एक्झॉस्ट सिस्टमच्या ऑपरेशनचा उद्देश आणि तत्त्व

कार इंजिनच्या ऑपरेशन दरम्यान, दहन उत्पादने तयार होतात ज्यांचे तापमान जास्त असते आणि ते खूप विषारी असतात. कारच्या डिझाइनमध्ये त्यांना थंड करण्यासाठी आणि सिलेंडरमधून काढून टाकण्यासाठी तसेच पर्यावरणीय प्रदूषणाची पातळी कमी करण्यासाठी एक एक्झॉस्ट सिस्टम प्रदान केली आहे. या प्रणालीचे आणखी एक कार्य म्हणजे इंजिनचा आवाज कमी करणे. एक्झॉस्ट सिस्टीम अनेक घटकांनी बनलेली असते, प्रत्येकाचे विशिष्ट कार्य असते.

एक्झॉस्ट सिस्टम

एक्झॉस्ट सिस्टमचे मुख्य कार्य म्हणजे इंजिन सिलेंडरमधून एक्झॉस्ट वायू प्रभावीपणे काढून टाकणे, त्यांची विषारीता आणि आवाज पातळी कमी करणे. कार एक्झॉस्ट सिस्टीम कशापासून बनलेली आहे हे जाणून घेतल्याने ते कसे कार्य करते आणि संभाव्य समस्या कशामुळे निर्माण होतात हे समजून घेण्यास मदत करू शकते. मानक एक्झॉस्ट सिस्टमची रचना वापरलेल्या इंधनाच्या प्रकारावर तसेच लागू असलेल्या पर्यावरणीय मानकांवर अवलंबून असते. एक्झॉस्ट सिस्टममध्ये खालील घटक असू शकतात:

• एक्झॉस्ट मॅनिफोल्ड - इंजिन सिलेंडर्सचे गॅस काढणे आणि कूलिंग (शुद्धीकरण) चे कार्य करते. सरासरी एक्झॉस्ट गॅस तापमान 700°C आणि 1000°C दरम्यान असल्याने ते उष्णता प्रतिरोधक सामग्रीपासून बनलेले आहे.
• समोरचा पाइप हा एक जटिल आकाराचा पाइप आहे ज्यामध्ये फ्लॅंज्स मॅनिफोल्ड किंवा टर्बोचार्जरवर चढवल्या जातात.
• उत्प्रेरक कनवर्टर (युरो-2 आणि उच्च पर्यावरणीय मानकांच्या गॅसोलीन इंजिनमध्ये स्थापित) एक्झॉस्ट वायूंमधून सर्वात हानिकारक घटक CH, NOx, CO काढून टाकते, त्यांना पाण्याची वाफ, कार्बन डायऑक्साइड आणि नायट्रोजनमध्ये बदलते.
• फ्लेम अरेस्टर - उत्प्रेरक किंवा पार्टिक्युलेट फिल्टर (बजेट रिप्लेसमेंट म्हणून) ऐवजी कारच्या एक्झॉस्ट सिस्टममध्ये स्थापित केले जाते. हे एक्झॉस्ट मॅनिफोल्डमधून बाहेर पडणाऱ्या वायू प्रवाहाची ऊर्जा आणि तापमान कमी करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. उत्प्रेरकाच्या विपरीत, ते एक्झॉस्ट वायूंमधील विषारी घटकांचे प्रमाण कमी करत नाही, परंतु केवळ मफलरवरील भार कमी करते.
• लॅम्बडा प्रोब - एक्झॉस्ट वायूंमधील ऑक्सिजनच्या पातळीचे परीक्षण करण्यासाठी वापरले जाते. सिस्टममध्ये एक किंवा दोन ऑक्सिजन सेन्सर असू शकतात. उत्प्रेरक असलेल्या आधुनिक (इन-लाइन) इंजिनांवर, 2 सेन्सर स्थापित केले आहेत.
• पार्टिक्युलेट फिल्टर (डिझेल इंजिनच्या एक्झॉस्ट सिस्टमचा अनिवार्य भाग) - एक्झॉस्ट वायूंमधून काजळी काढून टाकते. हे उत्प्रेरकाची कार्ये एकत्र करू शकते.
• रेझोनेटर (प्री-सायलेन्सर) आणि मुख्य सायलेन्सर - एक्झॉस्ट आवाज कमी करा.
• पाईपिंग - कारच्या एक्झॉस्ट सिस्टमच्या वेगवेगळ्या भागांना एका सिस्टममध्ये जोडते.

एक्झॉस्ट सिस्टम कसे कार्य करते

गॅसोलीन इंजिनच्या क्लासिक आवृत्तीमध्ये, कारची एक्झॉस्ट सिस्टम खालीलप्रमाणे कार्य करते:

• इंजिनचे एक्झॉस्ट व्हॉल्व्ह उघडतात आणि न जळलेल्या इंधनाच्या अवशेषांसह एक्झॉस्ट गॅस सिलेंडरमधून काढून टाकले जातात.
• प्रत्येक सिलेंडरमधील वायू एक्झॉस्ट मॅनिफोल्डमध्ये प्रवेश करतात, जिथे ते एकाच प्रवाहात एकत्र केले जातात.
• एक्झॉस्ट पाईपद्वारे, एक्झॉस्ट मॅनिफोल्डमधून एक्झॉस्ट वायू पहिल्या लॅम्बडा प्रोब (ऑक्सिजन सेन्सर) मधून जातात, जे एक्झॉस्टमध्ये ऑक्सिजनचे प्रमाण नोंदवते. या डेटाच्या आधारे, इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल युनिट इंधन वापर आणि हवा-इंधन प्रमाण नियंत्रित करते.
• नंतर वायू उत्प्रेरकामध्ये प्रवेश करतात, जेथे ते ऑक्सिडायझिंग धातू (प्लॅटिनम, पॅलेडियम) आणि कमी करणारे धातू (रोडियम) यांच्याशी रासायनिक प्रतिक्रिया देतात. या प्रकरणात, वायूंचे कार्य तापमान किमान 300 डिग्री सेल्सियस असणे आवश्यक आहे.
• उत्प्रेरकाच्या आउटलेटवर, वायू दुसऱ्या लॅम्बडा प्रोबमधून जातात, ज्यामुळे उत्प्रेरक कनवर्टरच्या स्थितीचे मूल्यांकन करणे शक्य होते.
• शुद्ध केलेले एक्झॉस्ट वायू नंतर रेझोनेटरमध्ये आणि नंतर मफलरमध्ये प्रवेश करतात, जेथे एक्झॉस्ट प्रवाह रूपांतरित होतात (अरुंद, विस्तारित, पुनर्निर्देशित, शोषले जातात), ज्यामुळे आवाज पातळी कमी होते.
• मुख्य मफलरमधील एक्झॉस्ट वायू आधीच वातावरणात वाहून जातात.

डिझेल इंजिनच्या एक्झॉस्ट सिस्टममध्ये काही वैशिष्ट्ये आहेत:

• सिलेंडर्समधून बाहेर पडणारे वायू एक्झॉस्ट मॅनिफोल्डमध्ये प्रवेश करतात. डिझेल इंजिनचे एक्झॉस्ट तापमान 500 ते 700°C पर्यंत असते.
• मग ते टर्बोचार्जरमध्ये प्रवेश करतात, ज्यामुळे बूस्ट तयार होतो.
• एक्झॉस्ट वायू ऑक्सिजन सेन्सरमधून जातात आणि पार्टिक्युलेट फिल्टरमध्ये प्रवेश करतात, जिथे हानिकारक घटक काढून टाकले जातात.
• शेवटी, एक्झॉस्ट कारच्या मफलरमधून बाहेर पडतो आणि वातावरणात जातो.

एक्झॉस्ट सिस्टमचा विकास कारच्या ऑपरेशनसाठी पर्यावरणीय मानके घट्ट करण्याशी जोडलेला नाही. उदाहरणार्थ, युरो-3 श्रेणीतून, गॅसोलीन आणि डिझेल इंजिनसाठी उत्प्रेरक आणि पार्टिक्युलेट फिल्टरची स्थापना अनिवार्य आहे आणि त्यांची जागा फ्लेम अरेस्टरने बदलणे कायद्याचे उल्लंघन मानले जाते.