Суть явлений, происходящих внутри ДВС, можно кратко охарактеризовать одним словом – взрыв. Все это сопровождается сопутствующими эффектами – звуковой волной и продуктами сгорания. Вот для минимизации подобных вторичных явлений работы ДВС и служит выхлопная система автомобиля. По сути дела, она решает следующие задачи:

· вывод продуктов горения из цилиндров двигателя;

· снижение шума от работы мотора;

· снижение в отработанных газах токсичных веществ;

· вывод за пределы автомобиля и исключение попадания в салон токсичных газов.

Конструктивно устройство выхлопной системы автомобиля реализовано на базе выпускного коллектора, катализатора, резонатора, глушителя, соединительных труб, специального гофра и крепёжных элементов.

Принцип работы выпускной системы сводится к следующему. Выхлопные газы при открытии выпускного клапана с силой вырываются в выпускной коллектор, где они выполняют полезную работу — благодаря образующимся стоячим волнам выравнивают давление при открытии клапана, и в целом улучшают режим работы двигателя. Потом выхлопные газы поступают сначала в каталитический нейтрализатор (он снижает концентрацию угарного газа, оксидов азота и несгоревших углеводородов), затем в резонатор, где происходит падение скорости выхлопных газов, гасятся пульсации и снижается шум. Из резонатора газы попадают в основной глушитель (именно здесь происходит основное подавление шума), а затем, уже ослабленные, в виде потока малой скорости выпускаются в атмосферу через выхлопную трубу.

Технологический процесс ремонта выхлопной системы автомобиля.

Неисправность выхлопной системы – дело шумное и неприятное. Диагностика неисправности проста: вы сразу же услышите, что требуется ремонт выхлопной системы по нетрадиционному звуку из-под авто.

После «звуковой» диагностики необходимо провести визуальную диагностику, предварительно загнав автомобиль на яму или подъёмник. Перед началом косметического ремонта нужно снять глушитель и тщательно очистить всю поверхность. Это позволит выявить малейшие дефекты, скрытые под слоем грязи и ржавчины.

Для устранения внешних дефектов незначительного размера применяется ряд специальных герметиков, обладающих высокой адгезией с металлом и стойкостью к агрессивным средам.

Для изъянов достаточно больших размеров используют специальный бандаж или латки, выполненных из стеклоткани пропитанной эпоксидной смолой. Данный материал отличается хорошей стойкостью и является современной альтернативой металлу. После нанесения латки нужно запустить двигатель и дать ему поработать около 30 минут на холостом ходу, это позволит ускорить процесс затвердевания полимеров.

Ремонт участка, на котором средняя труба соединяется с резонатором, лучше всего чинить посредством сварочного аппарата и металлических латок. Требования к подготовительным работам остаются прежними, полностью отчистить поверхность до блеска.

Часто поломкой выхлопной системы является прогорание резонатора. Прежде всего, необходимо будет вырезать ржавый металл, как правило это область вокруг очага коррозии. Зачистить края от грязи и ржавчины.

Далее понадобится сварочный аппарат и листовое железо. Вырезаем заплатку по размеру отверстия в банке, с нахлестом 10–15 мм. Прикладываем к банке и обвариваем по периметру.

Чтобы как можно реже заниматься ремонтом, нужно периодически заглядывать под днище автомобиля. Смотрите, как держится глушитель, насколько крепкие у него подвесы, сильна ли вибрация при включённом на холостом ходу двигателе. Отслеживая ситуацию, вы сможете более-менее контролировать происходящее.

Выхлопные системы — диагностика и ремонт

Обсудим неисправности выхлопной системы и способы их устранения. Стоит ли ее ремонтировать или лучше заменить, а если стоит, то как? Заодно расскажем страшилки о каталитическом нейтрализаторе.

«Козлевич открыл глушитель, и машина выпустила шлейф синего дыма, от которого зачихали бежавшие за автомобилем собаки».

И. Ильф и Е. Петров

Кстати, не задумывались, почему героям наших классиков приходилось открывать глушитель? А дело в том, что глушитель создавал достаточно большое сопротивление отработавшим газам, и чтобы кратковременно повысить параметры маломощных двигателей того времени, приходилось, открыв специальную заслонку, выпускать газы, минуя глушитель.

Решаемые задачи

Очевидно, что вначале система выпуска отработавших газов выполняла всего две функции: отводила газы подальше от водителя и пассажиров автомобиля, а также снижала уровень шума. Современным системам приходится выполнять еще и функцию обезвреживания вредных компонентов выхлопных газов. Рассмотрим, какие меры предусмотрены на современных автомобилях для обеспечения всех требований к системе.

Система выпуска отработавших газов тянется от двигателя, расположенного на подавляющем большинстве автомобилей спереди, до заднего бампера машины.

Сами выхлопные газы достаточно агрессивны, в сочетании с водяным паром они образуют кислоты, которые разрушают выхлопную систему изнутри. При коротких поездках вода не успевает испариться, что ведет к сквозной коррозии элементов в нижних точках, где и застаивается влага. Газовую коррозию в условиях высоких температур также нельзя сбрасывать со счетов.

Элементы системы работают при очень высокой температуре: попытки защитить их лакокрасочными покрытиями или антикоррозионными мастиками обречены на провал. После первого же пуска двигателя такие покрытия сгорают. Снаружи на детали воздействуют влага и реагенты, которыми дорожники поливают улицы и шоссе. При этом грязная вода вызывает большие скачки температуры — тепловые удары, которые долговечность явно не увеличивают.

Конструкционные материалы

Рассмотрим конструктивные меры для повышения долговечности системы и материалы, из которых выполняют компоненты выпуска отработавших газов:

1. Нержавеющая сталь. Материал дорогой, а потому мало распространенный на автомобилях массового производства. Можно изготовить элементы на заказ. Срок службы — не менее 10–15 лет (кроме металлокомпенсатора).
2. Алюминизированная (покрытая алюминием) сталь. Компоненты системы выпуска отработавших газов из этого материала наиболее распространены у отечественных и зарубежных производителей. Срок службы таких глушителей составляет обычно 4–7 лет.
3. Обычная конструкционная сталь без покрытия или покрашенная обычной краской. Иногда такие материалы используются для изготовления запасных частей для отечественных автомобилей. Срок службы невелик и составляет от полугода до трех лет.

Экономная и ремонтопригодная школы

Современная система выпуска отработавших газов может быть выполнена по-разному, но всегда включает в себя выпускной коллектор, каталитический нейтрализатор, а также элемент, позволяющий «развязать» колебания силового агрегата и системы выпуска. Обязательно присутствуют резонатор (дополнительный глушитель) и основной глушитель шума. При этом, например, на автомобилях Renault применяется цельносварная конструкция системы выпуска отработавших газов. Единственное соединение, которое можно разобрать без болгарки, это стык выпускного коллектора и всей остальной системы.

Такая система наиболее проста, дешева и, пока не повреждена коррозией или аварией, кажется абсолютно оптимальной. Но вот заменить, допустим, прогоревший глушитель довольно проблематично. Производитель предусмотрел места, по которым систему можно разрезать, но, например, на всей трубе Дастера, длиной под четыре метра, таких мест лишь два.

Зато каталитический нейтрализатор на автомобилях Renault расположен так, что неприятности от его разрушения, о чем расскажем ниже, не грозят повреждением двигателя.

Конструкцию системы выпуска отработавших газов, гораздо более удобную в ремонте, покажем на примерах автомобилей немецкой и корейской разработок. Так, у седана Volkswagen Polo система состоит из трех крупных частей. При этом трубы дополнительного и основного глушителей соединяются специальной муфтой, похожей по конструкции на ремонтную муфту фирмы Рено.

А вот корейские производители не гнушаются поделить систему на четыре части, что, конечно же, облегчает ремонт. Ведь во всех современных автомобилях довольно малоресурсным элементом является металлокомпенсатор, а здесь он выделен в независимый узел.

Пожалуй, идеальную точность позиционирования элементов системы выпуска отработавших газов обеспечивает все-таки корейский автопром. Все элементы соединяются на фланцах, имеющих высокую точность позиционирования. И на фоне этого очень расстраивает то, что на флагмане отечественного автопрома — Ладе Весте — применены соединения труб системы выпуска, идущие еще с первой «восьмерки», представленной публике в далеком 1984 году. Схема с двумя полухомутами и центрирующим кольцом на самом деле ничего не центрирует, соединение откровенно слабое и неточное, а диаметр труб очень мал, о чем мы уже писали.

На современном этапе ремонт элементов системы выпуска отработавших газов осуществляется в большинстве случаев заменой отдельных элементов. Наиболее часто выходят из строя металлокомпенсаторы, затем обычно следуют глушители.

Причины поломки металлокомпенсатора:

• повышенные давление и температура газов, возникающие из-за забитого каталитического нейтрализатора (если нейтрализатор расположен за металлокомпенсатором);
• повреждение стенок гофры под воздействием увеличенной вибрации силового агрегата;
• механическое повреждение от дороги.

Металлокомпенсатор заменяют новым, причем при сварке важно выдержать не только длину, но и угловое положение ввариваемого элемента.

Глушители есть смысл ремонтировать сваркой, только если речь идет о механической пробоине от дорожного покрытия. Покрытый ржавчиной глушитель ремонту не подлежит. Мастерские могут подобрать универсальный глушитель за разумные деньги, в то время как оригинал для подержанного автомобиля порой обойдется в четверть цены вашего транспортного средства.

Бомба замедленного действия

Теперь поговорим о самом сложном, дорогом и коварном элементе системы выпуска отработавших газов — каталитическом нейтрализаторе. Это устройство начали применять еще в прошлом веке для снижения токсичности отработавших газов автомобильного двигателя с искровым зажиганием. Внутри катализатора расположен пористый несущий материал — керамический блок с сотовой структурой. На поверхности керамического блока нанесен промежуточный слой активаторов, а поверх него — каталитически активный слой из благородных металлов (платины, палладия и родия). На нем-то и происходят химические реакции, при которых ядовитые вещества отработавших газов — оксид углерода и оксиды азота — превращаются в диоксид углерода и элементарный азот, а углеводороды — в диоксид углерода и водяной пар. Степень очистки отработавших газов в исправном нейтрализаторе достигает 98%. У большинства современных автомобилей с нормами токсичности Евро-4 и Евро-5 каталитические нейтрализаторы располагают максимально близко к выпускным отверстиям двигателя и крепят шпильками через прокладку к головке блока цилиндров.

Столь тесное соседство массивного и горячего каталитического нейтрализатора с двигателем затрудняет компоновку моторного отсека и приводит к повышению температуры в подкапотном пространстве. Но зато прогрев активной зоны катколлектора после пуска двигателя происходит быстрее. Ведь только прогретый катализатор способен эффективно очищать отработавшие газы.

Для правильной работы системы перед каталитическим блоком и сразу за ним устанавливают кислородные датчики (лямбда-зонды). Стоящий до нейтрализатора датчик называют управляющим, а установленный после — диагностическим.

Каталитический нейтрализатор производители считают надежным узлом и не предусматривают регламента по его замене. То есть срок службы катколлектора должен быть равен сроку службы всего автомобиля. Тем не менее практика показала, что каталитические нейтрализаторы далеко не всегда служат безупречно. Использование некачественного бензина, пропуски зажигания, льющие форсунки, бесконтрольное использование присадок к топливу — все это повреждает начинку нейтрализатора.

Вариантов развития событий всего два:

• оплавление сот с уменьшением сечения вплоть до полной непроходимости выпускного тракта;
• выкрашивание мелких частиц керамики и занос их обратными потоками в цилиндры, что приводит поршневую группу двигателя в негодность.

Каталитический нейтрализатор, вышедший из строя, по-хорошему должен быть заменен новым, но цена такого ремонта очень высока. Поэтому менее сознательные автовладельцы ставят вместо него пламягаситель. Это элемент, никоим образом не снижающий токсичность отработавших газов и требующий либо перепрошивки блока управления двигателем, либо установки «обманки». Более правильным, но и дорогим способом является установка ремонтного каталитического блока в ваш же корпус либо вварка в трубопровод каталитического нейтрализатора в своем, новом корпусе.

Замена данной детали также требует большого опыта, ведь это очень деликатная работа. Если вы уже делали подобное раньше, то знаете, что для этого нужно иметь «твердые руки»: ведь неумелое обращение с нужным для ремонта оборудованием может нанести вред автомобилю или другим деталям.

В комментариях поделитесь, какова долговечность выхлопных систем ваших автомобилей. Рекорды и антирекорды долговечности. Как приходилось чинить в дороге?

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов