آشنایی با سیستم اگزوز و نحوه عملکرد آن
به گزارش فارس کلوب، گاهی وجود بعضی قطعات و اجزا در یک خودرو آن قدر ثابت و همیشگی بوده، که اهمیت عملکرد و سلامت آن ها نادیده گرفته می گردد. غافل از اینکه این قطعات یا اجزا، یکی از حیاتی ترین نقش ها را در فعالیت خودرو بازی می نمایند. یکی از این قطعات اگزوز است. از اهمیت اگزوز همین بس که حتی در ابتدایی ترین خودروهای مجهز به موتور احتراق داخلی نیز شاهد اگزوز بودیم.
همین اهمیت، بر لزوم حفظ سلامت اگزوز و دقت و توجه کافی به عملکرد بی نقص آن تاکید می نماید. در ادامه درمورد نقش اگزوز در خودروهای بنزینی و سیستم عملکرد آن ها بیشتر صحبت خواهیم کرد.
اگزوز چیست و چه کاری انجام می دهد؟
اگزوز به طور کلی از ملزومات تمام وسایلی است که از یک موتور درون سوز بهره می برند. بنابراین تمامی خودروهایی که به موتورهای درون سوز مجهز هستند شاهد اگزوز هستیم.
برای توضیح بیشتر باید افزود که توان خروجی موتور، از احتراق مخلوط سوخت و هوا درون سیلندرها تامین می گردد. اما احتراق انجام شده در درون موتور و سیلندرها، مانند هر انفجار دیگری، مقادری گاز و دود فراوری می نماید که باید از موتور و خودرو خارج گردد. در صورت محبوس ماندن این گازها، موتور جوش آورده و به مرز انفجار می رسد.
این اتفاق موتور را مانند یک زودپز که خروجی بخار آن بسته شده باشد، خطرناک می نماید. البته این تنها وظیفه اگزوز نیست که در ادامه درباره وظایف آن توضیح می دهیم.
اگزوز چه وظیفه ای در خودرو دارد؟
به طور کلی، وظایف اگزوز را می توان به توضیح زیر بیان نمود:
- خروج گازهای متشکل از احتراق بنزین
- کنترل و کاهش سطح آلایندگی خودرو
- کاهش و کنترل صدای موتور و دمای آن
- کاهش و کنترل مصرف سوخت
بدون شک دودی که از اگزوز خارج می گردد، نتیجه مستقیم احتراق انجام شده در موتور با دمای 800 درجه سانتیگراد نیست و در میانه راه، در سیستم اگزوز از لحاظ دما، صدا و آلایندگی کنترل و تعدیل شده است.
سیستم اگزوز چند بخش دارد؟
اگزوز یا سیستم اگزوز نیز مانند بسیاری دیگر سیستم ها و بخش های مختلف خودرو از اجزای کوچکتر تشکیل شده است که در کنار یک دیگر وظایف اگزوز را انجام می دهند.
تمامی اگزوز ها از 3 بخش اصلی تشکیل شده اند که عبارتند از: این قطعات می توانند 3 یا به طور جزئی تر 5 بخش داشته باشند. این بخش ها عبارتند از:
- منیفولد خروجی یا منیفولد دود
- لوله رابط
- لوله اگزوز
دو بخش دیگر نیز در بعضی اگزوزها لحاظ می گردد که این روزها عمومیت بیشتری پیدا نموده اند:
- منبع اگزوز یا انباره اگزوز (صدا خفه کن)
- لوله پخش نماینده دود
در ادامه هریک از این بخش ها را به تفکیک آنالیز خواهیم کرد.
منیفولد دود چیست و چه وظیفه ای در خودرو دارد؟
منیفولد دود یا منیفولد خروجی، به ابتدایی ترین بخش اگزوز گفته می گردد. این بخش شبیه به یک شیر چند شاخه است که به تعداد سیلندرهای موتور رو آن دریچه هایی تعبیه شده است. منیفولد بسته به نوع موتور به دو صورت دیده می گردد. این دو حالت به توضیح زیر است:
- موتورهای خطی : منیفولد تنها در یک سمت بلوک سیلندر تعبیه می گردد.
- موتورهای خورجینی: دو منیفولد را در دو سمت بلوک سیلندر شاهد هستیم.
منیفولد خروجی، دود و گازهای تخلیه شده از سیلندرها را به سمت لوله های اگزوز راهنمایی می نماید. در واقع، منیفولد خروجی نقش ریه موتور را برعهده دارد که با خروج دود ناشی از احتراق امکان ادامه فعالیت و تنفس دوباره به موتور را می دهد.
لوله رابط چیست؟
لوله رابط در واقع در طول سیستم اگزوز کشیده شده و اجزای مختلف این سیستم مانند منیفولد، انباره و سراگزوز را به هم وصل می نماید. لوله رابط از منیفولد تا خروجی اگزوز دادمه دارد و معمولا در زیر خودرو قابل مشاهده است.
سلامت لوله رابط در عملکرد بی نقص سیستم اگزوز اهمیت بالایی دارد. به همین علت، معمولا سازندگان اتومبیل ها هم معمولا سعی می نمایند در این حوزه سخت گیری زیادی نموده و برای این لوله ها از استانداردهای بالایی استفاده نمایند.
کارایی و عمر مفید این بخش را جنس، طول، شعاع قوس ها، قطر اسمی لوله و… مشخص می نمایند تا بتوانند اثرگذارتر ظاهر شوند.
کاتالیست چیست و چه کارایی در سیستم اگزوز دارد؟
احتراق مخلوط سوخت و هوا درون سیلندرها و واکنش شیمیایی انجام شده طی این احتراق، منجر به فراوری بعضی گازهای سمی مانند مونوکسید کربن، هیروکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن می گردد. این گازها درواقع همان آلاینده های محیطی هستند که خودروهای درون سوز فراوری می نمایند. خودروسازان برای کنترل این معضل و کاهش سطح آلایندگی موتورهای درون سوز، از قطعه ای به نام کاتالیست یاری گرفتند.
کاتالیست طی یک فرآیند شیمیایی اندازه این آلاینده ها را کاهش داده و گازهای خروجی از اتومبیل را تبدیل به گازهای غیرسمی و بی خطر می نمایند. کارشناسان می گویند که اگر این قطعه درست کار کند تا 90 درصد این گازهای سمی کاهش می یابد.
کاتالیست که نقش یک فیلتر را در راستا گازهای خروجی بازی می نماید به علت احتیاج به دمای بالای 800 درجه سانتی گراد برای فعالیت، نزدیک به منیفولد تعبیه می شوند.
انباره چیست و کجا قرار می گیرد؟
گفتیم که از وظایف اگزوز کنترل صدای خروج گازها از خودرو است. در نظر داشته باشید که دود خروجی از موتور حاصل یک احتراق است و با فشار بسیار زیاد از لوله اگزوز خارج می گردد. این فشار نیز ایجاد صدای بسیار زیادی می نماید. انباره یا صدا خفه کن اگزوز وظیفه کاهش این صدا را برعهده دارد. انباره اگزوز یک مخزن یا محفظه است که درون آن مجموعه ای از لوله های سوراخ دار تعبیه شده است.
این لوله های سوراخ دار مانند فارس کلوبهای آکوستیک و ناهمگون استودیوها عمل نموده و صدا را مدیریت می نمایند. امواج صدای فراوری شده در موتور، در محفظه انباره و بین این لوله های سوراخ دار منعکس شده تا در نهایت صدای خروج گازها، گوش خراش نباشد. در توضیح دقیق تر باید گفت که موج صدای وارد شده به انباره، به دو بخش تقسیم می گردد.
بخشی وارد محفظه شده و بخشی هم بازتاب می یابد. موجی که وارد محفظه شده، به فارس کلوب منبع خورده و به سمت خارج بازتاب پیدا می نماید. در نتیجه این موج ها داخل منبع اگزوز، به هم خورده و هم را خنثی می نمایند تا در نهایت صدای متعادلی را بشنویم. همه این کارها در انباره اگزوز یا انبار صدا خفه کن اتفاق می افتد.
لوله پخش نماینده دود چیست؟
لوله پخش نماینده دود انتهایی ترین بخش اگزوز است و در واقع همان قسمتی را تشکیل می دهد که ما در بخش انتهایی خودرو شاهد آن هستیم. لوله پخش نماینده دود بلافاصله پس از انباره یا صداخفه کن واقع شده است.
به این ترتیب، گازهای خروجی از سیلندرها، پس از تجمیع در سیلندرها و تصفیه در کاتالیست و کنترل صوت در انباره، به لوله پخش نماینده دود می رسند و از خودرو خارج می گردند. طراحی این بخش به شدت اهمیت دارد چرا که اگر خوب طراحی نگردد، می تواند در شتاب و کارکرد موتور اثر منفی داشته باشد.
چطور طراحی نامناسب اگزوز قدرت خودرو را کم می نماید؟
باید گفت، عملکرد سیستم اگزوز در بازده موتور تاثیر مستقیم دارد. چرا که عدم خروج به موقع، کامل و بی نقص گازهای فراوریی موتور از آن، باعث می گردد که موتور اجازه تنفس مجدد نداشته باشد و بازده آن کاهش یابد.
اصلی ترین علتی که باعث می گردد طراحی اگزوز قدرت موتور را کاهش دهد، عدم خروج گازهای فراوریی موتور با سرعت و فشار کافی است. منیفولد گاز در بالای منیفولد دود نصب می گردد. در این صورت برای بی صدا کردن دود ناشی از احتراق، از 2 صدا خفه کن استفاده می گردد. چنین ایده هایی برای موتورهایی که قدرت زیادی دارند، امری ناگزیر است. در این صورت طراحی این صدا خفه کن ها در کم و زیاد شدن صدای ایجاد شده از اگزوز و موتور، اثرگذار ظاهر می گردد.
این صدا خفه کن ها طوری طراحی می شوند تا گازهای خروجی موتور در آن به تدریج منبسط شده و از گرمایش کم گردد. فشار این گازها هم کاسته می گردد. اگر این فشار کم نگردد، باعث می گردد تا قدرت موتور کمتر گردد. چرا که این فشار منفی می تواند از خروج گازهای فراوری شده در موتور جلوگیری کند.
سیستم اگزوز چگونه قدرت موتور را افزایش می دهد؟
اما سیستم اگزوز همانطور که می تواند قدرت موتور را کاهش دهد، قادر است تاثیر عکس نیز داشته باشد. برای رسیدن به این هدف باید نکاتی را در طراحی و ساخت اگزوز رعایت کرد. این نکات عبارتند از:
- جنس منیفولد که به خروج راحت تر دود یاری می نماید. هرچه سطح منیفولد صیقلی تر باشد حرکت دود راحت تر خواهد بود.
- دقت در محل قرار دادن صداخفه کن ها و کاتالیست تا مقاومت دربرابر خروج دود کاهش یابد
- استفاده از لوله رابط با قطر مناسب تا دود راحت تر خارج گردد
- انتخاب لوله پخش نماینده دود با ابعاد مناسب
به این ترتیب مهمترین عامل در عملکرد اگزوز که منجر به افزایش قدرت موتور می گردد را می توان در همین خروج راحت تر دود از سیلندرها دانست. آنچه به سیلندر اجازه می دهد با سرعت بیشتری کار کند و فضای بیشتری برای ورود مجدد مخلوط سوخت و هوا داشته باشد.
انواع اگزوز و مدل های آن
به طور قطع برای اگزوز نیز انواع مختلفی وجود دارد که در خودروهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این تنوع گاهی به علت احتیاج متفاوت خودروهای مختلف ایجاد شده است و گاهی تنها برای بالا بردن قدرت موتور. در ادامه شما را با انواع اگزوز خودرو آشنا می کنیم.
اگزوز تک خروجی
این نوع در واقع همان مدلی است که به طور معمول در تمامی خودروها مورد استفاده قرار می گیرد و شاهد آن ها هستیم. اگزوز تک خروجی مقرون به صرفه ترین نوع اگزوز است و برای موتورهایی با حجم کمتر مورد استفاده قرار می گیرد زیرا توان خروجی این موتورها کم است و در نتیجه، دود حاصل از عملکردشان زیاد نیست. پس الزامی به خروج سریع تر و بیشتر دود به منظور تامین شرایط بهتر فعالیت برای موتور نیست.
اگزوز دو خروجی
این نوع اگزوز می تواند دود حاصل از عملکرد موتور با سرعت و حجم دوبرابر از خودرو خارج کند. بنابراین برای موتورهای حجیم تر و پرقدرت تر مورد استفاده قرار می گیرد و البته برای این نوع خودروها استفاده از اگزوز دو خروجی یا دوگانه الزامی است.
یکی دیگر از مزایای استفاده از اگزوزهای دوگانه علاوه بر افزایش قدرت موتور، کاهش مصرف سوخت است. از این اگزوزها در خودروهای به موتور توربوشارژ نیز استفاده می گردد.
دوگانه مختلف
این نوع اگزوز مانند اگزوز دوگانه است با این تفاوت که در آن امکان استفاده از لوله های خم شونده نیز وجود دارد. بنابراین از این نوع اگزوز در خودروهایی با ابعاد بزرگتر و موتور حجیم استفاده می گردد.
اگزوز دوطرفه
این مدل نیز یکی از مدل های اگزوز دوگانه است که پیشتر مورد استفاده بود. در این مدل دو خروجی اگزوز در سمت عقب خودرو دیده می شد. اما به علت کارایی بیشتر اگزوزهای دوگانه نو، استفاده از نوع دوطرفه منسوخ شد.
اگزوزهای پرقدرت یا High Performance
این نوع اگزوز که معمولاً برای سوپرکارها (ابر خودروها) مورد استفاده قرار می گیرد، سرعت بالایی در خارج کردن دود به اجرا می گذارند. تفاوت اصلی آن ها در آلیاژ مورد استفاده در ساخت شان است. البته چون صداهای گوشخراش و منحصر به فردی دارند، استفاده از آن ها غالبا در شهر ممنوع است.
این اگزوزها مواردی هستند که معمولا در کمپانی ها به صورت استاندارد در ساخت اگزوز مورد استفاده قرار می گیرند. اما ممکن است تنوع بیشتری در اگزوزها ببینیم که معمولا کار تیونینگ کارها و خودروبازان حرفه ای است که برای ایجاد تنوع و جذابیت صورت می گیرد.
اگزوز چه زمانی خراب می گردد؟
اگزوزها قطعات پراستهلاکی نیستند، اما قطعا این اجزا نیز عمر مصرفی مشخصی دارند. گاهی نیز وارد آمدن ضربه یا موارد دیگر ممکن است آن ها را دچار آسیب کند. اما نکته مهم درمورد خرابی اگزوز، تاثیر مستقیم آن بر عملکرد موتور و خودرو است. بنابراین باید نسبت به علائم خرابی اگزوز دقت کافی داشت. به خصوص که درصورت پیشرفت خرابی اگزوز ممکن است هزینه تعمیرات آن بسیار بالا رود و مخارج دیگری نیز برای موتور ایجاد کند. البته علائم خرابی اگزوز موارد مشخصی هستند. مهم ترین علامت آن صدای غیرعادی از آن است. در ادامه به بعضی دلایل خرابی اگزوز اشاره می کنیم:
- شکستن بست های انباره اگزوز
- پوسیده و مستهلک شده لوله های داخل انبار
- شکستن حلقه اتصال لوله های رابط یا لوله پخش نماینده
- پوسیدگی لوله های رابط
علائم خرابی اگزوز چیست؟
علائم خرابی اگزوز نیز شامل موارد زیر می گردد. مواردی که معمولا نشان از احتیاج به تعویض یکی از قطعات سیستم اگزوز دارد:
- شنیدن صدای غیرعادی از موتور
- پایین آمدن قدرت موتور و کشش خودرو (که معمولا با همین صدای غیرعادی همراه است)
- شنیدن صدای غیرعادی از اگزوز
- ایجاد مشکل در توری کاتالیست
یکی از مواردی که باید در این بخش به آن توجه کرد، مسر عبور و مرور شما با خودرو است. اگر در جاده های پر سنگ لاخ و خاکی تردد می کنید یا منطقه ها مربوط زندگی می کنید، باید نسبت به سلامت اگزوز دقیق تر باشید و در سرویس های دوره ای آن را مورد آنالیز قرار دهید.
بعلاوه، نسبت به عمر اگزوز خود نیز توجه کافی را داشته باشید. عمر مفید اگزوز معمولا پنج سال است که معمولا مسافتی بین 80 تا 150 هزار کیلومتر می گردد.
چرا گاهی صدایی شبیه برخورد دو فلز می شنویم؟
این صدا معمولا به علت رها شدن لوله پخش نماینده دود یا یکی از بخش های سیستم اگزوز از محل اتصال خود است. معمولا لوله های اگزوز از طریق بست های مخصوص به جایی متصل می شوند.
با این حال، با رها شدن اتصالات که ممکن است به دلایل مختلف اتفاق افتد، لوله اگزوز رها شده و به قطعات و بخش های دیگر خودرو حین حرکت برخورد می نماید و این صدا ایجاد می گردد.
صدای غرش اگزوز به چه علت است؟
ایجاد پوسیدگی در سیستم اگزوز که معمولا به علت بالا رفتن عمر آن اتفاق می افتد می تواند در منبع اگزوز ایجاد سوراخ کند. سوراخ شدن منبع نیز در عملکرد باقی بخش های موتور ایجاد اخلال می نماید. ضمن اینکه عملکرد اگزوز رو پرصدا می نماید.
اگر صدایی شبیه به غرش از اگزوز شنیدید، بهتر است سلامت مخزن آن را آنالیز کنید. اگر کاهش قدرت خودرو و افزایش مصرف سوخت آن با چنین علامتی همراه بود، می توانید مطمئن شوید که مشکل از پوسیدگی یکی از بخش های اگزوز به خصوص منبع آن است.
اگر مطالعه این مطلب برایتان مفید بوده است و قصد دارید اطلاعات بیشتری درباره خودرو کسب کنید، پیشنهاد می کنیم که مطلب انواع رنگ دود اگزوز را هم مطالعه کنید.
اگر مطالعه این مطلب برایتان مفید بوده است و قصد دارید اطلاعات بیشتری درباره خودرو کسب کنید، پیشنهاد می کنیم که مطلب انواع رنگ دود اگزوز را هم مطالعه کنید.
منبع: بلاگ دیوار