Конструкция выпускного коллектора


Конструкция выпускного коллектора, фотоРассмотрим каковы конструкция выпускного коллектора двигателя. Выпускной коллектор предназначен для сбора высокотемпературных отработавших газов, выбрасываемых через выпускные окна головки блока цилиндров. Горячие газы направляются по выпускной трубе в каталитический нейтрализатор отработавших газов, и далее через глушитель и резонатор в выхлопную трубу, откуда выбрасываются в атмосферу. Необходимо обеспечить максимально возможное снижение сопротивления выпуску отработавших газов и максимально возможное шумоподавление.

Температура отработавших газов зависит от режима работы двигателя. Коллектор двигателя должен быть рассчитан на условия работы, соответствующие как режиму холостого хода, так и режиму полной мощности. При работе двигателя на полной мощности выпускной коллектор раскаляется докрасна и подвергается сильному температурному расширению которых конструкциях коллекторов предусмотрены литые отражатели и рассекатели, предназначенные для максимального облегчения выхода газов в выпускную трубу.

В одних конструкциях выпускной коллектор размещается над свечой зажигания, в других под ней. Свечи зажигания и тщательно уложенные провода зажигания защищаются от нагрева со стороны выпускного коллектора с помощью штампованных тепловых отражателей.

Температура выпускного коллектора может превышать 1500°Ф (815°С).

В режиме холостого хода выпускной коллектор нагревается и расширяется незначительно. После отливки коллектор может быть подвергнут отжигу. Отжиг — процесс термообработки с целью отпуска закаленных участков отливки во избежание появления в ней трещин, вызванных изменениями температуры. В ходе эксплуатации автомобиля рабочие температуры коллектора обычно достигают крайних пределов. Выпускные коллекторы изготавливаются как правило из чугуна, обладающего стойкостью к резким и крайне значительным изменениям температуры. Коллектор прикручивается к головке блока цилиндров таким образом, чтобы он мог беспрепятственно расширяться и сокращаться. В ряде случаев используются болты с пустотелой головкой, для того чтобы обеспечить газонепроницаемый контакт и при этом позволить коллектору беспрепятственно расширяться и сокращаться.

Системы выпуска отработавших газов конструируются под конкретные комбинации двигателя и ходовой части. Длина системы выпуска, размер выпускной трубы и конструкция глушителя подбираются таким образом, чтобы обеспечить резонансный эффект в столбе газа, заполняющем систему выпуска. Резонанс возникает, когда выброс отработавших газов из цилиндра в выпускной коллектор попадает в промежуток между выбросами отработавших газов из других цилиндров.

 Уплотнительные прокладки выпускных коллекторов

Уплотнительные прокладки выпускных коллекторов, фотоВыпускной коллектор, нагреваясь, расширяется сильнее головки блока цилиндров. В результате его контактная поверхность перемещается по поверхности головки. Нагрев вызывает также возникновение в выпускном коллекторе термических напряжений. Когда выпускной коллектор снимают с двигателя при техобслуживании,термические напряжения могут вызвать его незначительное коробление. Уплотнительные прокладки выпускных коллекторов, входящие в комплекты прокладок, предназначены для обеспечения герметичности соединения с головками блока цилиндров слегка покоробленных выпускных коллекторов. Даже если изначально в двигателе не были установлены прокладки выпускных коллекторов, их обязательно следует установить. Если перфорированная основа прокладки выпускного коллектора облицована покрытием только с одной стороны, то при установке такой прокладки укладывайте ее облицованной стороной к поверхности головки, а перфорированной металлической основой к поверхности выпускного коллектора. Коллектор будет скользить по металлической поверхности прокладки так же, как он скользит по контактной поверхности головки.

Через трещину в выпускном коллекторе не только происходит утечка отработавших газов, создавая шум, но и всасывается воздух. Отработавшие газы выбрасываются из цилиндров отдельными порциями или импульсами давления. За каждым импульсом высокого давления следует зона низкого (ниже атмосферного) давления. Наружный воздух, находящийся под атмосферным давлением, за счет этого пониженного давления всасывается через трещину в выпускной коллектор. Кислород, концентрация которого в наружном воздухе составляет 21%, попадая на кислородный датчик, заставляет его давать неверный сигнал компьютеру о том, что двигатель работает на слишком обедненной смеси (с избыточной концентрацией кислорода). Компьютер воспринимает ошибочные показания датчика как истинные и увеличивает подачу топлива. В результате двигатель работает на переобогащенной смеси (с избыточной концентрацией топлива), что вызывает засорение свечей зажигания и нарушение работы двигателя.

В новых двигателях с выпускными коллекторами трубчатой конструкции, в которых выпускные каналы цилиндров соединяются с магистральным выпускным воздуховодом через коллекторную головку, устанавливаются уплотнительные прокладки. Часто в конструкцию этих прокладок входят тепловые отражатели для защиты свечей и проводов зажигания о г нагрева со стороны выпускного коллектора. Прокладки могут быть изготовлены из нескольких слоев стали, чтобы обеспечить уплотнение стыков при высоких температурах. Слои скрепляются вместе точечной сваркой. В некоторых случаях, когда требуется особенно качественное уплотнение, поверхности прокладок выполняются тиснеными (рис. 12.35). Во многих новых двигателях с литыми выпускными коллекторами прокладки не устанавливаются. Контактная поверхность нового чугунного выпускного коллектора плотно прилегает к контактной поверхности новой головки блока цилиндров, обеспечивая необходимую герметичность.

Преимущества коллекторной головки

Во многих двигателях вместо литого чугунного выпускного коллектора используется коллектор сварной конструкции из стальных труб (так называемая коллекторная головка). Применение легкой коллекторной головки позволяет добиться плавной, почти идеальной формы выпускного коллектора, способной пропустить мощный поток отработавших газов, образующихся при работе двигателя на высоких скоростях.

Преимущества коллекторной головки заключаются в следующем:

  1. Коллекторная головка снижает сопротивление системы выпуска. Снижение сопротивления, создаваемого системой выпуска, облегчает выброс отработавших газов из двигателя, снижая потери мощности, расходуемой на продувку отработавших газов через систему выпуска.
  2. Сразу же после выброса через выпускное окно головки блока порции отработавших газов, находящейся под высоким давлением, в цилиндре создается пониженное давление. Резонансные коллекторные головки сконструированы таким образом, что отдельные импульсы отработавших газов сливаются в один, больший по длительности импульс, с соответственно более продолжительным участком пониженного давления после него. Это пониженное давление реально способствует тому, что в цилиндр всасывается большее количество топливно-воздушной смеси.

Этот эффект обратного наддува лучше всего проявляется при скорости вращения двигателя выше определенного порога, который зависит от длины патрубков коллектора и объединительной секции, в которую они сходятся. Чем они длинней, тем ниже порог скорости, на котором эффект коллекторной головки начинает работать. В некоторых конструкциях коллекторных головок используются патрубки изменяемой длины. Самый короткий используется на высоких.

Поделиться записью с друзьями в:

Смотрите также

Комментарии:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *