Випускний колектор з'єднаний з блоком циліндрів двигуна, збираючи вихлопні гази з кожного циліндра і направляючи їх у випускний колектор розбіжними трубопроводами.
Випускний колектор з'єднаний з блоком циліндрів двигуна, збираючи вихлопні гази з кожного циліндра і направляючи їх у випускний колектор за допомогою розбіжних трубопроводів. Основні вимоги до нього - мінімізація опору вихлопу та уникнення взаємних перешкод між циліндрами. Коли вихлоп надмірно концентрований, між циліндрами будуть взаємні перешкоди, тобто коли один циліндр вичерпується, трапляється, що він вступає в контакт з неочищеними вихлопними газами з інших циліндрів. Це збільшить опір вихлопу, тим самим зменшивши вихідну потужність двигуна. Рішення полягає в тому, щоб розділити вихлопні гази кожного циліндра, наскільки це можливо, з однією гілкою для кожного циліндра або однією гілкою для двох циліндрів, і зробити кожну гілку максимально довгою та незалежною, щоб зменшити взаємний вплив газів у різних трубах. .
Короткий вступ
Випускний колектор - це розбіжний трубопровід, з'єднаний з блоком циліндрів двигуна, який концентрує вихлопні гази з кожного циліндра і направляє їх у випускний колектор. Основні вимоги до нього - мінімізація опору вихлопу та уникнення взаємних перешкод між циліндрами. Коли вихлоп надмірно концентрований, між циліндрами будуть взаємні перешкоди, тобто коли один циліндр вичерпується, трапляється, що він вступає в контакт з неочищеними вихлопними газами з інших циліндрів. Це збільшить опір вихлопу, тим самим зменшивши вихідну потужність двигуна. Рішення полягає в тому, щоб розділити вихлопні гази кожного циліндра, наскільки це можливо, з однією гілкою для кожного циліндра або однією гілкою для двох циліндрів, і зробити кожну гілку якомога довшою та формою, щоб зменшити взаємний вплив газів у різних трубах. . Щоб зменшити опір вихлопу, у деяких гоночних автомобілях для виготовлення випускних колекторів використовуються труби з нержавіючої сталі.
Випускний колектор повинен враховувати потужність двигуна, економію палива двигуном, стандарти викидів, вартість двигуна, відповідне розташування передньої кабіни автомобіля та температурне поле.
Зазвичай використовувані випускні колектори поділяються на два типи залежно від матеріалів і технології обробки: колектори з чавуну та колектори з нержавіючої сталі
Характеристики та вимоги до матеріалів випускного колектора
Ранні автомобільні двигуни мали низьку потужність на одиницю ваги, низьку ефективність згоряння палива та температуру вихлопних газів, що не перевищувала 500 градусів. З підвищенням ефективності автомобільного двигуна температура вихлопу зросла до 600-650 градусів. Останніми роками розвинені країни постійно вдосконалювали свої стандарти щодо викидів вихлопних газів автомобілів, а застосування каталітичної технології та технології турбонаддуву черв’ячної передачі значно підвищило робочу температуру випускних колекторів, досягнувши понад 750 градусів. Оскільки продуктивність двигуна продовжує покращуватися, робоча температура випускного колектора також зростатиме. У той же час, з розвитком технології двигунів, структура випускних колекторів стала більш складною. Крім того, робота в умовах циклічної зміни температури вимагає, щоб матеріали випускного колектора мали не тільки хороші високотемпературні характеристики, але й хороші характеристики лиття. Тому матеріал випускного колектора повинен мати такі характеристики.
Хороші високотемпературні антиоксидантні властивості
Випускний колектор працює у високотемпературному циклічному змінному стані протягом тривалого часу, а антиокислювальні властивості матеріалів при високих температурах безпосередньо впливають на термін служби випускного колектора. Звичайний чавун, очевидно, не може відповідати вимогам, і до матеріалу необхідно додати елементи сплаву, щоб підвищити його стійкість до високотемпературного окислення.
Стабільна мікроструктура
У діапазоні від кімнатної температури до робочої температури матеріал повинен мінімізувати або уникати фазових переходів, наскільки це можливо. Оскільки фазовий перехід може спричинити зміни в об’ємі, що призведе до внутрішньої напруги або деформації, що впливає на продуктивність і термін служби виробу. Тому найкраще, щоб матеріал матриці мав стабільну структуру фериту або аустеніту. Відмова чавунних деталей, що працюють в умовах високої температури, в основному проявляється у вигляді корозії в умовах високої температури. Після окислення складових фаз у структурі (таких як графітовий вуглець) об’єм оксиду перевищує початковий об’єм, що спричиняє необоротне розширення виливка.
Порівняно з трьома формами графіту луска, черв'як і куля, чавун зі сферичним графітом має найкращу стійкість до високих температур. Причина полягає в тому, що в процесі затвердіння чавуну лусковий графіт зростає як провідна фаза. Наприкінці затвердіння евтектики графіт у кожному евтектичному кластері утворює безперервний розгалужений тривимірний стан. При високих температурах, коли кисень проникає всередину металу, графіт після окислення утворює мікроканал, що прискорює процес окислення. Коли сферичний графіт зароджується, він зростає до певного розміру й оточується матрицею як ізольована куля. Після окислення графітової кульки канал не утворюється, що послаблює подальший процес окислення. Тому високотемпературний опір окисленню ковкого чавуну кращий, ніж інші форми графіту, а вплив окислених пор на високотемпературну міцність чавуну менший, ніж у інших форм графіту. Повзучий графіт знаходиться між ними.
Малий коефіцієнт теплового розширення
Невеликий коефіцієнт теплового розширення є корисним для зменшення термічної напруги та деформації випускного колектора, а також покращення продуктивності та терміну служби виробу.
Відмінна високотемпературна міцність
Повинен відповідати необхідним вимогам міцності виробу при використанні при високих температурах.
Хороша продуктивність процесу та низька вартість
Існує багато типів жаростійких і високотемпературних металевих матеріалів, але через складну форму випускних колекторів матеріали, що використовуються для виготовлення випускних колекторів, повинні мати хорошу оброблюваність, а їх вартість повинна відповідати вимогам масового виробництва в автомобільна промисловість.