Сварка выпускных коллекторов: обзор материалов + сам процесс

Форкамерный двигатель ЗМЗ 4022.10

В 1981 году Заволжский автозавод с целью повышения мощности силового агрегата создает новый экспериментальный двигатель, который получился переходным между ЗМЗ 24 и ЗМЗ 402. Мотор был задуман для новой «Волги» ГАЗ 3102, но он также устанавливался опытной партией и на «двадцать четвертые». В частности, в такси такие машины эксплуатировались.

Так выглядит новая Волга Газ 3102

Блок цилиндров ЗМЗ 4022.10 внешне почти не отличим от 402-ого двигателя, но был абсолютно другим внутри. Все отличия заключались в посадке цилиндров и в самих гильзах.

В отличие от легкосъемных гильз моторов 24 и 402, которые уплотнялись с блоком через медную прокладку, гильзы в блоке форкамерного двигателя фиксировались двумя резиновыми кольцами. Они «сидели» в посадочном месте так жестко, что их невозможно порой снять даже съемником. Кстати, такие блоки называли «кокильные».

Головка блока имела свою, особенную конструкцию. На каждый цилиндр была добавлена маленькая камера сгорания и один небольшой клапан. Принцип заключался в том, что горючая смесь сначала поджигается в этой камере (форкамере). Затем за счет «взрыва» происходит усиление воспламенения основной смеси, что способствует повышению мощности ДВС. Следует отметить, что паспортная мощность данного агрегата была заявлена 105 л.с. на 93-ем бензине, и мотор действительно был очень резвым и оборотистым.

Определить форкамерный двигатель на машине можно было сразу, открыв капот. Этот мотор выдавала алюминиевая клапанная крышка, которую невозможно спутать со штампованной стальной крышкой 24 и 402.

Соответственно, у ЗМЗ 4022.10 имелись свои детали, которые не взаимозаменяемы ни с какими другими:

Совмещенный впускной и выпускной коллектор;
Карбюратор;
Ось коромысел;
Головка блока цилиндров;
Форкамерные клапана;
Клапанная крышка;
Прокладка коллектора.

В этом списке нет блока цилиндров и гильз поршневой группы. Дело в том, что блок и гильзы нашли свое применение в двигателях ЗМЗ 402.

Установленный мотор ЗМЗ 402

Мотор ЗМЗ 4022 оказался не слишком удачной задумкой. Он был очень капризным в настройках топливной системы. Довольно часто двигатели отказывались запускаться, приходилось часами крутить стартер, чтобы оживить мотор. Запуск мог произойти неожиданно, и в чем дело, понять не мог никто. По этой причине через три года решили отказаться от таких моторов.

На складах ЗМЗ оставались кокильные блоки и поршневые группы от мотора ЗМЗ 4022.10, и эти детали пустили в серию. Поэтому периодически при ремонте «четыреста второго» двигателя обнаруживалось, что на моторе стоит подобный агрегат. Внешне такой мотор можно определить по характерной отливке блока, и то не сразу, только опытным глазом.

Те ДВС, которые преподносили сюрпризы с запуском, все-таки «оживляли», метод был элементарный – брали ГБЦ всю в сборе от ЗМЗ 402 и переставляли. Правда, это стало возможно только после того, как пошел в серию 402-ой двигатель.

ЗМЗ 402 и ЗМЗ 4021

В 1985 году началась серьезная модернизация «двадцать четверки». Изменения касались салона, кузова, тормозной системы. Коснулись они и двигателя. Что самое интересное, внутренняя «начинка» двигателя совсем не изменилась, и объем мотора остался прежним. Зачем же тогда затевалась вся эта модернизация?

У новых ДВС в обозначении присутствуют цифры 10, то есть двигатели имеют индексы ЗМЗ 402.10 и ЗМЗ 4021.10. Но для упрощения полное название прописывать не будем.

Отличие двигателей ЗМЗ 402 от ЗМЗ 24

Так выглядит двигатель ЗМЗ 402

Между двумя типами двигателей присутствуют следующие отличия:

Головка блока цилиндров. Спереди ГБЦ ЗМЗ 24 расположен водяной насос, у ГБЦ ЗМЗ 402 в этом место находится корпус термостата, а насос переместился на БЦ. На ГБЦ ЗМЗ 402 двойные пружины клапанов, в отличие от одинарных на ГБЦ ЗМЗ 24;
Ось коромысел. На модели ЗМЗ 402 у оси по краям появились дополнительные стойки. Это позволило проводить более точную регулировку клапанов за счет более жесткой фиксации оси;
Блок цилиндров. ЗМЗ 402 – водяной насос находится на передней части блока. ЗМЗ 24 – помпы здесь нет, в этом месте просто алюминиевый гладкий отлив;
Карбюратор. ЗМЗ 402 – модель карбюратора К126Г, модель карбюратора – 151 (в дальнейшем модернизированный вариант К151С);
Масляный насос. У моторов ЗМЗ 402 новый насос имел более крупные шестерни и корпус. За счет новшества повысилась его производительность;
Шкив коленчатого вала. На двигателях ЗМЗ 402 стал применяться массивный шкив, который позволил увеличить крутящий момент ДВС;
Водяной насос. Помпа ЗМЗ 24 была совмещена с корпусом термостата. У новых моторов помпа она совершенно другого вида и меньше в размерах. Предполагалось, что подшипникам помпы ЗМЗ 402 достаточно было заводской смазки, поэтому масленку в ней не предусмотрели;
Совмещенный впускной и выпускной коллектор. ЗМЗ 402 – конструкция рассчитана на приемную трубу глушителя с двумя коленами. ЗМЗ 24 – коллектор рассчитан на одинарную приемную трубу.

Принцип работы

Впускной коллектор подключается к системе подачи воздуха. Широкой частью, где располагаются трубы, он крепится непосредственно к головке блока цилиндров.

После чего, через систему забора, воздушные массы попадают в приточную камеру, где температура подачи воздуха может доходить до 120 градусов.

Дальше воздух проходит через фильтр и впускной патрубок, откуда через дроссельные заслонки попадает в камеру нагнетания, а оттуда уже через впускные трубы воздушные массы направляются прямиком в цилиндры.

Дроссель или попросту заслонка, регулирует сечение трубопровода, тем самым контролируя обороты и мощность двигателя.

Как может «лишний» воздух поступать в цилиндры?

Попадание избыточного воздуха в топливную смесь возможно не только непосредственно через нарушение прокладки впускного коллектора, но и через сопряжённые с ним детали. Рассмотрим подробнее возможные места нарушения целостности впускного тракта для карбюраторного и инжекторного двигателей по отдельности.

Карбюраторный двигатель

Возможные места подсоса воздуха на впуске

Возможные «слабые места»:

прокладка под карбюратор;
диафрагмы карбюратора. В основном это диафрагмы пускового устройства и привода заслонки второй камеры – последняя есть не у всех моделей;
вакуумные шланги для управления углом опережения (идёт к трамблёру), для всевозможных пневмоклапанов; также иногда сами штуцера карбюратора неплотно вставлены в корпус на заводе;
деформация «подошвы» карбюратора; очень распространённая причина подсоса, вызывается тем, что карбюратор подтягивают на горячем двигателе.

Обобщение

Кроме того, для обоих видов двигателей подсос возможен через повреждённый шланг вакуумного усилителя тормозов, а также через уплотнение его клапана (штуцера), вставленного в корпус усилителя. Более того, многие автолюбители игнорируют тот факт, что при неправильной настройке свободного хода выключателя стоп-сигнала («лягушки») можно нарушить правильную работу самого усилителя, в результате чего забор воздуха из него будет «неправильным», что вызовет излишний его забор во впускной коллектор. На правильную настройку «вакуумника» оказывает также величина выступания его штока из корпуса. Самым неприятным в этой ситуации является то, что подсос воздуха «сквозь» вакуумный усилитель не выявить снаружи при осмотре.

Тюнинг впускного коллектора

Некоторые автовладельцы хотят превратить свою машину в гоночный болид, для этого увеличивают объем двигателя, устанавливают 2–3 карбюратора, перепрошивают инжектор, устанавливают спортивный распредвал и коленчатый вал.

В результате им удается поднять мощность двигателя на 30–80 процентов, и настолько же их мотор теряет в ресурсе. Для участия в гонках внутреннюю поверхность впускного коллектора максимально сглаживают и полируют, чтобы снизить аэродинамическое сопротивление. Но эффект такой тюнинг выхлопной системы дает лишь на высоких оборотах и как минимум половинной мощности двигателя. На низких и средних оборотах полированный впускной коллектор работает крайне неэффективно. Отсутствие мелких неровностей приводит к тому, что в потоке не образуются турбулентности и завихрения, это негативно сказывается на качестве топливовоздушной смеси. Поэтому топливо оседает на стенках коллектора и приводит к образованию наростов.

Если вы хотите оптимизировать впускной коллектор своего автомобиля, учитывайте следующее. Автопроизводители тщательно рассчитывают форму и размеры впускных и выпускных коллекторов, чтобы обеспечить максимальное соответствие конкретной модели двигателя. Если вы используете нормальную заводскую деталь, у которой нет ступенек, то любой тюнинг впускного коллектора лишь ухудшит характеристики двигателя. Поэтому почистите коллектор от наростов, устраните ступеньки, отремонтируйте и настройте двигатель. Это даст гораздо больший результат, чем любые улучшения. Если же вам необходимо поднять мощность автомобиля, установите новый мотор с увеличенным количеством лошадиных сил.

Тюнинг

Тюнинг и изменение геометрии — это разные вещи. Когда говорят о доработке впускного коллектора, обычно подразумевается увеличение поступающего объема воздуха и снижение сопротивления на его пути.

Для этого предусмотрены такие процедуры, как:

Замена воздушного фильтра на фильтр нулевого сопротивления. Благодаря макроскопическим отверстиям у последнего, воздух меньше задерживается и, соответственно, увеличивается скорость и объем прохождения;
Увеличение дроссельного патрубка. Также преследует целью увеличение проходимости воздуха. Обычно для этого устанавливают заслонку с другого двигателя, который мощнее исходника;
Установка спортивного ресивера. Короткие трубки большего сечения при правильной настройке позволяют снизить пульсацию воздушных масс, что позволяет двигателю быстрее набирать обороты.

Также есть такой вариант тюнинга, когда впускной коллектор убирают полностью, а вместо него устанавливают короткие трубки, настроенные на высокие обороты. Такой вариант предусматривается только для атмосферных моторов и называется многодроссельным впуском (то есть на каждый цилиндр по сути предусмотрен свой коллектор).

Кстати, какие-либо изменения в системе впуска обычно влекут за собой модернизацию выпускного коллектора, распредвала и прошивку электронного блока управления.

Неисправности

Как и любая другая механическая деталь, впускной коллектор подвержен поломкам. Учитывая простоту конструкции, вариантов неисправностей не так много.

Основные:

Нарушение герметичности. Вибрации, давление и высокие температуры со временем уничтожают уплотнители. Разгерметизация влияет на качество топливной смети, потерю тяги и оборотов. Проблема решается заменой прокладок, после чего работа двигателя должна нормализоваться;
Загрязнение коллектора. Налет скапливается на стенках, постепенно уменьшая сечение проходящих воздушных масс. Требуется разборка и чистка трубок, дросселя и камеры нагнетания;
Механические повреждения. Если коллектор изготовлен из пластика, тот тут только замена. Если из алюминия и повреждения невелики, поможет аргонодуговая сварка;
Чрезмерная температура в коллекторе. Причин масса и искать их нужно в системе охлаждения, засоренном радиаторе, испорченном датчике, ошибке ЭБУ. Также высокая температура бывает из-за банальной жары на улице;
«Хлопки». При формировании топливной смеси, система должна быть герметична. Если есть нарушения в системе зажигания, механизме газорапределения, проблемы в камере образования топливной смеси или нарушена герметичность самого впускного коллектора, можно услышать те самые хлопки. Искать причины стоит во всех вышеперечисленных местах.

В последнем случае, конечно, проще положиться на ошибки, о которых сообщает ЭБУ или записаться на комплексную диагностику в сервисе.

Впускной коллектор

Основная задача — подвести топливную смесь, либо воздух к цилиндрам двигателя. На данный момент есть две основные системы подачи топлива и в зависимости от их конструкции в нем либо происходит смешение бензина и воздуха, либо нет. .

Материал, из которого изготавливается зачастую высокотемпературный пластик, хотя раньше были только металлические варианты (сделанные из алюминия), пластик ставят в угоду экономии, а также для снижения веса автомобиля.

Крепится широкой частью (где 2 – 3 – 4 – 6 труб), обычно к головке блока цилиндров, подсоединяется в специальные каналы, где происходит засос топливной смеси или воздуха. Работает в «паре» с впускными клапанами — то есть клапана открываются, и из коллектора засасывается топливная смесь (или воздух) – далее клапана закрываются – смесь остается в цилиндрах.

Как вы понимаете, здесь зачастую нет высоких температур, поэтому и пластик в конструкции коллектора. Хотя он должен держать около 100 градусов Цельсия, все же головка блока разогревается от работы поршней и воспламенения топлива внутри.

Если взять систему распределенного впрыска топлива, то в коллектор, в конце, почти перед клапанами встроены инжектора, которые подают бензин, смешение с воздухом происходит здесь же. После этого клапана открываются, и происходит засос ТВС (топливно-воздушной смеси).

В системе с непосредственным впрыском топлива, в коллекторе присутствует только воздух, который подается дроссельной заслонкой, клапана открываются — происходит засос воздуха в цилиндры — смешение не происходит в коллекторе, оно смешивается внутри цилиндров.

В верхней точке, где 4 трубы соединяются в одну, сейчас стоит дроссельная заслонка, которая руководит подачей воздуха, раньше на старых системах впрыска, стояли карбюратор или моно-впрыск.

Увеличение мощности автомобиля с помощью выпускного коллектора (паука)

На долю выхлопного коллектора приходится львиная доля потерь мощности двигателя в системе выпуска. Чтобы предотвратить эти потери в спортивных и тюнингованых автомобилях стараются создать достаточно благоприятные и одинаковые условия работы для каждого из цилиндров. При этом коллекторные выпускные трубы делают персонально для каждого цилиндра и одинаковой длины. Такой выпускной коллектор «паук» отличается от штатной модели формой, выпускными окнами и порядком соединения имеющихся приёмных труб.

Выпускной «паук» может быть коротким и длинным. Формула короткого «паука» для обычного четырёхцилиндрового двигателя выглядит, как 4-1, т.е. 4 выходные трубки соединяются в одной. Этот спортивный выпускной коллектор «паук» может повысить мощность двигателя только в узком диапазоне оборотов – более 6000 об/мин. Его в основном используют в спортивных авто и автомобилях, оснащённых высокофорсированным двигателем.

Выпускной коллектор 4-2-1 (четыре канала объединяются вначале попарно, а затем вдали от двигателя сливаются воедино в одну трубу) относится к длинным «паукам» и прекрасно подходит для любительского тюнинга. Герметичность крепления выводной трубы к пауку определяет прокладка выхлопного коллектора. Он обеспечивает прирост крутящего момента и мощности в достаточно широком диапазоне. Однако прирост такой мощности относительно невелик, и для отечественных автомобилей ВАЗ редко когда превышает 5-7%. В прямоточной системе могут быть использованы промежуточные прямые трубы, имеющие увеличенный диаметр. Оснащают также выпускной «паук» 4-2-1 резонаторами пониженного сопротивления. Иногда вместо жестких соединений могут быть поставлены шаровые соединения или «гофры» (сильфоны). Первые не способствуют созданию паразитных резонансных частот, но характеризуются недолговечностью. Может быть использован при тюнинге и выпускной коллектор 4-2-2.

Ремонт выпускного коллектора

Обычно выпускной коллектор не ремонтируется, а меняется на новый. Если это модификация для тюнинга, и она прогорела, некоторые латают поврежденное место. Однако из-за того, что при сварке металл подвергается высокой температурной обработке, шов может быстро проржаветь или прогореть. Плюс стоимость таких работ намного выше установки новой детали.

Если нужно заменить деталь, то эту работу нужно выполнять в правильной последовательности.

Замена выпускного коллектора

Чтобы заменить коллектор своими руками, нужно:

Обесточить бортовую сеть, отсоединив АКБ (о том, как это сделать безопасно, описано здесь);
Слить тосол;
Демонтировать термоэкран (кожух, который устанавливается на многих современных автомобилях), ресивер инжекторной системы (у карбюраторных моторов этого элемента нет) и воздушный фильтр;
Открутить крепежи фланца коллектора от приемной трубы;
Открутить коллектор от головки блока цилиндров. В зависимости от модификации силового агрегата эта процедура будет отличаться

Например, на 8-клапанниках сначала снимается впускной коллектор, а затем выпускной;
Удалить прокладку и почистить поверхность ГБЦ от ее остатков;
Если в процессе демонтажа повреждены шпильки или резьба в крепежных отверстиях, то эти элементы важно восстановить;
Установить новую прокладку;
Подсоединить к ГБЦ новый коллектор (если 4-цилиндровый ДВС имеет 8 клапанов, то сборка происходит в обратной последовательности демонтажу, то есть сначала выпускной, а затем впускной коллектор);
Закрутить, но не затягивать до конца крепежные болты и гайки на соединениях с ГБЦ;
Соединить коллектор с приемной трубой или катализатором, установив перед этим необходимую прокладку;
Затянуть крепление на ГБЦ (это делается динамометрическим ключом, а момент затяжки указывается в технической литературе к автомобилю);
Затянуть крепежи фланца на приемной трубе;
Залить новый или отфильтрованный тосол;
Подключить аккумулятор.

Как видно, сама процедура замены паука несложная, но при выполнении работы нужно быть аккуратным, чтобы не сорвать резьбу в головке блока цилиндров (саму шпильку заменить легко, а нарезать новую резьбу в ГБЦ намного сложнее). По этой причине, если нет опыта в работе с динамометрическим ключом или этого инструмента вообще нет, то работу необходимо доверить специалисту.

В завершение предлагаем посмотреть небольшой пример, как заменить выпускной коллектор на Renault Logan:

ЗАМЕНЫ (СНЯТИЕ-УСТАНОВКА( ВЫПУСКНОГО КОЛЛЕКТОРА НА ДВИГАТЕЛЕ РЕНО 1,4 и 1,6 8ми КЛАПАННЫЙ K7J K7M

Смотрите это видео на YouTube

ЗМЗ 24Д и ЗМЗ 2401

Общее описание

ЗМЗ 24Д – 8-клапанный четырехтактный четырехцилиндровый двигатель, имел верхнее расположение клапанов и нижнее расположение распределительного вала. Блок цилиндров и головка блока цилиндров (ГБЦ) были отлиты из алюминиевого сплава AL 4. ДВС предназначался для работы на бензиновом топливе Аи-93. Мотор ЗМЗ 2401 обладал такими же характеристиками. В отличие от ЗМЗ 24Д, ЗМЗ 2401 работал на бензин А-76. Топливная система оснащалась двухкамерным карбюратором К 126Г.

Схема двигателя ЗМЗ-24Д

В свое время применение алюминиевого блока цилиндров (БЦ) и головки блока являлось новшеством и считалось передовой технологией. «Двадцать четвертые» моторы просуществовали без каких-либо изменений до 1985 года, когда на смену им пришло новое поколение двигателей ЗМЗ 402 и ЗМЗ 4021.

Заволжский моторный завод продолжал выпуск ЗМЗ 24Д и ЗМЗ 2401, но в качестве запасного агрегата. Новые модели ГАЗ 2410 и их модификации с 1987 года комплектовались только новыми двигателями.

Технические характеристики ЗМЗ 24Д и ЗМЗ 2401

Двигатели «двадцать четвертой» серии обладали следующими характеристиками:

Количество цилиндров – 4;
Диаметр поршня стандартного размера – 92 мм;
Ход поршня – 92 мм;
Количество коренных опор коленчатого вала – 5;
Диаметр коренных шеек стандартного коленчатого вала – 64 мм;

Схема устройства коленчатого вала Газ 24

В масляный картер ДВС заливалось от 5 до 5,5 литров моторного масла (по разным данным), но по проверенным данным до полного уровня по масляному щупу требовалось пять с половиной литров.

Моторы ЗМЗ 24Д и ЗМЗ 2401 между собой имели только два отличия – это сама ГБЦ и штанги толкателей. У головки блока ЗМЗ 2401 была больше камера сгорания цилиндров за счет утолщения металла в этой области. Высота ГБЦ ЗМЗ 2401 равна 98 мм, у ЗМЗ 24Д этот параметр равен 94 мм. Различали ГБЦ, замеряя высоту штангенциркулем, опытные мотористы определяли различия на глаз. Штанги отличались по длине, у версии ДВС под 76-ой бензин они были длиннее на 4 мм.

Пример мотора ЗМЗ 24Д под 76-ой бензин

Инженерные вариации на тему коллекторов

Несмотря на свою простоту, выпускной коллектор имеет разновидности, появление которых обусловлено физикой оборота газов по трубам.

Из-за этого разработчикам приходится идти на компромиссы, и о них мы обязательно поговорим. Но сперва разновидности.

Встречаются такие типы коллекторов:

В первом случае конструкция получается очень дешёвой.

Главной её особенностью являются короткие выпускные патрубки и общая камера сбора. Честно говоря, цельные коллекторы крайне неэффективны для отвода отработавших газов.

Всему виной короткие трубки, из-за которых велико влияние импульсов газа на соседние цилиндры.

В результате мы имеем неудовлетворительную продувку камер сгорания, а это отражается на многих факторах, включая и параметры двигателя.

Для того чтобы мотор работал с максимальной эффективностью, были разработаны трубчатые выпускные системы.

Именно они наиболее часто встречаются под капотами современных автомобилей.

Представляют они собой выпускные трубы, идущие от цилиндров и сходящиеся в одну (или иногда сначала в несколько, а потом уж в одну).

Разрабатывая их, инженерам есть с чем повозиться, так как от длины выпускных труб и их диаметра зависит отдача мотора на разных оборотах.

Так, к примеру, если мы возьмём короткие трубки, то они, благодаря резонансному эффекту будут наилучшим образом продувать камеры сгорания на высоких оборотах.

Но тогда возрастёт взаимное влияние цилиндров друг на друга.

Длинные выпускные трубы, в свою очередь, хороши на малых оборотах.

Аналогичная история и с диаметром – малый диаметр труб оптимален, с точки зрения скорости отвода газов на малых и средних оборотах.

Но оказывает они испытывают большое сопротивление на высоких оборотах, из-за чего мощность мотора падает. С бОльшим диаметром выхлопных труб всё наоборот.

Таким образом, инженерам приходится лавировать и искать компромиссы, о которых мы не зря упомянули ранее.

Зачем в машине нужен впускной коллектор

За впускным коллектором числится много задач, но основная — это подача воздуха (большое количество воздуха).

Если говорить на техническом языке, то он отвечает за:

Подачу потока воздуха, участвующего в приготовлении топливной смеси с соблюдением соотношений, заданных инженерами;
Равномерное распределение воздуха в цилиндры;
Использование вакуума ВУТ для усиления усилий в тормозной системе;
Работу системы вентиляции картерных газов (ВКГ);
Контроль оборотов силового агрегата на холостом ходу за счет работы дросселя.

Для каждого силового агрегата разрабатывается свой впускной коллектор, геометрия которого будет оптимально подобрана под архитектуру двигателя.

Устройство

Хотя со стороны впускной коллектор кажется лишь трубопроводом специфической формы, на деле над его геометрией работает целая команда инженеров, рассчитывая сечение, длину и объем.

Плюс к этому в его состав входят:

Дроссельная заслонка;
Приточная камера;
Воздушный фильтр;
Впускной клапан;
Камера нагнетания.

Для двигателей с распределенным впрыском топлива, во впускной коллектор дополнительно устанавливают инжекторы, из-за чего смешение топливных и воздушных масс происходит прямо в камере нагнетания.

Сам трубопровод может объединять от 2 до 12 каналов, в зависимости от количества цилиндров в блоке двигателя. При этом для 4-цилиндрового мотора иногда используется коллектор с тремя трубами.

Также стоит отметить, что большинство современных впускных коллекторов последние 5 лет изготавливают из специального высокотемпературного пластика, тогда как выпускной коллектор все еще может быть выполнен только из металла.

Принцип работы

Для чего нужен и как устроен выпускной коллектор

Как мы уже сказали, выпускной коллектор, является первой деталью выпускной системы автомобиля и непосредственно подсоединён к двигателю.

На первый взгляд, может показаться, что его роль достаточно проста – собирать то, что остаётся от топлива из камер сгорания цилиндров мотора, и передавать это дальше по системе.

Но если вникнуть в вопрос глубже, то окажется, что от выпускного коллектора зависят и параметры силового агрегата – мощность и крутящий момент.

Конструктивно элемент очень прост. Представляет он собой несколько труб (по одной на каждый цилиндр), которые с одного конца подсоединены к двигателю, а с другого сходятся в одну большую трубу.

Более никаких деталей в выпускном коллекторе вы не найдёте.

Изготавливается он из жаропрочных сплавов, например, чугун или специальная сталь. В редких случаях даже из керамики.

Дело в том, что условия, с которыми сталкивается выпускной коллектор, нельзя назвать дружелюбными – температура узла из-за раскалённых газов может достигать 900 – 1300 градусов. Настоящий ад.

Поэтому бытует мнение, что элемент может прогореть, но на самом деле такое практически никогда не случается – по сути, данную деталь выхлопной системы можно назвать вечной.

Принцип работы выпускного коллектора

Работа выпускного коллектора автомобиля очень простая. Когда водитель заводит мотор (независимо от того, это бензиновый или дизельный агрегаты), в цилиндрах происходит сгорание воздушно-топливной смеси. На такте выпуска газораспределительный механизм открывает выпускной клапан (на цилиндр может быть один или два клапана, а в некоторых модификациях ДВС для лучшей вентиляции полости их даже три).

Когда поршень поднимается к верхней мертвой точке, он выталкивает все продукты горения через образовавшееся выпускное отверстие. Далее поток поступает в приемную трубу. Во избежание попадания горячего выхлопа в полость над соседними клапанами для каждого цилиндра устанавливается отдельная труба.

В зависимости от конструкции эта труба на некотором расстоянии соединяется с соседней, а затем они объединяются в общий тракт перед катализатором. Через каталитический нейтрализатор (в нем вредные для окружающей среды вещества нейтрализуются) выхлоп идет через малый и основной глушители на выхлопную трубу.

Так как данный элемент может в некоторой степени изменить мощностные характеристики двигателя, производители разрабатывают разные типы пауков для моторов.

При удалении выхлопных газов в выпускном тракте образуется пульсация. Во время изготовления этой детали производители стараются спроектировать ее таким образом, чтобы эти колебания были максимально синхронными с волновым процессом, происходящим во впускном коллекторе (в некоторых автомобилях на определенном режиме работы агрегата непродолжительное время для лучшей вентиляции открываются как впускной, так и выпускной клапаны). Когда порция выхлопных газов резко выталкивается в тракт, она создает волну, которая отражается от катализатора и создает вакуум.

Этот эффект достигает выпускного клапана практически в тот момент, когда соответствующий поршень снова выполняет такт выпуска. Этот процесс облегчает удаление отработанных газов, благодаря чему мотору приходится тратить меньше крутящего момента на преодоление сопротивления. Такая конструкция тракта позволяет максимально облегчить удаление продуктов горения топлива. Чем больше оборотов мотора, тем эффективней будет проходить этот процесс.

Однако в случае с классическими выхлопными системами наблюдается небольшая проблема. Дело в том, что когда выхлопные газы создают волну, из-за коротких труб она отражается в соседние тракты (они находятся в спокойном состоянии). По этой причине при открытии выпускного клапана другого цилиндра эта волна создает препятствие выводу выхлопа. Из-за этого мотор задействует часть крутящего момента на преодоление этого сопротивления, и мощность мотора падает.