Naprava za izpušni kolektor avtomobila

Učinkovitost katerega koli motorja z notranjim zgorevanjem ni odvisna samo od vrste sistema za gorivo in od strukture jeklenk z bati. Izpušni sistem avtomobila igra pomembno vlogo. Podrobno je opisano o njej v drugem pregledu... Zdaj pa si oglejmo enega od njegovih elementov - izpušni kolektor.

Kaj je izpušni kolektor

Razdelilnik motorja je vrsta cevi, ki so na eni strani povezane z eno cevjo, na drugi strani pa so pritrjene na skupno palico (prirobnico) in pritrjene na glavo valja. Na strani glave valja je število cevi enako številu valjev motorja. Na nasprotni strani je majhen dušilec zvoka (resonator) ali katalizatorče je v avtu.

Kolektorska naprava je podobna sesalni kolektor... Pri mnogih modifikacijah motorja je v izpušni sistem vgrajena turbina, katere rotor poganja pretok izpušnih plinov. Vrtijo gred, na drugi strani katere je nameščeno tudi rotor. Ta naprava vbrizga svež zrak v sesalni kolektor motorja, da poveča njegovo moč.

Običajno je ta del izdelan iz litega železa. Razlog je v tem, da je ta element stalno v izjemno visokih temperaturah. Izpušni plini segrejejo izpušni kolektor na 900 stopinj ali več. Poleg tega se ob zagonu hladnega motorja na notranji steni celotnega izpušnega sistema tvori kondenz. Podoben postopek se zgodi, ko motor ugasne (še posebej, če je vreme mokro in hladno).

Bližje motorju, hitreje bo voda med delovanjem motorja izhlapela, vendar nenehen stik kovine z zrakom pospešuje oksidacijsko reakcijo. Iz tega razloga, če v avtomobilu uporabimo analog železa, ta hitro zarjavi in ​​izgori. Tega nadomestnega dela ni mogoče barvati, ker se pri segrevanju na 1000 stopinj sloj barve hitro izgori.

V sodobnih avtomobilih je v izpušni kolektor (običajno v bližini katalizatorja) nameščen senzor kisika (lambda sonda). Podrobnosti o tem senzorju so opisane v drugem članku... Skratka, elektronski krmilni enoti pomaga nadzirati sestavo zmesi zrak-gorivo.

Običajno ta del izpušnega sistema traja tako dolgo kot celotno vozilo. Ker je to le cev, se v njej ne da nič prelomiti. Edino kar odpove je senzor kisika, turbina in drugi deli, povezani z delovanjem izpušnih plinov. Če govorimo o samem pajku, potem lahko sčasoma zaradi posebnosti pogojev delovanja izgori. A to se zgodi le redko. Iz tega razloga se vozniki redko ukvarjajo s popravilom ali zamenjavo izpušnega kolektorja.

Načelo delovanja izpušnega kolektorja

Delovanje izpušnega kolektorja avtomobila je zelo preprosto. Ko voznik zažene motor (ne glede na to, ali je bencin ali dizel enot) pride do zgorevanja mešanice zrak-gorivo v jeklenkah. Na ciklu sproščanja mehanizem za distribucijo plina odpre izpušni ventil (na valj je lahko en ali dva ventila, v nekaterih modifikacijah ICE pa so celo trije za boljše prezračevanje votline).

Ko se bat dvigne v zgornjo mrtvo točko, potisne vse produkte zgorevanja skozi nastalo izpušno odprtino. Nato tok vstopi v sprednjo cev. Za preprečitev vstopa vročih izpušnih plinov v votlino nad sosednjimi ventili je za vsak valj nameščena ločena cev.

Odvisno od zasnove je ta cev na določeni razdalji povezana s sosednjo, nato pa se združijo v skupno pot pred katalizatorjem. Skozi katalizator (v njem se nevtralizirajo okolju škodljive snovi) gre izpuh skozi mali in glavni dušilec zvoka do izpušne cevi.

Ker lahko ta element do neke mere spremeni značilnosti moči motorja, proizvajalci razvijajo različne vrste pajkov za motorje.

Ko se izpušni plini odstranijo, v izpušnem traktu nastane pulzacija. Med izdelavo tega dela ga proizvajalci poskušajo zasnovati tako, da so ta nihanja čim bolj sinhrono z valovnim procesom, ki se pojavi v sesalnem kolektorju (v nekaterih avtomobilih pri določenem načinu delovanja enote tako sesalnik in izpušni ventili se za kratek čas odprejo za boljše prezračevanje). Ko se del izpušnih plinov nenadoma potisne v kanal, ustvari val, ki se odbije od katalizatorja in ustvari vakuum.

Ta učinek doseže izpušni ventil skoraj istočasno, ko ustrezni bat spet izvede izpušni hod. Ta postopek olajša odstranjevanje izpušnih plinov, kar pomeni, da mora motor porabiti manj navora, da premaga upor. Ta zasnova poti omogoča maksimalno olajšanje odstranjevanja produktov zgorevanja goriva. Čim več vrtljajev motorja, tem učinkoviteje bo potekal ta postopek.

Pri klasičnih izpušnih sistemih pa obstaja majhen problem. Dejstvo je, da ko izpušni plini ustvarijo val, se ta zaradi kratkih cevi odraža na sosednjih poteh (so v mirnem stanju). Zaradi tega, ko se izpušni ventil drugega valja odpre, ta val ustvari oviro za izpušni izhod. Zaradi tega motor porabi nekaj navora za premagovanje tega upora in moč motorja se zmanjša.

Čemu služi izpušni kolektor?

Kot vidite, je izpušni kolektor v avtomobilu neposredno vključen v odstranjevanje izpušnih plinov. Zasnova tega elementa je odvisna od vrste motorja in proizvajalčeve metodologije, ki jo uporablja pri izdelavi razdelilnika.

Ne glede na spremembo bo ta del sestavljal:

• Sprejemne cevi. Vsak od njih je zasnovan tako, da je pritrjen na določen valj. Zaradi enostavnosti namestitve so vsi pogosto pritrjeni na skupni trak ali prirobnico. Mere tega modula se morajo natančno ujemati z merami ustreznih lukenj in utorov na glavi valja, tako da izpuh ne bo puščal zaradi tega odstopanja.
• Izpušna cev. To je konec zbiralnika. V večini avtomobilov se vse cevi konvergirajo v enem, ki je nato povezan z resonatorjem ali katalizatorjem. Obstajajo pa modifikacije izpušnih sistemov, pri katerih sta dve ločeni izpušni cevi s posameznimi dušilci zvoka. V tem primeru je par cevi povezan v en modul, ki pripada ločeni liniji.
• Tesnilno tesnilo. Ta del je nameščen med ohišjem glave valja in tirnico (pa tudi na prirobnici med odvodno cevjo in pajkom). Ker je ta element nenehno izpostavljen visokim temperaturam in vibracijam, mora biti izdelan iz trpežnih materialov. To tesnilo preprečuje uhajanje izpušnih plinov v motorni prostor. Ker iz tega dela prihaja svež zrak za notranjost avtomobila, je za varnost voznika in potnikov pomembno, da je ta element visokokakovosten. Seveda, če se tesnilo prebije, ga boste takoj slišali - zaradi visokega tlaka v traktu se bodo pojavili močni poskoki.

Vrste in tipi izpušnih kolektorjev

Tu so glavne vrste izpušnih kolektorjev:

1. Celo. V tem primeru bo del trden, v notranjosti pa so kanali, ki se konvergirajo v eno komoro. Takšne modifikacije so narejene iz visokotemperaturne litine. Kar zadeva odpornost na resne temperaturne spremembe (zlasti pozimi, ko se hladen kovček v nekaj sekundah segreje od -10 ali manj, odvisno od regije, do +1000 stopinj Celzija), ta kovina nima analogov. Ta zasnova je enostavna za izdelavo, vendar ne izvaja tako učinkovito izpušnih plinov. To negativno vpliva na prepihovanje komor cilindra, zaradi česar se del navora porabi za premagovanje upora (plini se odstranijo skozi majhno luknjo, zato je vakuum v izpušnem traktu zelo pomemben).
2. Cevast. Ta sprememba se uporablja na sodobnih avtomobilih. Običajno so izdelani iz nerjavečega jekla, redkeje pa iz keramike. Ta sprememba ima svoje prednosti. Omogočajo izboljšanje značilnosti pihanja valja zaradi vakuuma, ki nastane na poti zaradi valovnih procesov. Ker v tem primeru batu ni treba premagati upora pri izpušnem hodu, se ročična gred hitreje zavrti. Pri nekaterih motorjih je zaradi tega izboljšanja moč enote mogoče povečati za 10%. Pri običajnih avtomobilih to povečanje moči ni vedno opazno, zato se ta nastavitev uporablja pri športnih avtomobilih.

Premer cevi igra pomembno vlogo v izpušnem kolektorju. Če je na stroju nameščen pajek z majhnim premerom, se doseganje nazivnega navora premakne proti nizkim in srednjim vrtljajem. Po drugi strani pa namestitev kolektorja s cevmi večjega premera omogoča odstranjevanje največje moči motorja z notranjim zgorevanjem pri visokih hitrostih, pri nizkih hitrostih pa se moč enote zmanjša.

Poleg premera cevi sta zelo pomembna njihova dolžina in vrstni red povezave z valji. Zato lahko med elementi za nastavitev izpušnega sistema najdete modele, v katerih so cevi zvite, kot da bi bile povezane na slepo. Vsak motor zahteva lastne spremembe kolektorja.

Za nastavitev običajnega 4-valjnega motorja se pogosto uporablja pajek 4-1. V tem primeru so štiri šobe takoj povezane v eno cev, le na največji možni razdalji. Ta sprememba se imenuje kratka. Povečanje moči motorja opazimo le, če je prisilno in nato pri hitrostih nad 6000 na minuto.

Tudi med možnostmi za uglaševanje športnih avtomobilov se uporabljajo tako imenovani dolgi pajki. Običajno imajo spojino s formulo 4-2-1. V tem primeru so vse štiri cevi najprej povezane v parih. Ti pari cevi so povezani v eno na najbolj oddaljeni razdalji od motorja. Običajno se cevi vzamejo v paru, ki so povezani s cilindri, ki imajo največji vzporedni izhod (na primer prvi in ​​četrti, pa tudi drugi in tretji). Ta sprememba omogoča povečanje moči v veliko širšem območju vrtljajev, vendar ta številka ni tako opazna. Pri domačih modelih avtomobilov to povečanje opazimo le v območju od 5 do 7 odstotkov.

Če je v avtomobilu nameščen izpušni sistem z neposrednim tokom, lahko vmesne cevi s povečanim prerezom olajšajo prezračevanje valjev in ublažijo zvok. Pogosto se pri modifikaciji dolgih pajkov lahko uporabi majhen dušilec zvoka z nizkim uporom. Nekateri modeli kolektorjev na določenih območjih režejo meh (kovinske valove) v cevi. Blažijo odmevne valove, ki ovirajo prosti pretok izpušnih plinov. Po drugi strani pa so valovi kratkotrajni.

Tudi med dolgimi pajki obstajajo modifikacije s tipom povezave 4-2-2. Načelo je enako kot v prejšnji različici. Preden se odločite za takšno posodobitev izpušnega sistema, morate upoštevati, da povečanje moči le zaradi odstranitve katalizatorja (tako da so cevi daljše) daje največ 5%. Namestitev pajka bo dodala približno dva odstotka več zmogljivosti motorja.

Za posodobitev pogonske enote je bilo bolj oprijemljivo, poleg teh del je treba izvesti še vrsto postopkov, vključno z uglaševanjem čipov (za podrobnosti o tem, kaj je, preberite ločeno).

Kaj vpliva na stanje kolektorja

Čeprav ima izpušni kolektor pogosto enako življenjsko dobo kot celotno vozilo, lahko tudi odpove. Tu so tipične okvare, povezane z izpušnim kolektorjem:

• Cev je zgorela;
• Nastala je korozija (velja za modifikacije jekla);
• Zaradi pretirano visokih temperatur in proizvodnih napak se na površini izdelka lahko tvorijo odpadki;
• V kovini je nastala razpoka (kadar motor že dolgo deluje pri visokih hitrostih in hladna voda pride na površino kolektorja, na primer pri zabiranju v lužo z veliko hitrostjo);
• Kovina je oslabela zaradi pogostih sprememb temperature sten dela (pri segrevanju se kovina razširi in ohladi skrči);
• Na stenah cevi nastane kondenzat (še posebej, če avto redko zapusti, na primer pozimi), zaradi česar se pospeši postopek oksidacije kovin;
• Na notranji površini so se pojavile usedline saj;
• Tesnilo kolektorja je zgorelo.

Te okvare lahko kažejo naslednji dejavniki:

• Na armaturni plošči se je prižgal signal motorja;
• V kabini ali pod pokrovom se je pojavil močan vonj izpušnih plinov;
• Motor je nestabilen (vrtljaji na minuto);
• Ob zagonu motorja se zaslišijo tuji zvoki (njihova moč je odvisna od vrste poškodbe, na primer, če je cev zgorela, bo zelo glasna);
• Če ima stroj turbino (rotor se vrti zaradi pritiska izpušnih plinov), se njegova moč zmanjša, kar vpliva na dinamiko enote.

Nekatere okvare kolektorja so povezane z dejavniki, na katere voznik ne more vplivati, lahko pa nekaj stori, da prepreči poškodbe dela.

Pri previsokih hitrostih produkti zgorevanja ne morejo segreti do 600 stopinj, kot v običajnem načinu, vendar dvakrat močneje. Če se v običajnem načinu sesalne cevi segrejejo na približno 300 stopinj, se v maksimalnem načinu tudi ta kazalnik podvoji. Od tako močne vročine lahko zbiralnik celo spremeni svojo barvo v rdečo.

Da bi se izognili pregrevanju dela, voznik ne bi smel pogosto pripeljati enote do največje hitrosti. Tudi na temperaturni režim vpliva nastavitev sistema vžiga (nepravilen UOZ lahko sproži sprostitev VTS po zgorevanju v izpušni trakt, kar bo povzročilo tudi izgorevanje ventilov).

Prekomerno izčrpavanje ali obogatitev zmesi je še en razlog, da se sesalne cevi pregrejejo. Občasna diagnostika napak v teh sistemih bo kolektor čim dlje vzdrževala v dobrem stanju.

Popravilo izpušnega kolektorja

Običajno se izpušni kolektor ne popravi, temveč ga zamenja z novim. Če gre za prilagoditev in je zgorela, bodo nekateri popravili poškodovano območje. Ker pa je kovina med varjenjem obdelana pri visoki temperaturi, lahko šiv hitro rja ali izgori. Poleg tega so stroški takšnega dela veliko višji od namestitve novega dela.

Če morate del zamenjati, morate to delo opraviti v pravilnem zaporedju.

Zamenjava izpušnega kolektorja

Če želite kolektor zamenjati z lastnimi rokami, potrebujete:

1. Z odklopom akumulatorja izklopite omrežje na vozilu (opisano je, kako to narediti varno) tukaj);
2. Izpraznite antifriz;
3. Demontirajte toplotni ščit (ohišje, ki je nameščeno na številnih sodobnih avtomobilih), sprejemnik vbrizgalnega sistema (motorji uplinjača nimajo tega elementa) in zračni filter;
4. Odvijte pritrdilne elemente prirobnice razdelilnika iz sesalne cevi;
5. Odvijte razdelilnik z glave valja. Ta postopek se razlikuje glede na spremembo pogonske enote. Na primer na ventilih z 8 ventili se najprej odstrani sesalni kolektor in nato izpuh;
6. Odstranite tesnilo in očistite površino glave valja z njenih ostankov;
7. Če so med postopkom demontaže poškodovani zatiči ali navoji v pritrdilnih luknjah, je pomembno, da obnovite te elemente;
8. Namestite novo tesnilo;
9. Priključite nov kolektor na glavo valja (če ima 4-valjni motor z notranjim zgorevanjem 8 ventilov, potem montaža poteka v obratnem vrstnem redu demontaže, to je najprej izpušni kolektor in nato sesalni kolektor);
10. Privijte, vendar ne privijte do konca pritrdilnih vijakov in matic na povezavah z glavo valja;
11. Kolektor priključite na sprednjo cev ali katalizator, pri čemer ste pred tem namestili potrebno tesnilo;
12. Privijte nosilec na glavi valja (to naredite z momentnim ključem, moment privijanja pa je naveden v tehnični literaturi za avto);
13. Privijte pritrdilne elemente prirobničnih cevi;
14. Nalijte nov ali filtriran antifriz;
15. Priklopite baterijo.

Kot lahko vidite, je postopek zamenjave pajka sam po sebi preprost, toda pri delu morate biti previdni, da ne boste odtrgali niti v glavi valja (sam čep je enostavno zamenjati in odrezati nov navoj v glavi valja je veliko težji). Iz tega razloga, če ni izkušenj pri delu z momentnim ključem ali takega orodja sploh ni, je treba delo zaupati strokovnjaku.

Za zaključek predlagamo, da pogledamo majhen primer, kako zamenjati izpušni kolektor z Renault Loganom:

ZAMENJAVA (DEMONTAŽA-MONTAŽA) IZPUŠNEGA KOLEKTORJA NA MOTORJU RENAULT 1,4 in 1,6 8-VENTILAN K7J K7M

Vprašanja in odgovori:

Kako deluje sesalni kolektor? Zrak se vleče z vakuumom, ki nastane v vsakem cilindru. Pretok gre najprej skozi zračni filter in nato skozi cevi do vsakega valja.

Kako izpušni kolektor vpliva na zmogljivost motorja? V njem je resonanca. Ventil se nenadoma zapre in nekaj plinov se zadrži v razdelilniku. Ko se ventil ponovno odpre, lahko preostali plini preprečijo odstranitev naslednjega toka.

Kako razlikovati med sesalnim in izpušnim kolektorjem? Sesalni razdelilnik se poveže s cevjo iz zračnega filtra. Izpušni kolektor je povezan z izpušnim sistemom vozila.