Роль коллектора выхлопных газов и способы определения неисправностей

Что вошло, то и вышло – путь выхлопных газов после сгорания.

Процесс сгорания – это нечто удивительное. Этот процесс, который берет только воздух и топливо и с помощью сжатия или воспламенения создает механическую мощность, является одним из самых важных научных открытий в истории. Но вместе с этой мощью приходят выхлопные газы, которые должны быть выведены через выхлопную систему, и именно здесь вступает в роль выпускной коллектор. Это делает коллектор одной из самых важных деталей в двигателе, даже если он просто пропускает газы.

Эта важная деталь двигателя частично отвечает за охлаждение двигателя и обеспечение возможности дальнейшего сгорания. Без него вся эта наука была бы напрасной. Но что же это такое на самом деле? Какая температура у выпускного коллектора? Почему болты выпускного коллектора ломаются? Читайте дальше, чтобы узнать все, что нужно знать об этой важной детали автомобильного двигателя, и как обнаружить распространенные проблемы.

Что такое выпускной коллектор и почему он важен?

Автомобильный выпускной коллектор используется для отвода выхлопных газов из цилиндров двигателя в выхлопную трубу под автомобилем. После того как выхлопные газы покидают выпускной коллектор, они проходят через систему выпуска и глушитель автомобиля, выходя через выхлопную трубу.

Коллектор – это металлическая деталь, которая крепится болтами к блоку цилиндров сбоку в двигателях с L-образной головкой или к головке цилиндров сбоку в двигателях с I-образной головкой. В двух-, трех- и четырехцилиндровых двигателях есть только один выпускной коллектор, так как у них только один ряд цилиндров для отвода выхлопных газов.

Однако в двигателях с V-образной компоновкой (V6, V8, V12) есть два коллектора – по одному на каждый ряд. В некоторых двигателях V8 каждый коллектор подключен к отдельной выхлопной трубе, глушителю и выхлопной трубе. В других двигателях они соединены перекрестной трубой и проходят через одну выхлопную систему с общим глушителем и выхлопной трубой.

Выпускные клапаны вращаются, чтобы удалить отходы из процесса сгорания двигателя. Когда впускной клапан двигателя открыт и поршень движется вниз, то есть воздушно-топливная смесь втягивается через впускной клапан, выпускной клапан также слегка открыт. Без коллектора все газы сгорания быстро выходили бы, и выпускной клапан стал бы путем наименьшего сопротивления для потока воздуха в цилиндре. Наряду с воздухом и топливом из впуска, двигатель всасывал бы холодный воздух через выпускной клапан, экспоненциально повышая температуру в камере сгорания и быстро расплавляя выпускной клапан, седло клапана и верхнюю часть поршня. Это явление известно как «обратный выхлоп» и славится разрушением двигателей. Коллектор – ключ к предотвращению этого.

Газы в выпускном коллекторе очень горячие и находятся под высоким давлением. Это высокое давление в коллекторе заставляет газы «выталкиваться» через коллектор и выходить в выхлопную трубу. Поскольку выхлопные газы имеют массу, они также обладают инерцией и создают вакуум при выходе из коллектора в так называемом эффекте «продувки». Это вытягивает оставшиеся газы из двигателя, подготавливая его как можно лучше для следующего цикла сгорания, делая его более эффективным. Стандартные чугунные или «бревнообразные» коллекторы обычно имеют очень небольшой эффект продувки для мощности. Этот эффект наиболее заметен в трубчатых выпускных коллекторах, которые специально разработаны для улучшения продувки.

Материалы коллекторов

Обычно коллекторы изготавливаются из трубчатой стали, нержавеющей стали или чугуна. Нержавеющая сталь является самой дорогой, поскольку не ржавеет и имеет длительный срок службы, но трубчатая сталь также часто используется, поскольку обеспечивает хороший поток газов.

Однако вы заметите, что в большинстве автомобилей используются чугунные коллекторы. Они дешевле в производстве по сравнению с другими, но тяжелее стали и со временем становятся хрупкими, что делает их склонными к растрескиванию. Об этом позже.

Большинство коллекторов – это просто голый металл, но в некоторых случаях на коллектор может быть нанесено керамическое покрытие для изоляции. Это дорого, и часто вместо этого используется относительно дешевый «выхлопной чехол». Однако этот «выхлопной чехол» сокращает срок службы коллектора.

Поскольку выпускные коллекторы становятся очень горячими, большинство из них оснащены металлическим тепловым экраном для защиты других компонентов под капотом. Это предотвращает ненужное плавление деталей двигателя!

При замене коллектора у вас есть выбор между оригинальными запчастями от производителя, аналогами из вторичного рынка или даже подержанными коллекторами, снятыми с других автомобилей. В первую очередь, проверьте, из чего он сделан и каков его возраст.

Симптомы проблем с выпускным коллектором

Проблемы с выпускным коллектором могут иметь серьезные последствия, включая снижение мощности двигателя, увеличение времени прогрева, ухудшение расхода топлива и преждевременный выход из строя каталитического нейтрализатора. Чтобы избежать этого, важно знать признаки и симптомы, которые могут указывать на трещины, утечки или другие проблемы с коллектором.

Чрезмерный шум двигателя

Шум двигателя – хороший показатель утечки прокладки выпускного коллектора. Прокладка коллектора создает герметичное уплотнение между коллектором и головкой цилиндров, предотвращая утечки воздуха. Неисправная прокладка коллектора может издавать шипящие или пощелкивающие звуки. Звук наиболее громкий при запуске автомобиля на холодную и усиливается при ускорении.

Снижение мощности и ускорения

Если прокладка коллектора протекает, вы заметите, что производительность автомобиля не такая, как раньше или должна быть. Противодавление, создаваемое коллектором, обеспечивает максимально эффективное протекание процесса сгорания. Если вакуум не создается, процесс не будет таким эффективным, как должен. Автомобиль будет медленнее и не будет так быстро разгоняться с места. Если не устранить утечку, проблема будет только усугубляться. Однако следует отметить, что коллектор – не единственная причина снижения мощности и ускорения.

Ухудшение расхода топлива

Расход топлива тесно связан с производительностью, и когда автомобиль теряет мощность, он потребляет больше бензина. Автомобиль должен работать интенсивнее, чтобы поддерживать тот же уровень производительности, который он должен был бы иметь без проблем с выхлопной системой. Вы можете подумать о стоимости ремонта проблемы с коллектором, но со временем дополнительные затраты на топливо превысят ее.

Ржавчина на коллекторе

Ржавчина может появиться на любой металлической детали, особенно на тех, которые подвергаются воздействию воздуха (ржавчина вызывается окислением металла). Поскольку коллектор металлический, особенно если он чугунный, он может быть подвержен ржавчине. Тот факт, что система находится близко к земле и подвергается воздействию влаги и гравия, означает, что она особенно уязвима. Если ржавчина серьезная и на коллекторе начинают появляться отверстия или трещины, вы начнете слышать громкий грохот двигателя или шипение, когда газы выходят. Это определенно требует профессионального внимания и может потребовать замены коллектора.

Видимые трещины

Помимо возможного шума и снижения производительности, самым очевидным признаком треснувшего коллектора являются видимые трещины на поверхности коллектора. Чтобы найти трещины, внимательно осмотрите коллектор, особенно в местах, где он крепится болтами к двигателю, и в областях, где тепло наиболее сконцентрировано. Крупные трещины относительно легко обнаружить, но более мелкие, волосные трещины может быть сложнее найти. Возможно, потребуется снять коллектор с моторного отсека, чтобы тщательно осмотреть всю поверхность. Такого рода проблема подсказывает, когда следует заменить выпускной коллектор.

Запах выхлопных газов

Запах выхлопных газов – один из самых очевидных симптомов утечки в выпускном коллекторе. Трещины в коллекторе также могут вызывать чрезмерный запах выхлопных газов, поскольку часть газов выходит через трещины, а не через конец выхлопной трубы. Вы можете не заметить этот запах выхлопных газов внутри автомобиля, но если вы откроете капот и почувствуете неприятный запах в моторном отсеке, особенно вокруг коллектора, это хороший показатель. Запах выхлопных газов означает, что трещины или утечки довольно серьезны и могут быть вредны для здоровья.

Как заменить выпускной коллектор и прокладку

В случае треснувшего выпускного коллектора вариантов мало, кроме замены. Попытка загерметизировать трещину – плохая идея, и использование некоторых герметиков может даже ухудшить производительность самого коллектора, если это сделано неправильно.

Прокладку выпускного коллектора также можно заменить, чтобы решить проблему утечки, но ее также можно отремонтировать. «Прогоревшая» прокладка выпускного коллектора