Коллектор выпускной

27.01.2016
#Коллектор выпускной

Коллектор выпускной

В каждом двигателе внутреннего сгорания есть такая деталь, как выпускной коллектор. Вопреки распространенному мнению, коллектор не просто отводит отработанные газы из цилиндров, а делает большой вклад в нормальную работу двигателя. Все о коллекторах, их функциях, типах и конструкциях читайте в статье.

Назначение выпускного коллектора двигателя

Выпускной коллектор — одна из важнейших деталей системы выпуска отработанных газов двигателей внутреннего сгорания. Коллектор выполняет две ключевых функции:

• Сбор и отвод отработанных газов из цилиндров, сбор газов от всех цилиндров в одну приемную трубу;
• Помощь в продувке цилиндров и эффективном заполнении цилиндров новой порцией горючей смеси.

Неправильно считать, что коллектор — это просто сборщик выхлопных газов (собственно, это слово является калькой с английского collector — сборщик или собиратель). В действительности это деталь, с помощью которой осуществляется настройка выхлопа, повышающая эффективность и мощность двигателя. Это легко объясняет теория ДВС и коллектора.

Работа двигателя происходит циклично, в обычных четырехтактных моторах удаление отработанных газов из каждого цилиндра (а равно и заполнение цилиндра горючей смесью) происходит один раз в два оборота коленчатого вала. Об этом нужно помнить, чтобы понять суть происходящих в выхлопной системе процессов.

Отработанные газы, выходящие из цилиндра при открытии выпускного клапана, имеют высокое давление, поэтому они с высокой скоростью устремляются в коллектор. За этой порцией газа образуется разрежение (падение давления воздуха), которое играет важнейшую роль в продувке цилиндра. Непосредственно перед достижением поршня ВМТ наступает момент, когда открыты как выпускные, так и впускные клапаны. Поэтому воздух спокойно проходит через цилиндр из впуска в выпуск, обеспечивая удаление остатков отработанных газов и более полное заполнение цилиндра топливно-воздушной смесью.

Однако газы из цилиндра не просто выходят — они движутся по коллектору, достигают приемной трубы и ударяются о катализатор или глушитель (в зависимости от того, как устроена система выпуска ОГ конкретного автомобиля). Катализатор и глушитель — это довольно ощутимые препятствия для движущихся с большой скоростью газов, поэтому часть газов (около половины всего объема) не проходит дальше, а отражаются и возвращаются к цилиндру, там они снова отражаются и идут в сторону глушителя, и т.д. Так в коллекторе возникает волновой процесс (резонанс), который оказывает серьезное влияние на работу двигателя.

Дело в том, что газы могут вернуться к цилиндру до начала или в самый момент открытия выпускного клапана, и ухудшить выход новой порции отработанных газов. Это снизит эффективность работы двигателя и его мощность. Если же газы вернутся к цилиндру и отразятся до начала открытия выпускного клапана, то здесь вновь образуется разрежение воздуха, которое будет помогать выходить новой порции отработанных газов.

Здесь есть и еще один важный момент. Обычно коллекторы всех или двух цилиндров сходятся в одной точке, поэтому отработанные газы одного цилиндра будут оказывать влияние на работу других цилиндров. Например, в двигателях с порядком работы цилиндров 1-3-4-2 газы из первого цилиндра могут столкнуться с газами из третьего цилиндра, что ухудшит их отвод и снизит эффективность мотора. С другой стороны, газы от третьего цилиндра могут идти вслед за газами первого цилиндра, и в этом случае порция газа первого цилиндра вследствие образуемого ща ним разрежения будет «тянуть» за собой порцию газов третьего цилиндра, повышая эффективность их отвода и продувки цилиндра.

Поэтому важнейшая задача конструкторов заключается в том, чтобы подобрать оптимальную длину выпускного коллектора, при которой отработанные газы образовывали бы стоячие волны с областями разрежения в некоторых определенных областях — у выпускного клапана, в месте встречи потоков газов от двух цилиндров и т.д. Это называется настройкой выпуска, и благодаря ей современные двигатели максимально полно используют свой потенциал.

Настройка выпуска имеет свои сложности, например — коллектор малой длины эффективен на высоких оборотах, а коллектор большой длины проявляет себя на малых оборотах. А так как обычный двигатель может работать в широком интервале оборотов, то приходится идти на компромисс и рассчитывать коллектор только на какой-то средний интервал оборотов.

Цели, которые ставятся перед выпускными коллекторами, достигаются с помощью различных технических решений, что проявляется многообразием конструкций коллекторов.

Типы и конструктивные особенности коллекторов

Конструктивно все выпускные коллекторы делятся на две большие группы:

• Цельные;
• Трубчатые.

Цельные коллекторы устроены просто — это литая конструкция, в которой короткие трубы от каждого цилиндра объединены в общую камеру или приемную трубу. Такие коллекторы вследствие малой длины каналов и особенностей их расположения имеют невысокую эффективность и с их помощью нельзя хорошо настроить выпуск. Однако они очень просты в изготовлении, поэтому находят широкое применение на дешевых двигателях и на малооборотистых тракторных дизелях.

Часто цельный коллектор объединяется в один узел с впускным коллектором — такая деталь называется газопроводом. Это решение широко используется на отечественных двигателях.

Трубчатые коллекторы (они в нашей стране часто называются «пауками») — это более сложная по конструкции, но при этом более эффективная система, с помощью которой можно качественно настроить выпуск. Такие коллекторы обычно изготавливаются из стальных труб, которые на определенной длине переходят в общую приемную трубу.

Трубчатые коллекторы делятся на две большие группы:

• «Короткие» коллекторы типа 4-1 — в таком коллекторе трубы от каждого цилиндра имеют одинаковую длину и в одном месте сходятся в одну приемную трубу;
• «Длинные» коллекторы типа 4-2-1 — в таком коллекторе трубы объединены попарно (обычно соединяются 1-й и 4-й, и 2-й и 3-й цилиндры, они образуют Y-образную конструкцию), а затем две пары соединяются в одну общую приемную трубу.

Эти коллекторы названы «длинными» и «короткими» из-за того пути, который проходят отработанные газы. В коллекторах 4-1 газы проходят меньший путь, поэтому они лучше подходят для высокооборотистых моторов (а лучшие режимы работы они обеспечивают двигателям с рабочей частотой вращения вала 6000 об/мин и выше). В коллекторах 4-2-1 газы проходят более длинный путь, поэтому они лучше подходят для менее оборотистых моторов и сегодня находят очень широкое применение.

Трубчатые коллекторы имеют характерные формы, за которые они и получили название «паук». Такие формы придаются трубам коллектора не просто так — трубы, выходящие из каждого цилиндра, должны иметь строго определенную длину, и чтобы все трубы сошлись в одной (для коллекторов 4-1) или в трех (для коллекторов 4-2-1) точках, их приходится изгибать и закручивать. Здесь свою роль также играет и теснота моторного отсека.

Важно отметить, что каждый двигатель должен оснащаться рассчитанным под него коллектором, в противном случае будет наблюдаться потеря мощности и ухудшение работы силового агрегата. Поэтому при форсировании и тюнинге двигателя большое внимание уделяется правильном расчету и изготовлению коллекторов для него. И при правильном подходе с помощью одно лишь коллектора можно увеличить мощность двигателя на 3-5%.

Особенности установки коллектора на двигатель

Монтаж коллектора к блоку обычно выполняется с помощью фланцев. Трубы трубчатых коллекторов крепятся на двух болтах (шпильках), а цельные коллекторы могут монтироваться на 8-16 болтов. При этом между коллектором и блоком обязательно устанавливается термостойкая прокладка.

На многих автомобилях коллектор отделен от основного объема моторного отсека специальным щитом или слоем теплоизоляции. Это предотвращает чрезмерный нагрев воздуха в подкапотном пространстве, который поступает во впускную систему. Теплоизоляционные вставки могут использоваться и в месте контакта коллектора с кузовом.

Обслуживание, возможные неисправности и ремонт выпускных коллекторов

Коллектор работает в сложных условиях — он нагревается от раскаленных отработанных газов, а также подвергается постоянным скачкам давления. Причем здесь опасность представляет и нагрев, и перепад температур. При нагреве на внешней поверхности коллектора образуется окалина и быстро протекают процессы коррозии. При перепадах температур происходит тепловое расширение и сжатие коллектора, негативно влияющие на его прочностные характеристики. А при охлаждении на коллекторе выпадает конденсат, который опять-таки вызывает коррозию.

Поэтому с течением времени коллектор теряет прочность, начинает ржаветь и даже может прогореть, также прогару подвержены и его прокладки (между коллектором и блоком, и между частями коллектора). При прогаре коллектор проще заменить в сборе, так как его заварка даст результат лишь на какое-то время.

Но в целом выпускной коллектор, особенно литой чугунный, является прочной и надежной деталью, которая может нормально работать в течение всего срока эксплуатации двигателя и никак о себе не напоминать.

Другие статьи

#Планка генератора

Планка генератора: фиксация и регулировка генератора автомобиля

14. 09.2022 | Статьи о запасных частях

В автомобилях, тракторах, автобусах и иной технике электрические генераторы монтируются к двигателю посредством кронштейна и натяжной планки, обеспечивающей регулировку натяжения ремня. О планках генератора, их существующих типах и конструкции, а также выборе и замене этих деталей — читайте в статье.

#Переходник для компрессора

Переходник для компрессора: надежные соединения пневмосистем

31.08.2022 | Статьи о запасных частях

Даже простая пневматическая система содержит несколько соединительных деталей — фитингов, или переходников для компрессора. О том, что такое переходник для компрессора, каких типов он бывает, зачем необходим и как устроен, а также о верном подборе фитингов для той или иной системы — читайте в статье.

#Стойка стабилизатора Nissan

Стойка стабилизатора Nissan: основа поперечной устойчивости «японцев»

22.06.2022 | Статьи о запасных частях

Ходовая часть многих японских автомобилей Nissan оснащается стабилизатором поперечной устойчивости раздельного типа, соединенным с деталями подвески двумя отдельными стойками (тягами). Все о стойках стабилизатора Nissan, их типах и конструкции, а также о подборе и ремонте — читайте в данной статье.

#Ремень приводной клиновой

Ремень приводной клиновой: надежный привод агрегатов и оборудования

15.06.2022 | Статьи о запасных частях

Для привода агрегатов двигателя и в трансмиссиях различного оборудования широко применяются передачи на основе резиновых клиновых ремней. Все о приводных клиновых ремнях, их существующих типах, особенностях конструкции и характеристиках, а также о правильном выборе и замене ремней — читайте в статье.

Вернуться к списку статей

Выхлопной коллектор двигателя. Устройство выхлопного коллектора

Главная / Выпускной коллектор

• Ремонт выпускного коллектора
• Тюнинг выпускного коллектора
• Замена выпускного коллектора

Важным конструктивным элементом выхлопной системы является выпускной коллектор, в котором происходит смешение всех отработанных газов в единый поток, с целью их последующего отвода через трубу в глушитель и за пределы автомобиля. Между тем выхлопной коллектор предназначен и для обеспечения процесса эффективного продува, а также наполнения камер сгорания.

Элемент выхлопной системы, представленный выпускным коллектором, должен быть максимально жестко закреплен на головке блока цилиндров. Устройство выпускного коллектора выглядит следующим образом:

• непосредственно выпускной коллектор;
• выпускная труба;
• прокладка выпускного коллектора (размещена между коллектором и головкой блока, установка прокладки необходима с целью предотвращения утечки выхлопных газов в пространство под капотом транспортного средства; прокладка выхлопного коллектора должна быть изготовлена из качественного материала).

Процесс работы выпускного коллектора происходит в крайне некомфортных условиях, когда на конструкцию влияют не только высокие температуры, но и давление.

На сегодняшний день производители предлагают два типа выхлопных коллекторов: цельный и трубчатый. В первом случае конструкция коллектора будет цельной с наличием коротких каналов, объединенных в единую камеру. Материалом для производства цельного выхлопного коллектора чаще всего является жаропрочный чугун, чьи безупречные эксплуатационные свойства не имеют аналогов. Несмотря на то, что цельный выхлопной коллектор прост в изготовлении и отличается доступной стоимостью, эффективность отвода выхлопных газов довольно низкая, что отражается и на качестве продувки камер сгорания.

На современные транспортные средства чаще всего устанавливают трубчатый выпускной коллектор, который может быть изготовлен как из нержавеющей стали, так и из керамики. Преимуществом установки трубчатых выхлопных коллекторов является возможность с их помощью улучшить характеристики мощности автомобиля. В спортивных и тюнингованных автомобилях зачастую вместо обычного коллектора используется выпускной паук, он оптимален при частой работе двигателя на средних и высоких оборотах. Для того, чтобы продув камер сгорания осуществлялся с максимальной эффективностью, а вывод выхлопных газов проводился качественно и быстро, такие параметры коллектора как длина, диаметр труб, а также их конструкция должны быть подобраны правильно.

Процесс движения выхлопных газов в коллекторе выхлопной системы имеет колебательный характер. В случае с короткими трубами коллектора, будет достигаться эффект резонанса, при котором продувка камер сгорания на высоких оборотах работы двигателя проводится максимально эффективно. Длинная труба, напротив, оптимальна для работы на низких оборотах. Однако именно длинные трубы коллектора отвечают за то, чтобы выхлопные газы не вернулись назад в камеры сгорания (в случае если выпускные клапаны еще открыты).

Номинальный крутящий момент, как на малых, так и на средних оборотах достигается благодаря малому диаметру трубы. Однако в случае с высокими оборотами работы двигателя именно малый диаметр трубы может спровоцировать появление дополнительного сопротивления. Труба большого размера в свою очередь позволяет увеличивать мощностные показатели авто на высоких оборотах, при этом в случае с низкими оборотами действуя на снижение мощностных показателей.

Современные трубчатые выхлопные коллекторы сегодня производятся в двух оптимальных схемах:

• выпускной коллектор 421, именуемый длинным коллектором или в случае со спортивными авто – выпускной паук 421;
• выпускной коллектор 41 – короткий коллектор.

В первом случае четыре трубы коллектора соединены попарно с последующим соединением в единую трубу. В случае если имеет место тюнингованная или спортивная машина, коллектор именуют не иначе как коллектор — паук. Во втором случае коллектор выхлопной трубы будет представлен конструкцией, состоящей из четырех труб соединенных в одну.

На сегодняшний день трубчатый выпускной коллектор 422 является одним из самых востребованных элементов тюнинга. В зависимости от конструктивных особенностей авто и имеющихся технических параметров, может быть установлен как спортивный выпускной коллектор, так и иные виды коллекторов.

5 основных признаков утечки из выпускного коллектора — и что с ними делать И что ты слышишь? Слышно, как ревет двигатель. Это классические симптомы негерметичности выпускного коллектора.

Хотя у вас может возникнуть соблазн игнорировать проблему до следующей замены масла или перестановки шин, утечка из выпускного коллектора может нанести ущерб вашему автомобилю и, что более важно, может быть опасна для вашего здоровья. Продолжайте читать, чтобы узнать, как определить утечку в выпускном коллекторе и почему вы должны устранить ее как можно скорее.

Что такое выпускной коллектор?

Выпускной коллектор часть выхлопной системы. Автомобиль работает на топливе, которое выделяет вредные газы. Работа выпускного коллектора состоит в том, чтобы собирать эти газы, когда они проходят через головку блока цилиндров двигателя, и направлять их в каталитический нейтрализатор, который отвечает за преобразование газов в менее вредные газы, которые выбрасываются в воздух.

Выпускные коллекторы подсоединяются непосредственно к блоку цилиндров. V-образные или плоские двигатели будут иметь два выпускных коллектора, по одному с каждой стороны ряда цилиндров. На рядных или рядных двигателях есть только один выпускной коллектор, расположенный между головкой блока цилиндров двигателя и каталитическим нейтрализатором.

Пять основных признаков утечки из выпускного коллектора

Когда вы садитесь в машину, вы можете заметить странные звуки или запахи или самый нелюбимый всеми признак неисправности: индикатор проверки двигателя.

Хотя заманчиво просто включить музыку и опустить окна, чтобы отложить визит к механику, утечку в выпускном коллекторе нельзя игнорировать или воспринимать легкомысленно. Не откладывайте ремонт выхлопной системы. Следующие признаки могут указывать на негерметичность выпускного коллектора, поэтому, если вы заметили один или несколько из этих симптомов, запишитесь на прием как можно скорее.

1. Шумный двигатель

Одним из самых явных признаков утечки из выпускного коллектора являются странные шумы, исходящие от двигателя. Двигатель может работать громче, чем обычно, когда газы выходят, или вы можете услышать постукивание. Тикающий или постукивающий звук возникает сразу после включения автомобиля. Когда выпускной коллектор расширится, он может перекрыть утечку, и шум прекратится до следующего запуска автомобиля.

2. Запах выхлопных газов

Если вы чувствуете запах выхлопных или других газов в машине, даже при закрытых окнах, это может означать, что выпускной коллектор негерметичен. Но имейте в виду, что утечка также может привести к попаданию в автомобиль вредного и не имеющего запаха угарного газа.

Когда вы вдыхаете угарный газ, организм заменяет кислород в красных кровяных тельцах угарным газом, что может привести к серьезным, долговременным повреждениям и смерти. Если у вас болит голова во время вождения или вы чувствуете слабость, головокружение или тошноту, остановитесь, выключите машину и немедленно выйдите на свежий воздух.

Если вы заметили этот признак утечки из выпускного коллектора, подумайте о том, чтобы отбуксировать автомобиль в ремонтную мастерскую, а не ехать дальше.

3. Снижение расхода топлива

Если вы не можете проехать так далеко на полном баке бензина, как в прошлом месяце, возможно, виновата утечка в выпускном коллекторе. Утечка приводит к тому, что кислородные датчики неправильно считывают двигатель как имеющий обедненную смесь; электронный блок управления (ECU) затем увеличивает количество топлива для компенсации.

4. Плохое ускорение автомобиля

Подобно тому, как утечка из выпускного коллектора может привести к снижению расхода топлива, она также может затруднить ускорение вашего автомобиля. Сначала это может быть незначительным изменением, но чем дольше вы ждете проверки автомобиля, тем хуже может стать ускорение. Это сделает вождение не только более сложным, но и более опасным.

5. Индикатор «Проверьте двигатель»

Утечка может также привести к срабатыванию индикатора «Проверьте двигатель», поэтому следите за этим полезным символом, который может указать на неисправность выпускного коллектора.

Возможные причины утечки из выпускного коллектора

Существует несколько распространенных причин утечки из выпускного коллектора, каждая из которых связана с тем, что двигатель нагревается во время работы автомобиля, а затем резко остывает при автомобиль не используется.

Термическое напряжение. Являясь частью выхлопной системы двигателя, выпускные коллекторы выдерживают большое количество тепла буквально каждый раз, когда вы едете. Затем они значительно остывают, когда машина не работает. Все это расширение и сжатие может со временем изнашивать металл, вызывая его растрескивание и утечку.

Изношенные прокладки. Для герметизации пространства между выпускным коллектором и блоком двигателя прокладки помогают предотвратить утечку газов. Изменения температуры также приводят к тому, что прокладки со временем изнашиваются, и в конечном итоге они выходят из строя и требуют замены.

Сломанные болты и шпильки. Болты и шпильки могут стать хрупкими из-за резких перепадов температуры от горячего до холодного, когда автомобиль работает или не работает. Если они сломаются, они могут вызвать утечку.

Когда (и зачем) ремонтировать или заменять негерметичный выпускной коллектор

Негерметичный выпускной коллектор требует вашего внимания как можно скорее. Поскольку эта часть имеет решающее значение для перемещения токсичных газов из двигателя в каталитический нейтрализатор и, в конечном итоге, из выхлопной трубы в виде менее вредных газов, утечка может стать серьезной проблемой. Если газы попадут в салон автомобиля, вы и ваша семья подвергнетесь воздействию угарного газа (который может быть смертельным), а также летучих органических соединений и других опасных газов.

Помимо риска для вашего здоровья, утечка со временем может привести к еще большему повреждению других частей автомобиля. Выпускные клапаны могут сгореть, утечка может повредить датчики кислорода, или проблема может привести к преждевременному выходу из строя каталитического нейтрализатора. Это также может увеличить расход топлива, а это означает, что вы тратите больше на бензин каждую неделю.

Эту работу лучше доверить профессионалам, так как негерметичный выпускной коллектор может быть опасен. Имея несколько потенциальных причин утечки, профессионал может быстро определить и устранить проблему.

Утечка из выпускного коллектора — это серьезно и может поставить под угрозу здоровье вашей семьи, поэтому вам следует немедленно доставить свой автомобиль в местную проверенную автомастерскую для ремонта или замены.

Что такое выпускной коллектор?

Независимо от того, модернизируете ли вы свой автомобиль специальной выхлопной системой или просто хотите узнать, как работает выхлопная система, вы не можете забыть о выпускном коллекторе. Выпускной коллектор – это первая часть выхлопной системы. Он крепится болтами непосредственно к блоку двигателя и направляет выхлопные газы в каталитический нейтрализатор. Ваш выпускной коллектор имеет решающее значение для правильной работы вашей выхлопной системы, и мы собираемся рассказать вам об этом больше в этой статье.

Из чего состоит выпускной коллектор?

Выпускные коллекторы изготавливаются из простого чугуна или нержавеющей стали. Они подвергаются экстремальным, постоянным нагрузкам при перепадах температуры под капотом. Благодаря такой конструкции выпускной коллектор прослужит дольше, чем большинство деталей вашего автомобиля.

Когда редукторы настраивают и улучшают свой коллектор, они добавляют неоригинальные трубчатые выпускные коллекторы, известные как коллекторы. Они изготовлены из мягкой стали или нержавеющей стали, так что это небольшой шаг вперед по сравнению с тем, что предлагает вам завод. Простая и эффективная адаптация — покрытие выпускного коллектора керамическим или термостойким покрытием.

Почему важен выпускной коллектор?

Некоторые механики описывают выпускной коллектор как «легкие» двигателя. Он вдыхает газы, образующиеся в процессе сгорания, а затем отправляет их в каталитический нейтрализатор. Этот шаг важен, потому что газы, образующиеся в процессе горения, небезопасны для выброса в окружающую среду. Каталитический нейтрализатор очищает выбросы выхлопных газов, изменяя химический состав перед отправкой выхлопных газов в выхлопную трубу. Как только они проходят через выхлопную трубу, газы проходят через глушитель, а затем, если они у вас есть, через выхлопные наконечники и благополучно выходят в мир.

Целью выхлопной системы является обеспечение более чистой окружающей среды при использовании автомобиля и обеспечение бесперебойной работы автомобиля. Поскольку выхлопная система сложна и важна, каждый компонент может в значительной степени способствовать производительности вашего автомобиля и экономии топлива. И все начинается с выпускного коллектора.

В чем разница между выпускным коллектором и выпускным коллектором?

Простой ответ заключается в том, что выпускные коллекторы присутствуют, когда ваш автомобиль сходит с завода, а выпускные коллекторы являются послепродажным обновлением. Это изменение помогает выпускному коллектору работать еще лучше, потому что коллекторы имеют ту же цель, что и коллектор. Они также направляют газы из цилиндров в каталитический нейтрализатор. Однако заголовки ускоряют поток выхлопных газов, тем самым способствуя сокращению времени цикла двигателя.

Этот процесс известен как очистка: замена отработавших газов в цилиндре двигателя свежим воздухом и топливом. Чем быстрее выхлопная система может это сделать, тем лучше производительность автомобиля.

Выпускные коллекторы, коллекторы и выхлопная система Cat-Back: полностью индивидуальная система

Помимо улучшения характеристик коллектора с выпускными коллекторами, владельцы транспортных средств могут сделать еще больше с выхлопной системой Cat-Back. Эти изменения транспортного средства влекут за собой усовершенствования каталитического нейтрализатора. Он улучшает воздушный поток в первую очередь за счет модернизации выхлопной трубы. Подобное улучшение, помимо коллекторов, может обеспечить прекрасный баланс для вашей выхлопной системы. Не будет слишком большого давления в начале или в конце процесса. Ваша система может работать в полной гармонии, обеспечивая вам поездку, которой вы будете дорожить.

Хотите преобразить свой автомобиль? Свяжитесь с нами

Performance Muffler — это гараж для тех, кто его получает.