Účel a princíp činnosti výfukového systému

Počas prevádzky motora automobilu sa vytvárajú produkty spaľovania, ktoré majú vysokú teplotu a sú dosť toxické. V konštrukcii vozidla je k dispozícii výfukový systém, ktorý ich ochladzuje a odstraňuje z valcov, ako aj na zníženie úrovne znečistenia životného prostredia. Ďalšou funkciou tohto systému je zníženie hluku motora. Výfukový systém sa skladá z množstva komponentov, z ktorých každý má špecifickú funkciu.

Výfukový systém

Hlavnou funkciou výfukového systému je efektívne odstraňovať výfukové plyny z valcov motora, znižovať ich toxicitu a hladinu hluku. Vedieť, z čoho je výfukový systém auta vyrobený, vám môže pomôcť lepšie pochopiť, ako funguje a čo spôsobuje potenciálne problémy. Konštrukcia štandardného výfukového systému závisí od typu použitého paliva, ako aj od platných environmentálnych noriem. Výfukový systém môže pozostávať z nasledujúcich komponentov:

• Výfukové potrubie - plní funkciu odstraňovania plynov a chladenia (preplachovania) valcov motora. Je vyrobený z tepelne odolných materiálov, keďže priemerná teplota výfukových plynov je medzi 700°C a 1000°C.
• Predná rúrka je rúrka zložitého tvaru s prírubami na montáž na rozdeľovač alebo turbodúchadlo.
• Katalyzátor (inštalovaný v benzínových motoroch environmentálnej normy Euro-2 a vyššej) odstraňuje z výfukových plynov najškodlivejšie zložky CH, NOx, CO a mení ich na vodnú paru, oxid uhličitý a dusík.
• Lapač plameňa - inštalovaný vo výfukových systémoch automobilov namiesto katalyzátora alebo filtra pevných častíc (ako rozpočtová náhrada). Je navrhnutý tak, aby znižoval energiu a teplotu prúdu plynu vychádzajúceho z výfukového potrubia. Na rozdiel od katalyzátora neznižuje množstvo toxických zložiek vo výfukových plynoch, ale iba znižuje zaťaženie tlmičov.
• Lambda sonda – slúži na sledovanie hladiny kyslíka vo výfukových plynoch. V systéme môže byť jeden alebo dva kyslíkové senzory. Na moderných (radových) motoroch s katalyzátorom sú nainštalované 2 snímače.
• Filter pevných častíc (povinná súčasť výfukového systému naftového motora) - odstraňuje sadze z výfukových plynov. Môže kombinovať funkcie katalyzátora.
• Rezonátor (predtlmič) a hlavný tlmič - znižujú hluk výfuku.
• Potrubie - spája rôzne časti výfukového systému automobilu do jedného systému.

Ako funguje výfukový systém

V klasickej verzii pre benzínové motory funguje výfukový systém automobilu takto:

• Výfukové ventily motora sa otvárajú a výfukové plyny so zvyškami nespáleného paliva sa odvádzajú z valcov.
• Plyny z každého valca vstupujú do výfukového potrubia, kde sa spájajú do jedného prúdu.
• Výfukovým potrubím prechádzajú výfukové plyny z výfukového potrubia cez prvú lambda sondu (kyslíkovú sondu), ktorá registruje množstvo kyslíka vo výfukových plynoch. Na základe týchto údajov elektronická riadiaca jednotka reguluje spotrebu paliva a pomer vzduchu a paliva.
• Potom plyny vstupujú do katalyzátora, kde chemicky reagujú s oxidačnými kovmi (platina, paládium) a redukčným kovom (ródium). V tomto prípade musí byť pracovná teplota plynov najmenej 300 ° C.
• Na výstupe z katalyzátora prechádzajú plyny cez druhú lambda sondu, ktorá umožňuje posúdiť stav katalyzátora.
• Vyčistené výfukové plyny potom vstupujú do rezonátora a následne do tlmiča, kde sa prúdy výfukových plynov premieňajú (zužujú, rozširujú, presmerovávajú, pohlcujú), čím sa znižuje hladina hluku.
• Výfukové plyny z hlavného tlmiča výfuku sú už odvádzané do atmosféry.

Výfukový systém dieselového motora má niektoré vlastnosti:

• Výfukové plyny opúšťajúce valce vstupujú do výfukového potrubia. Teplota výfukových plynov vznetového motora sa pohybuje od 500 do 700 °C.
• Potom vstúpia do turbodúchadla, ktoré produkuje impulz.
• Výfukové plyny prechádzajú cez kyslíkový senzor a vstupujú do filtra pevných častíc, kde sú odstránené škodlivé zložky.
• Nakoniec výfuk prejde cez tlmič auta von do atmosféry.

Vývoj výfukového systému je neodmysliteľne spojený so sprísňovaním ekologických noriem pre prevádzku auta. Napríklad od kategórie Euro-3 je povinná inštalácia katalyzátora a filtra pevných častíc pre benzínové a naftové motory a ich nahradenie lapačom plameňa sa považuje za porušenie zákona.