несколько выхлопных труб . В зависимости от общей конструкции системы выхлопные газы могут проходить через одно или несколько из:
Выхлопная труба должна быть тщательно спроектирована так, чтобы отводить токсичные и/или вредные газы от пользователей машины. Внутренние генераторы и печи могут быстро заполнить закрытое пространство ядовитыми выхлопными газами, такими как углеводороды , окись углерода и оксиды азота , если они не выведены должным образом на улицу. Кроме того, газы большинства типов машин очень горячие; труба должна быть термостойкой и не должна проходить сквозь или рядом с чем-либо, что может загореться или повредиться под воздействием тепла. Дымоход служит вытяжной трубой в стационарной конструкции . Для двигателя внутреннего сгорания важно «настроить» выхлопную систему (см. « Настроенный выхлоп ») для достижения оптимальной эффективности. Кроме того, это должно соответствовать нормам регулирования, действующим в каждой стране. В Китае — Китай 5; В европейских странах 5 ЕВРО; В Индии БС-4 и т.д.,
На большинстве мотоциклов вся или большая часть выхлопной системы видна и может быть хромирована для отображения. Выхлопные системы послепродажного обслуживания могут быть изготовлены из стали, алюминия, титана или углеродного волокна.
Выхлопные системы мотоциклов бывают разных видов в зависимости от типа двигателя и его предполагаемого использования. Двухцилиндровый велосипед может иметь независимые выхлопные секции, как это видно на Kawasaki EX250 (также известном как Ninja 250 в США или GPX 250), или одну выхлопную секцию, известную как «два в одном» (2-в-одном). 1). 4-цилиндровые машины, суперспортивные мотоциклы, такие как серия ZX от Kawasaki, серия CBR от Honda , серия YZF от Yamaha , получившая в последнее время названия R6 и R1, а также GSX-R от Suzuki , часто имеют двойную выхлопную систему. «Полную систему» можно купить как аксессуар на вторичном рынке, также называемый 4-2-1 или 4–1, в зависимости от ее компоновки. Раньше эти мотоциклы в стандартной комплектации поставлялись с одним глушителем выхлопной системы, и эта практика продолжалась до начала 2000-х годов, когда правила ЕС по шуму и загрязнению практически прекратили эту практику, вынудив компании использовать другие методы для повышения производительности мотоцикла.
Во многих грузовых автомобилях видна вся или большая часть выхлопной системы, часто с вертикальной выхлопной трубой . Часто в таких грузовиках глушитель окружен перфорированной металлической оболочкой, чтобы люди не получили ожоги от прикосновения к горячему глушителю. Эта оболочка может быть хромированной для демонстрации. Часть трубы между двигателем и глушителем часто представляет собой гибкий металлический промышленный воздуховод, который помогает избежать передачи вибрации от двигателя в выхлопную систему. Иногда большая выхлопная труба дизельного двигателя располагается вертикально, чтобы отводить горячий вредный газ от людей; в таких случаях на конце выхлопной трубы часто имеется откидная металлическая заслонка, предотвращающая попадание внутрь мусора, птиц и дождевой воды.
Раньше выхлопные системы грузовиков в Британии обычно находились под шасси вне поля зрения .
В двухтактном двигателе , например, используемом на мотоциклах для бездорожья , выпуклость в выхлопной трубе, известная как расширительная камера, использует давление выхлопных газов для создания насоса , который сжимает больше воздуха и топлива в цилиндр во время такта впуска. Это обеспечивает большую мощность и топливную экономичность. См. Эффект Каденаси .
При наличии подпалубного дизельного или бензинового (бензинового) двигателя на морских судах:
В подвесных моторах выхлопная система обычно представляет собой вертикальный проход через конструкцию двигателя и для уменьшения шума на суше выдувается под водой, иногда через середину гребного винта.
В большинстве серийных двигателей коллектор представляет собой узел, предназначенный для сбора выхлопных газов из двух и более цилиндров в одну трубу. В серийных автомобилях коллекторы часто изготавливаются из чугуна и могут иметь конструктивные особенности, позволяющие экономить материалы, например, использовать наименьшее количество металла, занимать наименьшее необходимое пространство или иметь самые низкие производственные затраты. Эти конструктивные ограничения часто приводят к тому, что конструкция оказывается экономически эффективной, но не обеспечивает наиболее эффективного удаления газов из двигателя. Неэффективность обычно возникает из-за особенностей двигателя внутреннего сгорания и его цилиндров. Поскольку цилиндры срабатывают в разное время, выхлопные газы покидают их в разное время, и волны давления от газа, выходящего из одного цилиндра, могут не полностью выходить через выхлопную систему, когда приходит другой. Это создает противодавление и ограничения в выхлопной системе двигателя, что может ограничить истинные возможности двигателя.
Независимо от отрицательных качеств конфигураций выхлопных отверстий из стальных трубок, инженеры, проектирующие компоненты двигателя, выбирают обычные чугунные выпускные коллекторы, перечисляют положительные качества, такие как набор свойств управления теплом и превосходящая долговечность по сравнению с любым другим типом конструкции выхлопных отверстий.
Заголовок — это коллектор, специально разработанный для повышения производительности . [1] Во время проектирования инженеры создают коллектор без учета веса и стоимости, а вместо этого обеспечивают оптимальный поток выхлопных газов. Такая конструкция приводит к тому, что коллектор более эффективно удаляет выхлопные газы из цилиндров. Коллекторы обычно представляют собой круглые стальные трубы с изгибами и складками, рассчитанными так, чтобы пути от выпускного отверстия каждого цилиндра до общего выпускного отверстия были одинаковой длины и соединены под узкими углами, чтобы стимулировать волны давления течь через выпускное отверстие, а не обратно к другим цилиндрам. В наборе настроенных коллекторов длина труб тщательно рассчитана для увеличения потока выхлопных газов в определенном диапазоне оборотов двигателя в минуту .
Распространенным методом увеличения выходной мощности двигателя является использование модернизированных коллекторов. [2] Повышенная выходная мощность часто обусловлена увеличением площади поперечного сечения труб (уменьшением сопротивления выхлопным газам) и/или такой конструкцией длины труб, чтобы волна давления способствовала продувке выхлопных газов . Для рядных четырехцилиндровых двигателей и двигателей V8 выпускные коллекторы обычно имеют либо конструкцию 4-2-1 (где четыре трубы сливаются в две с последующим отдельным объединением этих двух труб в одну), либо конструкцию 4-1 (где четыре трубы непосредственно сливаются в одну).
Заголовки обычно производятся автомобильными компаниями, занимающимися послепродажным обслуживанием , но иногда их можно купить в отделе высокопроизводительных запчастей автосалонов . Как правило, большинство энтузиастов производительности автомобилей покупают коллекторы на вторичном рынке, изготовленные компаниями, специализирующимися исключительно на производстве надежных, экономичных и хорошо спроектированных коллекторов специально для своих автомобилей. Заголовки также могут быть разработаны по индивидуальному заказу в специализированном магазине. Из-за современных материалов, из которых изготовлены некоторые коллекторы послепродажного обслуживания, это может быть дорого. К счастью, выхлопную систему можно изготовить по индивидуальному заказу для любого автомобиля и, как правило, она не зависит от двигателя или конструкции автомобиля, за исключением необходимости надлежащего надежного соединения с двигателем. Обычно это достигается путем правильного определения размера на этапе проектирования и выбора подходящего типа и размера прокладки для двигателя.
В некоторых системах (называемых системами без катушек или без катушек ) каталитический нейтрализатор отсутствует. Наличие каталитического нейтрализатора является требованием законодательства США. [3] [4] Преобразователи нельзя снимать с автомобиля, который используется только для езды по бездорожью в США. [5] Основное назначение каталитического нейтрализатора на автомобиле — снижение вредных выбросов углеводородов, угарного газа и оксидов азота в атмосферу. Они работают путем преобразования загрязненных компонентов выхлопных газов в воду и углекислый газ. [6] Существует температура зажигания, при которой каталитические нейтрализаторы начинают работать эффективно и правильно. [7]
Каталитические нейтрализаторы могут вызвать противодавление, если они не рассчитаны на требуемый расход или засорены. В таких ситуациях модернизация или удаление каталитического нейтрализатора может увеличить мощность на высоких оборотах. Однако каталитический нейтрализатор является ключевым компонентом систем контроля выбросов автомобиля, поэтому нестандартное изделие может привести к тому, что автомобиль станет непригодным для эксплуатации. [8]
Трубопровод, соединяющий все отдельные компоненты выхлопной системы, называется выхлопной трубой. Если диаметр слишком мал, мощность на высоких оборотах будет снижена. [9] Слишком большой диаметр может снизить крутящий момент на низких оборотах и привести к тому, что выхлопная система окажется ниже земли, увеличивая риск ее удара и повреждения во время движения автомобиля. [10]
На автомобилях с двумя комплектами выхлопных труб для соединения двух труб часто используется перемычка. Обычные конструкции перекрестных труб представляют собой перпендикулярные трубы («H-образные трубы» из-за их формы) или угловые трубы, которые медленно сливаются и разделяются («X-образные трубы»).
Глушители оригинального оборудования обычно снижают уровень шума из выхлопной трубы за счет отражения звуковых волн от задней, передней и боковых сторон глушителя. [11] Они разработаны с учетом максимально допустимого уровня шума, требуемого государственными постановлениями, однако некоторые глушители оригинального оборудования являются значительным источником противодавления. [ нужна цитата ]
Глушители Glasspack (также называемые «пушками» или «хот-догами») представляют собой глушители прямоточной конструкции, состоящие из внутренней перфорированной трубки, внешней сплошной трубки и звукоизоляции из стекловолокна между двумя трубками. Они часто имеют меньшее противодавление, чем глушители оригинального оборудования, но относительно неэффективны для снижения уровня шума. Другим распространенным типом глушителя является камерный глушитель, который состоит из ряда концентрических или эксцентричных труб внутри полости расширительной камеры. Эти трубы позволяют звуку проникать в них и заставляют звуковые волны отражаться от закрытых, плоских концов трубы. Эти отражения частично нейтрализуют друг друга, снижая уровень звука.
Резонаторы — это секции труб, которые расширяются до большего диаметра и позволяют звуковым волнам отражаться от стенок и гаситься, тем самым снижая уровень шума. Резонаторы могут использоваться внутри глушителей, а также как отдельные компоненты выхлопной системы.
У грузовиков иногда глушитель располагается поперек под передней частью кабины, и его выхлопная труба сдувается вбок (в правую сторону при левостороннем движении , в левую при правостороннем движении ). Сторона легкового автомобиля, с которой выхлопные газы выходят под задний бампер, обычно указывает на рынок, для которого автомобиль был разработан, т. е. у японских (и некоторых старых британских) автомобилей выхлопные трубы расположены справа, поэтому в странах, где они расположены дальше всего от обочины, левостороннее движение, а у европейских автомобилей выхлопная система слева. [ нужна цитата ]
Конец последней длины выхлопной трубы, где она выходит на открытый воздух, обычно единственная видимая часть выхлопной системы на автомобиле, часто заканчивается прямым или наклонным срезом, но может иметь причудливый наконечник. Наконечник иногда хромируется . Часто это труба большего размера, чем остальная часть выхлопной системы. Это приводит к окончательному снижению давления и иногда используется для улучшения внешнего вида автомобиля.
В конце 1950-х годов в США у производителей автомобилей появилась мода делать задний бампер с отверстиями на каждом конце, через которые проходила выхлопная система. Две розетки символизировали мощность V8, и только самые дорогие автомобили (Cadillac, Lincoln, Imperial, Packard) были оснащены такой конструкцией. Одним из оправданий этого было то, что роскошные автомобили в те времена имели такой длинный задний свес, что выхлопная труба царапала землю, когда машина пересекала пандусы. Мода сошла на нет после того, как покупатели отметили, что задняя часть автомобиля представляет собой зону низкого давления, собирающую сажу из выхлопа, а ее кислотное содержимое въедается в хромированный задний бампер. [ нужна цитата ]
Когда автобус , грузовик , трактор или экскаватор имеет вертикальную выхлопную трубу (называемую дымовой трубой или трубой за кабиной ), иногда ее конец изогнут или имеет откидную крышку, которую поток газа сдувает в сторону, чтобы попытаться предотвратить попадание в выхлопную трубу посторонних предметов (в том числе фекалий птицы, сидевшей на выхлопной трубе, когда автомобиль не используется). [ нужна цитата ]
В некоторых грузовиках, когда глушитель (глушитель) расположен под шасси спереди назад, конец выхлопной трубы поворачивается на 90° и дует вниз. Это защищает тех, кто находится рядом со стоящим грузовиком, от прямого потока выхлопных газов, но часто поднимает пыль, когда грузовик движется по сухой пыльной неухоженной поверхности, например, по строительной площадке .
Вследствие проблемного характера адаптации выхлопных труб большого диаметра к ходовой части автомобилей с лестничной рамой или шасси с кузовом на раме и подвесками с измененной геометрией, озерные трубы превратились в архетип выхлопных систем автомобилей с передним расположением двигателя, созданный специалисты по автоспортивным двигателям 1930-х, 1940-х и 1950-х годов, в центре внимания которых была оптимизация акустического эффекта, связанного с двигателями внутреннего сгорания высокой мощности. Название происходит от их использования на обширных пустых днах высохших озер к северо-востоку от округа Лос-Анджелес , где специалисты по двигателям изготавливали по индивидуальному заказу, заменяли и оценивали цельные коллекторные коллекторы различной толщины в милях, в зависимости от температуры, влажности, высоты над уровнем моря. и климат, который они ожидали. [ нужна цитата ]
Никакого существенного выигрыша в производительности, по сути , озерные трубы эволюционировали в зависимости от практичности. В обычных случаях их коллекторы выходили прямо из ниш передних колес, что создавало риск удушья для гонщика, были изготовлены «озёрные трубы», идущие от фланца коллектора вдоль панелей коромысел, нижней стороны автомобиля, под дверями, таким образом позволяя (1) тюнерам подвески снизить высоту дорожного просвета, достаточную для попыток установления рекордов наземной скорости, и (2) тюнерам двигателя легко и гибко заменять различные выпускные коллекторы без подъема автомобиля, что исключает необходимость выкручивать ходовую часть автомобиля.
Архитектура шасси «кузов на раме», уступающая архетипам « суперлеггера », «единичный кузов » и «монокок» , в сочетании с законодательством о борьбе с смогом, сделала «лейк-пайпы» устаревшими как вариант производительности. Никакого существенного прироста производительности для современных автомобилей не будет: выхлопные трубы представляют собой эстетичные аксессуары, которые обычно хромируются. Некоторые позволяют водителю контролировать, направляются ли выхлопные газы в стандартную выхлопную систему или через озерные трубы. Некоторые из них оснащены заглушками-лейкерами, которые, прикрепленные застежками на концевых концах выхлопных патрубков, служат для (1) «закрытия» выхлопной системы, когда она не используется, и/или (2) указывают на то, что наличие трубок-лейкеров просто косметический.
Задняя часть заголовка ( или задняя часть заголовка ) — это часть выхлопной системы от выпускного отверстия коллектора до выпускного отверстия для выхода на открытый воздух — все, начиная с задней части заголовка. Системы с обратной связью обычно производятся как системы послепродажного обслуживания для автомобилей без турбокомпрессоров .
Турбо -обратка (или турбо-обратка ) — это часть выхлопной системы от выхода турбонагнетателя до выпускного отверстия для выхода воздуха на улицу. Системы Turbo-Back обычно производятся как системы послепродажного обслуживания для автомобилей с турбокомпрессорами. Некоторые системы с турбонаддувом (и с обратным коллектором) заменяют стандартные каталитические нейтрализаторы другими, имеющими меньшее ограничение потока.
Cat-back (также Cat Back и Catback ) относится к части выхлопной системы от выхода каталитического нейтрализатора до конечного вентиляционного отверстия на открытом воздухе. Обычно это включает в себя трубу от преобразователя до глушителя, глушителя и конечную длину трубы, ведущей к открытому воздуху.
В выхлопных системах Cat-back обычно используются трубы большего диаметра, чем в стандартной системе. Глушители, входящие в эти комплекты, часто представляют собой стеклопакеты для снижения противодавления. Если система спроектирована больше для красоты, чем для функциональности, ее можно настроить для усиления более низких звуков, которых не хватает высокооборотным двигателям с малым объемом .
Детали выхлопной системы послепродажного обслуживания могут увеличить пиковую мощность за счет снижения противодавления выхлопной системы. [12] [13] Эти детали иногда могут привести к аннулированию заводской гарантии, однако Правила Европейского Союза 1400/2002 не позволяют производителям отклонять гарантийные претензии, если запасные части послепродажного обслуживания имеют такое же качество и характеристики, как и оригинальные детали. [14]
Многие автомобильные компании предлагают модернизацию выхлопной системы послепродажного обслуживания как подкатегорию тюнинга двигателя . Часто это довольно дорого, поскольку обычно включает замену всего выпускного коллектора или других крупных компонентов. Однако эти обновления могут значительно улучшить производительность двигателя за счет снижения противодавления выхлопных газов и уменьшения количества тепла из выхлопных газов, теряемого в область под капотом. Это снижает температуру под капотом и, следовательно, снижает температуру впускного коллектора, увеличивая мощность. Это также имеет положительный побочный эффект, поскольку предотвращает повреждение термочувствительных компонентов.
Противодавление чаще всего снижается путем замены выпускных коллекторов на коллекторы, которые имеют более плавные изгибы и обычно более широкие диаметры труб.
Управление теплом выхлопных газов помогает уменьшить количество тепла выхлопных газов, излучаемого выхлопной трубой и компонентами. Одним из доминирующих решений послепродажного обновления является использование керамического покрытия, наносимого термическим напылением, в качестве теплозащитного экрана . Это не только уменьшает потери тепла и уменьшает противодавление, но также обеспечивает эффективный способ защиты выхлопной системы от износа, термического разложения и коррозии.
Тюнинг позволяет изменить шум выхлопной системы, известный как выхлопные ноты . [15]
СМИ, связанные с выхлопными системами, на Викискладе?
_Boss_335_sedan_(2010-10-16)_05.jpg/1280px-2010_FPV_GT_(FG)_Boss_335_sedan_(2010-10-16)_05.jpg)