Глушитель — 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.
Основной (задний) глушитель в модели «Выпускная система и катализатор»
Три камеры и три перфорированные трубы: газ проходит через глушитель трижды, меняя направление, звуковые волны гасят друг друга. В средней камере набивка.
Признаки неисправности
Громкий выхлоп, гул в салоне, ржавые пятна и дыры на корпусе снизу, вода капает из швов.
Неисправности, связанные с деталью
Оборвался подвес глушителя. Признаки: на холостом ходу и на неровностях под днищем стучит и дребезжит, глушитель провис, при перегазовке бьётся о кузов. Что происходит внутри: резина подвеса растрескалась от жара и старости и разорвалась. Задний глушитель висит на трубе, качается, нагружает сварные швы и гофру и стучит по кузову. Что проверить: покачать систему рукой на холодной машине, осмотреть все подушки. Подвес меняют, заодно проверяют, не треснула ли труба у переднего крепления глушителя.
Прогорел задний глушитель. Признаки: выхлоп стал громким и «рычащим», в салоне гул, особенно при разгоне. Снизу на корпусе ржавое пятно с дырой. Что происходит внутри: конденсат с кислотами копится в нижней части корпуса и съедает металл изнутри. Газы выходят в обход камер и труб, и звуковые волны больше не гасятся. Что проверить: осмотреть корпус снизу и швы, закрыть срез трубы на холостом ходу и слушать, откуда шипит. Сквозную коррозию варить бесполезно — глушитель 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.