
有进必有出——燃烧后废气的去向
- 1 什么是排气歧管及其重要性?
- 2 歧管的制造材料
- 3
排气歧管故障症状
- 3.1 发动机异常嘈杂
- 3.2 动力与加速性能下降
- 3.3 燃油效率降低
- 3.4 歧管可见锈蚀
- 3.5 可见裂纹
- 3.6 尾气异味
- 4 如何更换排气歧管与密封垫
燃烧过程堪称精妙绝伦。仅通过空气和燃料,利用压缩或点火产生机械动力的过程,堪称史上最重要的科学发现之一。然而伴随动力产生的废气必须通过排气系统排出,这正是排气歧管的核心使命。这使其成为发动机最关键部件之一,尽管它只是默默承载着气体流动。
这个发动机核心部件承担着维持引擎冷却和促进持续燃烧的重任。若没有它,所有科学原理都将失去意义。但它的本质是什么?排气歧管的工作温度是多少?螺栓为何会断裂?本文将深入解析汽车发动机这一重要元件,并指导您识别常见故障。
什么是排气歧管及其重要性?
汽车排气歧管负责将发动机气缸产生的废气导入车身下方的排气管。废气离开歧管后,会流经排放系统和消声器,最终从尾管排出。
歧管是金属构件,在L型头发动机上固定在缸体侧面,在I型头发动机上则安装在气缸盖侧面。二缸、三缸及四缸发动机仅配备单个排气歧管,因为只需处理单排气缸的废气。
而采用V型结构(V6、V8、V12)的发动机则配备双歧管,每排气缸对应一个。部分V8发动机中,每个歧管连接独立排气管、消声器和尾管;其他设计则通过交叉管道连通,共享消声器和尾管。
排气门通过旋转运动清除燃烧残留物。当发动机进气门开启、活塞下行吸入混合气时,排气门也会微启。若无歧管引导,燃烧气体将急速涌出,使排气门成为气缸气流的最小阻力路径。混合气进入时,发动机将通过排气门吸入冷空气,导致燃烧室温度指数级升高,瞬间熔毁排气门、气门座及活塞顶部。这种现象称为“气体逆流”,是发动机的致命杀手。排气歧管正是预防此问题的关键。
歧管内的高温气体产生巨大压力,迫使废气高速喷入排气管。由于废气具有质量,其流动惯性会形成真空效应(即“扫气作用”),将残余气体彻底清除,为下一轮燃烧循环创造最佳条件,从而提升效率。普通铸铁歧管和筒式歧管的扫气效果较弱,而专为增强扫气设计的等长头段则能显著强化该效应。
歧管的制造材料
常见歧管材料包括钢管、不锈钢或铸铁。不锈钢因防锈性和耐久性最佳而价格最高,钢管则能提供优异气流特性且应用广泛。
大多数车辆使用铸铁歧管,其制造成本较低,但重量高于钢材,且随使用年限会变脆易裂(后续详述)。
虽然多数歧管为裸金属材质,但部分会采用陶瓷涂层进行隔热处理。这种工艺成本高昂,因此常改用相对廉价的“排气包裹层”,但会缩短歧管寿命。
鉴于排气歧管高温特性,多数配备金属隔热罩以保护引擎舱内其他部件,避免造成不必要的熔损。
更换歧管时,可选择原厂件、改装市场替代品或二手拆车件。务必确认其材质和使用年限。
排气歧管故障症状
排气歧管故障可能导致严重后果:动力衰减、预热缓慢、油耗增高及催化器早期损坏。为避免这些问题,需警惕以下裂损或泄漏征兆:
发动机异常嘈杂
发动机异响是歧管垫片泄漏的典型指征。垫片在歧管与缸盖间形成密封,失效时会发出嘶嘶声或敲击声。冷启动时声响最明显,加速时音量增强。
动力与加速性能下降
垫片泄漏会导致车辆性能衰退。歧管提供的背压确保燃烧过程最优化,真空度不足将影响效率。车辆起步加速迟缓,且问题会持续恶化。需注意,歧管并非动力下降的唯一原因。
燃油效率降低
能效与性能直接关联,动力损失会导致油耗增加。车辆需消耗更多燃油维持原有性能水平。虽然维修需要成本,但长期累积的额外油费将远超维修费用。
歧管可见锈蚀
金属部件均可能锈蚀(氧化反应导致),临近地面长期接触潮湿沙石环境的排气系统尤为脆弱。严重锈蚀会导致穿孔或裂纹,伴随废气泄漏的轰鸣或嘶嘶声。此时需专业检修,很可能需要更换歧管。
可见裂纹
除异响和性能下降外,最直观的表现是歧管表面的裂纹。重点检查与发动机连接处及高温区域。明显裂纹易察觉,发丝状裂纹需仔细排查。可能需要拆卸歧管进行全面检测,此类问题提示需要立即更换。
尾气异味
尾气异味是最显著的泄漏症状。裂纹会导致部分废气未经尾管直接逸散。车内可能不易察觉,但打开发动机舱若在歧管周边闻到浓烈尾气味,即为明确指征。可嗅到的泄漏说明裂损已相当严重,可能危害健康。
如何更换排气歧管与密封垫
对于裂纹歧管,更换是唯一选择。尝试密封裂纹不仅效果差,使用不当的密封产品还可能损害性能。
排气歧管垫片可更换或修复。“击穿”的垫片可替换,也可使用密封剂止漏,这类维修可自行完成。
排气歧管位于发动机缸体,具体位置请查阅车辆手册。更换时需拆卸固定螺栓。若垫片粘连,可轻敲震松。遇断裂或损坏的螺柱,需使用自锁钳、双螺母扳手或螺柱取出器处理。拆卸后需彻底清洁结合面,防止碎屑落入发动机引发后续问题。此时应检查歧管是否存在裂纹或变形。
更换垫片时需确保定位准确、孔位对齐。某些发动机采用多段式垫片或嵌入件,需完全对正。按反向顺序重新安装,使用扭矩扳手按维修手册规范拧紧螺栓,从中心向两端依次紧固。
操作时需注意:掌握不断裂取出螺栓的技巧,并理解螺栓断裂的根本原因。
多数铸铁歧管在冷热循环中持续胀缩。初期歧管与螺栓处于“弹性形变”状态,能保持原有形态。但长期应力会使螺栓超越弹性极限,导致永久形变。经过无数次热循环,过度张力最终使螺栓拉伸超限而失效。拆卸时发现的断裂可能早已发生。
若遇锈蚀螺栓,需谨慎拆卸。断裂的螺栓碎片可能掉入发动机,大幅增加维修难度。建议由专业人士处理,或使用乙炔焰加热螺栓杆部以便取出(此时必须更换歧管)。