По правде говоря, выбросы отдельных автомобилей относительно низки по сравнению с другими источниками загрязнения. Но когда сотни тысяч людей сидят в машине, забивая шоссе до отказа, кумулятивный эффект огромен. Когда вы сидите в пробке, глядя на дым, выходящий из выхлопной трубы перед вами и поднимающийся, чтобы присоединиться к смогу в небе, подумайте на мгновение о том, что это за дым. Это может показаться не таким уж большим, но этот дым прошел долгий путь с тех пор, как всего несколько мгновений назад его протолкнули через двигатель автомобиля.
Беспокойство о влиянии наших автомобилей на окружающую среду не ново. Версия Закона о чистом воздухе 1970 года дала Агентству по охране окружающей среды широкие полномочия по регулированию автомобильных выбросов. По мере развития технологий EPA настаивало на более строгих стандартах. И хотя новые автомобили намного чище, чем те, что были 40 лет назад, сегодня люди склонны ездить на большие расстояния и намного чаще, что способствует гораздо большему загрязнению окружающей среды. Закон о чистом воздухе был переработан и расширен в 1977 году, а затем снова в 1990 году.
Производители автомобилей и поставщики запчастей должны были идти в ногу с этими изменениями, и, как вы можете себе представить, выхлопная система автомобиля также должна была значительно развиваться.
Выхлопная система состоит в основном из труб различной формы, каждая из которых предназначена для соединения друг с другом, и каждая форма соответствует определенной части днища автомобиля. (Трубы часто изогнуты, чтобы обернуть вокруг или иным образом разместить другие близлежащие компоненты автомобиля, такие как оси.) Каждая труба отвечает за перемещение выхлопных газов назад, но многие сегменты являются специализированными. Другими словами, снаружи система выглядит просто как набор соединенных сегментов труб, которые идут от моторного отсека к заднему бамперу, хотя некоторые из них служат дополнительной цели, поскольку выхлопные газы проходят через эту конкретную трубу.
Например, Y-образная труба (которая просто представляет собой Y-образную трубу) может быть установлена таким образом, чтобы конец с двумя отверстиями соединялся болтами с двумя соответствующими отверстиями в выпускном коллекторе, объединяя отходы двигателя для прохождения через систему. Или, при установке в задней части автомобиля, Y-образная труба может помочь создать двойную выхлопную систему с выхлопными трубами с каждой стороны автомобиля (для часто востребованного спортивного вида). Промежуточные трубы могут быть присоединены к глушителю или резонатору, которые являются другими важными компонентами системы (мы вернемся к ним на следующей странице). Балансировочные трубы, используемые в двойных выхлопных системах, помогают выравнивать импульсы выхлопных газов, проходящие под водительской и пассажирской сторонами автомобиля. Трубы с воздушным зазором представляют собой специальные вложенные трубы, которые действуют как тепловой экран и изолятор, создавая дополнительный слой для воздушного потока. А выхлопная труба, которая обычно выглядывает из-под заднего бампера, обычно имеет большее отверстие и может быть сделана из более солидного на вид металла, чтобы придать вид мощного выхлопа, характерного для автомобилей высокого класса.
Хотя может показаться неэффективным иметь тонну труб вместо одной, на самом деле все эти сегменты служат определенной цели. Во-первых, сгибание труб — тяжелая работа, и проще соединить небольшие угловые сегменты с прямыми трубами, чем придать одну длинную, дорогую, тяжелую трубу, соответствующую всем контурам автомобиля. Также компоненты выхлопной системы изнашиваются с определенной периодичностью (зависит, конечно, от производителя, его материалов, условий вождения и факторов окружающей среды). Легче и дешевле заменить один проржавевший отрезок трубы, сломанный глушитель или изношенный каталитический нейтрализатор, чем установить целую новую систему.
Вы можете задаться вопросом, как все эти трубы подходят друг к другу. Ну, некоторые концы перекрываются, а другие сопрягаются встык; но не без небольшой помощи.
Сначала мы обсудили различные трубы, потому что они являются наиболее заметными и распространенными компонентами выхлопной системы, и потому что они повсюду. Но на самом деле выхлопная система начинается с выпускного коллектора (также известного как выпускной коллектор). Коллектор выглядит как ряд смежных трубок, склеенных вместе (хотя он часто изготавливается из сверхпрочного литого металла). Он собирает выхлопные газы непосредственно из двигателя, поэтому он сконструирован таким образом, что каждое отверстие совпадает с одним из выпускных отверстий двигателя, а фланцы образуют плотное уплотнение, предотвращающее утечку выхлопных газов. Отсюда выхлоп начинает свой поток через различные трубы и другие компоненты.
Прокладки, установленные между каждой трубой, играют очень важную роль. Трудно, если вообще возможно, создать безупречное уплотнение металл-металл, поэтому между каждым соединением вставлены прокладки, чтобы предотвратить преждевременную утечку ядовитых газов. Они сделаны из волокна или других прочных термостойких материалов, которые обладают достаточной гибкостью, чтобы слегка сжиматься, когда трубы плотно сжаты вместе. Это помогает сформировать плотное уплотнение.
Глушитель – еще одна важная часть выхлопной системы. Он выглядит как большая круглая или овальная камера (обычно, но не всегда, находится в задней части автомобиля). Однако эта камера имеет очень сложную конструкцию — она отвечает за глушение большей части шума двигателя, хотя она должна обеспечивать плавный поток выхлопных газов. Ряд камер и трубок, заполненных камнем, шерстью или синтетическими волокнами, поглощают и контролируют шум. И это еще не все — глушитель должен быть достаточно устойчивым к повреждениям, коррозии и сохранению тепла. Резонатор является вторичным или замещающим компонентом шумоподавления, используемым для усиления глушителя, а в случаях, когда пространство ограничено, его можно даже использовать вместо глушителя.
Каталитические нейтрализаторы, которые стали обычным явлением в 1970-х годах, являются основным и наиболее эффективным средством снижения уровня токсинов в выхлопных газах автомобиля. Внутренности каталитического нейтрализатора (или «кошки») покрыты металлами. В разных типах каталитических нейтрализаторов используются разные комбинации платины, палладия и родия. Прежде чем выхлоп достигает кошки, он содержит сильнодействующую сверхтоксичную комбинацию угарного газа, оксида азота и углеводородов. (Когда вы берете свой автомобиль для испытания на выбросы, это химические уровни, которые проверяются.) Когда эти яды вступают в контакт с металлами, покрывающими внутреннюю часть кошки, происходит химическая реакция, которая делает выхлопные газы менее вредными. . По мере прохождения выхлопных газов через кошку уровень химических веществ должен быть снижен в достаточной степени, чтобы соответствовать государственным постановлениям.
Мы уже говорили о прокладках, но выхлопная система требует других основных элементов оборудования. Фланцы обычно служат той же цели, что и прокладки, но они сделаны из металла (иногда надеваются прямо на конец трубы). Различные зажимы и кронштейны соединяют части выхлопной системы вместе и удерживают их на автомобиле, а подвески выхлопной системы буквально подвешивают трубы к днищу автомобиля, обладая достаточной прочностью, чтобы удерживать их на месте, но также и достаточной гибкостью, чтобы выдерживать движения, вызванные вождением. И наконец, что не менее важно, это тепловые экраны: металлические (иногда изолированные) пластины, которые используются в качестве дополнительного барьера, когда горячие части выхлопной системы находятся особенно близко к другой части автомобиля или непосредственно под салоном.
Если бы двигатель работал идеально, он сжигал бы все доступное топливо по мере выполнения своих циклов, превращая все грязные частицы в источник энергии. Однако остатки существуют как загрязняющие вещества, потому что двигатель просто невозможно спроектировать так, чтобы он работал идеально — слишком много переменных. Некоторое количество топлива всегда будет оставаться несгоревшим или частично сгоревшим, и эти остатки должны быть быстро выведены из автомобиля в виде выхлопных газов, чтобы освободить место для следующего цикла сгорания двигателя.
Как мы упоминали ранее, выхлоп сначала выходит из двигателя и попадает в систему через выпускной коллектор. Оттуда он проходит по системе через взаимосвязанные трубы, пока не выйдет через выхлопную трубу возле заднего бампера. Сами трубы на самом деле помогают охлаждать выхлоп, но в основном они служат для выхлопных газов, направляющихся к каталитическому нейтрализатору и глушителю (и через них).
Кот должен быть как можно ближе к двигателю, потому что он не полностью работоспособен, пока не нагреется до рабочей температуры. Во многих случаях производитель размещает катушку сразу после коллектора, поэтому тепло от двигателя помогает согреть катушку и быстро довести ее до температуры.
После того, как газы пройдут через катушку, которая сгорит и удалит до 90 процентов токсинов выхлопных газов, следующим приоритетом будет фильтрация звука двигателя [источник: Аллен]. Глушитель и резонатор обычно располагаются сразу за котом. Существует множество вариаций этой комбинации — некоторые максимально смягчают выхлоп, а другие специально настроены для получения агрессивных тонов. Оттуда выхлоп проходит через остальные трубы, пока не выйдет из автомобиля.
Со всеми этими химическими веществами, циркулирующими вокруг, это настоящий подвиг, что выхлопная система действительно работает так, как она работает. Ухоженная выхлопная система должна прослужить два-три года, но трубы повреждаются как внутри, так и снаружи. Снаружи они чувствительны к дорожным условиям, таким как воздействие мусора и факторов окружающей среды, таких как снег, лед и дорожная соль.
Однако более существенная причина деградации выхлопной системы носит внутренний характер, и ее нельзя увидеть, пока трубы не проржавеют насквозь. Мы знаем, что когда двигатель сжигает топливо для производства энергии, остаются побочные продукты этого процесса — вот почему нужна выхлопная система. Одним из таких побочных продуктов является кислая влага, которая действительно повреждает металл. К сожалению, нет никакого способа сохранить внутреннюю часть труб в чистоте.
Когда выхлопная труба прогниет или ослабнет соединение, возникает утечка выхлопных газов. Утечка почти всегда сразу же проявляется громким, неприятным звуком и, возможно, проблемами с управляемостью, такими как периодические колебания мощности. Но, верьте или нет, это не настоящие проблемы. Это становится немного более серьезным, если утечка происходит перед каталитическим нейтрализатором, что означает, что выхлоп не обрабатывается должным образом, и все эти горячие химикаты разливаются повсюду в атмосферу. Всегда полезно устранять утечки как можно скорее, чтобы не подвергать себя, своих пассажиров и окружающую среду нефильтрованным выхлопным газам.
Репутация дизельных двигателей, которые часто обвиняют в непропорционально высоком уровне токсичных выбросов, может быть несколько спасена новыми и улучшенными фильтрами выхлопных газов, которые, как утверждается, снижают выбросы примерно на 25 процентов, а дополнительным преимуществом является повышение экономии топлива. Несколько производителей автомобилей, которые уже давно предлагали дизельные модели, представили аналогичные системы, в которых мощные каталитические нейтрализаторы сочетаются с сажевыми фильтрами. Линейка турбодизелей BlueMotion от Volkswagen (продается в основном в Европе и Южной Америке) и дизели BlueTec от Mercedes являются двумя такими примерами. Во многих случаях эти OEM-компоненты и модели автомобилей используют снижение веса и другие методы оптимизации для повышения общей эффективности.
Улучшенная эффективность выхлопа имеет решающее значение для получения максимальной отдачи от вашего автомобиля, и есть даже способы улучшить старый автомобиль (при условии, что он в целом в хорошем состоянии — производительная выхлопная система не будет творить чудеса на полной драндулет). Механик обычно может заказать идентичные оригинальные запасные части, но есть также альтернативы от поставщиков запасных частей с высокими эксплуатационными характеристиками, которые часто делают автомобиль подтяжкой лица (по крайней мере, настолько, насколько можно привести в порядок днище автомобиля). Есть несколько часто упоминаемых преимуществ высокопроизводительных выхлопных систем. Производители вторичного рынка хорошо знают, что слуховое восприятие имеет решающее значение для приятной езды, и оно также позволяет водителям, находящимся поблизости, понять, что на автомобиль также была потрачена небольшая лишняя монета. Большинство производителей предлагают различные системы, которые варьируются по звучанию от тонкой гортани до тотального рева. Хорошие характеристики выхлопа послепродажного обслуживания могут улучшить реакцию дроссельной заслонки (насколько быстро и плавно автомобиль реагирует на нажатие на педаль газа) и повысить мощность. Некоторые системы могут даже улучшить экономию топлива. Выхлопные системы Performance могут обеспечить этот прирост мощности, потому что они менее ограничены, чем стандартные выхлопные трубы. Если двигатель может выталкивать больше воздуха (что также означает, что он может всасывать больше воздуха), это помогает двигателю развивать большую мощность. Но вопреки тому, что вы могли бы подумать, полностью свободная система будет контрпродуктивной. Выхлопные системы вторичного рынка спроектированы таким образом, чтобы обеспечить нужное противодавление, чтобы двигатель не работал на субпиковой мощности. Вот почему важно выбрать тот, который разработан и оптимизирован для вашего конкретного автомобиля.И прежде чем вы вырвете свои выхлопные трубы, убедитесь, что система, которую вы хотите, разрешена для использования на дорогах и не приведет к тому, что ваш автомобиль не пройдет тест на выбросы.
Поймите также, что настоящая выхлопная система не может обеспечить умопомрачительные преимущества при тривиальных инвестициях. Остерегайтесь дешевых продуктов, таких как защелкивающиеся или навинчивающиеся компоненты выхлопной системы или насадки на выхлопные трубы, которые претендуют на то, чтобы придать вид полнофункциональной системы. Они не улучшат управляемость автомобиля, а могут даже помешать ей, добавив лишний вес и сопротивление ветру. Кроме того, эти безвкусные советы действительно никого не обманывают.
Первоначально опубликовано: 23 февраля 2012 г.