سیستم اگزوز خودرو چگونه کار می‌کند؟
وظیفه یک سیستم اگزوز انتقال مخلوط سوخت و هوای سوخته به خارج از موتور است. اما کار به اینجا ختم نمی‌شود. یک سیستم اگزوز وظیفه تمیز کردن این انتشار و کاهش سر و صدای غیر ضروری ایجاد شده را بر عهده دارد. این سیستم همچنین بر عملکرد کلی خودروی شما تأثیر می‌گذارد. بنابراین در واقع مهم است که چقدر خوب طراحی شده است. به خواندن ادامه دهید تا بدانید که سیستم اگزوز خودرو چگونه کار می کند و چرا نقش حیاتی در خودرو ایفا می‌کند. در ابتدا سیستم اگزوز را باز می‌کنیم تا با اجزای آن بهتر آشنا شویم.
بخش‌هایی از سیستم اگزوز
قبل از بررسی نحوه عملکرد سیستم اگزوز خودرو، باید ببینیم چه قطعاتی در سیستم اگزوز استفاده می‌شود.
- منیفولد اگزوز
وظیفه منیفولد اگزوز جمع آوری گازهای خروجی و هدایت آنها به یک لوله است. این اولین قسمت از سیستم اگزوز است و مستقیماً به موتور متصل می شود.
- سنسورهای اکسیژن
دو سنسور اکسیژن یکی پس از منیفولد و دیگری پس از مبدل کاتالیزور به کار می‌روند. وظیفه آنها سنجش میزان اکسیژن در گازهای خروجی است.
- لوله ها
لوله‌ها به عنوان اتصال به قسمت‌های مختلف سیستم اگزوز عمل می‌کنند و اغلب با در نظر گرفتن فشار بالا طراحی می‌شوند.
- مبدل کاتالیزوری
قسمت بعد از منیفولد اگزوز است و وظیفه آن حذف گازهای مضر از اگزوز مانند NOx و CO است.
- رزوناتور
رزوناتور اگزوز در همه خودروها وجود ندارد. ولی در صورت وجود، رزوناتور درست بعد از مبدل کاتالیزوری قرار دارد و برای کاهش سر و صدا در فرکانس خاصی استفاده می‌شود.
- صدا خفه کن
همانطور که می‌دانید از صدا خفه کن برای کاهش نویز استفاده می شود و با رزوناتور متفاوت است زیرا برای طیف وسیع‌تری از صداها کار می‌کند.
- لوله دم یا اگزوز
نقطه پایانی سیستم اگزوز است و گازهای خروجی را از ماشین خارج می‌کند.
سیستم اگزوز چگونه کار می‌کند؟
پس از چرخه چهارم موتور احتراق، گازهای خروجی تولید می‌شود. منیفولد تمام گازهای خروجی را از محفظه های مختلف به طور همزمان جمع آوری کرده و آنها را از طریق یک لوله عبور می دهد. باز و بسته شدن منیفولد اگزوز توسط یک شیر بازکن کنترل می‌شود.
پس از جمع آوری گازهای خروجی، آنها از طریق لوله‌ها از مبدل کاتالیزور عبور می‌کنند. لوله‌های انبار در این سیستم وجود دارند، بنابراین دارای مخروط های غیر ضروری هستند که بر فشار گازهای خروجی تأثیر می‌گذارد و می‌تواند باعث ایجاد فشار برگشتی شود که منجر به کاهش عملکرد می‌شود. ما پس از اتمام “کار با سیستم اگزوز” در این مورد بحث خواهیم کرد.
از سنسورهای اکسیژن برای بررسی میزان اکسیژن موجود در گازهای خروجی استفاده می‌شود. اکسیژن زیاد به این معنی است که خودرو از سوخت کافی استفاده نمی‌کند و اکسیژن کمتر به معنای مصرف سوخت زیاد است. این داده ها به کامپیوتر خودرو منتقل می شود و بر این اساس نسبت سوخت و اکسیژن را تغییر می‌دهد.
مبدل کاتالیزور یک سیستم پیچیده است که از شیمی برای کاهش NOx و CO مضر به گازهای بی ضرر ساده استفاده می‌کند و این گازها را با دو روش کاهش و اکسیداسیون تجزیه می‌کند. کاهش زمانی اتفاق می افتد که یک ذره NOx از طریق کاتالیزور عبور کند. مبدل کاتالیزور ذرات NOx را به N و O تبدیل می‌کند که هر دو بی ضرر هستند. بنابراین به آن کاهش می‌گویند. اکسیداسیون زمانی اتفاق می افتد که ذرات CO از طریق آن عبور می‌کنند. کاتالیزور یک O دیگر در CO اضافه می کند بنابراین CO2 می شود که در مقایسه با CO بی ضرر است. به این ترتیب، مبدل کاتالیزور گازهای خروجی را تمیز می‌کند.
سنسور اکسیژن دیگری نیز پس از مبدل کاتالیزور به همین منظور وجود دارد. این سنسور اطمینان می دهد که گازهایی که از مبدل کاتالیزور خارج می شوند در واقع CO2 و O هستند. در غیر اینصورت به کامپیوتر خودرو اطلاع می‌دهد که ممکن است خطایی در مبدل کاتالیزور وجود داشته باشد.
برخلاف رزوناتور، صدا خفه کن در همه خودروها وجود دارد. از آنها برای حذف انواع مختلف صداها با جذب هرچه بیشتر استفاده می شود. سیستم اگزوز به لوله انتهایی ختم می‌شود که تمام وظیفه آن بیرون انداختن گازهای خروجی از خودرو است.
همانطور که قبلاً اشاره کردیم، طراحی صحیح لوله‌ها ضروری است زیرا می تواند به افزایش یا کاهش عملکرد خودرو کمک کند.
این را می‌توان با استفاده از فیزیک پایه توضیح داد. اگر شکل مخروطی در لوله وجود داشته باشد، فشار ایجاد می‌شود. این تجمع به دلیل مخروط از بین نمی‌رود و بنابراین گاز خروجی را مجبور به عقب رفتن می‌کند. این حرکت رو به عقب که تحت عنوان فشار برگشتی شناخته می‌شود، به داخل سیلندر باز می گردد و به عنوان نیروی مخالف حرکت پیستون عمل می کند و باعث کاهش عملکرد می‌شود.
اگر بخواهید لوله‌ها را بسیار بزرگ کنید، فشار کافی برای حرکت گازهای خروجی به جلو وجود نخواهد داشت، بنابراین آنها در لوله شروع به سرگردان شدن می‌کنند و تنها زمانی حرکت می کنند که دسته ای دیگر از گازهای خروجی آنها را به جلو هل دهد.
راه حل احتمالی دیگر می تواند حذف مخروط ها باشد، اما حذف آنها می تواند منجر به خروج گازهای خروجی نه از درگاه اگزوز، بلکه از ورودی شود. بنابراین مخروط ها باید طوری ساخته شوند که تا حد ممکن با حرکت گازهای خروجی مخالف باشند و در عین حال از عدم ورود آنها به منیفولد ورودی اطمینان حاصل کنند.
لوله‌های سیستم اگزوز یک قسمت ضروری از یک خودرو است و طراحی آنها باید به طور کامل توسط متخصصان با دانش و با تجربه ساخته شود تا بیشترین عملکرد را داشته باشد.