Назначеие,пристрій вихлопної системи (глушник автомобільний)

ПРИЗНАЧЕННЯ СИСТЕМИ.
Випускна система забезпечує зниження концентрації забруднюючих речовин у відпрацьованих газах, що виділяються двигуном. Відпрацьовані гази повинні виходити в атмосферу з допустимою гучністю, в зручному місці автомобіля і при мінімальних втратах потужності.
КОНСТРУКЦІЯ СИСТЕМИ ВИПУСКУ
Система випуску легкового автомобіля складається з трьох основних компонентів (деякі з цих компонентів можуть використовуватися і у випускних системах вантажівок).
КАТАЛІТИЧНИЙ НЕЙТРАЛІЗАТОР
Здійснює очищення відпрацьованих газів двигунів з іскровим запалюванням. Його розміщують, як можна ближче до двигуна для швидкого нагрівання до робочої температури. Так як каталізатор займає місце переднього глушника, його постачають пристроями, які, крім очищення відпрацьованих газів, забезпечую зниження шуму випуску.
В залежності від розмірів автомобіля і двигуна передбачають встановлення одного або більшої кількості каталізаторів. На V-подібних двигунах ліві і праві ряди циліндрів мають свої каталізатори або глушники, які потім з’єднуються разом з утворенням одного глушника.
Випускні труби забезпечують об’єднання всіх випускних вікон в головці циліндрів в один або більшу кількість випускних колекторів, а також з’єднують між собою каталітичний нейтралізатор і глушники. Довжина і площа поперечного перерізу труб, а також тип з’єднань впливають на потужність і акустичні параметри двигуна. Тому система випуску ДВС з великими робочими часто мають дві випускні труби.
Труби, каталітичний нейтралізатор і глушники з’єднуються за допомогою втулок і фланців. У багатьох системах всі їх основні компоненти зварені між собою з утворенням одного елемента. Система випуску кріпитися до днища автомобіля з використанням пружних елементів. Так як вібрація від випускних труб, викликані випуском відпрацьованих газів, які можуть передаватися на кузов і підвищувати шумність в салоні, то місце кріплення системи випуску повинні ретельно вибиратися. Загальний обсяг глушників на легковому автомобілі повинен бути приблизно в 3-8 разів більше робочого об’єму двигуна. Вага системи випуску може коливатися від 8 до 40 кг.
Каталітичний нейтралізатор містить керамічні блокові носії з покриттям з активного каталітичного речовини. Для компенсації різних коефіцієнтів теплового розширення сталі, з якої виготовляється корпус нейтралізатора, і керамічного матеріалу і для захисту блочного носія від ударних навантажень та вібрацій застосовуються два типи пружних елементів.
Монтажний елемент у вигляді дротяної сітки виготовляється з термостійкої нержавіючої сталі. Він не повинен бути чутливий до високих температур і пульсаціям відпрацьованих газів на режимах високих швидкостей.
Монтажний елемент у вигляді подушки виготовляється з керамічного фиброфетра, що складається з волокон силікату алюмінію з вкрапленнями частками слюди – все це з’єднується за допомогою акрилового латексу. Отримана таким чином подушка при високій температурі розтягується і запресовується на задане місце з утворенням моноліту. Так як подушка сама по собі є хорошим ізолятором, то відпадає необхідність у додатковій теплоізоляції.
Підвищена температура відпрацьованих газів може призвести до руйнування монолітних блоків при впливі на них надмірних тисків газів. Якщо ж температура відпрацьованих газів недостатньо висока, то малий тиск газів, що впливає на монолітні блоки, може призвести до переміщень блоку і можливого його пошкодження. Пульсуючий характер руху відпрацьованих газів може стати причиною ерозії подушки. Часто використовуються кілька монолітних блоків для обмеження їх лінійного розширення і забезпечення кращого перемішування відпрацьованих газів. Рівномірність проходу газів через монолітний блок досягається створенням певної форми впускного каналу в нейтрализаторе. Зовнішня форма керамічної тіла залежить від простору під кузовом автомобіля і може бути трикутної, овальної або круглої. Альтернативою керамічній монолітного блоку є металевий каталітичний нейтралізатор. Він виготовляється з гофрованого металевої фольги товщиною 0,05 мм, намотування і пайка якої твердим припоєм здійснюється при високій температурі. Поверхню фольги поривається ефективно діючим каталізатором. Завдяки тонким стінкам фольги в тих же габаритах, що і керамічної нейтралізатора, може бути розміщено більше число каналів. Це призводить до меншого опору проходження відпрацьованих газів. Каталітичні нейтралізатори створюють додатковий шум. Причина-наявність вузьких каналів, по яких поширюється газ, з-за чого утворюється безліч невеликих джерел звуку. Звукові хвилі при цьому частково гасяться за рахунок інтерференції і звукопоглинання. При проектуванні випускної системи каталітичний нейтралізатор повинен бути опрацьований так, щоб уникнути високих рівнів опору проходу відпрацьованого газу, які значною мірою впливають на вібраційні характеристики всієї системи, а також потужностні показники двигуна
Кталитическое допалювання Каталітичний нейтралізатор має всередині корпусу носій, на поверхню якого наноситься покриття з каталітичного матеріалу. В якості носія застосовується гранульована або монолітна керамічна основа. Активний каталітичний шар складається з найтоншого покриття благородними металами, чутливими до вмісту свинцю в паливі. При відкладенні якого активність каталітичного шару швидко падає. Ступінь ефективності нейтралізатора є функцією робочої температури. Каталізатор починає працювати при досягненні температури 250 градусів С. Робочі температури в діапазоні 400….800 градусів С забезпечують оптимальні умови для отримання максимальної ефективності і більшого терміну служби каталізатора. Порушення в роботі двигуна , наприклад пропуски займання, можуть призвести до збільшення температури каталізатора і його руйнування. Для усунення цього ефекту повинні використовуватися надійні і не потребують обслуговування системи запалювання.
Глушники призначені для згладжування пульсацій у потоці відпрацьованих газів і максимально можливого зниження шуму на виробництві. В глушниках застосовуються в основному два фізичних ефекту – резонанс і звукопоглинання. Більшість глушників використовують комбінацію цих ефектів. Так як глушники разом з вихлопними трубами утворюють звуковий генератор з власною резонансною частотою, їх розташування впливає на рівні шумопоглинання.
Резонаторні глушники складаються з камер різної довжини, сполучених між собою трубами. Відмінності в площах поперечних перерізів труб і камер, відхилення потоку відпрацьованих газів і наявність резонаторів, утворених з’єднувальними трубами й камерами, забезпечують ефективне глушіння шуму, особливо на низьких частотах. Чим більше камер, тим ефективніше процес глушіння шуму, але такий глушник має велику масу і призводить до великих втрат потужності.
Шумопоглинаючі глушники мають одну камеру, заповнену звукопоглинальним матеріалом, через яку проходить перфорована труба. Звукові коливання через отвори в перфорованої труби взаємодіють з звукопоглинальним матеріалом і перетворюються в теплоту. Звукоізолюючий матеріал зазвичай складається з довговолокнистої мінеральної вати на основі базальту або силікатів) Ступінь глушіння шуму залежить від щільності, звукопоглинальних властивостей матеріалу, а також довжини і товщини стінки камери. Глушіння відбувається в широкому діапазоні звукових частот.