Регистрация Войти
Вопрос

В чём смысл выхлопной системы?

Я тут сегодня задумался: а в чём вообще смысл выхлопной системы?



Почему бы нам просто не вывести трубу из передней части автомобиля, вместо того чтобы выводить все газы в заднюю часть?



Я вижу только недостатки нынешней конструкции:




  • Затраты на производство длинной металлической трубы, которая должна быть такой же длины, как и автомобиль. Было бы намного дешевле вывести её спереди или сбоку


  • Нужно ещё отремонтировать. У многих старых автомобилей выхлопные системы протекают, и найти их — сущий кошмар, а ремонт обходится дорого. Было бы проще перенести выхлопную систему в сторону или вперёд и укоротить её


  • Дополнительный вес означает больший расход топлива


  • Устранение повреждений, полученных при наезде на «лежачих полицейских» на высокой скорости. Здесь у многих машин есть царапины от выхлопных труб.




Поскольку все всегда спрашивают, что это такое, вот вам подсказка (бессовестно украденная из Википедии):



введите описание изображения здесь



Каковы точки выхода выхлопных газов?



Почему мы не можем просто выпустить газы в моторный отсек, спереди или сбоку от двигателя?



Если мы не можем впустить их в моторный отсек, почему бы просто не выпустить их сбоку от машины, а не сзади?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/31797/what-is-the-point-of-the-exhaust
1
+ Читать

33 Комментария

  1. Потому что, как уже было сказано, у адского двигателя внутреннего сгорания есть опасные побочные продукты — тепло и ядовитые газы, а также шум, — которые необходимо отводить от людей, пользующихся транспортным средством. Сто лет назад общество сделало неправильный выбор, и мы расплачиваемся за это по сей день. Купите электромобиль, и вам никогда не придётся менять выхлопную трубу. Однако вам всё равно придётся объезжать «лежачих полицейских».

  1. Возьмите самолёт с короткими прямыми выхлопными трубами, расположенными спереди. Запустите его на подъездной дорожке рано утром в субботу. Посмотрите, насколько вы популярны среди соседей.

  1. В дополнение к уже полученным отличным ответам.




    • Важно отметить, что где-то в выхлопной системе должен быть каталитический нейтрализатор. В короткой выхлопной системе для него не хватит места.



    Кроме того, при разработке выхлопной системы автопроизводители учитывают множество других факторов.



    Чтобы двигатель работал с оптимальной эффективностью, системы впуска, сгорания и выпуска должны быть настроены как единое целое. Выхлопная система — это не просто глупая длинная стальная труба на конце выпускного коллектора. Она ВЛИЯЕТ на производительность двигателя.



    Внутри выхлопной системы есть различные элементы, такие как длина, ширина, диаметр и т. д., которые определяют множество факторов.



    Например, если вам нужна система с низкой мощностью и хорошей эффективностью, вам придётся выбрать традиционный длинный выхлоп. Если вам нужна гоночная система, лучше выбрать короткий выхлоп.



    Таким образом, характеристики выхлопной системы любого автомобиля тщательно регулируются и настраиваются в соответствии с назначением автомобиля. Сейчас в 90 % автомобилей для поездок на работу фактор производительности отходит на второй план, а на первый выходят экономичность и комфорт, отсюда и длинный выхлопной патрубок.



    Кто-то может возразить, что если длина выхлопной трубы влияет на производительность, то почему у суперкаров такие длинные выхлопные трубы? Причина? Чтобы соответствовать стандартам по уровню шума и выбросов.

  1. Выхлопная система также создаёт перепад давления, который помогает удалять отработанные газы из камеры сгорания. Таким образом, правильно настроенная выхлопная система повышает топливную экономичность двигателя. Двигатель без выхлопной системы будет мощнее, но и топлива он будет расходовать больше.
  1. Добро пожаловать на сайт! Я думаю, что раз ОП задал этот вопрос, значит, он не понимает, насколько громкими могут быть прямые трубы, а значит, он не поймёт, на что вы намекаете в своём ответе. Если бы вы могли подробнее объяснить, почему ваш ответ не будет слишком популярным, это был бы хороший ответ. Спасибо за ваш вклад!
  1. Действительно. Выходящий из двигателя газ обладает достаточной инерцией, чтобы вызвать небольшое падение давления в нужный момент, совпадающий со следующим тактом выпуска, что способствует удалению выхлопных газов при последующих тактах выпуска. Хорошо настроенная выхлопная система может значительно повысить эффективность двигателя и его мощность.
  1. @MooseLucifer: Спасибо, но после такого опыта я, скорее всего, просто не буду делать этого на вашем сайте!
  1. @LightnessRacesinOrbit Я согласен, что ваш комментарий был достаточно конструктивным, но он был бы ещё более конструктивным, если бы вы объяснили, почему вы с ним не согласны. В любом случае, большинство из нас ценит любой вклад, поэтому, пожалуйста, продолжайте в том же духе.
  1. @LightnessRacesinOrbit Наверное, мне стоило использовать эту картинку, чтобы не перегружать воображение зрителей. На момент написания статьи я полагал, что это будет очевидно для любого, кто знаком с историей промышленности. Кроме того, на картинке с паровозом был виден чёрный дым — я люблю чёрный дым.

  1. Что ж, мы можем вывести трубу в переднюю часть автомобиля, как в этой конструкции:
    трактор
    или его более тяжелый предшественник:
    введите описание изображения здесь
    Возможно, аэродинамические свойства в обоих случаях не оптимальны, но вот похожий подход, в котором аэродинамика точно была учтена:
    плоскость поршневого двигателя
    В других конструкциях (например, в грузовиках) учитывается аэродинамика: выхлопные трубы располагаются за соответствующими лобовыми поверхностями, а выхлопные газы выходят вбок или вверх. Такое можно увидеть даже в легковом автомобиле, хотя я сомневаюсь в целесообразности такого решения:
    Mazda 3 с выхлопной системой от грузовика



    Общим для всех этих случаев является то, что у конструкторов было достаточно пространства для отвода газов от носа водителя/пилота. Особые свойства соответствующих судов также служили этой цели.



    В большинстве стандартных заводских моделей легковых автомобилей такого нет, поэтому проблему пришлось решать по-другому. С точки зрения инженера, ситуация усугубляется тем, что вам придётся разместить оборудование для очистки выхлопных газов и глушители где-то, а такая система, как DPF/SCR (система очистки выхлопных газов дизельных двигателей), сама по себе займёт много места:
    Катализатор SCR

  1. На ум приходят такие понятия, как безопасность, комфорт, тишина и простор.



    Безопасность



    Выхлопные газы чертовски горячие. Настолько горячие, что мы устанавливаем теплозащитные экраны по всей длине выхлопной трубы. В двигателях мы активно пытаемся отводить тепло. Дополнительная тепловая нагрузка от выхлопа полностью противоречит этому принципу и может привести к перегреву. Кроме того, вам бы хотелось, чтобы рядом с вашей дверью была горячая выхлопная труба, о которую вы могли бы задеть ногой, выходя из машины? Мне бы не хотелось.



    Комфорт



    Если бы выхлопная труба располагалась спереди или сбоку, вы бы с большей вероятностью надышались собственными выхлопными газами через открытое окно или вентиляционную систему. Нет, спасибо.



    Шум



    Нам нужно куда-то поместить глушитель. Пространство рядом с двигателем уже используется довольно активно. Так что вам придётся либо спроектировать что-то поменьше, либо обойтись без глушителя. Поскольку в некоторых странах действуют законы, запрещающие глушители и создающие лишний шум, автопроизводители будут устанавливать их там, чтобы продавать автомобили.



    Космос



    Как уже упоминалось выше, есть крупные компоненты (глушитель, каталитический нейтрализатор), которые нужно куда-то девать. И они не помещаются рядом с двигателем.
  1. @RoryAlsop: «Вам следует убрать утверждение о том, что поезд является предшественником сельскохозяйственного трактора» — это конструктивный совет, но я не могу согласиться с тем, что это улучшит существующий комментарий.
  1. @RoryAlsop: Что это за мода на «неконструктивные» комментарии в последнее время? Что «неконструктивного» в критике утверждения, сделанного в ответе? Для этого и существует раздел комментариев. Не нужно так защищаться.
  1. @LightnessRacesinOrbit: Как упомянул Рори, паровозы были БУКВАЛЬНО предшественниками предшественников современных тракторов (другими словами, предшественниками первых тракторов): historylink101.com/lessons/farm-city/early_farm_tractors.htm
  1. LRO — паровой двигатель привёл к появлению парового трактора, а затем и к современным тракторам. Но даже если бы это было не так, ваш комментарий всё равно неконструктивен.

  1. Несколько вещей;




    1. Выхлопные газы, выходящие спереди, опасны. Если они попадут в кабину, это может навредить водителю. Обычно автомобиль движется вперёд. Если выхлопные газы выходят сзади, вероятность того, что они попадут в кабину, минимальна.

    2. Глушители — это крупные детали. Часто в моторном отсеке не хватает места для их размещения.

    3. Выхлопные газы выходят очень горячими. Долгий путь до задней части автомобиля позволяет им немного остыть. Никому не нужна машина, о которую можно обжечься, если пройти мимо.


  1. Добро пожаловать на сайт. Мы рады, что вы здесь. Возможно, вам не придётся менять выхлопную систему/выхлопной патрубок, но аккумулятор в электромобиле придётся заменить примерно через такой же промежуток времени. Замена выхлопной системы влечёт за собой гораздо более серьёзные последствия для окружающей среды. Хотя этот ответ заслуживает внимания, он больше похож на гневную тираду, чем на что-то, что поможет автору вопроса или даст на него ответ.
  1. Я не могу согласиться с тем, что паровоз является «предшественником» сельскохозяйственного трактора.
  1. Молодец! Добро пожаловать на сайт. С наилучшими пожеланиями и +1.
  1. герметичны ли пассажирские отсеки? Я так не думаю, поэтому выхлопные газы могут поступать не только через вентиляционную систему или окна.
  1. В конце 60-х — начале 70-х годов «боковые трубы» были популярной модификацией. Выхлопная система выводилась через трубы, проложенные под порогами под дверями. Я никогда не слышал, чтобы кто-то обжёгся (хотя, думаю, такое случалось), но я слышал о том, что машины теряли сцепление с дорогой из-за того, что масло вытекало из труб и покрывало заднее колесо.
  1. Короче говоря, вот почему — youtube.com/watch?v=2pcRRk0msas
  1. В дополнение к комментарию о шуме: большая часть шума в автомобиле исходит от выхлопной системы. Если она находится позади пассажиров, то шум будет доноситься из-за машины. Если она находится перед пассажирами, то шум будет значительно громче. Проедьте по туннелю с открытыми окнами и нажмите на педаль газа. Эта какофония шума была бы постоянной, если бы выхлопная система находилась перед пассажирами.
  1. Отличный ответ. На мой взгляд, выхлопные газы должны относиться к категории безопасных. Опасность выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания варьируется от смертельно ядовитых в худшем случае (угарный газ) до раздражающих в среднем (NOx, оксиды азота и углеводороды, несгоревший бензин) и просто вытесняющих кислород в лучшем случае (углекислый газ).
  1. Отличный ответ, тем более что я почти ожидал, что во всех ваших ответах будет написано «потому что».
  1. При виде пары таких машин можно вспомнить старые «Фольксвагены» с воздушным охлаждением. Я знаю, что однажды, когда был моложе, обжёгся о выхлопные трубы. Довольно громко для такого маленького двигателя из-за маленького глушителя и коротких труб.
  1. Поскольку я британец, а многие пользователи этого сайта — американцы, для обозначения одних и тех же вещей часто используются разные слова. Просто хотел избежать путаницы!
  1. @Nayuki Чтобы заставить людей сбавить темп.
  1. В чём смысл изображения «лежачего полицейского»?
  1. @TMN Я об этом не подумал, спасибо, что сообщили!
  1. @MonkeyZeus: Не говоря уже о том, что при работе с открытым коллектором вы рискуете втянуть холодный воздух и, возможно, деформировать выпускной клапан.
  1. В дополнение к уже полученным отличным ответам: вы когда-нибудь слышали, как работает автомобиль, у которого есть только выхлопной коллектор? На холостом ходу это похоже на грохот сверхгромких дробовиков.
  1. «Какой смысл в выхлопной трубе?» ... Это та часть сзади, из которой идёт дым. (Извините, не смог удержаться!)
Вы уже ответили на этот вопрос