Rezonátor výfuku automobilu: konstrukční vlastnosti a běžné závady

Na začátku století, kdy se auta teprve učila jezdit, byl výfukový systém vyvinut pouze proto, aby přehlušil hluk motoru. A částečně odstranit toxické plyny od řidiče a cestujících. Globálně se výfukový systém nezměnil 60 let, dokud do něj nebyl vložen katalyzátor. Ale rezonátor byl součástí povinné sady plnohodnotného výfukového systému.

Proč potřebujeme rezonátor?

Jeho hlavním úkolem je snížit hladinu hluku a částečně i vibrace. Vše se děje následovně. Při spalování paliva ve spalovací komoře unikají horké výfukové plyny vysokou rychlostí do výfukového potrubí. Prakticky neodvádí teplo a nesnižuje rychlost plynů a také neovlivňuje zvukové vlny tvořené výbušnými procesy ve válci. Průřez potrubí, kterým plyny procházejí, se také nemění.

V systémech s katalyzátorem je to katalyzátor, který jako první utrpí tepelný šok výfukových plynů. Pokud v systému není katalyzátor nebo je nahrazen pojistkou plamene, jako první se s plyny setká rezonátor. Podle fyzikálních zákonů je pro snížení rychlosti plynů nutné změnit průřez potrubí a směr pohybu a také objem, ve kterém se plyny nacházejí. Proto má rezonátor větší průměr přijímací trubky.

Aby se přinutilo plyny změnit směr, jsou uvnitř tělesa rezonátoru instalovány perforované můstky a perforované vodicí trubky. Propojky tvoří rezonátorové komory a perforace na vodicích trubkách pomáhají tlumit rychlost plynů a podle toho měnit délku kmitů vln. Díky tomu je za rezonátorem ve výfukovém systému výrazně snížena hladina hluku.

Jak rezonátor ovlivňuje výkon?

Každá komora rezonátoru obsahuje jiný objem ve srovnání se svými sousedy, což také pomáhá vyrovnat a změnit délku zvukových vln. To samozřejmě ovlivňuje výkon motoru, protože k pohybu plynů tímto labyrintem je zapotřebí další síla. Odhaduje se různě v závislosti na modelu motoru a typu výfukového systému, ale obecně rezonátor odebírá asi 8-10 % výkonu motoru.

Tento problém se pokusili vyřešit ve 20-30 letech minulého století velmi jednoduchým způsobem. Na vstupu do výfukového systému byla instalována jednoduchá klapka a splitter. Když byla klapka otevřená, plyny volně vycházely, vydávaly spoustu hluku, to vše bylo doprovázeno kouřovou clonou, ale výkon motoru prudce vzrostl o stejných 10-15%. Tlumič bylo povoleno otevřít jen mimo město, takže při vjezdu se klapka zavřela a hluk utichl, jak to tehdejší tlumiče dovolovaly.

Poruchy a řešení problémů

Hlavním nepřítelem každého rezonátoru je rez. Bojovat s ním tradičními metodami je zbytečné. Jakýkoli polymerový nebo organický antikorozní povlak, barva, základní nátěr okamžitě vyhoří, když motor nastartuje. Proto v polovině minulého století začali inženýři používat několik typů oceli pro výrobu výfukových systémů:

● nerezové, drahé, ale velmi účinné nerezové rezonátory také vyhoří, ale jejich životnost je desítkykrát vyšší než u běžných ocelových systémů;

● hliníková ocel, jedná se o konstrukční ocel standardní tloušťky, ale potažená tenkou vrstvou hliníku, vydrží pět let a je nejběžnějším materiálem pro levné vozy;

● běžná ocel, natřená žáruvzdornou základní barvou, vydrží na našich silnicích asi rok.

Odtud první porucha rezonátoru – odtlakování v důsledku vyhoření pouzdra. Ve většině případů se zrezivělý rezonátor jednoduše vymění, ale ve vzácných případech, kdy to stav kovu umožňuje, můžete nainstalovat záplatu a počkat ještě pár měsíců.

Známky vyhoření jsou zcela jasné. Jedná se o průnik plynů směrem ven a vysokou hladinu hluku ve střední části výfukového systému. Abyste se ujistili, že tělo rezonátoru vyhořelo, není nutné jej odstraňovat. Zkušený technik určí stav systému na výtahu a diagnostikuje jej. Oprava korozí poškozené plechovky rezonátoru však ve většině případů není z hlediska logiky a vyhazování peněz opodstatněná. Je lepší koupit nový.

Druhým problémem, na který může řidič narazit, je koksování komor rezonátoru. Příčinu sazí v systému je možné zjistit pouze pomocí kompletní diagnostiky motoru, ale s největší pravděpodobností budete muset věnovat pozornost zapalovacímu systému, časování ventilů a složení směsi paliva a vzduchu.

Pokud jde o čištění komor rezonátoru, to má smysl v případech, kdy je vnější stav pouzdra uspokojivý. Pro čištění komor je nutné otevřít pouzdro, odstranit karbonové usazeniny a saze a poté sestavit rezonátor svařováním. Je to hodně práce, otevírání a montáž plechovky trvá dlouho, takže pokud samotný rezonátor není příliš drahý a není vyroben z nerezové oceli a najeto výfukový systém je více než 80-90 tisíc km, jeho výměna bude vypadat racionálněji.

Vyplatí se instalovat přímoproudý rezonátor?

Konstrukce přímoproudého rezonátoru se od klasického liší tím, že plyny na své cestě na svobodu neprocházejí labyrintem komor a děrovaných trubek a přepážek. Dopředný proud, nebo jak se tomu říká, silnější, je zpravidla stejné těleso rezonátoru, ale uvnitř je místo komor, membrán a přepážek instalována pevná perforovaná trubka stejného průměru jako celý výfukový systém.

Pokud nainstalujete silnější, zvuk se jistě změní. Pouze odborník obeznámený s konkrétním, individuálním motorem a konkrétním výfukovým systémem může říci, jak moc rezonátor s přímým prouděním ovlivní výkon. Proto se stále nevyplatí lichotit si myšlenkou, že po instalaci přímoproudého rezonátoru se výkon znatelně zvýší.

Výfukový systém je každopádně přesně vypočítaný řetěz, ve kterém záleží na každém článku a jakákoliv nepromyšlená změna jeho charakteristiky je jen velmi těžko předvídatelná.

Výfukový systém automobilu je potřebný k odstranění a čištění výfukových plynů automobilu a také k potlačení jeho hluku. Konstrukce výfukového systému a stabilní provoz jeho součástí ovlivňují výkon motoru. Mohou vést k poklesu výkonu při poruchách nebo ke zvýšení výkonu při úpravě výfukových plynů. Podívejme se podrobněji na to, jak se tento vliv projevuje.

Z jakých součástí se výfukový systém skládá?

Výfukový systém automobilu se skládá z několika postupně umístěných jednotek spojených potrubím pro přepravu plynů. Skládá se z následujících komponent:

• Rozdělovač – spojuje plyny vycházející z několika otvorů motoru do jednoho proudu pro přepravu systémem.
• Katalyzátor – čistí proudění, snižuje obsah výfukových plynů jejich přirozenou filtrací a kondenzací.
• Rezonátor – snižuje hladinu hluku, ke které dochází, když jsou plyny dodávány do systému pod tlakem generovaným v důsledku vznícení paliva.
• Tlumič je další zařízení nezbytné ke snížení hladiny hluku. Liší se tím, že tělo tlumiče je vyrobeno z materiálů pohlcujících zvuk, které rozptylují zvukové vlny.

Konfigurace výfukového systému se liší v závislosti na vlastnostech vozidla, výkonu, umístění motoru a dalších parametrech. Ale nakonec má tradiční uspořádání, které poskytuje požadované výkonové vlastnosti.

Úlohy výfukového systému. Jeho vliv na spalovací motor

Výfukový systém je instalován na vozech se spalovacím motorem benzinového nebo naftového typu, při jehož provozu vzniká značné množství výfukových plynů v důsledku spalování paliva uvnitř. Vyžaduje se pro následující:

● Stabilizace chodu motoru – spalování paliva je možné pouze při stálém průtoku paliva a s ním smíchaného vzduchu nasyceného kyslíkem. Vzniklé páry musí být po spalování ihned odstraněny ze spalovací komory, jinak budou překážet vznícení paliva.

• Čištění výfukových plynů – odstranění karcinogenních sloučenin z výfuku pomáhá snižovat znečištění ovzduší, což je důležité zejména ve velkých městech, kde velké množství automobilů vede k výraznému znečištění ovzduší. Existují normy, podle kterých jsou klasifikována vozidla vybavená výfuky s různými úrovněmi čištění.
• Snížení hladiny hluku z provozu motoru – pro pohyb pístů je třeba střídavě vstřikovat palivo a následně explodovat v různých komorách. Proces provází výrazný hluk, jehož potlačení má na svědomí i výfukový systém.
• Snížení teploty plynů – při průchodu všemi součástmi výfukového systému dochází ke snížení teploty plynů vznikajících při spalování paliva, což umožní jejich odvod bez rizika poškození částí karoserie a dalších negativních následků.

Stabilní výfukový systém udržuje výkon motoru v rámci továrního standardu. Poruchy jeho součástí mohou mít negativní dopad na výkon a rychlost otáčení.

Co se stane, když je rezonátor poškozen?

Rezonátor se skládá z válcového tělesa, ve kterém prochází perforované potrubí výfukového systému. Trubka je perforovaná nebo prasklá na několika místech, přičemž je držena žebry pouzdra. Heterogenní konstrukce umožňuje odvést rázové zatížení vznikající v důsledku chodu motoru, tlumí nejen akustický dopad, ale také odstraňuje mechanické vibrace, které negativně ovlivňují karoserii a snižují úroveň jízdního komfortu.

Pokud dojde k proražení tělesa rezonátoru vlivem nárazů na překážky, mohou v něm vzniknout otvory, které povedou ke zvýšené hlučnosti a úniku plynů. Někteří řidiči se této části výfukového systému zbavují za účelem zvýšení hluku motoru. Je rozšířeným názorem, že po odstranění rezonátoru se výkon zvýší, protože se sníží odpor proti průchodu proudu plynu. Jedná se o kontroverzní rozhodnutí, které nepřináší praktické výhody, ale má negativní dopad na výkon stroje. Odstranění rezonátoru vede ke snížení výkonu motoru v důsledku nerovnoměrného rozložení oblastí vysokého a nízkého tlaku. Výpočty provedené výrobcem jsou porušeny.

Rezonátor má rozdíly ve svém designu na různých modelech automobilů, které se liší výkonem motoru, ale jeho funkce jsou stejné. Nachází se v oblasti mezi katalyzátorem a hlavním tlumičem, kde se aktivně projevují vibrace, které v systému vznikají při průchodu zvukové vlny a změně tlakového rozdílu.

Co se stane, když je katalyzátor ucpaný?

Katalyzátor je filtr, který zachycuje a blokuje saze a kouřové znečišťující látky. Jeho konstrukce se může u různých modelů lišit, obsahuje několik filtračních mřížek a tenčích porézních filtrů, na jejichž povrchu se usazují nečistoty. Katalyzátor je umístěn hned za potrubím, jako první se setkává s výfukem, odstraňuje z něj většinu nečistot, snižuje teplotu a také mírně snižuje hladinu hluku.

Katalyzátory se rozpadají v důsledku ucpaných filtračních materiálů. K tomu dochází při používání po doporučené lhůtě výměny nebo v důsledku použití paliva nízké kvality. Příčinou může být špatně seřízený vstřik, kvůli kterému palivo zcela neshoří a tvoří se zvýšené množství sazí.

Když se filtry katalyzátoru ucpou, jejich průchodnost se sníží. Klesá tlak ve výfukovém potrubí, hůře hoří palivo, tvoří se zbytky, klesá výkon motoru. Pokud si všimnete takových problémů, bude nutné vyměnit katalyzátor. Je téměř nemožné jej obnovit a pro obnovení funkčnosti je kontaminovaná část odříznuta a na její místo je instalována nová s podobnými vlastnostmi.

Tento proces vyžaduje dovednosti a vybavení, takže se často provádí v servisním středisku, jako je toto. Porucha katalyzátoru je jednou z hlavních příčin sníženého výkonu motoru.

Poruchy tlumiče

Hlavní blok tlumiče je obdélníková nádoba se zaoblenými stranami pro lepší dynamiku a tlumení zvukových vln. Uvnitř má materiál pohlcující zvuk a také rozděluje trubku na dvě části. Tato konstrukce pomáhá tlumit vibrace a zvukové vlny, v důsledku toho v této fázi dochází ke konečnému snížení hluku a stabilizaci teplot plynů.

K poruchám dochází v důsledku ucpání a mechanického poškození. Poznáte je podle zvýšené hlučnosti, nepříjemných pukavých zvuků a vibrací výfukového potrubí umístěného pod nárazníkem. V některých případech výkon motoru klesá. Problém je vyřešen výměnou jednotky tlumiče výfuku nebo její opravou, která zahrnuje svařování karoserie, utěsnění spojů a další etapy práce nezbytné za daných okolností.

Co znamená problém a co ovlivňuje?

Popsané poruchy a poruchy katalyzátoru, rezonátoru nebo přímého tlumiče vedou k následujícímu:

• Zvyšuje se hladina hluku – se ztrátou tovární stabilizace odvodu hluku se výrazně mění tón i hlasitost motoru a objevuje se necharakteristický řev. Překročení povolené hladiny hluku může mít za následek pokutu.
• Výkon klesá – nestabilní distribuce plynu zhoršuje trakci, což vede k tomu, že palivo zcela neshoří. Výkon motoru klesá ve všech provozních režimech, tvoří se saze, usazují se na vnitřních částech a zhoršují jejich výkon.
• Spotřeba paliva se zvyšuje – nefunkční motor začne spotřebovávat více paliva. V závislosti na úrovni poškození se indikátor může zvýšit o 5–15 % nebo více.
• Stabilita v chodu motoru se ztrácí – spalování neúplného objemu přiváděného paliva, změny komprese vedou k tomu, že výkon může naskočit kvůli skutečnosti, že motor pracuje nestabilně. To se projevuje škubáním při pohybu.

Pokud zjistíte některý z popsaných příznaků, měli byste okamžitě kontaktovat servisní středisko, aby posoudilo stav výfukového systému. Poškozené díly musí být pokud možno vyměněny nebo opraveny.

Jak zvýšit výkon motoru pomocí výfukového systému

Jedním z úkolů výfukového systému je odstranění vzniklých zplodin hoření a vytvoření tahu pro zajištění normálního chodu spalovacího motoru. V praxi můžete zvýšit výkon motoru instalací potrubí s větším průměrem. Zvětšení průchozího otvoru umožní účinnější odvod spalin, čímž se zvýší výkon motoru.

Toto řešení se často používá jako metoda technického ladění automobilů a má určitou účinnost. Standardní výfuk ale nelze jednoduše vyměnit za jiný s větším průměrem průtoku. Je nutné pečlivě vybrat požadovanou úpravu a provést výpočty tahu, aby se eliminovaly negativní vlivy na motor.

Podobný efekt lze dosáhnout instalací výfuku s kratší délkou vedení. Existují také takzvané modely s přímým průtokem, které dokážou zvýšit výkon, ale zároveň zvýšit hluk a emise při provozu.

Vyplatí se dělat změny na továrním výfuku pro zvýšení výkonu?

Uvedené změny mohou zvýšit výkon motoru. Ovlivňují ale také jeho spolehlivost a životnost. Jakékoli technické změny vedou k porušení základní konfigurace vozu, kalkulované výrobcem vozidla. Zvětšení průměru potrubí povede nejen k lepší průchodnosti a rychlejšímu, efektivnějšímu odvodu plynů, ale také ke zvýšení zatížení motoru v důsledku detonace a spalování paliva. Zvyšuje se úroveň vibrací a provozní teplota, což může způsobit spálení oleje uvnitř.

Přetížení motoru dramaticky ovlivňuje jeho životnost. Zvyšování výkonu pomocí řemeslných metod změnou konfigurace výfukového systému proto vždy vede k negativním důsledkům.

Závěr

Shrneme-li, můžeme říci, že existuje přímá úměra mezi výkonem motoru a výfukovým systémem. Aby nedošlo ke ztrátě výkonu a výkonu vozu, je nutné udržovat výfuk v provozuschopném stavu a pravidelně provádět servis a údržbu.

Aktuální zprávy na telegramovém kanálu portálu: t.me/Alleasing_ru