موضوع: سيستم اگزوز ( Exhaust System )

وظيفه اگزوز خروج گازهاي حاصل از احتراق در موتور و بي صدا كردن آن جهت راهنمايي به عقب خوردو مي باشد. اگزوز با كاهش تلفات ناشي از فشار معكوس گازهاي خروجي سبب ذخيره كردن بيشتر قدرت توليدي موتور و در نهايت قدرت خروجي خودرو مي گردد.

اگزوز با كاهش تلفات ناشي از فشار معكوس گازهاي خروجي سبب ذخيره كردن بيشتر قدرت توليدي موتور و در نهايت قدرت خروجي خودرو مي گردد.

وظيفه اگزوز خروج گازهاي حاصل از احتراق در موتور و بي صدا كردن آن جهت راهنمايي به عقب خوردو مي باشد.
اجزاي تشكيل دهنده سيستم اگزوز در يك خوردو شامل:
1- منيفولد خروجي دود
2- لوله هاي رابط
3- لوله اگزوز
4- انباره صدا خفه كن
5- لوله پخش كننده دود

منيفولد خروجي دود

منيفولد خروجي دود در انواع مختلفي موجود مي باشد، كه به طور مثال در يك موتور رديفي در كناره موتور و يا در موتورهای Vشكل در دو طرف موتور قرار مي گيرد و موظف است دودهاي خروجي را از مجاري موجود در سرسيلندر گرفته و به لوله اگزوز انتقال دهد.

لوله های رابط اگزوز

این لوله ها رابط بین منیفولد دود, انباره و سر اگزوز است و از نظر طراحی دارای یک سری استاندارها می باشند که با توجه به جنس, طول و شعاع قوس ها و از همه مهم تر قطر اسمی لوله تاثیر بسزایی در کاهش فشار منفی دارد.

انباره اگزوز (صدا خفه کن)

انباره اگزوز وظیفه کاستن سرعت گازهای خروجی و بی صدا کردن آن ها برعهده دارد. هر انباره با توجه به جنس و ابعادش تُن صدای مخصوص به خود را دارد.

سیستم تخلیه یکی از مهم ترین قسمت های موتور می باشد که در تقویت موتور نیز نقش بسزایی دارد, لذا به علت ارزان بودن قطعات حرف ها و نظرات بسیاری را به همراه دارد که بعضاً اشتباه می باشد.

گازهای خروجی
بعد از سوختن هوا و بتزین مقداری از هیدروکربن نسوخته, منواکسید کربن, دی اکسید کربنو فسفر با فشار بسیار زیاد پیستون از محفظه احتراق خارج شده و وارد منیفولد یا هدرز می شود. گرمای این گازها به قدری زیاد است که با حرارت کوره ذوب فلزات برابری می کند. برای خروج گازها نیاز به لوله های جداگانه نمی باشد. برای مثال برای موتور چهار سیلندر چهار عدد لوله جداگانه تعبیه نمی شود, بلکه یک لوله که با محاسبات دقیق انتخاب می گردد و تاانتهای مسیر را برای گازهای خروجی پوشش می دهد.
منیفولد دود وظیفه دارد, محصولی که در محفظه احتراق و از سوپاپ های خروجی گرفته به لوله اگزوز انتقال دهد. در برخی از خودروها که منیفولد گاز در بالای منیفولد دود نصب شده, وظیفه دیگری که گرم کردن منیفولد گاز در موقع سرد بودن موتور است را نیز برعهده دارد. در این حالت سوخت به صورت بخار درآمده و از مایع شدن آن جلوگیری می شود. منیفولد دود به اشکال مختلفی ساخته می شود؛ در موتور ردیفی منیفولد در کناره موتور قرار می گیرد و در موتور Vشکل به هر یک از بلوکه های سیلندر یک مانیفولد دود نصب می شود.

برای کاستن از سرعت گازهای خروجی موتور و بی صدا کردن آنها از صدا خفه كن استفاده مي شود. صدا خفه کن باید طوری طراحی شود که گازهای خروجی موتور در آن به آهستگی انبساط یافته و به اندازه کافی از انرژی حرارتی آن کاسته شود. همچنین باید فشار منفی در آن به حداقل برسد. فشار منفی از خروج گازهای اگزوز جلوگیری کرده و تخلیه کامل دود را با اشکال روبه رو می کند که نتیجه آن افت قدرت مفید موتور خواهد بود.

گاهی برای بی صدا کردن دودها از دو صدا خفه کن استفاده می شود. این طرح در موتورهای پرقدرت ضروری است. طراحی صدا خفه کن از نظر شکل و محفظه در حذف فشار منفی و صداهای ناهنجار تاثیر منفی دارد.

برای افزایش قدرت موتور در هنگام طراحی موتور باید موارد زیر را در نظر گرفت:

الف) هوا به راحتي وارد موتور شود؛ هنگامی که پیستون پایین می رود در مرحله مکش, مقاومت هوا می تواند مقداری از قدرت موتور را از بین ببرد. در بعضی از خودروهای جدید از منیفولدهای كه داراي ورودی هاي صیقلی هستند استفاده مي شود تا مقاومت هوا را بر طرف کنند و از طرف دیگر با کاهش لوله های ورودی و فیلتر هوای بزرگتر می توان در افزایش جریان هوا تاثیر مثبت گذاشت.

ب) مسير خروج دود مقاومت كمتري داشته باشد؛ اگر مقاومت هوا يا برگشت آن وجود داشته باشد فشار آن باعث تاخير در خروج دود از محفظه سيلندر در مرحله تخليه خواهد شد و در نتيجه قدرت موتور كاهش مي يابد. بوجود آمدن فشار منفي ميتواند به دليل وجود لوله اگزوز بسيار كوچك يا مقدار زياد مقاومت هوا در صدا خفه كن باشد. در سيستم هاي خروجي با عملكرد بالا از هدرز استفاده مي كنند؛ لوله هايي كه انتهايي گشاد و آزاد دارند فشار داخل انباره هاي اگزوز را كاهش و فشار منفي(معكوس) را در سيستم اگزوز كاهش مي دهند.

ج) سرسيلندر و بادامك ها را تعويض مي نمايند؛ در بسياري از موتورهاي موجود از يك سوپاپ ورودي و يك سوپاپ خروجي استفاده مي شود. استفاده از يك سر سيلندر جديد كه چهار سوپاپ در هر سيلندر دارد جريان هواي ورودي و خروجي را به مقدار زيادي بهبود مي بخشد و مي تواند قدرات را بيشتر كند. همچنين استفاده از بادامك هاي كارا سبب يك تغيير بزرگ در عملكرد موتور مي شود.

د) افزايش حجم پرشده سيلندر؛ اگر بتوان هوا و سوخت بيشتري را در يك سيلندر كه اندازه ي معلومي دارد گنجاند، در نتيجه مي توان قدرت بيشتري از سيلندر استخراح نمود. توربوشارژها و سوپرشارژرها فشار هواي ورودي را تنظيم مي كنند و سيلندر با هواي بيشتري پُر مي شود.

ه) كاهش دماي هواي وردي؛ دما هواي وردي به واسطه متراكم كردن آن افزايش مي يابد. بهتر است خنك ترين هواي ممكن در سيلندر را داشت زيرا وقتي احتراق انجام مي شود، هواي داغ با حجم بالايي در سيلندر بوجود مي آيد. بدين منظور خيلي از خودروهاي مجهز به توربو شارژر و سوپرشارژر داراي اينتركولر نيز هستند. اينتركولر يك مبدل حرارتي مياني است كه دماي هواي متراكم شده را قبل از ورود به سيلندر كاهش مي دهد.

و) استفاده از اجزائي با آلياژ سبك؛ قطعات سبك وزن به بهتر كاركردن موتور كمك مي كنند. هر دفعه كه پيستون تغيير جهت مي دهد، مقداري از انرژي صرف از بين بردن جابه جايي در يك مسير مي شود و اين عمل دوباره تكرار مي شود. پيستون سبك تر، انرژي كمتري مصرف مي كند و همچنين قطعات سبك تر به موتور اجازه مي دهند كه سريع تر بچرهند و چرخش سريع تر باعث توليد قدرت بيشتر مي شود.

ز) افزايش نسبت تراكم؛ افزايش نسبت تراكم تا يك نقطه مشخص باعث افزايش قدرت توليدي مي شود. با اين وجود اگر مخلوط سوخت وهوا بيشتر متراكم شود به احتمال زياد قبل از اينكه شمع جرقه بزند خود به خود آتش گرفته و منفجر مي شود. بنزين هايي با عدد اكتان بالاتر تقريباً از اشتعال زودهنگام جلوگيري مي كنند، لذا موتورهايي با عملكرد بالا به بنزين اكتان بالا نياز دارند و اين موتورها براي دريافت قدرت بيشتر از نسبت تراكم بالاتري استفاده مي كنند.

ي) افزايش حجم جابجايي؛ جابجايي بيشتر به معني قدرت بيشتر است چون مي توان با هر بار چرخش موتور بنزين بيشتري سوزاند. همچنين با بزرگ كردن حجم سيلندر مي توان جابجايي را افزايش داد.

اگر تا به حال صداي موتور بدون صدا خفه كن را شنيده باشيد، مي دانيد كه يك صدا خفه كن تا چه حد روي صدا تاثير دارد. صدا خفه كن متشكل از تعدادي مجراي ساده با سوراخ هايي مي باشد. مجرا و محفظه ها به خوبي يك ساز موسيقي كوك شده اند و مي توانند امواج صداي توليد شده توسط موتور را طوري بازتاب كنند كه تاحدي يكديگر را خنثي نمايند.

گازهاي اگزوز و امواج صدا از مجراي مركزي وارد شده و به ديواره انتهايي برخورد مي كند و از سوراخ ها به قسمت اصلي صدا خفه كن بر مي گردند سپس از بين سورا خ ها وارد لوله ديگر شده و از آن خارج مي شوند. محفظه تشديد كننده با يك سوراخ به محفظه اول متصل شده است، محفظه تشديد كننده داراي حجم مشخص و طول معيني مي باشد تا صداهايي با بسامد مشخص را خنثي نمايد.

منبع توليد صدا

صدا يك موج فشار است كه از نوسان فشار هوا توليد مي شود. اين تپش ها در هوا با سرعت صوت حركت مي كنند.

در يك موتور ثپش ها وقتي به وجود مي آيند كه سوپاپ خروجي باز مي شود و جريان گاز فشرده ناگهان وارد سيستم اگزوز مي شود، مولكول هاي گاز خروجي با مولكول هاي كم فشار درون لوله برخورد كرده و آن ها را فشرده تر مي كنند. اين مولكول هاي فشرده، مولكول هاي مجاور را فشرده تر مي كنند و خود كم فشار مي شوند و بدين ترتيب موج صدا خيلي سريع تراز جريان گاز در لوله هاي خروجي حركت مي كند. پرده گوش انسان با نوسانات فشار مي لرزد و مغز اين لرزش را به عنوان صدا درك مي كند.

بسامد بيشتر به اين معني است كه هرچه موتور سريع تر كار كند فشار هوا سريع تر تغيير مي كند، در نتيجه صداي زيرتري مي شنويم و تغيرات آرام تر و كندتر سبب شنيدن صداي بم تر مي شود.

دامنه امواج بلندي صدا را تعيين مي كنند. امواج صدايي با دامنه بيشتر، پرده گوش ما را بيشتر حركت مي دهند و درنتيجه ما صداي بلندتري را مي شنويم. مي توان دو يا چند صدا را با هم تلفيق كرد و صداي كمتري به دست آورد.

خنثي كردن صدا

انرژي نه بوجود مي آيد و نه از بين مي رود بلكه از صورتي به صورت ديگر تبديل مي شود. در سيستم اگزوز هم با كاهش انرژي صوتي و تبديل آن به انرژي گرمايي سعي در بي صدا كردن آن مي باشد و اين كار به خودي خود باعث به وجود آمدن فشار منفي شده و باعث كاهش قدرت موثر موتور مي شود. صداي شنيده شده توسط گوش جمع تمام امواج صوتي است كه در يك لحظه به گوش مي رسد. ميتوان موج صدايي توليد كرد كه دقيقاً مخالف موج ديگر باشد، اين اساس كار گوش يهاي از بين برنده سر و صدا مي باشد. اگر دو موج هم فاز باشند با هم جمع شده و موجي با همان بسامد قبلي و با دامنه اي دو برابر توليد مي كنند كه آن را تداخل سازنده مي نامند. در لحظه اي كه موج اول در فشار بيشينه و موج دوم در كمينه است. اگر هر دوي اين موج ها پرده گوش را در يك زمان تحريك كنند چيزي نخواهيد شنيد چون اين دو موج هميشه همديگر را خنثي مي كنند.

این مطالب مربوط به اگزوز ماشین است ولی با کمی تفاوت در مورد اگزوز موتور هم صدق میکنه !!!
دوستان ممنون میشم اگه نقصی در مطالب هستش اونو کامل کنید !!!
با تشکر از سایت تهران الف
منبع :تهران الف