Các thiết bị và nguyên lý hoạt động của hệ thống xả của ô tô

Mỗi chiếc ô tô được trang bị động cơ đốt trong đều có ít nhất một hệ thống xả thô sơ. Nó được lắp đặt không chỉ để tạo sự thoải mái cho người lái xe và những người khác. Thiết kế này đóng một vai trò quan trọng trong việc loại bỏ khí thải hiệu quả.

Xem xét thiết kế của hệ thống xả, cũng như các phương án hiện đại hóa và sửa chữa.

Hệ thống xả ô tô là gì?

Hệ thống xả có nghĩa là một tập hợp các đường ống có chiều dài và đường kính khác nhau, cũng như các thùng chứa thể tích, bên trong có các thanh chắn. Nó luôn được lắp đặt dưới gầm xe và kết nối với ống xả.

Do thiết kế khác nhau của các bình (bộ giảm thanh chính, bộ cộng hưởng và chất xúc tác), hầu hết các âm thanh tạo ra do hoạt động của bộ nguồn đều bị dập tắt.

Mục đích của hệ thống xả xe

Như tên cho thấy, hệ thống được thiết kế để loại bỏ khí thải từ động cơ. Ngoài chức năng này, công trình này còn phục vụ:

• Giảm âm xả. Khi khởi động động cơ, các vụ nổ nhỏ của hỗn hợp không khí-nhiên liệu xảy ra trong các buồng làm việc của xi lanh. Ngay cả với số lượng nhỏ, quá trình này cũng đi kèm với những tiếng vỗ tay mạnh mẽ. Năng lượng được giải phóng đủ để dẫn động các piston bên trong xi lanh. Do sự hiện diện của các bộ phận có cấu trúc bên trong khác nhau, tiếng ồn khí thải bị giảm bớt bởi các vách ngăn nằm trong bộ giảm thanh.
• Trung hòa thải độc. Chức năng này được thực hiện bởi một bộ chuyển đổi xúc tác. Phần tử này được lắp đặt càng gần khối xi lanh càng tốt. Trong quá trình đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu không khí, các khí độc được hình thành, gây ô nhiễm môi trường rất lớn. Khi khí thải đi qua chất xúc tác, một phản ứng hóa học xảy ra, kết quả là việc thải khí độc hại được giảm bớt.
• Loại bỏ khí bên ngoài xe. Nếu bạn lắp bộ giảm thanh ngay bên cạnh động cơ, thì khi xe đang dừng với động cơ đang chạy (ví dụ: tại đèn giao thông hoặc khi đang tắc đường), khí thải sẽ tích tụ dưới gầm xe. Vì không khí để làm mát khoang hành khách được lấy từ khoang động cơ, khi đó lượng oxy vào khoang hành khách sẽ ít hơn.
• Làm mát khí thải. Khi nhiên liệu được đốt cháy trong xi lanh, nhiệt độ tăng lên đến 2000 độ. Sau khi khí được loại bỏ qua ống góp, chúng được làm mát, nhưng thậm chí sau đó chúng còn nóng đến mức có thể làm bị thương một người. Vì lý do này, tất cả các bộ phận của hệ thống xả đều được làm bằng kim loại (vật liệu có khả năng truyền nhiệt cao, tức là nó nhanh chóng nóng lên và nguội đi). Do đó, khí thải không đốt cháy những người đi ngang qua ống xả.

Thiết bị hệ thống xả

Tùy từng dòng xe mà hệ thống ống xả sẽ có thiết kế khác nhau. Tuy nhiên, nhìn chung, cấu trúc của hệ thống thực tế là giống nhau. Thiết kế bao gồm các yếu tố sau:

• Một ống góp khí thải. Phần tử này được làm bằng kim loại chịu nhiệt, vì nó chịu tải nhiệt chính. Vì lý do tương tự, điều bắt buộc là kết nối với đầu xi lanh và ống trước càng chặt càng tốt. Trong trường hợp này, hệ thống sẽ không vượt qua dòng khí nóng nhanh chóng. Vì điều này, mối nối sẽ cháy nhanh hơn và các chi tiết sẽ cần được thay đổi thường xuyên.
• "Quần" hoặc ống xuống. Bộ phận này được gọi như vậy vì khí thải từ tất cả các xi lanh được kết nối trong nó thành một đường ống. Tùy theo loại động cơ mà số lượng đường ống sẽ phụ thuộc vào số lượng xi lanh của tổ máy.
• Bộ cộng hưởng. Đây là cái gọi là bộ giảm thanh "nhỏ". Trong bể chứa nhỏ của nó, giai đoạn đầu tiên của quá trình giảm tốc dòng khí thải diễn ra. Nó cũng được làm từ một hợp kim chịu lửa.
• Chuyển đổi xúc tác. Yếu tố này được lắp đặt trong tất cả các ô tô hiện đại (nếu động cơ là diesel, thì có bộ lọc hạt thay vì chất xúc tác). Nhiệm vụ của nó là khử các chất độc hại từ khí thải hình thành sau quá trình đốt cháy nhiên liệu diesel hoặc xăng. Có một số loại thiết bị được thiết kế để trung hòa khí độc hại. Phổ biến nhất là các sửa đổi bằng gốm. Ở chúng, thân xúc tác có cấu trúc tế bào dạng tổ ong. Trong các chất xúc tác như vậy, cơ thể được cách nhiệt (để các bức tường không bị cháy ra ngoài), và một lưới thép mảnh được lắp đặt ở lối vào. Các bề mặt của lưới và gốm được phủ một chất hoạt tính, do đó phản ứng hóa học sẽ diễn ra. Phiên bản kim loại gần như giống với phiên bản gốm, chỉ thay vì gốm, thân của nó bao gồm kim loại sóng, được bao phủ bởi lớp palladium hoặc bạch kim mỏng nhất.
• Đầu dò Lambda hoặc cảm biến oxy. Nó được đặt sau chất xúc tác. Ở các dòng xe ô tô hiện đại, bộ phận này là bộ phận không thể thiếu giúp đồng bộ hệ thống nhiên liệu và khí thải. Khi tiếp xúc với khí thải, nó sẽ đo lượng oxy và gửi tín hiệu đến bộ phận điều khiển (để biết thêm chi tiết về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của nó, xem đây).
• Bộ giảm thanh chính. Có nhiều loại bộ giảm thanh khác nhau. Mỗi người trong số họ có các tính năng thiết kế riêng của mình. Về cơ bản, "ngân hàng" có một số vách ngăn, do đó khí thải lớn được dập tắt. Một số mẫu xe có một thiết bị đặc biệt, với sự trợ giúp của âm thanh đặc biệt, cho phép bạn nhấn mạnh sức mạnh của động cơ (ví dụ về điều này là hệ thống xả của Subaru Impreza).

Tại chỗ nối các bộ phận phải đảm bảo độ kín tối đa, nếu không xe sẽ phát ra tiếng ồn, các mép ống cháy nhanh hơn. Các con dấu được làm bằng vật liệu chịu lửa. Để cố định đáng tin cậy, người ta sử dụng bu lông và để rung động từ động cơ không truyền sang thân xe, các đường ống và bộ giảm thanh được treo ở phía dưới bằng cách sử dụng hoa tai cao su.

Hệ thống xả hoạt động như thế nào

Khi van mở trên hành trình xả, khí thải được xả vào ống xả. Sau đó, chúng đi đến đường ống phía trước và được kết nối với dòng chảy đến từ các xi lanh khác.

Nếu động cơ đốt trong được trang bị tuabin (ví dụ, trong động cơ diesel hoặc phiên bản xăng tăng áp), thì trước tiên khí thải từ ống góp được đưa đến bánh công tác của máy nén, và sau đó mới đi vào đường ống nạp.

Điểm tiếp theo là chất xúc tác, trong đó các chất có hại được trung hòa. Bộ phận này luôn được lắp càng gần động cơ càng tốt, vì phản ứng hóa học xảy ra ở nhiệt độ cao (để biết thêm chi tiết về hoạt động của bộ chuyển đổi xúc tác, xem trong một bài báo riêng).

Sau đó, ống xả đi qua bộ phận cộng hưởng (cái tên đã nói lên chức năng của bộ phận này - cộng hưởng hầu hết các âm thanh) và đi vào bộ giảm thanh chính. Có một số vách ngăn trong khoang giảm âm với các lỗ bù đắp tương đối với nhau. Nhờ đó, dòng chảy được chuyển hướng nhiều lần, giảm tiếng ồn, ống xả êm ái và yên tĩnh nhất có thể.

Các sự cố có thể xảy ra, các phương pháp loại bỏ chúng và các tùy chọn điều chỉnh

Sự cố hệ thống xả phổ biến nhất là cháy bộ phận. Thông thường điều này xảy ra ở đường giao nhau do rò rỉ. Tùy thuộc vào mức độ của sự cố, bạn sẽ cần tiền của riêng mình. Hiện tượng kiệt sức thường xảy ra bên trong bộ giảm thanh.

Trong mọi trường hợp, chẩn đoán hệ thống xả là một trong những công việc dễ dàng nhất. Điều chính là lắng nghe công việc của động cơ. Khi tiếng ồn ống xả bắt đầu tăng lên (đầu tiên nó có được âm thanh "trầm" ban đầu, giống như một chiếc xe mạnh mẽ), thì đó là lúc bạn nên quan sát gầm xe và xem nơi rò rỉ xảy ra.

Sửa chữa bộ giảm thanh phụ thuộc vào mức độ mòn. Nếu bộ phận đó tương đối rẻ, thì tốt hơn là thay thế nó bằng một bộ phận mới. Các sửa đổi đắt tiền hơn có thể được vá bằng cặn khí và hàn điện. Có nhiều ý kiến ​​khác nhau về vấn đề này nên người điều khiển ô tô phải tự xác định xem nên sử dụng phương pháp xử lý sự cố nào.

Nếu có một cảm biến ôxy trong hệ thống xả, thì sự cố của nó sẽ thực hiện các điều chỉnh nghiêm trọng đối với hoạt động của hệ thống nhiên liệu và có thể làm hỏng chất xúc tác. Vì lý do này, một số chuyên gia khuyên bạn nên luôn giữ một bộ cảm biến tốt trong kho. Nếu sau khi thay thế một bộ phận, tín hiệu lỗi động cơ biến mất trên bảng điều khiển, thì vấn đề là ở nó.

Điều chỉnh hệ thống xả

Thiết kế của hệ thống xả có ảnh hưởng trực tiếp đến công suất của động cơ. Vì lý do này, một số trình điều khiển nâng cấp nó bằng cách thêm hoặc bớt một số phần tử. Tùy chọn điều chỉnh phổ biến nhất là lắp đặt bộ giảm âm truyền thẳng. Trong trường hợp này, bộ cộng hưởng được tháo rời khỏi hệ thống để có hiệu quả lớn hơn.

Cần lưu ý rằng việc can thiệp vào mạch điện của hệ thống có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả của hệ thống truyền lực. Mỗi sửa đổi của bộ giảm thanh được lựa chọn có tính đến công suất động cơ. Đối với điều này, các tính toán kỹ thuật phức tạp được thực hiện. Vì lý do này, trong một số trường hợp, việc nâng cấp hệ thống không chỉ gây khó chịu cho âm thanh mà còn "đánh cắp" mã lực quý giá từ động cơ.

Nếu không có đủ kiến ​​thức liên quan đến hoạt động của động cơ và hệ thống xả, tốt hơn hết người mê xe nên tìm đến sự trợ giúp của các bác sĩ chuyên khoa. Chúng sẽ giúp không chỉ chọn đúng phần tử tạo ra hiệu quả mong muốn mà còn ngăn ngừa hư hỏng động cơ do hệ thống vận hành không đúng cách.

Câu hỏi và trả lời:

Sự khác biệt giữa ống xả và bộ giảm thanh là gì? Bộ giảm thanh trong hệ thống xả là một bình rỗng với một số vách ngăn bên trong. Ống xả là một ống kim loại kéo dài từ bộ giảm thanh chính.

Tên chính xác cho ống xả là gì? Đây là tên gọi chính xác của bộ phận này trong hệ thống xả của xe. Gọi nó là bộ giảm thanh là không chính xác, vì đường ống chỉ đơn giản là chuyển hướng khí thải ra khỏi bộ giảm âm.

Hệ thống xả hoạt động như thế nào? Khí thải ra khỏi xi lanh qua van xả. Sau đó, chúng đi vào ống góp khí thải - vào bộ cộng hưởng (trong ô tô hiện đại vẫn có chất xúc tác ở phía trước nó) - vào bộ giảm thanh chính và vào ống xả.

Khí thải của ô tô là gì? Nó là một hệ thống làm sạch, làm mát và giảm rung và tiếng ồn từ khí thải ra khỏi động cơ. Hệ thống này có thể khác nhau ở các kiểu xe khác nhau.