Dispositivo collettore di scarico auto

L'efficienza di un qualsiasi motore a combustione interna dipende non solo dal tipo di sistema di alimentazione e dalla struttura dei cilindri con pistoni. Il sistema di scarico dell'auto gioca un ruolo importante. È descritto in dettaglio su di lei in un'altra recensione... Consideriamo ora uno dei suoi elementi: il collettore di scarico.

Cos'è un collettore di scarico

Un collettore motore è una serie di tubi che sono collegati a un tubo da un lato e, dall'altro, sono fissati su una barra comune (flangia) e fissati sulla testata. Sul lato della testata, il numero di tubi è identico al numero di cilindri del motore. Sul lato opposto, una piccola marmitta (risonatore) o catalizzatorese è in macchina.

Il dispositivo di raccolta assomiglia collettore di aspirazione... In molte modifiche al motore, una turbina è installata nel sistema di scarico, la cui girante è azionata dal flusso dei gas di scarico. Ruotano l'albero, sull'altro lato del quale è installata anche la girante. Questo dispositivo inietta aria fresca nel collettore di aspirazione del motore per aumentarne la potenza.

Di solito questa parte è realizzata in ghisa. Il motivo è che questo elemento è costantemente a temperature estremamente elevate. I gas di scarico riscaldano il collettore di scarico a 900 gradi o più. Inoltre, quando viene avviato un motore freddo, si forma della condensa sulla parete interna dell'intero sistema di scarico. Un processo simile si verifica quando il motore è spento (soprattutto se il tempo è umido e freddo).

Più vicino al motore, più velocemente l'acqua evaporerà mentre il motore è in funzione, ma il contatto costante del metallo con l'aria accelera la reazione ossidativa. Per questo motivo, se nell'auto viene utilizzato un analogo del ferro, si arrugginirà e si brucerà rapidamente. Non è possibile dipingere questo pezzo di ricambio, perché se riscaldato a 1000 gradi, lo strato di vernice si brucerà rapidamente.

Nelle auto moderne, un sensore di ossigeno (sonda lambda) è installato nel collettore di scarico (di solito vicino al catalizzatore). Vengono descritti i dettagli su questo sensore in un altro articolo... In breve, aiuta la centralina elettronica a controllare la composizione della miscela aria-carburante.

In genere, questa parte del sistema di scarico dura quanto l'intero veicolo. Poiché questo è solo un tubo, non c'è nulla da rompere. L'unica cosa che non funziona è il sensore di ossigeno, la turbina e altre parti relative al funzionamento dello scarico. Se parliamo del ragno stesso, nel tempo, a causa delle peculiarità delle condizioni operative, può bruciarsi. Ma questo accade raramente. Per questo motivo, gli automobilisti devono raramente occuparsi della riparazione o della sostituzione del collettore di scarico.

Il principio del collettore di scarico

Il funzionamento del collettore di scarico di un'auto è molto semplice. Quando il conducente avvia il motore (indipendentemente dal fatto che sia benzina o diesel unità), la combustione della miscela aria-carburante avviene nei cilindri. Sul ciclo di rilascio meccanismo di distribuzione del gas apre la valvola di scarico (possono esserci una o due valvole per cilindro, e in alcune modifiche ICE ce ne sono anche tre per una migliore ventilazione della cavità).

Quando il pistone sale al punto morto superiore, spinge tutti i prodotti della combustione attraverso la porta di scarico risultante. Quindi il flusso entra nel tubo anteriore. Per evitare che lo scarico caldo entri nella cavità sopra le valvole adiacenti, viene installato un tubo separato per ciascun cilindro.

A seconda del design, questo tubo è collegato a una certa distanza con quello vicino, quindi vengono combinati in un percorso comune davanti al catalizzatore. Attraverso un convertitore catalitico (al suo interno vengono neutralizzate le sostanze nocive per l'ambiente), lo scarico passa attraverso i silenziatori piccoli e principali fino al tubo di scarico.

Poiché questo elemento può modificare in una certa misura le caratteristiche di potenza del motore, i produttori sviluppano diversi tipi di spider per motori.

Quando i gas di scarico vengono rimossi, si generano pulsazioni nel tratto di scarico. Durante la fabbricazione di questa parte, i produttori cercano di progettarla in modo tale che queste oscillazioni siano il più sincrone possibile con il processo ondoso che si verifica nel collettore di aspirazione (in alcune auto, in una determinata modalità operativa dell'unità, sia l'aspirazione e le valvole di scarico si aprono per un breve periodo per una migliore ventilazione). Quando una parte del gas di scarico viene spinta bruscamente nel tratto, crea un'onda che si riflette sul catalizzatore e crea un vuoto.

Questo effetto raggiunge la valvola di scarico quasi nello stesso momento in cui il pistone corrispondente esegue nuovamente la corsa di scarico. Questo processo facilita la rimozione dei gas di scarico, il che significa che il motore deve spendere meno coppia per vincere la resistenza. Questo design del percorso consente di facilitare al massimo la rimozione dei prodotti della combustione del carburante. Maggiore è il numero di giri del motore, più efficiente sarà questo processo.

Tuttavia, nel caso dei sistemi di scarico classici, ci sono pochi problemi. Il fatto è che quando i gas di scarico creano un'onda, a causa dei tubi corti, viene riflessa nei percorsi adiacenti (sono in uno stato calmo). Per questo motivo, quando la valvola di scarico di un altro cilindro viene aperta, questa onda crea un ostacolo per l'uscita di scarico. Per questo motivo, il motore utilizza parte della coppia per superare questa resistenza e la potenza del motore diminuisce.

A cosa serve il collettore di scarico?

Quindi, come puoi vedere, il collettore di scarico dell'auto è direttamente coinvolto nella rimozione dei gas di scarico. Il design di questo elemento dipende dal tipo di motore e dalla metodologia del produttore, che implementa nella produzione del collettore.

Indipendentemente dalla modifica, questa parte consisterà in:

• Ricezione di tubi. Ciascuno di essi è progettato per essere fissato su un cilindro specifico. Spesso, per facilità di installazione, sono tutti fissati a una comune striscia o flangia. Le dimensioni di questo modulo devono corrispondere esattamente alle dimensioni dei fori e delle scanalature corrispondenti nella testata in modo che lo scarico non perda attraverso questa discrepanza.
• Tubo di scarico. Questa è la fine del collezionista. Nella maggior parte delle auto, tutti i tubi convergono in uno, che viene quindi collegato a un risonatore o catalizzatore. Tuttavia, ci sono modifiche dei sistemi di scarico in cui sono presenti due terminali di scarico separati con singoli silenziatori. In questo caso, una coppia di tubi è collegata in un modulo, che appartiene a una linea separata.
• Guarnizione di tenuta. Questa parte è installata tra l'alloggiamento della testata e la spider bar (nonché sulla flangia tra il downpipe e la spider). Poiché questo elemento è costantemente esposto a temperature e vibrazioni elevate, deve essere realizzato con materiali durevoli. Questa guarnizione impedisce ai gas di scarico di fuoriuscire nel vano motore. Poiché l'aria fresca per l'interno dell'auto proviene da questa parte, è importante per la sicurezza del conducente e dei passeggeri che questo elemento sia di alta qualità. Ovviamente, se la guarnizione si rompe, la sentirai immediatamente: appariranno forti schiocchi a causa dell'alta pressione all'interno del tratto.

Tipi e tipi di collettori di scarico

Ecco i principali tipi di collettori di scarico:

1. Totale. In questo caso, la parte sarà solida e i canali sono realizzati all'interno, convergenti in una camera. Tali modifiche sono realizzate in ghisa ad alta temperatura. In termini di resistenza a gravi sbalzi di temperatura (specialmente in inverno, quando una custodia fredda si riscalda da -10 o meno, a seconda della regione, fino a +1000 gradi Celsius in pochi secondi), questo metallo non ha analoghi. Questo design è facile da produrre, ma non conduce i gas di scarico in modo efficiente. Ciò influisce negativamente sullo spurgo delle camere dei cilindri, per cui una parte della coppia viene utilizzata per vincere la resistenza (i gas vengono rimossi attraverso un piccolo foro, quindi la depressione nel tratto di scarico è di grande importanza).
2. Tubolare. Questa modifica viene utilizzata sulle auto moderne. Di solito sono realizzati in acciaio inossidabile e meno spesso in ceramica. Questa modifica ha i suoi vantaggi. Consentono di migliorare le caratteristiche del soffiaggio del cilindro dovuto al vuoto generato nel percorso a causa dei processi ondulatori. Poiché in questo caso il pistone non deve vincere la resistenza alla corsa di scarico, l'albero motore gira più velocemente. In alcuni motori, grazie a questo miglioramento, è possibile aumentare la potenza dell'unità del 10%. Sulle auto convenzionali, questo aumento di potenza non è sempre evidente, quindi questa messa a punto viene utilizzata sulle auto sportive.

Il diametro dei tubi gioca un ruolo importante nel collettore di scarico. Se sulla macchina è installato un ragno di piccolo diametro, il raggiungimento della coppia nominale viene spostato verso i giri bassi e medi. D'altra parte, l'installazione di un collettore con tubi di diametro maggiore consente di rimuovere la potenza massima del motore a combustione interna alle alte velocità, ma alle basse velocità, la potenza dell'unità diminuisce.

Oltre al diametro dei tubi, rivestono grande importanza la loro lunghezza e l'ordine di connessione con i cilindri. Pertanto, tra gli elementi per la messa a punto del sistema di scarico, puoi trovare modelli in cui i tubi sono attorcigliati, come se fossero collegati alla cieca. Ogni motore richiede le proprie molteplici modifiche.

Uno spider 4-4 viene spesso utilizzato per mettere a punto un motore a 1 cilindri standard. In questo caso, quattro ugelli vengono immediatamente collegati in un tubo, solo alla massima distanza possibile. Questa modifica è chiamata breve. Un aumento della potenza del motore si osserva solo se viene forzato e quindi a velocità superiori a 6000 al minuto.

Anche tra le opzioni per la messa a punto delle auto sportive ci sono i cosiddetti ragni lunghi. Di solito hanno la formula composta 4-2-1. In questo caso, tutti e quattro i tubi vengono prima collegati a coppie. Queste coppie di tubi sono collegate in una alla massima distanza dal motore. Di solito, i tubi vengono presi in coppia, collegati a cilindri, che hanno la massima uscita parallela (ad esempio, il primo e il quarto, nonché il secondo e il terzo). Questa modifica fornisce un aumento della potenza in una gamma di giri molto più ampia, ma questa cifra non è così evidente. Sui modelli di auto domestiche, questo aumento si osserva solo nell'intervallo dal 5 al 7 percento.

Se nell'auto è installato un sistema di scarico a flusso diretto, è possibile utilizzare tubi intermedi con una sezione trasversale aumentata per facilitare la ventilazione dei cilindri e smorzare il suono. Spesso, nella modifica di ragni lunghi, è possibile utilizzare un piccolo silenziatore con una bassa resistenza. Alcuni modelli di collettori in determinate aree tagliano soffietti (corrugazioni metalliche) nei tubi. Attenuano le onde risonanti che impediscono il libero flusso dei gas di scarico. D'altra parte, le ondulazioni sono di breve durata.

Inoltre, tra i ragni lunghi, ci sono modifiche con il tipo di connessione 4-2-2. Il principio è lo stesso della versione precedente. Prima di decidere su un simile ammodernamento del sistema di scarico, è necessario tenere conto che l'aumento di potenza dovuto solo alla rimozione del catalizzatore (in modo che i tubi siano più lunghi) dà un massimo del 5%. L'installazione di un ragno aggiungerà circa il due percento in più alle prestazioni del motore.

Affinché la centralina sia più tangibile, oltre a questi lavori, devono ancora essere eseguite alcune procedure, inclusa la messa a punto del chip (per i dettagli di cosa si tratta, leggere separatamente).

Cosa influenza le condizioni del collezionista

Sebbene il collettore di scarico abbia spesso la stessa durata dell'intero veicolo, può anche guastarsi. Ecco i guasti tipici associati al collettore di scarico:

• Il tubo è bruciato;
• Si è formata corrosione (si applica alle modifiche all'acciaio);
• A causa della temperatura eccessiva e dei difetti di fabbricazione, sulla superficie del prodotto possono formarsi delle scorie;
• Si è formata una crepa nel metallo (quando il motore ha funzionato ad alta velocità per lungo tempo e l'acqua fredda entra sulla superficie del collettore, ad esempio, quando si guida in una pozzanghera ad alta velocità);
• Il metallo si è indebolito a causa dei frequenti sbalzi di temperatura delle pareti del pezzo (quando riscaldato, il metallo si dilata e quando si raffredda si contrae);
• Si forma condensa sulle pareti dei tubi (soprattutto se l'auto esce raramente, ad esempio, in inverno), a causa della quale il processo di ossidazione del metallo viene accelerato;
• Sulla superficie interna sono comparsi depositi di fuliggine;
• La guarnizione del collettore è bruciata.

Questi guasti possono essere indicati dai seguenti fattori:

• Il segnale del motore sul cruscotto si è acceso;
• Un forte odore di gas di scarico è apparso nella cabina o sotto il cofano;
• Il motore è instabile (il numero di giri fluttua);
• Quando il motore viene avviato, si sentono suoni estranei (la loro forza dipende dal tipo di danno, ad esempio, se il tubo è bruciato, sarà molto rumoroso);
• Se la macchina ha una turbina (la girante ruota a causa della pressione dei gas di scarico), la sua potenza diminuisce, il che influisce sulla dinamica dell'unità.

Alcuni guasti del collettore sono associati a fattori che l'automobilista non può influenzare, ma ci sono alcune cose che può fare per evitare danni alla parte.

A velocità troppo elevate, i prodotti della combustione non sono in grado di riscaldarsi fino a 600 gradi, come nella modalità normale, ma due volte più forti. Se in modalità normale i tubi di aspirazione vengono riscaldati a circa 300 gradi, nella modalità massima anche questo indicatore raddoppia. Da un calore così forte, il collettore può persino cambiare il suo colore in cremisi.

Per evitare il surriscaldamento della parte, il conducente non dovrebbe portare spesso l'unità alla massima velocità. Inoltre, il regime di temperatura è influenzato dall'impostazione del sistema di accensione (una UOZ errata può provocare il rilascio di un BTC bruciato nel tratto di scarico, che porterà anche al burnout delle valvole).

Un eccessivo esaurimento o arricchimento della miscela è un altro motivo per cui i tubi di aspirazione si surriscaldano. La diagnostica periodica dei malfunzionamenti in questi sistemi manterrà il collettore in buone condizioni il più a lungo possibile.

Riparazione del collettore di scarico

Di solito, il collettore di scarico non viene riparato, ma sostituito con uno nuovo. Se si tratta di una modifica della messa a punto ed è bruciata, alcune ripareranno l'area danneggiata. Tuttavia, a causa del fatto che il metallo è sottoposto a lavorazione ad alta temperatura durante la saldatura, la cucitura può arrugginirsi o bruciarsi rapidamente. Inoltre, il costo di tale lavoro è molto più alto rispetto all'installazione di una nuova parte.

Se è necessario sostituire una parte, questo lavoro deve essere eseguito nella sequenza corretta.

Sostituzione del collettore di scarico

Per sostituire il raccoglitore con le tue mani, hai bisogno di:

1. Diseccitare la rete di bordo scollegando la batteria (viene descritto come farlo in sicurezza qui);
2. Scolare l'antigelo;
3. Smontare lo scudo termico (un involucro installato su molte auto moderne), il ricevitore del sistema di iniezione (i motori del carburatore non hanno questo elemento) e il filtro dell'aria;
4. Svitare i fissaggi della flangia del collettore dal tubo di aspirazione;
5. Svitare il collettore dalla testata. Questa procedura differirà a seconda della modifica dell'unità di potenza. Ad esempio, sulle valvole a 8 valvole, il collettore di aspirazione viene prima rimosso e poi lo scarico;
6. Rimuovere la guarnizione e pulire la superficie della testata dai resti;
7. Se nel processo di smontaggio i perni o le filettature nei fori di montaggio sono danneggiati, è importante ripristinare questi elementi;
8. Installa una nuova guarnizione;
9. Collegare un nuovo collettore alla testata del cilindro (se un motore a combustione interna a 4 cilindri ha 8 valvole, il montaggio avviene in ordine inverso rispetto allo smontaggio, cioè prima il collettore di scarico e poi il collettore di aspirazione);
10. Serrare, ma non serrare completamente, i bulloni e i dadi di fissaggio sui collegamenti con la testata;
11. Collegare il collettore con il tubo anteriore o catalizzatore, avendo installato prima la guarnizione necessaria;
12. Stringere il supporto sulla testata (questo viene fatto con una chiave dinamometrica, e la coppia di serraggio è indicata nella letteratura tecnica per l'auto);
13. Serrare i dispositivi di fissaggio della flangia del tubo a valle;
14. Versare antigelo nuovo o filtrato;
15. Collega la batteria.

Come puoi vedere, la procedura per sostituire un ragno stesso è semplice, ma quando fai il lavoro, devi stare attento a non strappare il filo nella testata (il perno stesso è facile da sostituire e tagliare un la nuova filettatura nella testata del cilindro è molto più difficile). Per questo motivo, se non c'è esperienza nel lavorare con una chiave dinamometrica o non esiste affatto un tale strumento, il lavoro deve essere affidato a uno specialista.

In conclusione, ti suggeriamo di guardare un piccolo esempio di come sostituire il collettore di scarico con una Renault Logan:

SOSTITUZIONE (RIMOZIONE-INSTALLAZIONE) DEL COLLETTORE DI SCARICO SUL MOTORE RENAULT 1,4 e 1,6 8 VALVOLE K7J K7M

Domande e risposte:

Come funziona il collettore di aspirazione? L'aria viene aspirata da un vuoto che viene generato in ciascun cilindro. Il flusso passa prima attraverso il filtro dell'aria e poi attraverso i tubi a ciascun cilindro.

In che modo il collettore di scarico influisce sulle prestazioni del motore? C'è una risonanza in esso. La valvola si chiude bruscamente e una parte dei gas viene trattenuta nel collettore. Quando la valvola viene riaperta, i gas rimanenti possono impedire la rimozione del flusso successivo.

Come dire la differenza tra un collettore di aspirazione e un collettore di scarico? Il collettore di aspirazione si collega al tubo proveniente dal filtro dell'aria. Il collettore di scarico è collegato al sistema di scarico del veicolo.