Kiekvienas automobilis su vidaus degimo varikliu turi bent vieną išmetimo sistemą. Ši konstrukcija atlieka svarbų vaidmenį efektyviai pašalinant išmetamąsias dujas. Šiuolaikinių variklių veikimui įtakos turi vadinamasis dujų priešslėgio rodiklis, tai yra dujų, išeinančių iš automobilio išmetimo sistemos, lygis.
Automobilio išmetimo sistema yra atsakinga už variklio išmetamųjų dujų nuvedimą į išorinę aplinką. Išmetimo sistema - tai vamzdžių ir komponentų rinkinys, skirtas pašalinti variklio išmetamas dujas iš automobilio. Be to, išmetimo sistema taip pat prisideda prie triukšmo slopinimo ir kenksmingų emisijų mažinimo.
Išmetimo sistemos komponentai ir jų paskirtis
Automobilio išmetimo sistemą sudaro kelios sudedamosios dalys:
- išmetimo kolektorius
- katalizatorius
- duslintuvas
- išmetimo vamzdis
Automobilio išmetimo sistemos veikimo procesas prasideda nuo degalų degimo variklyje, kurio metu susidaro energija ir išmetamosios dujos.
Išmetimo kolektorius
Išmetimo kolektorius yra vamzdžių sistema, prijungta prie variklio cilindrų galvutės, kurios pagrindinė funkcija yra surinkti išmetamąsias dujas iš kiekvieno cilindro ir nukreipti jas į išmetimo vamzdį. Išmetimo kolektorius surenka variklio išmetamąsias dujas ir nukreipia jas į katalizatorių.
Nors išmetimo kolektorius yra tvirtas ir ilgaamžis komponentas, su laiku jis gali patirti gedimų. Išmetimo kolektorius turėtų būti keičiamas, jei pastebite didelius įtrūkimus, rimtus korozijos požymius ar nuolatinį dujų nutekėjimą, kurio nepavyksta pašalinti keičiant tarpiklį ar priveržiant varžtus.
Katalizatorius
Katalizatorius yra prietaisas, įmontuotas automobilio išmetimo sistemoje, kurio pagrindinė funkcija yra sumažinti kenksmingų dujų, tokių kaip anglies monoksidas (CO), azoto oksidai (NOx) ir angliavandeniliai (HC), kiekį, išleidžiamą į atmosferą. Šis komponentas naudodamas chemines medžiagas ir šilumą, suskaido kenksmingas dujas, o suskaidytos jos tampa mažiau kenksmingomis.
Katalizatorius yra dar viena esminė (ir, kartu, kone brangiausia) išmetimo sistemos dalis. Dažniausiai jis būna prijungtas prie išmetimo vamzdžio, nors kartais tai gali būti ir nedidelė detalė, įmontuota tiesiai išmetimo kolektoriuje. Nepriklausomai nuo konstrukcijos, jį sudaro metalinis korpusas ir korio pavidalo pagrindo blokas (karkasas), kuris gali būti metalinis arba keraminis. Šerdyje gausu ertmių, padengtų brangiais metalais, pvz., paladžiu arba platina. Šie metalai atlieka būtiną cheminį procesą, kurio metu išmetamosiose dujose esančios pavojingos medžiagos, tokios kaip azotas ar anglies oksidai, skaidomos į nekenksmingą vandenį ir anglies dioksidą.
Dauguma modernių automobilių turi trijų dalių katalizatorius. Kiekviena iš šių dalių redukuoja po vieną išmetamųjų dujų komponentą: anglies monoksidą, angliavandenilius ir azoto oksidus. Katalizatoriai būna dviejų rūšių: redukciniai ir oksidaciniai. Abiejų rūšių aktyvioji medžiaga yra keraminė, padengta kelių atomų storio katalizinių savybių turinčio metalo (platinos, rodžio ar paladžio) sluoksniu.
Šiuolaikiniuose katalizatoriuose veikia cheminės kontrolės sistema, katalizatoriaus korpuse montuojamas vadinamasis lambda zondas. Jis matuoja deguonies kiekį išmetamosiose dujose. Duomenys iš zondo siunčiami į elektroninį variklio valdymo bloką. Pagrindinė katalizatoriaus paskirtis - mažinti kenksmingų dujų išmetimą į aplinką, t. y. saugoti žmonių sveikatą ir aplinką. Dėl to jis ir buvo sukurtas. Kitas teigiamas aspektas - katalizatorius nereikalauja jokio techninio aptarnavimo. Jis gerai atlieka savo darbą, kol automobilis nuvažiuoja apie 100 tūkstančių kilometrų. Pagrindinis trūkumas - kaina. Katalizatoriams pagaminti naudojami itin brangūs ir reti metalai - tokie kaip platina, rodis ir paladis. Dar vienas neigiamas aspektas - esant katalizatoriui sumažėja automobilio galia, 3-5 proc. padidėja kuro sąnaudos. Blogai ir tai, kad katalizatoriui tinka tik bešvinis kuras.
Katalizatoriaus tarnavimo laikas gali skirtis priklausomai nuo eksploatacijos sąlygų, tačiau paprastai jie tarnauja nuo 120 000 iki 160 000 kilometrų. Tinkamai prižiūrint katalizatorių, galima užtikrinti jo ilgalaikį veikimą ir apsaugoti aplinką nuo taršos.
Duslintuvas
Kai dujos suskaidomos, jos nukreipiamos į duslintuvą, kuriame jos praeina per keletą kamerų ir pertvarų, kurios sugeria ir atspindi garso bangas, taip sumažindamos variklio keliamą triukšmą. Pagrindinė duslintuvo paskirtis - sumažinti išmetimo sistemos keliamą garsą. Priklausomai nuo įstatymų, naudojamos skirtingos duslintuvų rūšys sumažinti garsui ir vibracijai. Pvz., montuojami aktyvūs, garsą sugeriantys ir jį slopinantys duslintuvai.
Šiuolaikiniai duslintuvai taip pat netruko tapti automobilių gerbėjų pomėgiu. Jie siekia sustiprinti arba pakeisti išmetimo sistemos garsą modifikuodami, keisdami ar net visai pašalindami duslintuvo bakelį. Išmetimo sistema ir duslintuvas nėra tos pačios savokos. Išmetimo sistemoje gali iš viso nebūti duslintuvo, juolab kai duslintuvas yra, matyt, labiausiai galingumą mažinanti išmetimo sistemos dalis. Tačiau be duslintuvo apsieiti neįmanoma todėl, kad automobilio variklis keltų labai didelį triukšmą.
Animacija apie tai, kaip veikia automobilio išmetimo sistema
Išmetimo vamzdis ir antgalis
Išmetimo vamzdžio antgalis yra paskutinysis išmetimo sistemos komponentas - jį gali išvysti automobilio galinėje dalyje. Šių komponentų skaičius įprastai būna nuo vieno iki trijų, priklausomai nuo automobilio. Pro išmetimo vamzdžio antgalius į orą išleidžiamos susikaupusios išmetamosios dujos.
Išmetimo vamzdžių tipai pagrindine yra skirtomi pagal jų gamybos medžiagas. Nerūdijantis plienas yra patvariausia ir atspariausia korozijai medžiaga, naudojama išmetimo vamzdžiams gaminti.
Kiti išmetimo sistemos elementai
Deguonies jutiklis (Lambda zondas)
Deguonies jutiklis, dar žinomas kaip O2 jutiklis arba lambda zondas, yra įrenginys, skirtas matuoti deguonies lygį vidaus degimo variklių emisijose. Pagrindinė jo funkcija - sukelti įtampos signalą, tiksliai atspindintį esamą deguonies kiekį išmetamosiose dujose. Šis signalas siunčiamas į variklio valdymo bloką, kuris apdoroja gautą informaciją ir pagal ją reguliuoja degalų ir oro mišinio santykį taip užtikrinant optimalų degimą ir sumažinant emisijų kiekį.
Lambda zondai veikia elektros impulsų pagrindu, matuodami deguonies koncentraciją išmetamosiose dujose ir generuodami įtampą, priklausomai nuo šio kiekio. Aukštas deguonies lygis sukelia žemą įtampą, o mažas deguonies lygis - aukštą įtampą. Nors lambda zondai yra ilgaamžiai, jie gali patirti gedimų dėl ilgo naudojimo, užteršimo arba mechaninių pažeidimų. Lambda zondus reikia keisti, jei pastebite variklio darbo sutrikimus, padidėjusį kuro suvartojimą ar emisijų kiekį, arba jei prietaisų skydelyje užsidega „Check Engine“ lemputė.
Kietųjų dalelių (suodžių) filtras (DPF)
DPF (Dyzelino Dalelių Filtras) filtrai yra būtini komponentai šiuolaikiniuose dyzeliniuose automobiliuose, skirti mažinti taršą ir apsaugoti aplinką. Jie padeda sumažinti kietųjų dalelių, susidarančių dyzelino degimo metu, išmetimą į atmosferą, taip prisidedant prie švaresnės aplinkos ir mažesnio kenksmingų išmetamųjų teršalų kiekio.
DPF filtras sulaiko kietąsias daleles, kurios susidaro degant dyzelinui, ir kaupiasi filtro viduje. Kai filtras užsipildo suodžiais, jis turi atlikti regeneracijos procesą. Regeneracijos metu filtras įkaista iki labai aukštos temperatūros, dėl kurios susikaupę suodžiai sudeginami ir paverčiami anglies dioksidu bei vandens garais.
- Reguliari regeneracija yra būtina norint išvengti filtro užsikimšimo.
DPF filtro tarnavimo laikas gali svyruoti priklausomai nuo automobilio eksploatacijos sąlygų, tačiau paprastai jis gali tarnauti apie 160 000-240 000 kilometrų.
Išmetamųjų dujų slėgio davikliai
Išmetamųjų dujų slėgio daviklis - tai jutiklis, kuris matuoja išmetamųjų dujų slėgį automobilio išmetimo sistemoje, ypač prieš ir po tam tikrų komponentų, tokių kaip DPF (dyzelino dalelių filtras) arba EGR (išmetamųjų dujų recirkuliacijos) vožtuvas.
Išmetamųjų dujų slėgio davikliai veikia fiksuodami slėgio pokyčius išmetimo sistemoje ir paversdami šiuos pokyčius elektriniais signalais. Šie signalai siunčiami į ECU, kuris analizuoja duomenis ir pagal juos koreguoja variklio parametrus. Jei pastebite nuolatinį variklio galios sumažėjimą, padidėjusias degalų sąnaudas arba jei užsidega įspėjamoji lemputė „Check Engine“, gali būti, kad išmetamųjų dujų slėgio daviklis yra sugedęs ir jį reikia keisti.
Išmetamųjų dujų temperatūros davikliai
Išmetamųjų dujų temperatūros daviklis (EGT daviklis) yra jutiklis, skirtas matuoti temperatūrą išmetimo sistemoje, ypač ties išmetimo kolektoriumi, turbokompresoriumi ar DPF (dyzelinio dalelių filtro) sistemoje.
EGT davikliai veikia pagal pjezoelektrinį arba termoporinį principą. Kai išmetimo sistema pasiekia tam tikrą temperatūrą, daviklis generuoja elektros signalą, kuris siunčiamas į ECU. EGT daviklį reikia keisti, jei pastebite ilgalaikius variklio darbo sutrikimus, padidėjusias degalų sąnaudas arba jei užsidega „Check Engine“ lemputė, rodanti galimus išmetimo sistemos gedimus.
Antrinio oro siurbliai
Antrinio oro siurblys - tai prietaisas, kuris tiekia papildomą oro kiekį į automobilio išmetimo sistemą, ypač į išmetimo kolektorių arba išmetimo vamzdį. Pagrindinis antrinio oro siurblio tikslas yra padėti deginti nesudegusį kurą ir sumažinti anglies monoksido (CO) bei angliavandenilių (HC) kiekį išmetamosiose dujose.
Antrinio oro siurbliai veikia tiekdami papildomą oro srautą į išmetimo sistemą per specialius vožtuvus. Kai variklis yra šaltas arba veikia paleidimo metu, siurblys įjungiamas ir tiekia oro srautą į išmetimo kolektorių. Šis papildomas oras padeda užbaigti degimo procesą, deginant likusį kurą ir sumažinant kenksmingų emisijų kiekį.
Jei pastebite ilgalaikį variklio darbo sutrikimą, padidėjusias emisijas arba „Check Engine“ lemputę, gali būti, kad antrinio oro siurblys yra sugedęs ir jį reikia keisti.
Išmetimo sistemos gedimų požymiai ir reikšmė
Jei kuri nors išmetimo dalis yra pažeista, ar tai būtų vamzdžiai, ar duslintuvai, dujų priešslėgio rodiklis pasikeičia. Pakeitimas gali sukelti variklių svyravimus, daugiausia tuščiosios eigos gedimus, dėl kurių sunaudojama daugiau degalų. Kuo išmetimo sistemos pažeidimas arčiau variklio, tuo žalingesnis automobilio veikimas.
Kaip dažnai genda automobilio išmetimo sistema?
Vidutinė bet kurio iš šių elementų eksploatavimo trukmė priklauso nuo transporto priemonės naudojimo ar net nuo maršruto, kuriuo vairuotojas važiuoja su savo transporto priemone, tipo. Tačiau jiems galima priskirti 80-100 tūkstančių km naudingo tarnavimo laiką, kuris gali ilgėti priklausomai nuo komponentų gamybos medžiagos arba jų pritvirtinimo prie transporto priemonės būdo.
Kaip ir daugumoje mechaninių ir elektroninių sistemų, šie elementai visiškai veikia tik tada, kai tinkamai veikia ir kiti išoriniai komponentai.
Neįprasti garsai
Lengviausiai pastebimas netinkamai veikiančios išmetimo sistemos požymis - padidėjęs arba neįprastai skambantis variklio garsas. Dažniausiai šie garsai gali sklisti iš trijų mazgų: išmetimo kolektoriaus, duslintuvo arba išmetimo vamzdžio.
Išmetimo kolektoriaus gedimas
Bėgant laikui, didėjantys tarpai tarp cilindrų, dėl temperatūrų skirtumo išsikraipę varžtai, duslintuvo smeigės ir išmetimo kolektoriaus paviršius gali lemti sumažėjusį tarpiklio sandarumą. Taip pat problema gali slypėti ir jutiklyje, kuris būna įmontuotas išmetimo kolektoriuje. Dėl prakiurusio išmetimo kolektoriaus iš variklio skyriaus gali sklisti svilėsių kvapas ir, priklausomai nuo problemos masto, gali sumažėti variklio galia bei padidėti degalų sąnaudos.
Duslintuvo gedimas
Nuolatinis triukšmas, sklindantys iš išmetimo sistemos, taip pat yra stiprus duslintuvo sistemos gedimo požymis. Kai tik pastebite nuolatinį triukšmą, geriausia kreiptis į mechanikų dirbtuves, kad profesionalas galėtų patikrinti detalės būklę.
Dėl išskirtinės duslintuvo funkcijos, jo silpnoji vieta, lemianti didžiąją dalį gedimų, yra korozija. Kadangi įprastai korozija plinta pamažu, pirmieji ženklai, signalizuojantys apie pažeistą duslintuvą, yra šnypščiantys arba spragsintys garsai. Vėliau netinkamai veikiantis duslintuvas pradeda skleisti didesnius garsus, girdimus net ir varikliui dirbant tuščiąja eiga. Kiauras duslintuvas ne tik pablogina variklio veikimą, bet ir didina degalų sąnaudas. Taip yra dėl padidėjusio slėgio ir dujų srauto neatitikimų, dėl kurių variklis dirba sunkiau. Todėl pastebėjus, kad transporto priemonėje sunaudojama daugiau kuro nei įprastai, svarbu išanalizuoti duslintuvo situaciją.
Išmetimo sistemos nuotėkis - ne tik nemalonus, bet ir pavojingas gedimas. Išmetimo nuotėkiai gali leisti anglies monoksidui patekti į automobilio saloną, sukeldami pavojų keleivių sveikatai. Apžiūrėkite išmetimo sistemą - atkreipkite dėmesį į suodžių pėdsakus, rūdis ar akivaizdžias skyles. Pasak automobilių remonto specialistų, net mažas nuotėkis gali sukelti brangius gedimus. Remontui rekomenduojama naudoti tik kokybiškas detales ir profesionalų suvirinimą. Jei nuotėkis yra arti variklio arba kyla abejonių dėl gedimo masto, būtina kreiptis į profesionalus. Išmetimo sistemos nuotėkis - tai ne tik triukšmas ar kvapas, bet realus pavojus sveikatai ir transporto priemonės būklei.
Išmetimo vamzdžio gedimas
Kaip ir duslintuvas, išmetimo vamzdis su laiku taip pat gali surūdyti veikiamas karščio, drėgmės ir žiemą barstomos druskos - visi šie veiksniai kenkia ir vamzdžiams, ir jų jungtims. Greta padidėjusio variklio garso ir keisto bildėjimo (kurį kelia atsilaisvinę laikikliai), rūdys taip pat gali lemti ir neįprastus kvapus.
Sumažėjusi variklio galia
Įprastai sumažėjusį variklio pajėgumą lemia bėdos degalų sistemoje arba netinkamai veikiantys pakaitinimo sistemos komponentai, tačiau tokios dalys kaip išmetamųjų dujų recirkuliacijos (EGR) vožtuvas arba deguonies jutiklis taip pat gali paveikti variklio darbą. Kai vairuotojas nustato, kad automobilio galia yra sutrikusi, tai galimas ženklas, kad duslintuvas turi problemų.
Išmetamųjų dujų recirkuliacijos (EGR) vožtuvo gedimas
Netinkamą EGR vožtuvo veikimą lemia anglies sankaupos, dėl kurių vožtuvas užsikemša ir jo funkcionalumas gerokai sumažėja. Akivaizdžiausias netinkamai veikiančio EGR vožtuvo požymis - netolygus variklio darbas tuščiąja eiga ir žymiai padidėjusios degalų sąnaudos, mat vožtuvas nebegali tinkamai palaikyti išmetamųjų dujų recirkuliacijos atgal į variklį.
Deguonies jutiklio gedimas
Deguonies jutiklis netinkamai veikti dažniausiai pradeda dėl natūralaus nusidėvėjimo ir korozijos. Kadangi šie jutikliai matuoja deguonies kiekį automobilio išmetamosiose dujose, bet koks kontakto tarp bent vieno iš jutiklių ir variklio trikdis gali lemti netinkamą degimą, netolygų veikimą ar netgi strigimą. Be to, pernelyg sodrus oro ir degalų mišinys gali sukelti padidėjusį dūmingumą.
Emisijų valdymo sistemos gedimai
Katalizatorius ir kietųjų dalelių (suodžių) filtras yra būtini kenksmingų emisijų mažinimo procese. Šių komponentų gedimai lemia ir bendrą vairavimo patirtį.
Kietųjų dalelių filtro gedimas
Suodžių filtro bėdas gali kelti skirtingi veiksniai: netinkamai veikiantis EGR vožtuvas, netinkama alyva ir sugedę degalų purkštukai. Užsikimšus kietųjų dalelių filtrui, skydelyje turėtų įsižiebti indikatorius, pranešantis apie automatinės kietųjų dalelių filtravimo sistemos regeneracijos poreikį. Tai galima atlikti važiuojant greitkeliu, palaikant stabilų 110 km/val. greitį. Esant poreikiui gali užsukti į autoservisą, kuriame regeneracija atliekama rankiniu būdu.
Katalizatoriaus gedimas
Akivaizdžiausias ženklas, kad duslintuvą reikia keisti, yra tada, kai automobilio prietaisų skydelyje įsijungia elektroninė įpurškimo lemputė. Tai yra rimtas požymis, kad kai kurie išmetamųjų teršalų mechanizmo komponentai yra sugedę, o kai ši problema kyla dėl katalizinio konverterio, taip yra todėl, kad jo gedimo lygis yra gana aukštas.
Katalizatoriaus gedimus dažnai lemia perkaitimas, į išmetimo sistemą patekusi alyva arba fiziniai pažeidimai. Gera žinia ta, kad kai kurių gedimų galima išvengti laiku pašalinant nedideles problemas. Pvz., netinkamai veikiantys deguonies jutikliai gali skatinti katalizatorių dirbti neįprastai aukštoje temperatūroje, o tai itin kenkia jo ilgaamžiškumui. Netinkamai veikiantis katalizatorius dažnai sukelia eilę ženklų: iš pradžių skydelyje įsižieba „Check engine“ indikatorius, po to sumažėja variklio galia, galiausiai padidėja emisijos ir degalų sąnaudos.
Tinkamai veikiančios išmetimo sistemos svarba
Tinkamai prižiūrima išmetimo sistema yra būtina užtikrinant optimalų variklio veikimą ir - ne mažiau svarbu - prisideda prie aplinkos apsaugos mažinant kenksmingas emisijas. Viena iš svarbiausių problemų, kurias sukelia netinkamai veikianti išmetimo sistema, yra padidėjęs išmetamųjų teršalų kiekis. Variklio išmetamosios dujos, įskaitant anglies monoksidą, azoto oksidus ir angliavandenilius, kenkia aplinkai ir žmonių sveikatai.
Netinkamai veikianti išmetimo sistema taip pat gali sumažinti automobilio degalų naudojimo efektyvumą. Taip yra todėl, kad dėl netinkamai veikiančios išmetimo sistemos variklis gali dirbti intensyviau nei reikia, todėl gali padidėti degalų sąnaudos. Be to, dėl blogai veikiančios išmetimo sistemos gali sumažėti variklio našumas, todėl gali sumažėti pagreitis ir galia.
Norint užtikrinti, kad išmetimo sistema veiktų tinkamai, būtina reguliari jos techninė priežiūra ir remontas. Kai kurie netinkamai veikiančios išmetimo sistemos požymiai: garsus išmetimo garsas (tai dažniausiai įtakoja prakiuręs duslintuvas, todėl patartina kuo greičiau atlikti duslintuvo virinimą), sumažėjęs pagreitis ir degalų naudojimo efektyvumas.
Išmetimo sistema, kaip ir kitos automobilio dalys, gali patirti gedimų dėl nusidėvėjimo ar išorinių veiksnių. Tinkama išmetimo sistemos priežiūra yra būtina, kad būtų užtikrintas automobilio saugumas, efektyvumas ir mažesnis taršos lygis. Reguliari techninė apžiūra gali padėti nustatyti ankstyvuosius gedimus ir juos pašalinti prieš atsirandant rimtesnėms problemoms.
Išmetimo sistemų ateitis
Automobilių išmetimo sistemų ateitis yra glaudžiai susijusi su tvarumo ir aplinkos apsaugos siekiu. Viena iš tokių sričių - elektromobilių, kurių išmetimo sistemos neišskiria jokių teršalų, kūrimas. Kita sritis, kuriai skiriama daugiausia dėmesio, yra efektyvesnių tradicinių vidaus degimo variklių išmetimo sistemų kūrimas. Taip pat vis daugiau dėmesio skiriama išmetimo sistemų, kurios gali paversti kenksmingas dujas naudingomis medžiagomis, kūrimui.