Układ wydechowy jest ważną częścią samochodu, dlatego tak istotne jest dbanie o sprawność działania układu wydechowego a tym samym utrzymanie sprawności całego pojazdu. Przyswojenie podstawowych informacji na temat działania systemu wydechowego z pewnością pomoże nam lepiej zadbać o jego prawidłowe funkcjonowanie.
Układ wydechowy a spaliny
Spaliny to mieszanina gazów i cząstek stałych niebędących gazami. Woda jest także częścią spalin i jest pochodną procesu spalania paliwa, wydostaje się z układu wydechowego najczęściej w postaci pary wodnej. Same spaliny są ubocznym efektem uwolnienia energii podczas tegoż spalania.
Energię można podzielić na trzy części. Pierwsza napędza pojazd, druga jest zużywana w układzie chłodzenia, trzecia wydostaje się na zewnątrz w układzie wydechowym. Uwolnioną energię możemy zaobserwować między innymi w postaci:
• temperatury spalin
• energii potencjalnej
• energii kinetycznej
• wibracji
Zadania układu wydechowego
Głównym zadaniem układu wydechowego jest uwolnienie w bezpieczny sposób spalin do atmosfery, redukując przy tym hałas. Dodatkowym zdaniem układu wydechowego jest oczyszczenie spalin z toksycznych i niebezpiecznych związków spełniając normy międzynarodowe. Sprawny układ wydechowy:
- wspomaga efektywną pracę silnika
- zmniejsza utratę energii do minimum
- wspomaga regulację odpowiedniej temperatury pracy silnika
- gwarantuje dłuższą żywotność części
- materiał, z którego jest wykonany może być poddany procesowi recyklingu
- zmniejszone koszty
Utrzymanie sprawnego układu wydechowego pomoże uzyskać lepsze osiągi pojazdu oraz zmniejszyć koszty eksploatacji. Jakość wydechu możemy sprawdzać, badając jakość spalin. W okresie wzmożonej pracy silnika ilość wydalanych spalin także jest większa i tym ważniejsza wydaje się okresowa kontrola części układu wydechowego.
Wpływ układu wydechowego na środowisko
Katalizator to część układu wydechowego odpowiedzialna za oczyszczenie spalin z substancji szkodliwych dla środowiska. Dodatkowo często jest on pierwszym elementem, na który przenoszone są drgania silnika. Połączenia poszczególnych części układu wydechowego powinny być szczelny, tak aby spaliny nie przedostawały się do wnętrza samochodu. Do zapewnienia szczelności połączeń elementów wydechu stosuje się odpowiednie uszczelki wydechowe, pierścienie wydechowe, pastę uszczelniającą elementy układu wydechowego.
Woda jest również częścią spalin. Para wodna powstaje, gdy spaliny osiągają wysoką temperaturę. Im dalej od silnika temperatura jest coraz niższa, co może powodować kondensację pary wodnej. Skraplanie wody występuje w przypadku gdy temperatura jest niższa lub taka sama jak temperatura kondensacji pary wodnej. W układzie wydechowym jest to zwykle 50 stopni Celsjusza. Kondensacja wody może wystąpić na wszystkich chłodniejszych elementach układu wydechowego, a szczególnie na końcowe tłumika. Skroplona ciecz nie jest czystą wodą, ponieważ zawiera także inne substancje — nazywa się kondensatem. Większość z nich jest wydalana podczas jazdy miejskiej, na małych odcinkach, ponieważ spaliny nie są w stanie odpowiednio ogrzać układu wydechowego.
Przeciwdziałanie powstawaniu kondensatu
Podstawowym zadaniem jest zapewnienie równomiernego ogrzewania wszystkich elementów układu wydechowego. Niestety, gdy silnik jest zimny, temperatura spalin jest zbyt niska, aby zapobiec kondensacji.
Z pomocą przychodzą nowoczesne, specjalne konstrukcje tłumika, które zasysają kondensat z wnętrza układu. Pomocne są również rozwiązania ograniczające emisję ciepła z układu wydechowego na zewnątrz. Zmniejszenie strat energii cieplnej jest również możliwe przy użyciu odpowiednio zespawanych elementów.
Przepływ spalin odbywa się wskutek występowania różnicy ciśnień, pomiędzy ciśnieniem panującym w komorze spalania, podczas otwarcia zaworu wylotowego a ciśnieniem atmosferycznym lub nieco niższym, panującym na końcu układu wylotowego. Różnica ciśnień jest niezbędna do uzyskania prędkości przepływu spalin oraz pokonania oporów przepływu, towarzyszących przepływowi spalin. Opór przepływu spalin przez tłumik, lub sumaryczny przez cały układ wylotowy, to różnica ciśnień mierzona pomiędzy wlotem i wylotem tłumika lub całego układu wylotowego dla silnika pracującego przy prędkości obrotowej mocy maksymalnej. Opór przepływu spalin jest nazywany przeciwciśnieniem spalin. Dla typowego układu wylotowego z katalizatorem, przeciwciśnienie spalin wynosi od 30 do 40 kPa. Typowy tłumik ma przeciwciśnienie spalin 10 kPa.
