Účel a princip činnosti výfukového systému

Při provozu motoru automobilu vznikají produkty spalování, které mají vysokou teplotu a jsou značně toxické. V konstrukci vozu je k dispozici výfukový systém, který je ochlazuje a odstraňuje z válců a také snižuje úroveň znečištění životního prostředí. Další funkcí tohoto systému je snížení hluku motoru. Výfukový systém se skládá z řady komponent, z nichž každý má specifickou funkci.

Výfukový systém

Hlavní funkcí výfukového systému je efektivně odvádět výfukové plyny z válců motoru, snižovat jejich toxicitu a hladinu hluku. Vědět, z čeho je výfukový systém automobilu vyroben, vám může pomoci lépe porozumět tomu, jak funguje a co způsobuje potenciální problémy. Konstrukce standardního výfukového systému závisí na typu použitého paliva a také na platných ekologických normách. Výfukový systém se může skládat z následujících součástí:

• Výfukové potrubí - plní funkci odvodu plynů a chlazení (proplachování) válců motoru. Je vyrobena z tepelně odolných materiálů, protože průměrná teplota výfukových plynů je mezi 700°C a 1000°C.
• Přední trubka je trubka složitého tvaru s přírubami pro montáž na rozdělovač nebo na turbodmychadlo.
• Katalyzátor (instalovaný v benzinových motorech ekologické normy Euro-2 a vyšší) odstraňuje z výfukových plynů nejškodlivější složky CH, NOx, CO a mění je na vodní páru, oxid uhličitý a dusík.
• Lapač plamene - instalovaný ve výfukových systémech automobilů místo katalyzátoru nebo filtru pevných částic (jako rozpočtová náhrada). Je navržen tak, aby snižoval energii a teplotu proudu plynu vycházejícího z výfukového potrubí. Na rozdíl od katalyzátoru nesnižuje množství toxických složek ve výfukových plynech, ale pouze snižuje zatížení tlumičů.
• Lambda sonda – slouží ke sledování hladiny kyslíku ve výfukových plynech. V systému může být jeden nebo dva kyslíkové senzory. Na moderních (řadových) motorech s katalyzátorem jsou instalovány 2 senzory.
• Filtr pevných částic (povinná součást výfukového systému vznětového motoru) - odstraňuje saze z výfukových plynů. Může kombinovat funkce katalyzátoru.
• Rezonátor (předtlumič) a hlavní tlumič - snižují hluk výfuku.
• Potrubí - spojuje různé části výfukového systému automobilu do jednoho systému.

Jak funguje výfukový systém

V klasické verzi pro benzínové motory funguje výfukový systém automobilu takto:

• Otevřou se výfukové ventily motoru a z válců jsou odváděny výfukové plyny se zbytky nespáleného paliva.
• Plyny z každého válce vstupují do výfukového potrubí, kde jsou spojeny do jediného proudu.
• Výfukovým potrubím procházejí výfukové plyny z výfukového potrubí první lambda sondou (kyslíkovou sondou), která registruje množství kyslíku ve výfuku. Na základě těchto údajů elektronická řídicí jednotka reguluje spotřebu paliva a poměr vzduch-palivo.
• Poté plyny vstupují do katalyzátoru, kde chemicky reagují s oxidačními kovy (platina, palladium) a redukčním kovem (rhodium). V tomto případě musí být pracovní teplota plynů alespoň 300 ° C.
• Na výstupu z katalyzátoru procházejí plyny druhou lambda sondou, která umožňuje posoudit stav katalyzátoru.
• Vyčištěné výfukové plyny pak vstupují do rezonátoru a následně do tlumiče, kde dochází k přeměně výfukových proudů (zúžení, rozšíření, přesměrování, pohlcení), což snižuje hladinu hluku.
• Výfukové plyny z hlavního tlumiče jsou již odváděny do atmosféry.

Výfukový systém dieselového motoru má některé vlastnosti:

• Výfukové plyny opouštějící válce vstupují do výfukového potrubí. Teplota výfukových plynů vznětového motoru se pohybuje od 500 do 700 °C.
• Poté vstupují do turbodmychadla, které poskytuje podporu.
• Výfukové plyny procházejí kyslíkovým senzorem a vstupují do filtru pevných částic, kde jsou odstraněny škodlivé složky.
• Nakonec výfuk prochází tlumičem vozu a vystupuje do atmosféry.

Vývoj výfukového systému je neodmyslitelně spjat se zpřísňováním ekologických norem pro provoz automobilů. Například od kategorie Euro-3 je povinná instalace katalyzátoru a filtru pevných částic pro benzinové a naftové motory a jejich nahrazení pojistkou plamene je považováno za porušení zákona.