مقدمه
قلب تپنده هر خودرویی موتور آن است. ترکیب مناسب سوخت و هوا درون سیلندرهای موتور به‌وسیله جرقه شمع منفجر شده و با هل‌دادن پیستون‌ها و حرکت شاتون، میل‌لنگ به چرخش درمی‌آید و انرژی موتور از طریق گیربکس به چرخ‌ها می‌رسد. مکانیزم عملکرد موتور به همین سادگی است. ولی پس از احتراق سوخت و هوا درون سیلندر، دود حاصل از این واکنش می‌بایست به نحوی از موتور و به‌طورکلی از ماشین خارج شود. سیستم اگزوز این وظیفه مهم را بر عهده دارد. در این مقاله به بررسی سیستم اگزوز خودرو، اجزا و وظایف آن‌ها می‌پردازیم.
سیستم اگزوز خودرو چیست؟
در بیان ساده، سیستم اگزوز (Exhaust System) قطعه بسیار مهمی در وسایل نقلیه موتوری است که دود ناشی از احتراق انجام‌شده در سیلندرها را به خارج از وسیله نقلیه انتقال می‌دهد.
انفجار ترکیب سوخت و هوا درون سیلندرهای موتور علاوه بر انرژی، باعث تولید دود متشکل از بخار و گازهای مضر همچون منوکسید کربن، اکسید نیتروژن و هیدروکربن‌های خام می‌شود. بدون شک باقی‌ماندن این حجم از آلودگی درون سیلندر امکان‌پذیر نیست و البته ورود آن‌ها به محیط‌زیست وحشتناک است. خوشبختانه اگزوز تنها دود را به خارج از خودرو هدایت نمی‌کند، بلکه پیش از انتشار دود به محیط، میزان آلودگی آن را به‌وسیله کاتالیزور کاهش می‌دهد. اگزوز همچنین دارای مافلر است که باعث کاهش صدای خروج دود از ماشین می‌شود. برای درک بهتر سیستم اگزوز بهتر است نگاهی به بخش‌های مختلف آن بیندازید.
اجزای مختلف سیستم اگزوز
سیستم اگزوز شامل مجموعه‌ای از قطعات مختلف می‌شود که با همکاری یکدیگر، دود حاصل از احتراق را به شیوه‌ای کم‌ضرر و بدون سروصدا به خارج از خودرو هدایت می‌کنند. سیستم اگزوز دارای ۶ قطعه اصلی یعنی منیفولد، سنسور اکسیژن، لوله‌های اصلی، کاتالیزور، مافلر و سراگزوز است.
– منیفولد اگزوز
هدر یا منیفولد اگزوز (Exhaust Manifold) به طور مستقیم با موتور در ارتباط است. این قطعه، دود ناشی از احتراق سوخت و هوا درون سیلندرهای موتور را جمع‌آوری کرده و وارد لوله خروجی می‌کند.
– سنسور اکسیژن
سنسور اکسیژن (Heated O2 Sensor) میزان اکسیژن در گازهای خروجی را اندازه‌گیری می‌کند. سیستم اگزوز دارای دو سنسور اکسیژن است که یکی از آن‌ها پس از منیفولد اگزوز و دیگری پس از کاتالیزور نصب شده‌اند.
– لوله‌های اگزوز
قطعات مختلف اگزوز از طریق چند لوله (Exhaust Pipe) به یکدیگر متصل شده‌اند و البته که دود حاصل از احتراق به‌وسیله این لوله‌ها به سمت خارج از ماشین هدایت می‌شوند.
– کاتالیزور
کاتالیزور یا همان مبدل کاتالیتیک (Catalytic Converter)، وظیفه کاهش آلودگی دود حاصل از احتراق را بر عهده دارد. این قطعه پس از منیفولد اگزوز نصب شده و گازهای مضر مثل منوکسید کربن و اکسید نیتروژن را از دود خروجی حذف می‌کند. از بین می‌برد.
– مافلر
مافلر (Muffler) سایلنسر یا صداخفه‌کن؛ این قطعه با اسامی متعددی شناخته می‌شود. وظیفه مافلر کاهش سروصدای ناشی از عملکرد اگزوز است. بد نیست بدانید که علاوه بر مافلر، برخی سیستم‌های اگزوز دارای قطعه‌ای به نام رزوناتور هستند که پس از کاتالیزور نصب شده و صدای تولیدی را در فرکانس‌های خاص، کاهش می‌دهد. مافلر بر خلاف رزوناتور، صدای تولیدی را در تمام فرکانس‌ها سرکوب می‌کند.
– سراگزوز
آخرین بخش از سیستم اگزوز، سراگزوز (Tail Pipe) یا همان خروجی اگزوز است؛ همان قطعه‌ای که معمولاً در یک یا دو طرف سپر ماشین به‌صورت گرد یا مستطیلی دیده می‌شود. در نهایت دود حاصل از احتراق به‌وسیله سراگزوز وارد محیط خارج از خودرو می‌شود.
عملکرد سیستم اگزوز چگونه است؟
مطمئناً پس از آشنایی با اجزای مختلف سیستم اگزوز و وظایف آن‌ها، به‌تدریج متوجه عملکرد این سیستم شده‌اید. به‌هرحال بد نیست عملکرد اگزوز را با یکدیگر مرور کنیم.
پس از اجرای سیکل چهارم موتور، یعنی انفجار ترکیب سوخت و هوا در سیلندر، دود خروجی به وجود می‌آید. منیفولد که به طور مستقیم به موتور متصل است، دود حاصل از احتراق درون سیلندرها را جمع‌آوری کرده و به داخل لوله‌اگزوز انتقال می‌دهد. منیفولد به‌وسیله یک سوپاپ مخصوص باز و بسته می‌شود.
دود حاصل از احتراق که درون لوله است، به سمت کاتالیزور هدایت می‌شود. کاتالیزور با انجام واکنش‌های شیمیایی، گازهای مضر درون دود را به گازهای بی‌ضرر تبدیل می‌کند. به بیان بهتر، گاز نیتروژن اکسید در هنگام عبور از کاتالیزور به ذرات بی‌خطر اکسیژن و نیتروژن تجزیه می‌شوند. به این فرایند «کاهش» می‌گوییم. از طرف دیگر، گاز سمی منوکسید کربن به‌محض ورود به کاتالیزور متحمل یک اکسیژن اضافی شده و به دی‌اکسیدکربن تبدیل می‌شود که گازی بسیار کم‌ضررتر نسبت به منوکسید کربن است. به این فرایند نیز «اکسایش» می‌گوییم.
همان‌طور که گفته شد، دو سنسور اکسیژن در مسیر گازهای خروجی نصب شده‌اند. یکی پس از منیفولد و دیگری پس از کاتالیزور. سنسور نصب شده بعد از منیفولد، میزان اکسیژن درون گاز خروجی را اندازه‌گیری می‌کند. اگر اکسیژن موجود در گاز خروجی کم‌تر از حد استاندارد باشد، یعنی مشکلی در احتراق به وجود آمده است. داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط این سنسور به سمت ایسیو فرستاده می‌شود تا با به‌منظور احتراق بهتر، میزان ورود سوخت و هوا به داخل سیلندرها را تنظیم کند. سنسور اکسیژن دوم نیز پس از کاتالیزور قرار گرفته تا میزان اکسیژن خروجی از این قطعه را اندازه‌گیری کند. در صورت تشخیص پایین‌بودن حد اکسیژن یا به بیان بهتر، عدم کاهش آلودگی دود احتراق، سنسور اخطاری را به سمت ایسیو فرستاده و از وجود نقص در عملکرد کاتالیزور خبر می‌دهد.
در نهایت دودی که پس از کاتالیزور پالایش شده، به سمت مافلر حرکت می‌کند. ازآنجاکه لوله‌های اگزوز به شیوه پرفشار طراحی شده‌اند، عبور گاز خروجی از لوله‌ها با سروصدا همراه است. مافلر چنین سروصدای ناخوشایندی را سرکوب می‌کند. سیستم‌های اگزوز پیشرفته که معمولاً در خودروهای لوکس و اسپرت تعبیه می‌شود، دارای سوپاپ‌هایی برای تنظیم میزان صدای خروجی هستند. بدین‌وسیله راننده انتخاب می‌کند که در هنگام عبور از مناطق مسکونی، حضور کم‌رنگی داشته باشد و در عوض در مکان مناسب همچون پیست مسابقات، از سروصدای تولیدی اگزوز لذت ببرد و توجهات را به سمت خود جلب کند.
علائم خرابی سیستم اگزوز
به دلایل مختلف، سیستم اگزوز ممکن است دچار آسیب شود. نقص در این سیستم مهم به رسیدگی فوری احتیاج دارد، در غیر این صورت سلامت خودرو و سرنشینان آن به خطر می‌افتد. با مشاهده هر یک از موارد زیر می‌بایست ماشین خود را به یک تعمیرکار حرفه‌ای نشان دهید تا سیستم اگزوز آن را بررسی و تعمیر کند.
- لرزش بیش از حد ماشین
- کاهش قدرت موتور
- افزایش مصرف سوخت
- خروج دود مشکی از اگزوز
- ایجاد سروصدای عجیب
جمع‌بندی
سیستم اگزوز یکی از قطعات مهم خودرو به‌حساب می‌آید، چون با دفع گازهای سمی سروکار دارد. هرگونه آسیب به این سیستم می‌تواند مشکل بزرگی را به وجود آورد. به‌عنوان‌مثال، اگر لوله‌های اگزوز دچار آسیب شده باشند، گازهای آلاینده از آن‌ها خارج شده و ممکن است وارد کابین شوند. بدین ترتیب، سلامت سرنشینان کابین به خطر می‌افتد. اگر منیفولد به‌درستی کار نکند، علاوه بر احتراق ناقص و افزایش مصرف سوخت، فشار زیادی بر موتور وارد شده و خراب می‌شود.
دیدگاهتان را بنویسید