Thiết bị ống góp khí thải ô tô

Hiệu suất của bất kỳ động cơ đốt trong nào không chỉ phụ thuộc vào loại hệ thống nhiên liệu và kết cấu của các xi lanh với các piston. Hệ thống xả của ô tô đóng một vai trò quan trọng. Nó được mô tả chi tiết về cô ấy trong một bài đánh giá khác... Bây giờ chúng ta hãy xem xét một trong những yếu tố của nó - ống xả.

Ống góp khí thải là gì

Ống góp động cơ là một loạt các đường ống được nối với một đường ống ở một phía và mặt kia, được cố định trên một thanh chung (mặt bích), và được cố định trên đầu xi lanh. Ở phía đầu xi-lanh, số lượng ống đồng nhất với số lượng xi-lanh của động cơ. Ở phía đối diện, một bộ giảm thanh nhỏ (máy cộng hưởng) hoặc chất xúc tácnếu nó ở trong xe.

Thiết bị thu giống ống nạp... Trong nhiều sửa đổi động cơ, một tuabin được lắp đặt trong hệ thống xả, cánh quạt của nó được dẫn động bởi dòng khí thải. Chúng quay trục, ở phía bên kia của cánh quạt cũng được lắp đặt. Thiết bị này bơm không khí trong lành vào ống nạp của động cơ để tăng công suất.

Thông thường bộ phận này được làm bằng gang. Nguyên nhân là do nguyên tố này thường xuyên ở nhiệt độ cực cao. Khí thải làm nóng ống xả đến 900 độ hoặc hơn. Ngoài ra, khi khởi động động cơ nguội, hơi nước đọng lại trên thành trong của toàn bộ hệ thống xả. Quá trình tương tự xảy ra khi động cơ tắt (đặc biệt nếu thời tiết ẩm ướt và lạnh).

Càng gần động cơ, nước bốc hơi càng nhanh trong khi động cơ đang chạy, nhưng sự tiếp xúc thường xuyên của kim loại với không khí sẽ làm tăng tốc độ phản ứng oxy hóa. Vì lý do này, nếu một vật dụng bằng sắt được sử dụng trong xe, nó sẽ nhanh chóng bị gỉ và cháy. Không thể sơn phần phụ tùng này, vì khi nung đến 1000 độ, lớp sơn sẽ nhanh chóng bị cháy.

Trong ô tô hiện đại, một cảm biến oxy (đầu dò lambda) được lắp đặt trong ống xả (thường gần chất xúc tác). Thông tin chi tiết về cảm biến này được mô tả trong một bài báo khác... Tóm lại, nó giúp bộ phận điều khiển điện tử kiểm soát thành phần của hỗn hợp không khí-nhiên liệu.

Thông thường, bộ phận này của hệ thống xả kéo dài bằng toàn bộ chiếc xe. Vì đây chỉ là một đường ống, không có gì để phá vỡ trong đó. Thứ duy nhất bị lỗi là cảm biến oxy, tua-bin và các bộ phận khác liên quan đến hoạt động của ống xả. Nếu chúng ta nói về bản thân con nhện, thì theo thời gian, do đặc thù của điều kiện hoạt động, nó có thể bị cháy. Nhưng điều này hiếm khi xảy ra. Vì lý do này, người lái xe hiếm khi phải sửa chữa hoặc thay thế ống xả.

Nguyên lý của ống xả

Hoạt động của ống góp khí thải của ô tô rất đơn giản. Khi người lái xe khởi động động cơ (bất kể xăng hoặc dầu diesel đơn vị), sự đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu không khí xảy ra trong các xi lanh. Theo chu kỳ phát hành cơ chế phân phối khí mở van xả (có thể có một hoặc hai van trên mỗi xi lanh, và trong một số sửa đổi ICE, thậm chí có ba van trong số đó để thông gió tốt hơn cho khoang).

Khi pít-tông tăng đến tâm điểm chết trên, nó sẽ đẩy tất cả các sản phẩm cháy ra ngoài qua cổng xả. Sau đó, dòng chảy đi vào đường ống phía trước. Để ngăn khí thải nóng đi vào khoang phía trên các van liền kề, một đường ống riêng được lắp đặt cho mỗi xi lanh.

Tùy thuộc vào thiết kế, đường ống này được kết nối ở một khoảng cách nào đó với đường ống lân cận, và sau đó chúng được kết hợp thành một đường dẫn chung phía trước chất xúc tác. Thông qua một bộ chuyển đổi xúc tác (trong đó, các chất có hại cho môi trường được trung hòa), khí thải đi qua các bộ giảm thanh nhỏ và chính đến ống xả.

Vì yếu tố này có thể thay đổi đặc tính công suất của động cơ ở một mức độ nào đó, các nhà sản xuất phát triển các loại nhện khác nhau cho động cơ.

Khi khí thải được loại bỏ, xung động được tạo ra trong đường ống xả. Trong quá trình sản xuất bộ phận này, các nhà sản xuất cố gắng thiết kế nó sao cho các dao động này đồng bộ nhất có thể với quá trình sóng xảy ra trong đường ống nạp (trong một số xe ô tô, ở một chế độ vận hành nhất định của bộ phận, cả đường nạp và van xả mở trong thời gian ngắn để thông gió tốt hơn). Khi một phần khí thải đột ngột được đẩy vào đường ống, nó sẽ tạo ra một làn sóng phản xạ khỏi chất xúc tác và tạo ra chân không.

Tác động này đến van xả gần như cùng lúc piston tương ứng thực hiện lại hành trình xả. Quá trình này tạo điều kiện thuận lợi cho việc loại bỏ khí thải, có nghĩa là động cơ phải tiêu tốn ít mô-men xoắn hơn để vượt qua lực cản. Thiết kế đường dẫn này tạo điều kiện thuận lợi tối đa cho việc loại bỏ các sản phẩm đốt cháy nhiên liệu. Số vòng quay của động cơ càng nhiều thì quá trình này càng diễn ra hiệu quả.

Tuy nhiên, trong trường hợp của hệ thống xả cổ điển, có rất ít vấn đề. Thực tế là khi khí thải tạo ra một làn sóng, do các đường ống ngắn, nó được phản xạ sang các đường dẫn bên cạnh (chúng ở trạng thái tĩnh lặng). Vì lý do này, khi van xả của xi lanh khác được mở, sóng này sẽ tạo ra chướng ngại vật cho cửa xả. Bởi vì điều này, động cơ sử dụng một số mô-men xoắn để vượt qua lực cản này, và công suất của động cơ giảm.

Ống xả để làm gì?

Vì vậy, như bạn có thể thấy, ống xả trong ô tô tham gia trực tiếp vào việc loại bỏ khí thải. Thiết kế của phần tử này phụ thuộc vào loại động cơ và kỹ thuật của nhà sản xuất mà anh ta thực hiện trong quá trình sản xuất ống góp.

Bất kể sửa đổi là gì, phần này sẽ bao gồm:

• Các đường ống tiếp nhận. Mỗi người trong số họ được thiết kế để cố định trên một hình trụ cụ thể. Thông thường, để dễ lắp đặt, tất cả chúng đều được cố định vào một dải hoặc mặt bích chung. Kích thước của mô-đun này phải khớp chính xác với kích thước của các lỗ và rãnh tương ứng trên đầu xi lanh để khí thải không bị rò rỉ qua sự chênh lệch này.
• Ống xả. Đây là sự kết thúc của bộ sưu tập. Trong hầu hết các xe hơi, tất cả các đường ống đều hội tụ thành một, sau đó được kết nối với bộ cộng hưởng hoặc chất xúc tác. Tuy nhiên, có những sửa đổi của hệ thống ống xả, trong đó có hai ống xả riêng biệt với bộ giảm thanh riêng biệt. Trong trường hợp này, một cặp ống được kết nối thành một mô-đun, thuộc một đường dây riêng biệt.
• Đệm kín. Bộ phận này được lắp đặt giữa vỏ đầu xi lanh và thanh nhện (cũng như trên mặt bích giữa ống dẫn xuống và thanh nhện). Vì yếu tố này thường xuyên tiếp xúc với nhiệt độ cao và rung động, nó phải được làm bằng vật liệu bền. Gioăng này ngăn không cho khí thải rò rỉ vào khoang động cơ. Vì không khí trong lành cho nội thất xe đến từ bộ phận đặc biệt này, nên điều quan trọng đối với sự an toàn của người lái và hành khách là yếu tố này phải có chất lượng cao. Tất nhiên, nếu miếng đệm bị vỡ, bạn sẽ nghe thấy ngay lập tức - những tiếng bật mạnh sẽ xuất hiện do áp suất cao bên trong đường ống.

Các loại và các loại ống góp khí thải

Dưới đây là các loại ống xả chính:

1. Toàn bộ. Trong trường hợp này, bộ phận sẽ rắn và các kênh được tạo bên trong, hội tụ thành một khoang. Những sửa đổi như vậy được làm bằng gang nhiệt độ cao. Về khả năng chống lại sự thay đổi nhiệt độ nghiêm trọng (đặc biệt là vào mùa đông, khi vỏ máy lạnh nóng lên từ -10 hoặc ít hơn, tùy thuộc vào khu vực, lên đến +1000 độ C trong vài giây), kim loại này không có chất tương tự. Thiết kế này dễ sản xuất, nhưng nó không dẫn khí thải hiệu quả. Điều này ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình thanh lọc của các buồng xi lanh, do đó một số mô men được sử dụng để thắng lực cản (khí được loại bỏ qua một lỗ nhỏ, do đó chân không trong ống xả có tầm quan trọng lớn).
2. Hình ống. Sự sửa đổi này được sử dụng trên những chiếc xe hơi hiện đại. Thông thường chúng được làm từ thép không gỉ, và ít thường xuyên hơn từ gốm sứ. Sự sửa đổi này có những ưu điểm của nó. Chúng làm cho nó có thể cải thiện các đặc tính của thổi xi lanh do chân không tạo ra trong đường dẫn do các quá trình sóng. Vì trong trường hợp này, piston không phải thắng lực cản ở hành trình xả nên trục khuỷu quay nhanh hơn. Ở một số động cơ, do cải tiến này, có thể tăng công suất của tổ máy lên 10%. Trên các xe ô tô thông thường, sự gia tăng công suất này không phải lúc nào cũng đáng chú ý, vì vậy sự điều chỉnh này được sử dụng trên các xe thể thao.

Đường kính của các đường ống đóng một vai trò quan trọng trong ống xả. Nếu một con nhện có đường kính nhỏ được lắp đặt trên máy, thì thành tựu của mô-men xoắn định mức được chuyển sang tốc độ thấp và trung bình. Mặt khác, việc lắp đặt bộ góp với các đường ống có đường kính lớn hơn cho phép loại bỏ công suất cực đại của động cơ đốt trong ở tốc độ cao, nhưng ở tốc độ thấp, công suất của bộ giảm dần.

Ngoài đường kính của ống, chiều dài của chúng và thứ tự kết nối với các xi lanh có tầm quan trọng lớn. Do đó, trong số các yếu tố để điều chỉnh hệ thống xả, bạn có thể tìm thấy các mô hình trong đó các đường ống bị xoắn, như thể chúng được nối với nhau một cách mù quáng. Mỗi động cơ yêu cầu sửa đổi đa dạng riêng của nó.

Nhện 4-4 thường được sử dụng để điều chỉnh động cơ 1 xi-lanh tiêu chuẩn. Trong trường hợp này, bốn đầu phun được kết nối ngay lập tức thành một đường ống, chỉ ở khoảng cách tối đa có thể. Sửa đổi này được gọi là ngắn. Chỉ quan sát thấy sự gia tăng công suất động cơ nếu nó bị ép buộc, và sau đó ở tốc độ trên 6000 mỗi phút.

Ngoài ra trong số các tùy chọn để điều chỉnh xe thể thao còn có cái gọi là nhện dài. Chúng thường có công thức hợp chất 4-2-1. Trong trường hợp này, tất cả bốn đường ống được kết nối đầu tiên theo cặp. Các cặp ống này được kết nối thành một ở khoảng cách xa nhất từ ​​động cơ. Thông thường, các đường ống được lấy theo cặp, nối với các xi lanh, có đầu ra song song tối đa (ví dụ, ống thứ nhất và thứ tư, cũng như ống thứ hai và thứ ba). Sự thay đổi này giúp tăng công suất ở dải vòng tua máy rộng hơn nhiều, nhưng con số này không quá đáng chú ý. Đối với các mẫu xe trong nước, mức tăng này chỉ dao động trong khoảng từ 5 đến 7%.

Nếu hệ thống xả dòng trực tiếp được lắp đặt trên ô tô thì có thể sử dụng các ống trung gian có tiết diện lớn hơn để tạo điều kiện thông gió cho các xi lanh và làm giảm âm thanh. Thông thường, khi sửa đổi nhện dài, có thể sử dụng một bộ giảm thanh nhỏ với sức đề kháng thấp. Một số mô hình của bộ thu gom ở một số khu vực nhất định cắt ống thổi (nếp gấp kim loại) vào đường ống. Chúng làm giảm sóng cộng hưởng cản trở dòng khí thải tự do. Mặt khác, sự hư hỏng chỉ tồn tại trong thời gian ngắn.

Ngoài ra, trong số các con nhện dài, có những sửa đổi với kiểu kết nối 4-2-2. Nguyên tắc giống như trong phiên bản trước. Trước khi quyết định hiện đại hóa hệ thống xả như vậy, bạn cần tính đến việc chỉ tăng công suất do loại bỏ chất xúc tác (để các đường ống dài hơn) tối đa là 5%. Việc lắp đặt một con nhện sẽ thêm khoảng hai phần trăm vào hiệu suất của động cơ.

Để nâng cấp bộ nguồn trở nên hữu hình hơn, ngoài những công việc này, một số quy trình vẫn cần được thực hiện, bao gồm cả điều chỉnh chip (để biết chi tiết về nó là gì, hãy đọc riêng).

Điều gì ảnh hưởng đến tình trạng của người thu tiền

Mặc dù ống góp khí thải thường có cùng tuổi thọ hoạt động của toàn bộ xe, nhưng nó cũng có thể bị hỏng. Dưới đây là những sự cố điển hình liên quan đến ống xả:

• Đường ống bị cháy hết;
• Ăn mòn đã hình thành (áp dụng cho các sửa đổi thép);
• Do nhiệt độ quá cao và các lỗi sản xuất, vết bẩn có thể hình thành trên bề mặt của sản phẩm;
• Một vết nứt đã hình thành trên kim loại (khi động cơ đã chạy ở tốc độ cao trong một thời gian dài và nước lạnh bám trên bề mặt bộ thu nhiệt, chẳng hạn khi lái xe vào vũng nước ở tốc độ cao);
• Kim loại bị yếu đi do nhiệt độ của thành của chi tiết thay đổi thường xuyên (khi nung nóng, kim loại nở ra, và khi nguội đi, nó co lại);
• Sự ngưng tụ hình thành trên thành ống (đặc biệt nếu xe hiếm khi rời đi, ví dụ, vào mùa đông), do đó quá trình oxy hóa kim loại được đẩy nhanh;
• Các cặn bẩn đã xuất hiện trên bề mặt bên trong;
• Miếng đệm ống góp bị cháy.

Những trục trặc này có thể được chỉ ra bởi các yếu tố sau:

• Tín hiệu động cơ trên bảng điều khiển bật lên;
• Xuất hiện mùi khí thải nồng nặc trong cabin hoặc dưới mui xe;
• Động cơ không ổn định (vòng / phút trôi);
• Khi khởi động động cơ, âm thanh bên ngoài được nghe thấy (cường độ của chúng phụ thuộc vào loại hư hỏng, ví dụ, nếu đường ống bị cháy, nó sẽ rất lớn);
• Nếu máy có tuabin (cánh quạt quay do áp suất của khí thải) thì công suất của nó giảm, ảnh hưởng đến động lực của tổ máy.

Một số sự cố của bộ thu có liên quan đến các yếu tố mà người lái xe không thể ảnh hưởng, nhưng có một số điều mà người lái xe có thể làm để ngăn ngừa hư hỏng bộ phận này.

Ở tốc độ quá cao, các sản phẩm đốt cháy không có khả năng đốt nóng đến 600 độ như ở chế độ bình thường mà mạnh gấp đôi. Nếu ở chế độ bình thường, các đường ống nạp được làm nóng đến xấp xỉ 300 độ, thì ở chế độ tối đa chỉ số này cũng tăng gấp đôi. Từ một sức nóng mạnh mẽ như vậy, bộ thu thậm chí có thể thay đổi màu sắc của nó thành màu đỏ thẫm.

Để tránh bộ phận bị quá nhiệt, người lái xe không nên thường xuyên đưa bộ phận này lên tốc độ tối đa. Ngoài ra, chế độ nhiệt độ bị ảnh hưởng bởi việc cài đặt hệ thống đánh lửa (một UOZ không chính xác có thể dẫn đến việc giải phóng BTC đang cháy vào ống xả, điều này cũng sẽ dẫn đến cháy van).

Sự cạn kiệt hoặc làm giàu quá mức của hỗn hợp là một lý do khác khiến đường ống nạp sẽ quá nóng. Việc chẩn đoán định kỳ các trục trặc trong các hệ thống này sẽ giữ cho bộ thu ở tình trạng tốt càng lâu càng tốt.

Sửa chữa ống xả

Thông thường, ống xả không được sửa chữa mà được thay thế bằng một ống mới. Nếu đó là một sửa đổi điều chỉnh và nó bị cháy, một số sẽ vá lại khu vực bị hư hỏng. Tuy nhiên, do kim loại được xử lý ở nhiệt độ cao trong quá trình hàn, đường hàn có thể nhanh chóng bị gỉ hoặc cháy. Thêm vào đó, chi phí của công việc như vậy cao hơn nhiều so với việc lắp đặt một bộ phận mới.

Nếu bạn cần thay thế một bộ phận, thì công việc này phải được thực hiện theo đúng trình tự.

Thay thế ống xả

Để thay thế bộ sưu tập bằng chính tay của bạn, bạn cần:

1. Khử năng lượng mạng trên bo mạch bằng cách ngắt kết nối pin (cách thực hiện việc này một cách an toàn được mô tả đây);
2. Xả chất chống đông;
3. Tháo tấm chắn nhiệt (loại vỏ được lắp trên nhiều ô tô hiện đại), bộ tiếp nhận hệ thống phun (động cơ chế hòa khí không có bộ phận này) và bộ lọc gió;
4. Vặn các chốt mặt bích của ống góp ra khỏi đường ống nạp;
5. Mở ống góp ra khỏi đầu xi lanh. Quy trình này sẽ khác nhau tùy thuộc vào việc sửa đổi đơn vị nguồn. Ví dụ, trên các van 8 van, đầu tiên ống nạp được tháo ra, và sau đó là ống xả;
6. Tháo miếng đệm và làm sạch bề mặt đầu xi lanh khỏi tàn tích của nó;
7. Nếu trong quá trình tháo dỡ các chốt hoặc ren trong các lỗ lắp bị hỏng, thì điều quan trọng là phải khôi phục các phần tử này;
8. Lắp đặt một miếng đệm mới;
9. Nối một ống góp mới với đầu xi-lanh (nếu động cơ đốt trong 4 xi-lanh có 8 van, thì quá trình lắp ráp diễn ra theo thứ tự tháo dỡ ngược lại, tức là đầu tiên là ống xả và sau đó là ống nạp);
10. Vặn chặt, nhưng không vặn chặt hoàn toàn các bu lông và đai ốc đang siết chặt trên các đầu nối với đầu xi lanh;
11. Kết nối ống góp với đường ống phía trước hoặc chất xúc tác, đã được lắp đặt miếng đệm cần thiết trước đó;
12. Vặn chặt ngàm trên đầu xi lanh (thao tác này được thực hiện bằng cờ lê mô-men xoắn và mô-men xoắn siết được chỉ định trong tài liệu kỹ thuật dành cho ô tô);
13. Siết chặt các ốc vít mặt bích của đường ống hạ lưu;
14. Đổ chất chống đông mới hoặc đã lọc vào;
15. Kết nối pin.

Như bạn thấy, quy trình thay thế con nhện rất đơn giản, nhưng khi thực hiện bạn cần phải cẩn thận để không làm đứt ren ở đầu xi lanh (bản thân đinh tán rất dễ thay thế và cắt mới ren trong đầu xi lanh khó hơn nhiều). Vì lý do này, nếu không có kinh nghiệm làm việc với cờ lê mô-men xoắn hoặc không có công cụ nào như vậy, thì công việc đó phải được giao cho một chuyên gia.

Để kết luận, chúng tôi khuyên bạn nên xem một ví dụ nhỏ về cách thay thế ống xả bằng xe Renault Logan:

THAY THẾ (XÓA-LẮP ĐẶT) BỘ QUẢN LÝ XẢ TRÊN ĐỘNG CƠ RENAULT 1,4 và 1,6 8 VAN K7J K7M

Câu hỏi và trả lời:

Đường ống nạp hoạt động như thế nào? Không khí được hút vào bởi chân không được tạo ra trong mỗi xi lanh. Dòng chảy đầu tiên đi qua bộ lọc không khí và sau đó đi qua các đường ống đến từng xi lanh.

Ống góp khí thải ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất của động cơ? Có một sự cộng hưởng trong đó. Van đóng đột ngột và một số khí được giữ lại trong ống góp. Khi van được mở lại, các khí còn lại có thể ngăn dòng tiếp theo được loại bỏ.

Làm thế nào để phân biệt sự khác biệt giữa ống nạp và ống xả? Ống nạp kết nối với đường ống từ bộ lọc gió. Ống xả được nối với hệ thống xả của xe.