سیستم های تخلیه دود
آشنایی با سیستم های تخلیه دود
سیستم تخلیه گازهای حاصل از احتراق را از سیلندر ها بیرون می برد. دود و گاز های حاصل از احتراق معمولا از عقب خودرو در هوا تخلیه می شود
سیستم تخلیه دود
سیستم تخلیه دود(شکل 1) وظیفه جمع آوری، خنک کردن، کاهش صدا و پاکیزه سازی دود خروجی از موتور را بر عهده دارد. این سیستم دود را به عقب خودرو انتقال می دهد و از آنجا در هوا تخلیه می کند. اجزای سیستم تخلیه دود عبارت اند از منیفولد دود، لوله اگزوز، مبدل کاتالیزوری، منبع اگزوز (در بعضی خودروها) و قسمت انتهایی لوله اگزوز. اکنون بسیاری از سیستم های تخلیه دود را از فولاد زنگ نزن می سازند تا بهتر در برابر خوردگی مقاومت کند و دوام بیشتری داشته باشد.
درسیستم تخلیه دود، مبدل کاتالیزوری، با تبدیل بیشتر آلاینده های موجود در دود به گاز های بی زیان، دود را پاکیزه میکند. منبع اگزوز و منبع عقبی اگزوز صدا را کاهش می دهد. دود از صریق قسمت انتهایی لوله اگزوز وارد محیط می شود.
شکل 1
در شکل 1 یک سیستم تک اگزوزی ربای موتور راست نشان داده شده است. در این سیستم دود فقط یک مسیر عبور دارد که از طریق آن از منیفولد دود به قسمت انتهایی لوله اگزوز می رسد. در موتور های خورجینی، هر ردیف سیلندر یک منیفولد دود دارد. به هر منیفولد دود یک اگزوز متصل می شود. در شکل 2 سیستم تک اگزوزی برای موتور خروجینی نشان داده شده است. مبدل های کاتالیزوری بسته جفتی در هر لوله اگزوز به مبدل کاتالیزوری زیر کف متصل می شوند. دودی که از مبدل کاتالیزوری بیرون می آید از طریق یک لوله به منبع اگزوز و منبع غقبی (بعضی خودرو ها) می رسد و از انتهای لوله اگزوز بیرون می رود.
شکل 2
در نوع دیگری از سیستم تک اگزوزی برای موتور های خورجینی دو لوله اگزوز از طریق لوله ای عرضی به هم متصل می شوند. پس از آن دود از طریق سیستم تک اگزوزی به انتهای لوله اگزوز می رسد(شکل1)
بعضی از خودروهایی که موتور خورجینی دارند به سیستم دو اگزوزی مجهزند. در این حالت دو سیستم اگزوز جداگانه، یک سیستم برای هر ردیف از سیلندر ها، وجود دارد. برای کاهش سر و صدا یک لوله عرضی، دو لوله میانی را به هم متصل می کند.
منیفولد دود
منیفولد دودمجموعه ای از مرا ها یا لوله هاست که دود را از دریچه های دود سر سیلندر تحویل می گیرد و به لوله اگزوز می دهد. شاخه های منیفولد دود را در یک مجرای تکی جمع آوری می کنند. که وارد لوله اگزوز می شود(شکل3).
شکل 3
در بعضی موتور ها دود خروجی از دو سیلندر به یک مجرا می رسد. موتور راست یک منیفولد دود دارد. موتور های خورجینی دو منیفولد دارند که هر کدام دود یک سر سیلندر را جمع آوری می کند.
در بعضی از موتور های راست منیفولد های بنرزین و دود در دو طرف سر سیلندر قرار دارند. در سایر موتور های راست منیفولد ها در یک طرف سر سیلندر نصب می شوند. منیفولد دود زیر منیفولد بنزین است. بعضی موتور های کاربراتوری که منیفولد آنها در یک طرف سر سیلندر نصب شده است دریچه تنظیم گرما دارند. وقتی موتور سرد است این دریچه منیفولد بنزین را گرم می کند. درنتیجه، حتی وقتی که موتور سرد است، بنزین بهتر تبخیر می شود و موتور بهتر کار می کند.
منیفولد تنظیم شده دود
با تنظیم منیفولد دود می توان بازده حجمی موتور را افزایش داد. وقتی، در هنگام طراحی، منیفولد درست تنظیم شود، مجراهای دود کمترین فشار رانش دود ممکن را در سیستم تخلیه دود ایجاد می کنند. عامل ایجاد این فشار وجود هر نوع مانع در برابر عبور دود است. هرچه فشار رانش دود بیشتر باشد، بازده حجمی موتور کمتر است.
سرعت عبور دود با افزایش طول مجراها افزایش می یابد. وقتی دریچه دود باز می شود دود به صورت جریانی پر فشار و پر سرعت از سیلندر بیرون می آید. در پس این جریان اولیه پر فشار، جریان بسیار کم فشارتری می آید. در منیفولد تنظیم شده، هر بار که دریچه دود باز می شود، جریان دود در این جریان کم فشار تخلیه می شود. در این حالت سیلندر به صورت کامل تری از دود خالی می شود. در نتیجه، مرتبه بعدی که سوپاپ بنزین باز می شود مقدار بیشتری هوا یا مخلوط هوا- سوخت وارد سیلندر می شود و توان موتور افزایش می یابد. در بعضی موتور ها، همین جریان های پر فشار و منقطع دود، دریچه هواکش اگزوز را به کار می اندازد. این دریچه از این جریان های پر فشار برای تزریق هوای تازه به سیستم تخلیه دود استفاده می کند.
منبع اگزوز
منبع اگزوز(شکل4) بین مبدل کاتالیزوری و منبع عقبی اگزوز یا قسمت انتهایی لوله اگزوز قرار دارد. هدف از به کارگیری منبع اگزوز خنک کردن و کاهش فشار دود و نیز تخفیف سر و صدای سیستم تخلیه دود است. منبع اگزوز تعدادی سوراخ، مجرا و محفظه دارد که دود از آنها عبور می کند. این مجموعه، امواج پر فشار و پر سر و صدای ناشی از باز شدن سوپاپهای دود را خفه می کند. در بعضی از خودرو های یک منبع اگزوز عقبی (صدا خفه کن)، که از منبع اصلی کوچکتر است، نیز نصب می کنند تا سر و صدا بیشتر کاهش یابد.
شکل 4
در بسیاری از خودروها از لوله های اگزوز جند لایه استفاده می شود( شکل 5). در لوله های دو لایه یک لایه درون لایه دیگر قرار دارد. در لوله های سه لایه یک لایه پلاستیکی بین دو لایه فلزی قرار دارد. هر دو نوع لوله می توانند «طنین» صدای لوله اگزوز را که در بعضی از سیستم های تخلیه مشاهده می شود، کاهش دهند.
شکل 5
بعضی از اتومبیل های اسپورت پر قدرت منبع اگزوز دو حالته یا سیستم تخلیه فعال دارند. با زدن کلیدی در جلوی داشبورد و تغییر وضعیت آن از «گردش» به «ورزش»، دریچه ای در مجرای ورودی منبع اگزوز باز می شود. این دریچه امکان عبور دود از منبع و یک لوله کنار گذر را فراهم می کند. در این حالت چون دود از سطح مقطع بزرگتری عبور می کند برای عبور کمتر با مانع رو به رو می شود و در نتیجه مصرف سوخت کاهش می یابد.
کنترل الکترونیکی سر و صدا
منبع های اگزوز فعال یا الکترونیکی در دست ابداع است(شکل 6). این منبع ها می توانند سر و صدای اگزوز را کاملا از بین ببرند. در یک سیستم، میکروفونی صدای تخلیه دود از موتور را می شنود و یک سیگنال صدا به مدول کنترل الکترونیکی می فرستد. مدول کنترل الکترونیکی به دو بلندگو سیگنال می دهد؛ بلندگو ها در دو طرف قسمت انتهایی لوله اگزوز قرار دارند و می توانند نوعی موج صوتی تولید کنند که با سر و صدای اگزوز 180 درجه اختلاف فاز داشته باشد.
شکل 6
این امواج صوتی را ضد صوت می نامند. آنها درست نقطه مقابل امواج صوتی ناشی از سر و صدای اگزوز هستند(شکل 7).
شکل 7
وقتی دو مجموعه امواج صوتی با همدیگر برخورد می کنند، یکدیگر را خنثی می سازند.
با استفاده از سیستم خنثی سازی صدا، که در بالا شرح داده شد، وزن خودرو کاهش، بازده موتور افزایش و وزن موتور کاهش می یابد. در سیستمی دیگر، امواج صوتی خنثی ساز با استفاده از بلندگوهای سیستم صوتی خودرو پخش می شوند. در نتیجه فقط سر و صدا در داخل اتاق خودرو کاهش می یابد
جانبی موتور