سیستم اگزوز خودرو؛ اجزا، وظایف و هر آنچه باید بدانید

جدیدترین مقاله بخش آموزش پدال به بررسی کامل سیستم اگزوز خودرو و اجزا و وظایف آن اختصاص دارد.

پیش از این به کرات درباره فرایند احتراق مخلوط سوخت و هوا در پیشرانه‌های درون‌سوز صحبت کرده‌ایم. همان‌طور که می‌دانید پس از اشتعال این مخلوط گازهایی حاصل می‌شود که می‌بایست به بیرون از محفظه احتراق و نهایتاً بیرون از خودرو هدایت شوند. چنین وظیفه‌ای بر عهده سیستم اگزوز خودرو گذاشته شده است. اکثر شما عزیزان با این سیستم آشنا هستید اما در این مقاله می‌خواهیم به جزئیات آن از جمله اجزا و وظایف کامل اگزوز بپردازیم.

سیستم اگزوز خودرو

وظیفه اصلی این سیستم هدایت گازهای حاصل از اشتعال مخلوط سوخت و هوا به بیرون از خودروست. البته کارکرد اگزوز به همین یک مورد محدود می‌شود و کارهای دیگری همچون کاهش گازهای آلاینده و سروصدای تولیدی نیز بر عهده سیستم اگزوز است. این سیستم همچنین عملکرد کلی وسایل نقلیه را تحت تأثیر قرار می‌دهد و بنابراین طراحی درست و اصولی آن اهمیت زیادی دارد. آن‌گونه که اشاره شد کارکرد اصلی این سیستم هدایت گازهای مضر و داغ ناشی از اشتعال مخلوط سوخت و هوا به بیرون است. این گازهای مضر شامل کربن مونواکسید، نیتروژن اکسید و هیدروکربن‌های خام است که همگی برای انسان و محیط‌زیست مضر هستند. این گازها می‌توانند از سر سیلندر و منیفولد اگزوز یا توربوشارژ عبور کنند. همچنین گازهای خروجی به مبدل کاتالیتیک یا همان کاتالیزور می‌رسند تا میزان آلایندگی‌شان کاهش یابد. در ادامه گازها از مافلر یا سایلنسر عبور می‌کنند تا سروصدای تولیدی نیز کمتر شود.

بخش‌های مختلف سیستم اگزوز خودرو

مهم‌ترین بخش‌های این سیستم شامل قطعات زیر هستند:

منیفولد اگزوز

وظیفه این قطعه که با نام هِدِر اگزوز نیز شناخته می‌شود جمع‌آوری گازهای حاصل از اشتعال مخلوط سوخت و هوا و وارد کردن آن‌ها به درون یک لوله است. منیفولد اولین قطعه از سیستم موردبحث به شمار می‌رود و مستقیماً با پیشرانه ارتباط دارد.

سنسور اکسیژن

معمولاً دو سنسور اکسیژن در خودروها بکار می‌رود که یکی از آن‌ها پس از منیفولد و دیگری قبل از مبدل کاتالیتیک یا کاتالیزور نصب می‌شود. وظیفه این قطعه مهم اندازه‌گیری میزان اکسیژن در گازهای خروجی اگزوز است.

لوله‌های اصلی اگزوز

این لوله‌ها مسیر هدایت گازها به بیرون از خودروها هستند و باعث ارتباط قطعات مختلف سیستم اگزوز با یکدیگر می‌شوند. طراحان خودرو هنگام طراحی و ساخت لوله‌ها ایجاد فشار بالا را در نظر دارند.

مبدل کاتالیتیک یا کاتالیزور

این قطعه که در کشور ما با نام کاتالیزور شناخته شده پس از منیفولد قرار می‌گیرد و وظیفه آن حذف گازها و آلاینده‌های مضر همچون کربن مونواکسید و نیتروژن اکسید از اگزوز است. باید دانست کاتالیزور قطعه‌ای نسبتاً گران‌قیمت است و میزان سرقت آن در سال‌های اخیر به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافته است.

رزوناتور

این قطعه در همه خودروها وجود ندارد. رزوناتور پس از کاتالیزور نصب می‌شود و هدف از به‌کارگیری آن کاهش صدای تولیدی در فرکانس‌های معین است.

مافلر/سایلنسر

مافلر یا سایلنسر برای کاهش سروصدای تولیدی اگزوز بکار می‌رود. البته باید دانست این قطعه با رزوناتور متفاوت است زیرا در طیف وسیعی از فرکانس‌های مختلف کار می‌کند درحالی‌که رزوناتور برای کاهش صدا در فرکانس‌های مخصوص بکار می‌رود.

سر اگزوز

نهایتاً به بخش انتهایی سیستم اگزوز می‌رسیم که خروجی یا سر اگزوز نام دارد. از این محل گازها به بیرون هدایت می‌شوند و امروزه نقش مهمی در زیبایی خودرو نیز ایفا می‌کنند.

طرز کار سیستم اگزوز خودرو

شاید برای شما این سؤال پیش آمده باشد که طرز کار سیستم اگزوز خودرو چگونه است. باید گفت پس از انجام چهارمین سیکل پیشرانه درون‌سوز، گازهای اگزوز تولید می‌شوند. منیفولد اگزوز که به پیشرانه متصل است تمامی گازها را از محفظه همه سیلندرها جمع‌آوری کرده و به درون یک لوله می‌فرستد. باز و بسته شدن منیفولد از طریق یک سوپاپ مخصوص کنترل می‌شود. گازهای اگزوز سپس از کاتالیزور عبور می‌کنند. وظیفه این قطعه کاهش آلایندگی تولیدی خواهد بود.

کاتالیزور سیستمی پیچیده است که از واکنش‌های شیمیایی برای کاهش میزان مونواکسید کربن و نیتروژن اکسید و تبدیل آن‌ها به گازها بی‌ضرر استفاده می‌کند. این فرایند با دو روش اکسایش و کاهش انجام می‌شود. فرایند کاهش زمانی رخ می‌دهد که ذرات نیتروژن اکسید از کاتالیزور عبور می‌کنند. این مبدل باعث تبدیل گازهای یاد شده به نیتروژن و اکسیژن که بی‌خطر هستند می‌شود. اکسایش نیز زمانی رخ می‌دهد که مونواکسید کربن وارد کاتالیزور می‌شود. این قطعه یک اکسیژن دیگر را به مونواکسید کربن اضافه می‌کند تا دی‌اکسید کربن تولید شود. دی‌اکسید کربن اگرچه خود یک آلاینده است اما خطرات کمتری نسبت به مونواکسید کربن دارد.

همچنین سنسورهای اکسیژن برای بررسی میزان اکسیژن درون گازها بکار می‌رود. وجود اکسیژن بیش از حد در گازهای خروجی اگزوز به معنی عدم استفاده کافی از سوخت است و اگر میزان اکسیژن خیلی کمتر از حد استاندارد باشد به معنی مصرف بیش از حد سوخت خواهد بود. این داده‌ها به ECU فرستاده می‌شوند تا میزان مخلوط سوخت و هوا همواره بررسی و تنظیم شود. سنسور اکسیژن دوم پس از کاتالیزور قرار دارد تا اطمینان حاصل شود گازهای عبوری از این قطعه اکسیژن و دی‌اکسید کربن هستند. در غیر این صورت ECU اطلاع خواهد کرد که اشکالی در کارکرد کاتالیزور وجود دارد.

نهایتاً به مافلر یا سایلنسر می‌رسیم که وظیفه کاهش سروصدای تولیدی را بر عهده ‌دارند. سیستم‌های اگزوز مدرن به ویژه در خودروهای اسپرت و گران‌قیمت دارای سوپاپ‌هایی برای تنظیم میزان صدا هستند و حتی می‌توان صدای تولیدی را زمان عبور از مکان‌های مسکونی بسیار کاهش داد تا آلودگی شنیداری ایجاد نشود. در حالت بعدی و به‌طور مثال زمان حضور در پیست می‌توان صدای تولیدی اگزوز را در بالاترین میزان تنظیم کرد تا لذت رانندگی بیشتر شود. باید دقت داشت هرگونه آسیب‌دیدگی اگزوز می‌تواند مشکلات زیادی را در بر داشته باشد. درصورتی‌که لوله‌های اگزوز نشتی داشته باشند احتمال ورود گازهای آلاینده و خطرناک به کابین وجود دارد که سلامتی سرنشینان را به خطر می‌اندازد. همچنین سیستم اگزوز خودرو در صورت خرابی باعث تولید سروصدای بیشتر، کاهش پرفورمنس پیشرانه و افزایش مصرف سوخت نیز می‌شود.