آشنایی با سیستم اگزوز و نحوه عملکرد آن

گاهی وجود برخی قطعات و اجزا در یک خودرو آن‌قدر ثابت و همیشگی بوده، که اهمیت عملکرد و سلامت آن‌ها نادیده گرفته می‌شود. غافل از اینکه این قطعات یا اجزا، یکی از حیاتی‌ترین نقش‌ها را در فعالیت خودرو بازی می‌کنند. یکی از این قطعات اگزوز است. از اهمیت اگزوز همین بس که حتی در ابتدایی‌ترین خودروهای مجهز به موتور احتراق داخلی نیز شاهد اگزوز بودیم.

همین اهمیت، بر لزوم حفظ سلامت اگزوز و دقت و توجه کافی به عملکرد بی‌نقص آن تاکید می‌کند. در ادامه درمورد نقش اگزوز در خودروهای بنزینی و سیستم عملکرد آن‌ها بیشتر صحبت خواهیم کرد.

اگزوز چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟

اگزوز به‌طور کلی از ملزومات تمام وسایلی است که از یک موتور درون‌سوز بهره می‌برند. بنابراین تمامی خودروهایی که به موتورهای درون سوز مجهز هستند شاهد اگزوز هستیم.

برای توضیح بیشتر باید اضافه کرد که توان خروجی موتور، از احتراق مخلوط سوخت و هوا درون سیلندرها تامین می‌شود. اما احتراق صورت گرفته در درون موتور  و سیلندرها، مانند هر انفجار دیگری، مقادری گاز و دود تولید می‌کند که باید از موتور و خودرو خارج شود. در صورت محبوس ماندن این گازها، موتور جوش آورده و به مرز انفجار می‌رسد.

این اتفاق موتور را مانند یک زودپز که خروجی بخار آن بسته شده باشد، خطرناک می‌کند. البته این تنها وظیفه اگزوز نیست که در ادامه درباره وظایف آن توضیح می‌دهیم.

اگزوز چه وظیفه‌ای در خودرو دارد؟

به طور کلی، وظایف اگزوز را می‌توان به شرح زیر بیان کرد:

• خروج گازهای متشکل از احتراق بنزین
• کنترل و کاهش سطح آلایندگی خودرو
• کاهش و کنترل صدای موتور و دمای آن
• کاهش و کنترل مصرف سوخت

بدون شک دودی که از اگزوز خارج می‌شود، نتیجه مستقیم احتراق صورت گرفته در موتور با دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد نیست و در میانه راه، در سیستم اگزوز از لحاظ دما، صدا و آلایندگی کنترل و تعدیل شده است.

سیستم اگزوز چند بخش دارد؟

اگزوز یا سیستم اگزوز نیز مانند بسیاری دیگر سیستم‌ها و بخش‌های مختلف خودرو از اجزای کوچکتر تشکیل شده‌ است که در کنار یک‌دیگر وظایف اگزوز را انجام می‌دهند.

تمامی اگزوز‌ها از ۳ بخش اصلی تشکیل شده‌اند که عبارتند از: این قطعات می‌توانند ۳ یا به‌طور جزئی‌تر ۵ بخش داشته باشند. این بخش‌ها عبارتند از:

1. منیفولد خروجی یا منیفولد دود
2. لوله‌ رابط
3. لوله اگزوز

دو بخش دیگر نیز در برخی اگزوزها لحاظ می‌شود که این روزها عمومیت بیشتری پیدا کرده‌اند:

1. منبع اگزوز یا انباره اگزوز (صدا خفه‌کن)
2. لوله پخش‌کننده دود

 در ادامه هریک از این بخش‌ها را به تفکیک بررسی خواهیم کرد.

منیفولد دود چیست و چه وظیفه‌ای در خودرو دارد؟

منیفولد دود یا منیفولد خروجی، به ابتدایی‌ترین بخش اگزوز گفته می‌شود. این بخش شبیه به یک شیر چند شاخه است که به تعداد سیلندرهای موتور رو آن دریچه‌هایی تعبیه شده است. منیفولد بسته به نوع موتور به دو صورت دیده می‌شود. این دو حالت به شرح زیر است:

• موتورهای خطی : منیفولد تنها در یک سمت بلوک سیلندر تعبیه می‌شود.
• موتورهای خورجینی: دو منیفولد را در دو سمت بلوک سیلندر شاهد هستیم.

منیفولد خروجی، دود و گازهای تخلیه شده از سیلندرها را به سمت لوله‌های اگزوز هدایت می‌کند. در واقع، منیفولد خروجی نقش ریه موتور را برعهده دارد که با خروج دود ناشی از احتراق امکان ادامه فعالیت و تنفس دوباره به موتور را می‌دهد.

لوله‌ رابط چیست؟

لوله‌ رابط در واقع در طول سیستم اگزوز کشیده شده‌ و اجزای مختلف این سیستم مانند منیفولد، انباره و سراگزوز را به هم وصل می‌کند. لوله‌ رابط از منیفولد تا خروجی اگزوز دادمه دارد و معمولا در زیر خودرو قابل مشاهده است.

سلامت لوله رابط در عملکرد بی‌نقص سیستم اگزوز اهمیت بالایی دارد. به همین دلیل، معمولا سازندگان اتومبیل‌ها هم معمولا سعی می‌کنند در این حوزه سخت‌گیری زیادی کرده و برای این لوله‌ها از استانداردهای بالایی استفاده کنند.

کارایی و عمر مفید این بخش را جنس، طول، شعاع قوس‌ها، قطر اسمی لوله و… تعیین می‌کنند تا بتوانند اثرگذارتر ظاهر شوند.

کاتالیست چیست و چه کارایی در سیستم اگزوز دارد؟

احتراق مخلوط سوخت و هوا درون سیلندرها و واکنش شیمیایی صورت گرفته طی این احتراق، منجر به تولید برخی گازهای سمی مانند مونوکسید کربن، هیروکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن می‌شود. این گازها درواقع همان آلاینده‌های محیطی هستند که خودروهای درون‌سوز تولید می‌کنند. خودروسازان برای کنترل این معضل و کاهش سطح آلایندگی موتورهای درون‌سوز، از قطعه‌ای به نام کاتالیست کمک گرفتند.

کاتالیست طی یک فرآیند شیمیایی میزان این آلاینده‌ها را کاهش داده  و گازهای خروجی از اتومبیل را تبدیل به گازهای غیرسمی و بی‌خطر می‌کنند. کارشناسان می‌گویند که اگر این قطعه درست کار کند تا ۹۰ درصد این گازهای سمی کاهش می‌یابد.

کاتالیست که نقش یک فیلتر را در مسیر گازهای خروجی بازی می‌کند به دلیل نیاز به دمای بالای ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد برای فعالیت، نزدیک به منیفولد تعبیه می‌شوند.

انباره چیست و کجا قرار می‌گیرد؟

گفتیم که از وظایف اگزوز کنترل صدای خروج گازها از خودرو است. در نظر داشته باشید که دود خروجی از موتور حاصل یک احتراق است و با فشار بسیار زیاد از لوله‌ اگزوز خارج می‌شود. این فشار نیز ایجاد صدای بسیار زیادی می‌کند. انباره یا صدا خفه‌کن اگزوز وظیفه کاهش این صدا را برعهده دارد. انباره اگزوز یک مخزن یا محفظه است که درون آن مجموعه‌ای از لوله‌های سوراخ‌دار تعبیه شده است.

این لوله‌های سوراخ‌دار مانند دیوارهای آکوستیک و ناهمگون استودیوها عمل کرده و صدا را مدیریت می‌کنند. امواج صدای تولید شده در موتور، در محفظه انباره و بین این لوله‌های سوراخ‌دار منعکس شده تا در نهایت صدای خروج گازها، گوش‌خراش نباشد. در توضیح دقیق‌تر باید گفت که موج صدای وارد شده به انباره، به دو بخش تقسیم می‌شود.

بخشی وارد محفظه شده و بخشی هم بازتاب می‌یابد. موجی که وارد محفظه شده، به دیوار منبع خورده و به سمت خارج بازتاب پیدا می‌کند. در نتیجه این موج‌ها داخل منبع اگزوز، به هم خورده و هم را خنثی می‌کنند تا در نهایت صدای متعادلی را بشنویم. همه این‌کارها در انباره اگزوز یا انبار صدا خفه‌کن اتفاق می‌افتد.

لوله پخش‌کننده دود چیست؟

لوله پخش‌کننده دود انتهایی‌ترین بخش اگزوز است و در واقع همان قسمتی را تشکیل می‌دهد که ما در بخش انتهایی خودرو شاهد آن هستیم. لوله پخش کننده دود بلافاصله پس از انباره یا صداخفه‌کن قرار دارد.

به این ترتیب، گازهای خروجی از سیلندرها، پس از تجمیع در سیلندرها و تصفیه در کاتالیست و کنترل صوت در انباره، به لوله پخش کننده دود می‌رسند و از خودرو خارج می‌گردند. طراحی این بخش به شدت اهمیت دارد چرا که اگر خوب طراحی نشود، می‌تواند در شتاب و کارکرد موتور اثر منفی داشته باشد.

چطور طراحی نامناسب اگزوز قدرت خودرو را کم می‌کند؟

باید گفت، عملکرد سیستم اگزوز در بازده موتور تاثیر مستقیم دارد. چرا که عدم خروج به موقع، کامل و بی‌نقص گازهای تولیدی موتور از آن، باعث می‌شود که موتور اجازه تنفس مجدد نداشته باشد و بازده آن کاهش یابد.

اصلی‌ترین دلیلی که باعث می‌شود طراحی اگزوز قدرت موتور را کاهش دهد، عدم خروج گازهای تولیدی موتور با سرعت و فشار کافی است. منیفولد گاز در بالای منیفولد دود نصب می‌شود. در این صورت برای بی‌صدا کردن دود ناشی از احتراق، از ۲ صدا خفه کن استفاده می‌شود. چنین ایده‌هایی برای موتورهایی که قدرت زیادی دارند، امری ناگزیر است. در این صورت طراحی این صدا خفه‌کن ها در کم و زیاد شدن صدای ایجاد شده از اگزوز و موتور، اثرگذار ظاهر می‌شود.

این صدا خفه‌کن‌ها طوری طراحی می‌شوند تا گازهای خروجی موتور در آن به تدریج منبسط شده و از گرمایش کم شود. فشار این گازها هم کاسته می‌شود. اگر این فشار کم نشود، باعث می‌شود تا قدرت موتور کمتر شود. چرا که این فشار منفی می‌تواند از خروج گازهای تولید شده در موتور جلوگیری کند.

سیستم اگزوز چگونه قدرت موتور را افزایش می‌دهد؟

اما سیستم اگزوز همانطور که می‌تواند قدرت موتور را کاهش دهد، قادر است تاثیر عکس نیز داشته باشد. برای رسیدن به این هدف باید نکاتی را در طراحی و ساخت اگزوز رعایت کرد. این نکات عبارتند از:

• جنس منیفولد که به خروج راحت‌تر دود کمک می‌کند. هرچه سطح منیفولد صیقلی‌تر باشد حرکت دود راحت‌تر خواهد بود.
• دقت در محل قرار دادن صداخفه‌کن‌ها و کاتالیست تا مقاومت دربرابر خروج دود کاهش یابد
• استفاده از لوله رابط با قطر مناسب تا دود راحت‌تر خارج شود
• انتخاب لوله پخش کننده دود با ابعاد مناسب

به این ترتیب مهمترین عامل در عملکرد اگزوز که منجر به افزایش قدرت موتور می‌شود را می‌توان در همین خروج راحت‌تر دود از سیلندرها دانست. آنچه به سیلندر اجازه می‌دهد با سرعت بیشتری کار کند و فضای بیشتری برای ورود مجدد مخلوط سوخت و هوا داشته باشد.

انواع اگزوز و مدل‌های آن

به‌طور قطع برای اگزوز نیز انواع مختلفی وجود دارد که در خودروهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تنوع گاهی به‌دلیل نیاز متفاوت خودروهای مختلف ایجاد شده است و گاهی تنها برای بالا بردن قدرت موتور. در ادامه شما را با انواع اگزوز خودرو آشنا می‌کنیم.

اگزوز تک خروجی

این نوع در واقع همان مدلی است که به‌طور معمول در تمامی خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرد و شاهد آن‌ها هستیم. اگزوز تک خروجی ارزان‌ترین نوع اگزوز است و برای موتورهایی با حجم کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا توان خروجی این موتورها کم است و در نتیجه، دود حاصل از عملکردشان زیاد نیست. پس الزامی به خروج سریع‌تر و بیشتر دود به‌منظور تامین شرایط بهتر فعالیت برای موتور نیست.

اگزوز دو خروجی

این نوع اگزوز می‌تواند دود حاصل از عملکرد موتور با سرعت و حجم دوبرابر از خودرو خارج کند. بنابراین برای موتورهای حجیم‌تر و پرقدرت‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرد و البته برای این نوع خودروها استفاده از اگزوز دو خروجی یا دوگانه الزامی است.

یکی دیگر از مزایای استفاده از اگزوزهای دوگانه علاوه بر افزایش قدرت موتور، کاهش مصرف سوخت است. از این اگزوزها در خودروهای به موتور توربوشارژ نیز استفاده می‌شود.

دوگانه مختلف

این نوع اگزوز مانند اگزوز دوگانه است با این تفاوت که در آن امکان استفاده از لوله‌های خم‌شونده نیز وجود دارد. بنابراین از این نوع اگزوز در خودروهایی با ابعاد بزرگتر و موتور حجیم استفاده می‌شود.

اگزوز دوطرفه

این مدل نیز یکی از مدل‌های اگزوز دوگانه است که پیشتر مورد استفاده بود. در این مدل دو خروجی اگزوز در سمت عقب خودرو دیده می‌شد. اما به‌دلیل کارایی بیشتر اگزوزهای دوگانه جدید، استفاده از نوع دوطرفه منسوخ شد.

اگزوزهای پرقدرت یا High Performance

این نوع اگزوز که معمولاً برای سوپرکارها (ابر خودروها) مورد استفاده قرار می‌گیرد، سرعت بالایی در خارج کردن دود به‌ اجرا می‌گذارند. تفاوت اصلی آن‌ها در آلیاژ مورد استفاده در ساخت‌شان است. البته چون صداهای گوشخراش و منحصر به فردی دارند، استفاده از آن‌ها غالبا در شهر ممنوع است.

 این اگزوزها مواردی هستند که معمولا در کمپانی‌ها به صورت استاندارد در ساخت اگزوز مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما ممکن است تنوع بیشتری در اگزوزها شاهد باشیم که معمولا کار تیونینگ‌کارها و خودروبازان حرفه‌ای است که برای ایجاد تنوع و جذابیت صورت می‌گیرد.

اگزوز چه زمانی خراب می‌شود؟

اگزوزها قطعات پراستهلاکی نیستند، اما قطعا این اجزا نیز عمر مصرفی مشخصی دارند. گاهی نیز وارد آمدن ضربه یا موارد دیگر ممکن است آن‌ها را دچار آسیب کند. اما نکته مهم درمورد خرابی اگزوز، تاثیر مستقیم آن بر عملکرد موتور و خودرو است. بنابراین باید نسبت به علائم خرابی اگزوز دقت کافی داشت. به‌خصوص که درصورت پیشرفت خرابی اگزوز ممکن است هزینه تعمیرات آن بسیار بالا رود و مخارج دیگری نیز برای موتور ایجاد کند. البته علائم خرابی اگزوز موارد مشخصی هستند. مهم‌ترین علامت آن صدای غیرعادی از آن است. در ادامه به برخی دلایل خرابی اگزوز اشاره می‌کنیم:

• شکستن بست‌های انباره اگزوز
• پوسیده و مستهلک شده لوله‌های داخل انبار
• شکستن حلقه اتصال لوله‌های رابط یا لوله پخش کننده
• پوسیدگی لوله‌های رابط

علائم خرابی اگزوز چیست؟

علائم خرابی اگزوز نیز شامل موارد زیر می‌شود. مواردی که معمولا نشان از نیاز به تعویض یکی از قطعات سیستم اگزوز دارد:

• شنیدن صدای غیرعادی از موتور
• پایین آمدن قدرت موتور و کشش خودرو (که معمولا با همین صدای غیرعادی همراه است)
• شنیدن صدای غیرعادی از اگزوز
• ایجاد مشکل در توری کاتالیست

یکی از مواردی که باید در این بخش به آن توجه کرد، مسر عبور و مرور شما با خودرو است. اگر در جاده‌های پر سنگ‌لاخ و خاکی تردد می‌کنید یا مناطق مربوط زندگی می‌کنید، باید نسبت به سلامت اگزوز دقیق‌تر باشید و در سرویس‌های دوره‌ای آن را مورد بررسی قرار دهید.

همچنین، نسبت به عمر اگزوز خود نیز توجه کافی را داشته باشید. عمر مفید اگزوز معمولا پنج سال است که معمولا مسافتی بین ۸۰ تا ۱۵۰ هزار کیلومتر می‌شود.

چرا گاهی صدایی شبیه برخورد دو فلز می‌شنویم؟

این صدا معمولا به دلیل رها شدن لوله پخش‌کننده دود یا یکی از بخش‌های سیستم اگزوز از محل اتصال خود است. معمولا لوله‌های اگزوز به وسیله بست‌های مخصوص به جایی متصل می‌شوند.

با این حال، با رها شدن اتصالات که ممکن است به دلایل مختلف اتفاق افتد، لوله اگزوز رها شده و به قطعات و بخش‌های دیگر خودرو حین حرکت برخورد می‌کند و این صدا ایجاد می‌شود.

صدای غرش اگزوز به چه دلیل است؟

ایجاد پوسیدگی در سیستم اگزوز که معمولا به‌دلیل بالا رفتن عمر آن اتفاق می‌افتد می‌تواند در منبع اگزوز ایجاد سوراخ کند. سوراخ شدن منبع نیز در عملکرد باقی بخش‌های موتور ایجاد اخلال می‌کند. ضمن اینکه عملکرد اگزوز رو پرصدا می‌کند.

اگر صدایی شبیه به غرش از اگزوز شنیدید، بهتر است سلامت مخزن آن را بررسی کنید. اگر کاهش قدرت خودرو و افزایش مصرف سوخت آن با چنین علامتی همراه بود، می‌توانید مطمئن شوید که مشکل از پوسیدگی یکی از بخش‌های اگزوز به‌خصوص منبع آن است.