Кіріспе
Ішкі жанатын қозғалтқыштың бөлігі
Қоқыс шығару жүйесі қозғалтқыш немесе пештегі бақыланатын жанудан шыққан газдарды сыртқа шығаруға арналған. Жүйенің өзі қозғалтқыштан түтін газдарды тасымалдайды және бір немесе бірнеше түтін құбырларын қамтиды. Жүйенің жалпы құрылысына байланысты, газдар мыналардың бірі немесе біреуі арқылы өтуі мүмкін:
Цилиндр басы және түтін жинағышы.
Қозғалтқыштың қуатын арттыру үшін турбина. Ауаның ластануын азайту үшін каталитикалық түрлендіргіш. Шуды азайту үшін глушитель (Солтүстік Америка) / үндi таратқыш (Ұлыбритания/Үндістан).
Cylinder head and exhaust manifold
A turbocharger to increase engine power. A catalytic converter to reduce air pollution. A muffler (North America) / silencer (UK/India), to reduce noise.
Құрылыс критерийлері
Құрылғының түтін шығару құбыры уытты және/немесе зиянды газдарды машина пайдаланушылардан қашықтату үшін мұқият жобалануы тиіс. Егер ішкі генераторлар мен пештер дұрыс түрде сыртқа шығарылмаса, олар жабық кеңістікті углеводородтар, көміртек монооксиді және азот оксидтері сияқты уытты газдармен жылдам толтырады. Сондай-ақ, көптеген машиналардан шығатын газдар өте ыстық болады; құбырдың ыстыққа төзімді болуы керек, және ол жануға немесе ыстықтан зақымдануға ұшырауы мүмкін нәрселердің жанынан өтуіне болмайды. Стационарлық құрылыста түтін шығару құбырының қызметін дымқыл атқарады. Ішкі жану қозғалтқышы үшін ең жоғары тиімділікке қол жеткізу үшін шығару жүйесін "реттеу" (реттелген шығару туралы ақпаратты қараңыз) маңызды. Бұған қоса, ол әр елде сақталатын регламенттік нормаларға сәйкес келуі керек. Қытайда – China 5; Еуропа елдерінде – EURO 5; Үндістанда – BS 4 және т.б.
Мотоциклдер
Көптеген мотоциклдерде шығарылатын газ жүйесінің барлығы немесе көп бөлігі көрінеді және әшекей ретінде хромдалған болуы мүмкін. Кейінгі сатылымдағы шығарылатын газ құралдары болаттан, алюминийден, титаннан немесе көміртек талшығынан жасалуы мүмкін. Мотоциклдің шығарылатын газы қозғалтқыштың түріне және оның арналуына қарай түрлі болады. Екі цилиндрлі мотоциклдерде тәуелсіз шығарылатын газ бөлімдері болуы мүмкін, мысалы, Kawasaki EX250 (АҚШ-та Ninja 250 немесе GPX 250 деп те аталады), немесе "екіден бірі" (2-1) деп аталатын жалғыз шығарылатын газ бөлімі болуы мүмкін. 4 цилиндрлі мотоциклдер, Kawasaki-дің ZX сериясы, Honda-ның CBR сериясы, Yamaha-ның YZF сериясы, кейінірек R6 және R1 деп аталғандары, және Suzuki-дің GSX-R сериясы сияқты суперспорттық мотоциклдер көбінесе екі шығарылатын газ жүйесімен жабдықталған. "Толық жүйе" кейінгі сатылымдағы қосымша құрал ретінде сатып алынуы мүмкін, оның орналасуына байланысты 4-2-1 немесе 4-1 деп те аталады. Бұрын бұл мотоциклдер стандартты түрде бір шығарылатын газ сөндіргішімен келетін, бұл практика 2000 жылдардың басына дейін сақталды, бірақ Еуроодақтың шу және ластану регламенттері осы практиканы тоқтатты, ал компанияларды мотоциклдің қуатын арттыру үшін басқа әдістерді пайдалануға мәжбүр етті.
Жүк көліктері
Көптеген жүк көліктерінде түтін шығару жүйесінің барлығы немесе көп бөлігі көрінеді, көбінесе тік түтін құбырымен. Мұндай жүк көліктерінде дыбыс жұмсартқыш, ыстық бетіне тигенде адамдардың күйіп қалмауы үшін тесіктелген металл қабықпен қоршалған болады. Бұл қабық көрнекі әсемдеу үшін хромдалған болуы мүмкін. Қозғалтқыш пен дыбыс жұмсартқыш арасындағы құбырдың бөлігі көбінесе икемді металл өнеркәсіптік түтіктерден жасалады, ол қозғалтқыштан туындаған дірілдің түтін шығару жүйесіне таралуын болдырмауға көмектеседі. Кейде үлкен дизельдік түтін құбыры тік орнатылады, осылайша ыстық, зиянды газдарды адамдардан алысқа таратады; мұндай жағдайларда түтін құбырының ұшында сыртқы заттардың, құстардың және жаңбыр суының ішке түсуін болдырмау үшін шарнирлі металл қақпақ болады. Бұрын Ұлыбританияда жүк көліктерінің түтін шығару жүйелері көбінесе шассидің астында көзден жасырылған.
Екі соққылы қозғалтқыштар
Екі такты қозғалтқышта, мысалы, мотокросс велосипедтерінде қолданылатында, қа шығару құбырындағы кеңейту камерасы деп аталатын дөңгелек, қа шығару қысымын пайдаланып, сорғы құрады. Бұл сорғы сіңіру тактысы кезінде цилиндрге көбірек ауа мен отынды сорады. Осы арқылы қуат және отынның тиімділігі артады. Каденаци әсеріне қараңыз.
Сыртқы моторлар
Сыртқы моторларда, әдетте, эгзосты жүйе қозғалтқыш құрылымы арқылы тік өтеді және су үстінен шығатын шуды азайту үшін су астына жіберіледі, кейде пропеллердің ортасы арқылы.
Манифольд немесе бас
Көбінесе өндірістегі қозғалтқыштарда коллектор – екі немесе одан көп цилиндрден шыққан эзост газын бір құбырға жинауға арналған құралым. Манифольдтар көбінесе штаттық өндірістегі автомобильдерде құйма темірден жасалады және металл мөлшерін азайту, орынды үнемдеу немесе өндіріс шығындарын төмендету сияқты материалды үнемдейтін конструкциялық ерекшеліктерге ие болуы мүмкін. Бұл конструкциялық шектеулер көбінесе тиімді, бірақ қозғалтқыштан газдарды шығарудың ең тиімді жұмысын атқара алмайтын дизайнға әкеледі. Тиімсіздіктер көбінесе іштен жану қозғалтқышының және оның цилиндрлерінің сипатына байланысты болады. Цилиндрлер әртүрлі уақытта жұмыс істейтіндіктен, эзост газы олардан әртүрлі уақытта шығады, ал бір цилиндрден шығатын газдың қысым толқындары басқа цилиндр жұмыс істегенде, эзост жүйесі арқылы толық босатылмауы мүмкін. Бұл қозғалтқыштың шын өнімділік мүмкіндіктерін шектейтін эзост жүйесінде кері қысым мен кедергі тудырады. Болат түтіктерден жасалған эзост шығу конфигурациясының теріс қасиеттеріне қарамастан, қозғалтқыш компоненттерін жобалайтын инженерлер дәстүрлі құйма темір эзост манифольдін оның жылуды басқару қасиеттері мен басқа эзост шығу дизайн түрлеріне қарағанда ұзақ қызмет ету мерзімі сияқты оң қасиеттері үшін таңдайды. Header (бастық) – өнімділік үшін арнайы жасалған коллектор. Жобалау кезінде инженерлер салмақ пен құнға емес, эзост газының оңтайлы ағысына назар аударады. Бұл дизайн цилиндрлерден эзост газын тиімдірек шығаратын бастыққа әкеледі. Бастықтар әдетте дөңгелек болат түтіктерден жасалады, олардың иілістері мен бүгілулері әр цилиндрдің эзост портынан ортақ шығуға дейінгі жолдардың ұзындығын теңеу үшін және қысым толқындарының басқа цилиндрлерге емес, шығуға қарай ағынын қамтамасыз ету үшін есептеледі. Тюнингтелген бастықтар жиынтығында түтіктердің ұзындығы белгілі бір қозғалтқыш айналымдарының диапазонында эзост ағынын жақсарту үшін мұқият есептеледі. Қозғалтқыштың қуатын арттырудың кең таралған тәсілі – жаңартылған бастықтарды пайдалану. Қуаттың артуы көбінесе түтіктердің көлденең қимасының үлкен ауданынан (эзост газына кедергіні азайту) және/немесе түтіктердің ұзындығын қысым толқыны эзост газын шығаруға көмектесетіндей етіп жобалаудан туындайды. Тізбекті төрт цилиндрлі және V8 қозғалтқыштар үшін эзост манифольдтары әдетте 4-2-1 (төрт түтік екіге біріктіріледі, содан кейін осы екі түтік бірігіп, біреуге айналады) немесе 4-1 (төрт түтік тікелей біреуге біріктіріледі) конструкциясы болып табылады. Бастықтарды әдетте автомобильдерді жасайтын компаниялар шығарады, бірақ кейде автомобиль сауда орындарының жоғары өнімділік бөлшектері бөлімінен де сатып алуға болады. Көбінесе автомобильдің өнімділігін жақсы көретін адамдар өздерінің автомобильдеріне арналған сенімді, тиімді және жақсы жасалған бастықтарды шығаруға маманданған компаниялар жасаған бастықтарды сатып алады. Бастықтарды арнайы шеберханада да тапсырыс бойынша жасауға болады. Кейбір қосымша нарықтағы бастықтарда қолданылатын жетілдірілген материалдарға байланысты бұл қымбатқа түсуі мүмкін. Дегенмен, эзост жүйесін кез келген автомобильге арнап жасауға болады және ол әдетте автомобильдің қозғалтқышына немесе дизайнына ерекше тән емес, тек қозғалтқышқа дұрыс қосылуын қамтамасыз ету қажет. Бұл әдетте жобалау кезеңінде дұрыс өлшемдерді таңдау және қозғалтқышқа арналған дұрыс тығыздауыштың түрін және өлшемін таңдау арқылы жүзеге асырылады.
Катализатор
Кейбір жүйелер (катализсіз немесе декатализсіз жүйелер деп аталады) катализаторды жояды. АҚШ заңнамасы бойынша каталитикалық түрлендіргіштің болуы міндетті. Тек "жолдан тыс" режимде пайдаланылатын көлік құралдарынан түрлендіргіштерді алып тастауға рұқсат етілмейді. Автомобильдегі каталитикалық түрлендіргіштің басты мақсаты – атмосфераға шығатын зиянды углеводородтар, көміртек монооксиді және азот оксидтерінің шығарындыларын азайту. Олар ластанған түтін газдарын су мен көмірқышқыл газына түрлендіретін арқылы жұмыс істейді. Каталитикалық түрлендіргіштердің тиімді жұмыс істеуі үшін белгілі бір температураға жетуі қажет. Егер каталитикалық түрлендіргіштер қажетті ағынға арналмаса немесе бітелсе, кері қысым тудыруы мүмкін. Мұндай жағдайларда, каталитикалық түрлендіргішті жаңарту немесе алып тастау жоғары айналымдарда қуатты арттыруға мүмкіндік береді. Дегенмен, каталитикалық түрлендіргіш – көліктің шығарындыларды бақылау жүйесінің маңызды бөлігі, сондықтан стандартқа сай келмейтін өнім көліктің жолға жарамсыз болуына әкелуі мүмкін.
Құбырлар
Қоқыс шығару жүйесінің барлық жеке компоненттерін байланыстыратын құбырлар қоқыс шығару құбыры деп аталады. Егер диаметрі тым кіші болса, жоғары айналымдардағы қуат төмендейді. Диаметрі тым үлкен болса, төмен айналымдардағы айналым моменті төмендеп, қоқыс шығару құбыры жерге жақын орналасып, көлік қозғалып тұрғанда соқтығысып, зақымдану қаупі артады. Екі құбырлы қоқыс шығару жүйесі бар көліктерде екі құбырды біріктіру үшін көбінесе кроссовер құбыры қолданылады. Кроссовер құбырларының кең таралған түрлері – пішініне байланысты "H құбыры" деп аталатын тік құбыр немесе біртіндеп бірігіп, кейін бөлінетін бұрышты құбырлар ("X құбыры").
Тынықтыру
Түпкі жабдықтан келген глушительдер әдетте, дыбыс толқындарын глушительдің артқы, алдыңғы және бүйір жақтарынан қайтара отырып, шығарылған газдан таралатын шу деңгейін төмендетеді. Олар үкіметтік ережелерде талап етілетін максималды рұқсат етілген шу деңгейіне сәйкес жасалған, бірақ кейбір түпкі жабдықтан келген глушительдер қарсы қысымның маңызды көзі болуы мүмкін. Шыны талшықты глушительдер (кейде "пушкалар" немесе "хот-догтар" деп те аталады) – ішкі тесікті түтік, сыртқы қатты түтік және екі түтік арасындағы шыны талшықтан жасалған дыбыс оқшаулағышынан тұратын тік өтетін конструкциялы глушительдер. Олардың кері қысымы түпкі жабдықтан келген глушительдерге қарағанда аз, бірақ дыбыс деңгейін төмендетуде тиімділігі төмен. Тағы бір кең таралған глушитель түрі – камералық глушитель, ол кеңейту камерасының ішінде орналасқан концентрлік немесе эксцентрлік құбырлардан тұрады. Бұл құбырлар дыбысты өздеріне өткізіп, дыбыс толқындарын құбырдың жабық, тегіс ұштарына шағылыстырады. Бұл шағылыстар бір-бірін жартылай жойып, шу деңгейін төмендетеді. Резонаторлар – бұл құбырдың диаметрі ұлғайтылған бөліктері, олар дыбыс толқындарының қабырғалардан шағылып, өшірілуіне мүмкіндік береді, соның салдарынан шу деңгейі төмендейді. Резонаторларды глушительдерде немесе жеке түрде эгзосты жүйесінің бөліктері ретінде қолдануға болады.
Шығарылатын газ және шығыс құбырлары
Жүк машиналарында кейде шуды басу құрылғысы (сильencer) кабинаның алдыңғы жағында көлденең орналасады, ал оның шығару түтігі (tailpipe) жаққа қарай соғады (сол жақта жүргізсе оң жаққа, оң жақта жүргізсе сол жаққа). Жолаушылар көлігінің артқы бамперінің астынан шығатын эгзостың орны көбінесе көлік қай ел нарығы үшін жасалғанын көрсетеді, яғни жапондық (және кейбір ескі британдық) көліктерде эгзост оң жақта орналасқан, сол жақта жүретін елдерде тротуардан алшақтау болуы үшін, ал еуропалық көліктерде эгзост сол жақта орналасқан. Ашық ауаға шығаратын, көліктің эгзост жүйесінің көрінетін жалғыз бөлігі көбінесе тік немесе бұрышты кесілген, бірақ әдемі ұшы (tip) болуы мүмкін. Ұшы кейде хромдалған. Ол көбінесе эгзост жүйесінің қалған бөлігінен үлкенірек құбырдан жасалған. Бұл соңғы қысымды төмендетіп, көліктің сыртқы түрін жақсарту үшін қолданылады. 1950 жылдардың соңында АҚШ-та автокөлік стилінде артқы бампердің екі жағынан эгзост шығатын тесік жасау тренді болды. Екі шығыс V8 қозғалтқышының қуатын білдірді, және бұл дизайнмен тек ең қымбат көліктер (Cadillac, Lincoln, Imperial, Packard) жабдықталды. Бұған себеп, сол кездегі люкс машиналарын артқы бөлігі тым ұзын болғандықтан, көлік пандустардан өткенде эгзост құбыры жерге тиіп сызатын. Бұл тренд клиенттер артқы бөліктің төмен қысым аймағы екенін, эгзосттан қара шығыр жиналып, оның қышқыл құрамы хромдалған артқы бамперді тозуға шалдықтыратынын байқағаннан кейін жойылды. Автобустарда, жүк көліктерінде, тракторларда немесе экскаваторларда тік эгзост құбырлары (кабинаның артындағы «үйірмелер» немесе құбырлар) болса, олардың ұшы жиі қисайтылған немесе газ ағынымен жолдан ығыстырылатын иілмелі қақпақпен жабылған, бұл эгзост құбырына сыртқы заттардың (көлік пайдаланылмағанда эгзост құбырына қонған құстың нәжісі сияқты) ілесіп кетуіне жол бермеу үшін жасалады. Кейбір жүк көліктерінде, егер шуды басу құрылғысы (muffler) шассидің астында алдыңғы жағынан артқы жағына орналасса, шығару құбыры 90 градусқа бұрылып төмен қарай соғады. Бұл тоқтап тұрған жүк көлігінің жанында тұрған адамды эгзост газының тікелей соққысынан қорғайды, бірақ көлік құрғақ, шаңды, мысалы, құрылыс алаңындағы жерде қозғалғанда көбінесе шаң көтеріледі.
Көл құбырлары
Көліктің баспалдақ немесе рамалық конструкциясындағы шасси архитектурасындағы өзгертілген геометриялы аспаларға үлкен диаметрлі эвакуациялық құбырларды бейімдеудегі қиындықтардың салдарынан, "көл құбырлары" 1930, 1940 және 1950 жылдардағы арнайы автоспорт қозғалтқыштары мамандары жасаған алдыңғы моторлы көліктердің эвакуациялық жүйесінің архетипіне айналды. Олардың басты мақсаты – жоғары қуатты ішкі жану қозғалтқыштарынан шығатын дыбыс әсерін оңтайландыру болды. Атауы Лос-Анджелес округінің солтүстік-шығысындағы кең, құрғақ көлдерде пайда болған, онда қозғалтқыш мамандары әртүрлі қалыңдықтағы бір бөліктен тұратын коллекторларды жасап, ауыстырып, сынап көрді. Бұл коллекторлар температура, ылғалдылық, биіктік және күтілетін климат жағдайларына бейімделді. Көл құбырларының өзіндік ерекшеліктері жоқ болғамен, олар практикалық қажеттіліктен туындады. Көп жағдайда, коллекторлар тікелей алдыңғы дөңгелектердің артына шығып, жарыс жүргізушісіне тыныс алу қиындығын тудырды. Сондықтан "көл құбырлары" жасалды, олар коллектордан басталып, көліктің жанындағы панельдерінің бойымен, есіктердің астындағы бөлігінен өтеді. Бұл (1) аспаны реттеушілерге жер жылдамдығы рекордтарына жетіп алу үшін қажетті төмен биіктікті қамтамасыз етті, және (2) қозғалтқыш реттеушілеріне көлікті көтермей, әртүрлі эвакуациялық коллекторларды оңай ауыстыруға мүмкіндік берді. Рамалық шасси архитектурасы суперлеггера, біртұтас корпус және монокок конструкцияларына ұшырағанда, сонымен қатар экологиялық талаптар күшейгенде, көл құбырлары өнімділік опциясы ретінде қолданудан шықты. Қазіргі көліктер үшін ешқандай мағыналы өнімділік артықшылығын ұсынбайтын көл құбырлары көбінесе хромдалған эстетикалық аксессуарлар болып табылады. Кейбір модельдерде жүргізуші эвакуация газын стандартты эвакуация жүйесіне немесе көл құбырлары арқылы бағыттау мүмкіндігі бар. Ал кейбіреулері "көл қақпақтарымен" жабдықталған, олар эвакуация ұштарының соңғы бөлігіне бекітіліп, (1) пайдаланбаған кезде эвакуация жүйесін жабуға немесе (2) көл құбырларының тек сәндік элемент екенін көрсетуге мүмкіндік береді.
Бастысы артқа
Басты қаптама (немесе басты артқы бөлік) - бас қаптамасының шығысынан ашық ауаға дейінгі, соңғы шығару тесігіне дейінгі қағылған газ жүйесінің бөлігі – бас қаптамасынан бастап соңғы шығару тесігіне дейінгі барлық бөлік. Басты артқы жүйелер көбінесе турбокомпрессорсыз автомобильдерге арналған қосымша өнімділік жүйелері ретінде жасалады.
Турбо-арқалық
Турбо-арқа (немесе турбо-арқа) – турбокомпрессор шығысынан басталып, ауаға ашық шығатын соңғы бөлігіне дейінгі қанағаттандыру жүйесінің бөлігі. Турбо-арқа жүйелері көбінесе турбокомпрессорлы автомобильдерге арналған қосымша өнімділік жүйелері ретінде жасалады. Кейбір турбо-арқа (және құбыр-арқа) жүйелері штатты катализаторларды, ағынға кедерсіз келетін басқаларымен ауыстырады.
Қапшықты
Cat back (сондай-ақ cat back және catback) – катализатордың шығу тесігінен басталып, ауаға шығатын соңғы бөлігіне дейінгі қанағаттандыру жүйесінің бөлігін білдіреді. Әдетте, бұл конвертерден глушительге дейінгі құбыр, глушитель және ауаға ашық құбырдың соңғы бөлігін қамтиды. Cat back қанағаттандыру жүйелері көбінесе штаттық жүйеге қарағанда үлкен диаметрлі құбырларды пайдаланады. Бұл жиынтықтардағы глушительдер көбінесе кері қысымды азайту үшін шыныдан жасалған глушительдер болып табылады. Егер жүйе функционалдық емес, көрініс үшін жасалған болса, онда оны жоғары айналымды, кішкентай көлемді қозғалтқыштарда жетіспейтін төменгі дыбыстарды күшейту үшін реттеуге болады.
Құрылғыны жөндеу
Қосалқы нарықтағы эгзостық жүйе бөлшектері эгзостық жүйенің кері қысымын төмендету арқылы максималды қуатты арттыра алады. Бұл бөлшектер кейде заводтық кепілдікті жоюы мүмкін, бірақ Еуропалық Одақтың 1400/2002 жылғы топтық босату регламенті өндірушілерге, егер қосалқы нарықтағы бөлшектердің сапасы мен сипаттамалары түпнұсқа бөлшектерге сәйкес келсе, кепілдік талаптарын қабылдамауға тыйым салады. Көптеген автокөлік компаниялары эгзостық жүйе жаңартуларын қозғалтқышты күйге келтірудің бір саласы ретінде ұсынады. Бұл көбінесе қымбатқа соғады, себебі әдетте бүкіл эгзостық коллекторды немесе басқа ірі компоненттерді ауыстыруды қамтиды. Дегенмен, бұл жаңартулар эгзостық жүйенің кері қысымын төмендету және эгзостық газдардың ыстығының мотор бөлімінен кетіп бара жатқан мөлшерін азайту арқылы қозғалтқыштың жұмысын айтарлықтай жақсарта алады. Бұл мотор бөлімінің температурасын төмендетеді, нәтижесінде сору коллекторының температурасы төмендейді, қуат артады. Бұл сонымен қатар, ыстыққа сезімтал компоненттердің зақымдануын болдырмаудың қосымша пайдасын береді. Кері қысымды ең көп кездесетін түрде эгзостық коллекторларды тегіс иілістері және әдетте кеңірек құбыр диаметрлері бар коллекторлармен ауыстыру арқылы төмендетуге болады. Эгзостық жылуды басқару эгзостық құбырлар мен компоненттерден шығатын эгзостық жылудың мөлшерін азайтуға көмектеседі. Қосалқы нарықтағы жаңартулардың басты шешімі – жылу экраны ретінде термиялық шашырату арқылы жағылатын керамикалық жабынның қолданылуы. Бұл тек жылу жоғалтуды азайтады және кері қысымды төмендетуге ғана емес, сонымен қатар эгзостық жүйені тозудан, жылулық деградациядан және коррозиядан қорғаудың тиімді тәсілін ұсынады. Күйге келтіру эгзостық жүйенің дыбысын өзгерте алады, олар эгзостық ноталар деп белгілі.