Zariadenie zberného výfukového potrubia automobilu

Účinnosť ľubovoľného spaľovacieho motora závisí nielen od typu palivového systému a od konštrukcie valcov s piestami. Výfukový systém automobilu hrá dôležitú úlohu. Je o nej podrobne popísané v inej recenzii... Teraz sa pozrime na jeden z jeho prvkov - výfukové potrubie.

Čo je výfukové potrubie

Rozdeľovač motora je rad potrubí, ktoré sú spojené s jedným potrubím na jednej strane a na druhej strane sú pripevnené k spoločnej tyči (prírube) a pripevnené k hlave valcov. Na strane hlavy valcov je počet rúrok rovnaký ako počet valcov motora. Na opačnej strane malý tlmič výfuku (rezonátor) alebo katalyzátorak je v aute.

Zberné zariadenie sa podobá sacie potrubie... Pri mnohých úpravách motora je vo výfukovom systéme nainštalovaná turbína, ktorej obežné koleso je poháňané prúdom výfukových plynov. Otáčajú hriadeľom, na ktorého druhej strane je tiež nainštalované obežné koleso. Toto zariadenie pumpuje čerstvý vzduch do sacieho potrubia motora, aby zvýšil výkon motora.

Zvyčajne je táto časť vyrobená z liatiny. Dôvodom je, že tento prvok je neustále v extrémne vysokých teplotách. Výfukové plyny zahrievajú výfukové potrubie na 900 stupňov alebo viac. Okrem toho pri naštartovaní studeného motora vzniká kondenzácia na vnútornej stene celého výfukového systému. Podobný proces nastáva pri vypnutom motore (najmä ak je vlhké a studené počasie).

Čím bližšie k motoru, tým rýchlejšie sa voda odparí, kým je motor v chode, ale neustály kontakt kovu so vzduchom urýchľuje oxidačnú reakciu. Z tohto dôvodu, ak sa v aute použije analóg železa, rýchlo zhrdzavie a vyhorí. Tento náhradný diel nie je možné natrieť, pretože pri zahriatí na 1000 stupňov sa vrstva laku rýchlo vypáli.

V moderných automobiloch je snímač kyslíka (lambda sonda) inštalovaný vo výfukovom potrubí (zvyčajne v blízkosti katalyzátora). Podrobnosti o tomto senzore sú opísané v inom článku... Stručne povedané, pomáha elektronickej riadiacej jednotke riadiť zloženie zmesi vzduch - palivo.

Zvyčajne táto časť výfukového systému vydrží rovnako dlho ako celé vozidlo. Keďže sa jedná iba o fajku, nie je v nej čo pokaziť. Jedinou vecou, ​​ktorá zlyhá, je snímač kyslíka, turbína a ďalšie časti súvisiace s prevádzkou výfukových plynov. Ak hovoríme o samotnom pavúku, potom v priebehu času môže kvôli zvláštnostiam prevádzkových podmienok vyhorieť. Ale to sa stáva málokedy. Z tohto dôvodu musia motoristi zriedka riešiť opravu alebo výmenu zberného výfukového potrubia.

Princíp zberného výfukového potrubia

Obsluha výfukového potrubia automobilu je veľmi jednoduchá. Keď vodič naštartuje motor (bez ohľadu na to, či je benzín alebo motorová nafta jednotky), dochádza k spaľovaniu zmesi vzduch - palivo vo valcoch. V cykle uvoľňovania mechanizmus distribúcie plynu otvorí výfukový ventil (na valec môže byť jeden alebo dva ventily a v niektorých úpravách ICE sú pre lepšiu ventiláciu dutiny dokonca tri z nich).

Keď piest stúpa do hornej úvrate, tlačí všetky produkty spaľovania cez výsledný výfukový otvor. Potom prietok vstupuje do predného potrubia. Aby sa zabránilo prenikaniu horúcich výfukových plynov do dutiny nad susednými ventilmi, je pre každý valec nainštalovaná samostatná rúrka.

Podľa konštrukcie je toto potrubie spojené v určitej vzdialenosti so susedným potrubím a potom sú spojené do spoločnej cesty pred katalyzátorom. Cez katalyzátor (v ňom sa neutralizujú látky škodlivé pre životné prostredie) výfuk prechádza malými a hlavnými tlmičmi do výfukového potrubia.

Pretože tento prvok môže do istej miery zmeniť výkonové charakteristiky motora, výrobcovia vyvíjajú rôzne typy pavúkov pre motory.

Po odstránení výfukových plynov sa vo výfukovom trakte vytvárajú pulzácie. Pri výrobe tohto dielu sa výrobcovia snažia ho navrhnúť tak, aby tieto oscilácie boli čo najviac synchrónne s vlnovým procesom prebiehajúcim v sacom potrubí (v niektorých automobiloch je pri určitom prevádzkovom režime jednotky tak sací a výfukové ventily sa na krátky čas otvoria pre lepšie vetranie). Keď sa časť výfukového plynu náhle zatlačí do traktu, vytvorí sa vlna, ktorá sa odráža od katalyzátora a vytvorí podtlak.

Tento účinok sa dosahuje k výfukovému ventilu takmer súčasne s tým, že príslušný piest vykoná opäť výfukový zdvih. Tento proces uľahčuje odvádzanie výfukových plynov, čo znamená, že motor musí vynaložiť menší krútiaci moment, aby prekonal odpor. Táto konštrukcia dráhy umožňuje maximálne uľahčiť odstraňovanie produktov spaľovania paliva. Čím viac otáčok motora, tým efektívnejšie bude tento proces prebiehať.

V prípade klasických výfukových systémov však nastáva malý problém. Faktom je, že keď výfukové plyny vytvárajú vlnu, kvôli krátkym potrubiam sa to odráža v susedných dráhach (sú v pokojnom stave). Z tohto dôvodu vytvára táto vlna pri otvorení výfukového ventilu iného valca prekážku pre výfuk. Z tohto dôvodu motor využíva na prekonanie tohto odporu časť krútiaceho momentu a výkon motora klesá.

Na čo slúži výfukové potrubie?

Ako teda vidíte, výfukové potrubie v automobile sa priamo podieľa na odvádzaní výfukových plynov. Konštrukcia tohto prvku závisí od typu motora a metodiky výrobcu, ktorú uplatňuje pri výrobe potrubia.

Bez ohľadu na úpravu bude táto časť pozostávať z:

• Prijímacie potrubie. Každá z nich je navrhnutá na pripevnenie na konkrétnom valci. Často sú kvôli ľahkej inštalácii všetky pripevnené k spoločnému pásu alebo prírube. Rozmery tohto modulu sa musia presne zhodovať s rozmermi zodpovedajúcich otvorov a drážok na hlave valcov, aby výfuk nepresahoval tento rozdiel.
• Výfukové potrubie. Toto je koniec zberateľa. Vo väčšine automobilov sa všetky potrubia zbiehajú do jedného, ​​ktorý je potom spojený s rezonátorom alebo katalyzátorom. Existujú však úpravy výfukového systému, v ktorých sú dve samostatné koncovky výfuku s jednotlivými tlmičmi výfuku. V tomto prípade je spárovaný počet potrubí pripojený k jednému modulu, čo sa týka samostatného vedenia.
• Tesniace tesnenie. Táto časť je inštalovaná medzi skriňou hlavy valca a koľajnicou pavúka (ako aj na prírube medzi zvodom a pavúkom). Pretože je tento prvok neustále vystavený vysokým teplotám a vibráciám, musí byť vyrobený z odolných materiálov. Toto tesnenie zabraňuje úniku výfukových plynov do motorového priestoru. Pretože čerstvý vzduch pre interiér vozidla pochádza z tejto konkrétnej časti, je pre bezpečnosť vodiča a cestujúcich dôležité, aby bol tento prvok vysokej kvality. Samozrejme, ak tesnenie prerazí, budete to okamžite počuť - v dôsledku vysokého tlaku vo vnútri traktu sa objavia silné prasknutia.

Typy a typy výfukového potrubia

Tu sú hlavné typy výfukového potrubia:

1. Celý. V tomto prípade bude časť pevná a vo vnútri sú vytvorené kanály, ktoré sa zbiehajú do jednej komory. Takéto úpravy sú vyrobené z vysokoteplotnej liatiny. Pokiaľ ide o odolnosť voči závažným teplotným zmenám (najmä v zime, keď sa chladné puzdro zahreje na -10 alebo menej, v závislosti od regiónu, na teplotu +1000 XNUMX stupňov Celzia v priebehu niekoľkých sekúnd), tento kov nemá obdoby. Tento dizajn je jednoduchý na výrobu, ale nevedie výfukové plyny tak efektívne. To negatívne ovplyvňuje prepláchnutie komôr valca, vďaka čomu sa časť krútiaceho momentu použije na prekonanie odporu (plyny sa odoberajú cez malý otvor, preto má veľký význam podtlak vo výfukovom trakte).
2. Rúrkové. Táto úprava sa používa na moderných automobiloch. Zvyčajne sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele a menej často z keramiky. Táto úprava má svoje výhody. Umožňujú zlepšiť vlastnosti fúkania valcov v dôsledku vákua vytvoreného v dráhe v dôsledku vlnových procesov. Pretože v takom prípade nemusí piest prekonávať odpor pri zdvihu výfuku, kľukový hriadeľ sa roztáča rýchlejšie. V niektorých motoroch je vďaka tomuto zlepšeniu možné zvýšiť výkon jednotky o 10%. Na konvenčných automobiloch nie je toto zvýšenie výkonu vždy znateľné, takže toto ladenie sa používa na športových automobiloch.

Priemer potrubia hrá dôležitú úlohu vo výfukovom potrubí. Ak je na stroji nainštalovaný pavúk s malým priemerom, potom sa dosiahnutie menovitého krútiaceho momentu posúva smerom k nízkym a stredným otáčkam. Na druhej strane inštalácia kolektora s rúrkami väčšieho priemeru umožňuje odstrániť maximálny výkon spaľovacieho motora pri vysokých otáčkach, ale pri nízkych otáčkach výkon jednotky klesá.

Okrem priemeru rúr má veľký význam ich dĺžka a poradie spojenia s valcami. Preto medzi prvkami na vyladenie výfukového systému nájdete modely, v ktorých sú rúry skrútené, akoby boli spojené naslepo. Každý motor vyžaduje svoje vlastné úpravy rozdeľovača.

Na vyladenie štandardného 4-valcového motora sa často používa pavúk 4-1. V takom prípade sú štyri dýzy okamžite spojené do jedného potrubia, iba v maximálnej možnej vzdialenosti. Táto úprava sa nazýva krátka. Zvýšenie výkonu motora sa pozoruje, iba ak je vynútené, a potom pri otáčkach nad 6000 za minútu.

Medzi možnosti naladenia športových automobilov patria aj takzvané dlhé pavúky. Zvyčajne majú zložený vzorec 4-2-1. V tomto prípade sú všetky štyri potrubia najskôr spojené v pároch. Tieto páry rúrok sú spojené do jedného v maximálnej vzdialenosti od motora. Zvyčajne sa potrubia odoberajú v páre, ktoré sú spojené s valcami, ktoré majú maximálny paralelný výstup (napríklad prvý a štvrtý, ako aj druhý a tretí). Táto úprava poskytuje zvýšenie výkonu v oveľa širšom rozsahu otáčok, ale tento údaj nie je až taký badateľný. Na domácich modeloch automobilov sa tento nárast pozoruje iba v rozmedzí od 5 do 7 percent.

Ak je vo vozidle nainštalovaný výfukový systém s priamym prúdením, môžu sa na uľahčenie vetrania valcov a tlmenie zvuku použiť medzirúbky so zväčšeným prierezom. Často sa pri úprave dlhých pavúkov môže použiť malý tlmič s nízkym odporom. Niektoré modely kolektorov v určitých oblastiach vyrezávajú do rúr vlnovce (kovové zvlnenie). Tlmia rezonujúce vlny, ktoré bránia voľnému toku výfukových plynov. Na druhej strane sú zvlnenia krátkodobé.

Medzi dlhými pavúkmi existujú aj úpravy s typom pripojenia 4-2-2. Princíp je rovnaký ako v predchádzajúcej verzii. Pred rozhodnutím o takejto modernizácii výfukového systému musíte vziať do úvahy, že zvýšenie výkonu iba vďaka odstráneniu katalyzátora (aby boli potrubia dlhšie) dáva maximálne 5%. Inštalácia pavúka zvýši výkon motora asi o dve percentá viac.

Aby bolo možné vylepšiť pohonnú jednotku tak, aby bola hmatateľnejšia, je potrebné okrem týchto prác ešte vykonať niekoľko postupov, vrátane ladenia čipov (podrobnosti nájdete v časti oddelene).

Čo ovplyvňuje stav kolektora

Aj keď má zberné výfukové potrubie často rovnakú životnosť ako celé vozidlo, môže tiež zlyhať. Tu sú typické poruchy spojené s výfukovým potrubím:

• Potrubie je spálené;
• Vytvorila sa korózia (platí pre modifikácie ocele);
• Kvôli nadmerne vysokej teplote a výrobným chybám sa na povrchu produktu môže vytvárať troska;
• V kovu sa vytvorila trhlina (keď motor dlho bežal pri vysokých rýchlostiach a studená voda sa dostala na povrch kolektora, napríklad pri jazde do mláky vysokou rýchlosťou);
• Kov oslabil v dôsledku častých zmien teploty stien časti (pri zahriatí sa kov roztiahne a po ochladení sa stiahne);
• Na stenách potrubí sa vytvára kondenzácia (najmä ak auto zriedka opúšťa napríklad v zime), v dôsledku čoho sa urýchľuje proces oxidácie kovov;
• Na vnútornom povrchu sa objavili usadeniny sadzí;
• Tesnenie rozdeľovača je vyhorené.

Tieto poruchy môžu byť indikované nasledujúcimi faktormi:

• Signál motora na palubnej doske sa rozsvietil;
• V kabíne alebo pod kapotou sa objavil silný zápach výfukových plynov;
• Motor je nestabilný (otáčky za minútu plávajú);
• Po naštartovaní motora sú počuť cudzie zvuky (ich sila závisí od typu poškodenia, napríklad ak je potrubie spálené, bude veľmi hlasné);
• Ak má stroj turbínu (obežné koleso sa otáča v dôsledku tlaku výfukových plynov), potom jeho výkon klesá, čo ovplyvňuje dynamiku jednotky.

Niektoré poruchy kolektorov sú spojené s faktormi, ktoré motorista nedokáže ovplyvniť, existuje však niekoľko vecí, ktoré môžu motoristi urobiť, aby zabránili poškodeniu časti.

Pri príliš vysokých otáčkach nie sú produkty spaľovania schopné zahriať sa na 600 stupňov, ako v normálnom režime, ale dvakrát tak silno. Ak sú v normálnom režime sacie potrubia vyhrievané na približne 300 stupňov, potom sa v maximálnom režime tento indikátor tiež zdvojnásobí. Z tak silného tepla môže kolektor dokonca zmeniť svoju farbu na karmínovú.

Aby sa predišlo prehriatiu časti, vodič by nemal často uvádzať jednotku na maximálnu rýchlosť. Na teplotný režim má vplyv aj nastavenie systému zapaľovania (nesprávny UOZ môže vyvolať uvoľnenie dohorievajúceho VTS do výfukového traktu, čo tiež povedie k vyhoreniu ventilov).

Nadmerné vyčerpanie alebo obohatenie zmesi je ďalším dôvodom, prečo sa sacie potrubia prehrejú. Pravidelná diagnostika porúch v týchto systémoch udrží kolektor čo najdlhšie v dobrom stave.

Oprava zberného výfukového potrubia

Zvyčajne nie je výfukové potrubie opravené, ale nahradené novým. Ak je to úprava ladenia a je vyhorená, niektoré opravia poškodenú oblasť. Avšak vzhľadom na skutočnosť, že kov je počas zvárania vystavený vysokoteplotnému spracovaniu, môže šev rýchlo hrdzavieť alebo vyhorieť. Navyše, náklady na takúto prácu sú oveľa vyššie ako inštalácia nového dielu.

Ak potrebujete vymeniť diel, musí byť táto práca vykonaná v správnom poradí.

Výmena zberného výfukového potrubia

Ak chcete vymeniť kolektor vlastnými rukami, potrebujete:

1. Odpojte napájanie palubnej siete odpojením batérie (je popísané, ako to urobiť bezpečne tu);
2. Vypustite nemrznúcu zmes;
3. Demontujte tepelný štít (plášť, ktorý je nainštalovaný na mnohých moderných automobiloch), prijímač vstrekovacieho systému (motory karburátora tento prvok nemajú) a vzduchový filter;
4. Odskrutkujte upevňovacie prvky príruby rozdeľovača zo sacieho potrubia;
5. Odpojte rozdeľovač od hlavy valca. Tento postup sa bude líšiť v závislosti od úpravy pohonnej jednotky. Napríklad na 8-ventilových ventiloch sa najskôr odstráni sacie potrubie a potom výfuk;
6. Odstráňte tesnenie a vyčistite povrch hlavy valca od zvyškov;
7. Ak sú v procese demontáže čapov alebo závitov v montážnych otvoroch poškodené, je dôležité tieto prvky obnoviť;
8. Namontujte nové tesnenie;
9. Pripojte nové zberné potrubie k hlave valcov (ak má štvorvalcový spaľovací motor 4 ventilov, potom sa montáž uskutoční v opačnom poradí ako demontáž, to znamená najskôr zberné výfukové potrubie a potom sacie potrubie);
10. Utiahnite, ale nie úplne dotiahnite upevňovacie skrutky a matice na spojoch s hlavou valca;
11. Pripojte rozdeľovač k prednej rúre alebo katalyzátoru, pričom predtým musíte nainštalovať potrebné tesnenie;
12. Utiahnite upevnenie na hlave valcov (to sa deje pomocou momentového kľúča a uťahovací moment je uvedený v technickej literatúre pre vozidlo);
13. Utiahnite upevňovacie prvky príruby potrubia po prúde;
14. Nalejte novú alebo filtrovanú nemrznúcu zmes;
15. Pripojte batériu.

Ako vidíte, postup výmeny samotného pavúka je jednoduchý, ale pri práci musíte byť opatrní, aby ste neodtrhli závit v hlave valca (samotný čap sa dá ľahko vymeniť a vyrezanie nový závit v hlave valcov je oveľa ťažší). Z tohto dôvodu, ak nie sú skúsenosti s prácou s momentovým kľúčom alebo s takýmito nástrojmi vôbec nie je, musí byť práca zverená odborníkovi.

Na záver navrhujeme pozrieť sa na malý príklad výmeny výfukového potrubia za Renault Logan:

VÝMENA (DEMONTÁŽ-INŠTALÁCIA) VÝFUKOVÉHO POTRUBIA NA MOTOR RENAULT 1,4 a 1,6 8-VENTIL K7J K7M

Otázky a odpovede:

Ako funguje sacie potrubie? Vzduch je nasávaný podtlakom, ktorý vzniká v každom valci. Prúd prechádza najprv cez vzduchový filter a potom cez potrubie do každého valca.

Ako výfukové potrubie ovplyvňuje výkon motora? Je v ňom rezonancia. Ventil sa náhle zatvorí a časť plynov sa zadrží v potrubí. Keď sa ventil znovu otvorí, zostávajúce plyny môžu zabrániť odstráneniu ďalšieho toku.

Ako rozoznať rozdiel medzi sacím potrubím a výfukovým potrubím? Sacie potrubie sa pripája k potrubiu od vzduchového filtra. Výfukové potrubie je pripojené k výfukovému systému vozidla.