Прылада выпускнога калектара аўтамабіля

Эфектыўнасць любога рухавіка ўнутранага згарання залежыць не толькі ад тыпу паліўнай сістэмы і ад будовы цыліндраў з поршнямі. Вялікую ролю гуляе выпускная сістэма аўтамабіля. Падрабязна пра яе расказваецца у іншым аглядзе. Цяпер разгледзім адзін з яе элементаў - выхлапны калектар.

Што такое выпускны калектар

Калектар рухавіка гэта шэраг труб, якія з аднаго боку злучаныя ў адну трубу, а з іншай замацаваны на агульнай планцы (фланец), і зафіксаваныя на галоўцы блока цыліндраў. З боку ГБЦ колькасць труб ідэнтычна колькасці цыліндраў матора. З процілеглага боку да трубы замацаваны малы глушыцель (рэзанатар) або каталізатар, калі ён маецца ў машыне.

Прылада калектара нагадвае впускной калектар. У шматлікіх мадыфікацыях матораў у выпускной сістэме усталёўваецца турбіна, крыльчатка якой прыводзіцца ў рух струменем выхлапных газаў. Яны круцяць вал, на другім баку якога таксама ўсталявана крыльчатка. Гэта прылада нагнятае свежае паветра ва впускной калектар матора для павелічэння яго магутнасці.

Звычайна гэтая дэталь вырабляецца з чыгуну. Чыннік у тым, што дадзены элемент увесь час знаходзіцца ва ўмовах экстрэмальна высокіх тэмператур. Выхлапныя газы распаляюць выпускны калектар да 900 градусаў і больш. Акрамя таго, калі запускаецца халодны матор, на ўнутранай сценцы ўсёй выхлапной сістэмы ўтворыцца кандэнсат. Падобны працэс адбываецца, калі матор глушыцца (асабліва калі надвор'е вільготнае і халоднае).

Чым бліжэй да матора, тым хутчэй падчас працы матора вада выпарыцца, але сталы кантакт металу з паветрам паскарае акісляльную рэакцыю. Па гэтай прычыне, калі ў машыне будзе выкарыстоўвацца жалезны аналаг, ён хутка саржавее і прагарыць. Пафарбаваць гэтую запчастку не ўяўляецца магчымым, таму што пры нагрэве да 1000 градусаў пласт фарбы хутка згарыць.

У сучасных аўтамабілях у выпускным калектары (часцей ля каталізатара) усталёўваецца датчык кіслароду (лямбда-зонд). Падрабязна пра гэты датчык распавядаецца у іншым артыкуле. Калі сцісла, то ён дапамагае электроннаму блоку кіравання кантраляваць склад паветрана-паліўнай сумесі.

Звычайна гэтая частка выхлапной сістэмы служыць гэтулькі ж, колькі і ўвесь аўтамабіль. Бо гэта проста труба, то ў ёй няма чаму ламацца. Адзінае, што выходзіць са строю, гэта датчык кіслароду, турбіна і іншыя дэталі, звязаныя з працай выхлапу. Калі казаць аб самім павуку, то ён з часам з-за асаблівасцяў умоў эксплуатацыі можа прагарэць. Але такое робіцца рэдка. Па гэтай прычыне аўтамабілістам рэдка калі даводзіцца сутыкацца з рамонтам ці заменай выпускнога калектара.

Прынцып працы выпускнога калектара

Праца выпускнога калектара аўтамабіля вельмі простая. Калі кіроўца заводзіць матор (незалежна ад таго, гэта бензінавы або дызельны агрэгаты), у цыліндрах адбываецца згаранне паветрана-паліўнай сумесі. На такце выпуску газаразмеркавальны механізм адчыняе выпускны клапан (на цыліндр можа быць адзін ці два клапана, а ў некаторых мадыфікацыях ДВС для лепшай вентыляцыі паражніны іх нават тры).

Калі поршань паднімаецца да верхняй мёртвай кропкі, ён выштурхвае ўсе прадукты гарэння праз якая ўтварылася выпускную адтуліну. Далей струмень паступае ў прыёмную трубу. У пазбяганне траплення гарачага выхлапу ў паражніну над суседнімі клапанамі для кожнага цыліндру ўсталёўваецца асобная труба.

У залежнасці ад канструкцыі гэтая труба на некаторай адлегласці злучаецца з суседняй, а затым яны аб'ядноўваюцца ў агульны гасцінец перад каталізатарам. Праз каталітычны нейтралізатар (у ім шкодныя для навакольнага асяроддзя рэчыва нейтралізуюцца) выхлап ідзе праз малы і асноўны глушыцелі на выхлапную трубу.

Бо дадзены элемент можа ў некаторай ступені змяніць магутнасныя характарыстыкі рухавіка, вытворцы распрацоўваюць розныя тыпы павукоў для матораў.

Пры выдаленні выхлапных газаў у выпускным гасцінцы утворыцца пульсацыя. Падчас выраба гэтай дэталі вытворцы імкнуцца спраектаваць яе такім чынам, каб гэтыя ваганні былі максімальна сінхроннымі з хвалевым працэсам, адбывалым ва впускным калектары (у некаторых аўтамабілях на вызначаным рэжыме працы агрэгата непрацяглы час для лепшай вентыляцыі адчыняюцца як впускной, так і выпускны клапаны). Калі порцыя выхлапных газаў рэзка выштурхваецца ў гасцінец, яна стварае хвалю, якая адлюстроўваецца ад каталізатара і стварае вакуум.

Гэты эфект дасягае выпускнога клапана практычна ў той момант, калі які адпавядае поршань ізноў выконвае такт выпуску. Гэты працэс палягчае выдаленне адпрацаваных газаў, дзякуючы чаму матору даводзіцца марнаваць менш крутоўнага моманту на пераадоленне супраціву. Такая канструкцыя гасцінца дазваляе максімальна аблегчыць выдаленне прадуктаў гарэння паліва. Чым больш абаротаў матора, тым больш эфектыўна будзе праходзіць гэты працэс.

Аднак у выпадку з класічнымі выхлапнымі сістэмамі назіраецца невялікая праблема. Справа ў тым, што калі выхлапныя газы ствараюць хвалю, з-за кароткіх труб яна адлюстроўваецца ў суседнія гасцінцы (яны знаходзяцца ў спакойным стане). Па гэтым чынніку пры адкрыцці выпускнога клапана іншага цыліндру гэтая хваля стварае перашкоду выснове выхлапу. З-за гэтага матор задзейнічае частка крутоўнага моманту на пераадоленне гэтага супраціву, і магутнасць матора падае.

Для чаго патрэбен выпускны калектар

Такім чынам, як відаць, выпускны калектар у аўта прымае непасрэдны ўдзел у выдаленні выхлапных газаў. Канструкцыя гэтага элемента залежыць ад тыпу матора і методыкі вытворцы, якую ён укараняе ў выраб калектара.

Незалежна ад мадыфікацыі гэтая дэталь будзе складацца з:

• Прыёмных труб. Кожная з іх прызначаная для замацавання над пэўным цыліндрам. Часта для прастаты мантажу ўсе яны замацаваны на агульнай планцы ці фланцы. Памеры гэтага модуля павінны цалкам супадаць з памерамі адпаведных адтулін і паз на галоўцы блока цыліндраў, каб выхлап не прасочваўся праз гэтую неадпаведнасць.
• Выпускны трубы. Гэта канчатковая частка калектара. У большасці аўтамабіляў усе трубы сыходзяцца ў адной, якая затым падлучаецца да рэзанатара або каталізатара. Аднак бываюць мадыфікацыі выхлапных сістэм, у якіх дзве асобныя выхлапныя трубы з індывідуальнымі глушыцелямі. У гэтым выпадку парны лік труб злучаюцца ў адзін модуль, які адносіцца да асобнай магістралі.
• Ушчыльняльнай пракладкі. Гэтая запчастка усталёўваецца паміж корпусам галоўкі блока цыліндраў і планкай павука (а таксама на фланцы паміж прыёмнай трубой і павуком). Бо гэты элемент увесь час сутыкаецца з высокімі тэмпературамі і вібрацыямі, ён павінен быць выкананы з трывалых матэрыялаў. Гэтая пракладка прадухіляе ўцечку выхлапных газаў у подкапотное прастору. Бо свежае паветра для салона аўта паступае менавіта з гэтай часткі, то для бяспекі кіроўцы і пасажыраў важна, каб гэты элемент быў якасным. Вядома, калі пракладку праб'е, гэта адразу будзе чуваць - з'явяцца моцныя воплескі з-за вялікага ціску ўнутры гасцінца.

Тыпы і віды выпускных калектараў

Вось асноўныя віды выпускных калектараў:

1. Суцэльны. У гэтым выпадку дэталь будзе суцэльнай, а ўсярэдзіне выкананы каналы, якія сыходзяцца ў адну камеру. Такія мадыфікацыі вырабляюцца з гарачатрывалага чыгуну. Па ўстойлівасці да сур'ёзных перападаў тэмпературы (асабліва ў зімовы перыяд, калі халодны корпус за лічаныя секунды награваецца ад -10 і менш у залежнасці ад рэгіёна да 1000 градусаў па Цэльсіі) аналагаў гэтаму металу няма. Такая канструкцыя простая ў вырабе, але яна не так эфектыўна адводзіць выхлапныя газы. Гэта адмоўна адбіваецца на прадзьмуху камер цыліндраў, з-за чаго некаторая частка крутоўнага моманту задзейнічаецца на пераадоленне супраціву (газы выдаляюцца праз невялікую адтуліну, таму вакуум у выпускным гасцінцы мае вялікае значэнне).
2. Трубчасты. Такая мадыфікацыя выкарыстоўваецца на сучасных аўта. Звычайна іх вырабляюць з нержавейкі, а радзей - з керамікі. У гэтай мадыфікацыі ёсць свае перавагі. Яны дазваляюць палепшыць характарыстыкі прадзьмуху цыліндраў за кошт вакууму, які ўтвараецца ў гасцінцы за кошт хвалевых працэсаў. Бо ў гэтым выпадку поршню не прыходзіцца пераадольваць супраціў на такце выпуску, коленвал хутчэй раскручваецца. У некаторых маторы за кошт гэтага ўдасканалення можна павялічыць магутнасць агрэгата на 10%. На звычайных машынах гэты прырост магутнасці не заўсёды замецены, таму дадзены цюнінг выкарыстоўваецца на спорткарах.

Немалаважнае значэнне для выхлапнога калектара гуляе дыяметр труб. Калі на машыну ўсталяваць павук з малым дыяметрам, тое дасягненне намінальнага крутоўнага моманту ссоўваецца ў бок малых і сярэдніх абарачэнняў. З іншага боку, усталёўка калектара з трубамі большага дыяметра дазваляе здымаць максімальную магутнасць ДВС пры высокіх абарачэннях, але на малых магутнасць агрэгата падае.

Апроч дыяметра труб вялікае значэнне мае іх даўжыня і парадак злучэння з цыліндрамі. Таму сярод элементаў для цюнінгу выхлапной сістэмы можна сустрэць мадэлі, у якіх трубы перакручаны, як быццам іх злучылі ўсляпую. Для кожнага матора патрабуюцца свае мадыфікацыі калектараў.

Для цюнінгу стандартнага 4-цыліндравага матора часта выкарыстоўваецца павук з тыпам злучэння 4-1. У гэтым выпадку чатыры патрубка адразу злучаюцца ў адну трубу, толькі на як мага максімальнай адлегласці. Такая мадыфікацыя называецца кароткай. Падвышэнне магутнасці матора назіраецца толькі калі ён фарсіраваны, і то на абарачэннях вышэй 6000 у хвіліну.

Таксама сярод варыянтаў для цюнінгу спартовых машын выкарыстоўваюцца так званыя доўгія павукі. Звычайна яны маюць формулу злучэння 4-2-1. У гэтым выпадку ўсе чатыры трубы спачатку злучаюцца парамі. Гэтыя пары труб злучаюцца ў адну на самай максімальнай адлегласці ад матора. Звычайна ў пару бяруцца трубы, злучаныя з цыліндрамі, у якіх максімальна раўналежны выпуск (напрыклад, першы і чацвёрты, а таксама другі і трэці). Такая мадыфікацыя забяспечвае павышэнне магутнасці ў значна большым дыяпазоне абаротаў, але гэты паказчык не так замецены. На айчынных мадэлях аўто гэты прырост назіраецца толькі ў дыяпазоне ад 5 да 7 працэнтаў.

Калі ў машыне ўсталёўваецца прямоточная выхлапная сістэма, то для палягчэння вентыляцыі цыліндраў і гашэнні гуку могуць выкарыстоўвацца прамежкавыя трубы з павялічаным перасекам. Нярэдка ў мадыфікацыі доўгіх павукоў можа выкарыстоўвацца малы глушыцель з паніжаным супрацівам. Некаторыя мадэлі калектараў на вызначаных участках у трубы ўразаюцца сильфоны (металічныя гофры). Яны гасяць рэзаніруючыя хвалі, якія перашкаджаюць свабоднаму выдаленню выхлапу. З іншага боку гофры недаўгавечныя.

Таксама сярод доўгіх павукоў прысутнічаюць мадыфікацыі з тыпам злучэння 4-2-2. Прынцып той жа, што і ў папярэдняга варыянта. Перш чым вырашацца на падобную мадэрнізацыю выхлапной сістэмы, трэба ўлічыць, што прырост магутнасці толькі за рахунак выдалення каталізатара (каб трубы былі даўжэй) дае максімум да 5%. Устаноўка павука прыплюсуе да характарыстык матора яшчэ каля двух працэнтаў.

Каб мадэрнізацыя сілавога агрэгата была больш адчувальнай, апроч гэтых прац трэба яшчэ правесці шэраг некаторых працэдур, у тым ліку і чып-цюнінг (падрабязна аб тым, што гэта такое, чытайце асобна).

Што ўплывае на стан калектара

Хоць выпускны калектар часта мае такі ж працоўны рэсурс, што і ўвесь аўтамабіль, ён таксама можа выйсці са строю. Вось тыповыя паломкі, звязаныя з выпускным калектарам:

• Прагарэла труба;
• Утварылася карозія (тычыцца сталёвых мадыфікацый);
• З-за празмеру высокай тэмпературы і вытворчага шлюбу на паверхні выраба можа ўтварыцца акаліна;
• Утварылася расколіна ў метале (калі матор доўгі час працаваў на высокіх абарачэннях, і на паверхню калектара пападае лядоўня вада, напрыклад, пры заездзе ў лужыну на вялікай хуткасці);
• Метал саслаб з-за частых перападаў тэмпературы сценак дэталі (пры нагрэве метал пашыраецца, а пры астуджэнні – сціскаецца);
• На сценках труб утворыцца кандэнсат (асабліва калі машына рэдка выязджае, напрыклад, узімку), з-за якога паскараецца працэс акіслення металу;
• На ўнутранай паверхні з'явіўся сажавы нагар;
• Прагарэла пракладка калектара.

На гэтыя няспраўнасці могуць паказваць наступныя фактары:

• Загарэўся сігнал рухавіка на прыборнай панэлі;
• У салоне ці пад капотам з'явіўся моцны пах выхлапных газаў;
• Матор нестабільна працуе (абарачэнні плаваюць);
• Калі рухавік заведзены, чутныя староннія гукі (іх сіла залежыць ад тыпу пашкоджання, напрыклад, калі труба прагарэла, тое гэта будзе вельмі гучна);
• Калі ў машыне маецца турбіна (крыльчатка круціцца за рахунак ціску выхлапных газаў), то яе магутнасць падае, што адбіваецца на дынаміцы агрэгата.

Некаторыя паломкі калектараў звязаныя з фактарамі, на якія аўтамабіліст няздольны паўплываць, але сёе-тое ён можа зрабіць, каб прадухіліць паломку дэталі.

Пры занадта высокіх абаротах прадукты згарання здольныя распаліцца не да 600 градусаў, як у нармальным рэжыме, а ў два разы мацней. Калі ў нармальным рэжыме прыёмныя трубы награваюцца прыблізна да 300 градусаў, то ў максімальным рэжыме гэты паказчык таксама павялічваецца ўдвая. Ад такога моцнага нагрэву калектар можа нават змяніць свой колер на малінавы.

Каб пазбегнуць перагрэву дэталі, кіроўцу не варта часта даводзіць агрэгат да максімальных абарачэнняў. Таксама на тэмпературны рэжым уплывае налада сістэмы запальвання (няправільны УАЗ можа правакаваць выкід якая дагарае ВТС у выпускны тракт, што таксама прывядзе да прагарання клапанаў).

Празмернае збядненне або ўзбагачэнне сумесі - яшчэ адна прычына, па якой прыёмныя трубы будуць перагравацца. Перыядычная дыягностыка няспраўнасцяў у гэтых сістэмах дазволіць захоўваць калектар у спраўным стане максімальна доўга.

Рамонт выпускнога калектара

Звычайна выпускны калектар не рамантуецца, а мяняецца на новы. Калі гэта мадыфікацыя для цюнінгу, і яна прагарэла, некаторыя латаюць пашкоджанае месца. Аднак з-за таго, што пры зварцы метал падвяргаецца высокай тэмпературнай апрацоўцы, шво можа хутка праржавець ці прагарэць. Плюс кошт такіх работ нашмат вышэй усталёўкі новай дэталі.

Калі трэба замяніць дэталь, то гэтую працу трэба выконваць у правільнай паслядоўнасці.

Замена выпускнога калектара

Каб замяніць калектар сваімі рукамі, трэба:

1. Абясточыць бартавую сетку, адлучыўшы АКБ (пра тое, як гэта зрабіць бяспечна, апісана тут);
2. Зліць тасол;
3. Дэмантаваць тэрмаэкран (кажух, які ўсталёўваецца на шматлікіх сучасных аўтамабілях), рэсівер інжэктарнай сістэмы (у карбюратарных матораў гэтага элемента няма) і паветраны фільтр;
4. Адкруціць крапяжы фланца калектара ад прыёмнай трубы;
5. Адкруціць калектар ад галоўкі блока цыліндраў. У залежнасці ад мадыфікацыі сілавога агрэгата гэтая працэдура будзе адрознівацца. Напрыклад, на 8-клапанніках спачатку здымаецца впускной калектар, а затым выпускны;
6. Выдаліць пракладку і пачысціць паверхню ГБЦ ад яе рэштак;
7. Калі падчас дэмантажу пашкоджаныя шпількі ці разьбярства ў крапежных адтулінах, то гэтыя элементы важна аднавіць;
8. Усталяваць новую пракладку;
9. Падлучыць да ГБЦ новы калектар (калі 4-цыліндравы ДВС мае 8 клапанаў, то зборка адбываецца ў зваротнай паслядоўнасці дэмантажу, гэта значыць спачатку выпускны, а затым впускной калектар);
10. Закруціць, але не зацягваць да канца крапежныя балты і гайкі на злучэннях з ГБЦ;
11. Злучыць калектар з прыёмнай трубой ці каталізатарам, усталяваўшы перад гэтым неабходную пракладку;
12. Зацягнуць мацаванне на ГБЦ (гэта робіцца дынамаметрычным ключом, а момант зацяжкі паказваецца ў тэхнічнай літаратуры да аўтамабіля);
13. Зацягнуць крапяжы фланца на прыёмнай трубе;
14. Заліць новы ці адфільтраваны тасол;
15. Падлучыць акумулятар.

Як відаць, сама працэдура замены павука нескладаная, але пры выкананні працы трэба быць акуратным, каб не сарваць разьбярства ў галоўцы блока цыліндраў (саму шпільку замяніць лёгка, а нарэзаць новае разьбярства ў ГБЦ нашмат складаней). Па гэтым чынніку, калі няма досведу ў працы з дынамаметрычным ключом ці гэтай прылады наогул няма, то працу неабходна даверыць адмыслоўцу.

У завяршэнне прапануем паглядзець невялікі прыклад, як замяніць выпускны калектар на Renault Logan:

ЗАМЕНЫ (ЗНЯЦЦЁ-УСТАНОЎКА( ВЫПУСКНАГА КАЛЕКТАРА НА РУХАВІКУ РЭНО 1,4 і 1,6 8мі КЛАПАНЫ K7J K7M

Пытанні і адказы:

Як працуе впускной калектар? Паветра ўсмоктваецца за кошт разрэджання, якое ствараецца ў кожным цыліндры. Струмень спачатку ідзе праз паветраны фільтр, а затым па трубах – да кожнага цыліндру.

Як выпускны калектар уплывае на працу рухавіка? У ім утворыцца рэзананс. Клапан рэзка зачыняецца і частка газаў затрымоўваецца ў калектары. Калі клапан зноў адчыняецца, пакінутыя газы могуць перашкаджаць наступнаму струменю выдаляцца.

Як адрозніць впускной і выпускны калектар? Впускной калектар падлучаецца да трубы, якая ідзе ад паветранага фільтра. Выпускны калектар злучаецца з выхлапной сістэмай аўтамабіля.