Выпускной коллектор — часть системы «Выпуск». Здесь показан бензиновый вариант. У дизеля очистка может включать сажевый фильтр и систему SCR. Катализатор не делает выхлоп безопасным для вдыхания.
Выход из цилиндра
Выпускной клапан открывает канал для газов.
Очистка
Прогретый катализатор помогает уменьшать вредные выбросы.
Снижение шума
Глушитель уменьшает шум, газы выходят по трубе.
Выпускной коллектор в модели «Выпускная система и катализатор»
Чугунный коллектор «4 в 1» собирает газы четырёх цилиндров. На полной нагрузке газы у фланца головки нагреты до 850–950 °C, коллектор раскаляется докрасна.
Признаки неисправности
Тиканье или стрекотание на холодную, которое пропадает при прогреве; запах выхлопа под капотом; трещина или прогоревшая прокладка у фланца.
Неисправности, связанные с деталью
Подсос у фланца перед датчиком. Признаки: на холодную слышно частое тиканье у двигателя, под капотом пахнет выхлопом. Смесь «плавает», растёт расход, может появиться ошибка «смесь бедная». Что происходит внутри: прокладка фланца прогорела. В паузах между выхлопными импульсами через щель подсасывается наружный воздух, и датчик видит лишний кислород. Блок принимает это за бедную смесь и добавляет топливо — на самом деле смесь становится богатой. Что проверить: слушать на холодном двигателе, проверить фланец и шпильки на сажу, закрыть срез трубы тряпкой на холостом ходу (осторожно!) — будет шипение у щели. Прокладку и самоконтрящиеся гайки меняют.
Как выхлоп становится тише и чище
Из цилиндров выходит газ с температурой до 900 °C, давлением импульсов и примесями: угарный газ CO, несгоревшие углеводороды CH и оксиды азота NOx. Выпускная система отводит его, очищает и глушит.
Собрать и измерить. Коллектор собирает газы четырёх цилиндров в одну трубу. Датчик кислорода сразу за ним сообщает блоку состав смеси.
Нагреть катализатор. Платина, палладий и родий работают только горячими: около 250–300 °C половина вредных газов уже превращается. Поэтому катализатор ставят ближе к двигателю.
Держать λ = 1. В богатой смеси не хватает кислорода, чтобы дожечь CO и CH; в бедной некому забрать кислород у NOx. Блок качает смесь вокруг λ = 1, а катализатор сглаживает эти качания запасом кислорода.
Погасить звук. Средний глушитель поглощает шум волокнистой набивкой, задний — отражением волн в камерах. Подвесы не пускают вибрацию в кузов.
Упрощения модели
Трасса укорочена примерно вдвое, двигатель показан силуэтом. Нагрев катализатора ускорен в 4 раза.
Сигналы датчиков и эффективность посчитаны по упрощённым формулам, без химической кинетики и точного запаса кислорода.
Перфорация и вата нарисованы текстурой, отверстия в трубах не моделируются по отдельности.
Уровень шума — оценка, а не расчёт акустики.
Связанные узлы и детали
Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.