Uitlaatspruitstuk voor auto's

De efficiëntie van een verbrandingsmotor hangt niet alleen af ​​van het type brandstofsysteem en van de structuur van de cilinders met zuigers. Het uitlaatsysteem van de auto speelt een belangrijke rol. Het wordt in detail over haar beschreven in een andere recensie​ Laten we nu eens kijken naar een van de elementen: het uitlaatspruitstuk.

Wat is een uitlaatspruitstuk

Een motorspruitstuk is een reeks pijpen die aan de ene kant zijn verbonden met één pijp en aan de andere kant zijn bevestigd op een gemeenschappelijke staaf (flens) en bevestigd op de cilinderkop. Aan de cilinderkopzijde is het aantal leidingen gelijk aan het aantal motorcilinders. Aan de andere kant een kleine uitlaatdemper (resonator) of katalysatorals het in de auto zit.

Het verzamelapparaat lijkt op inlaatspruitstuk​ Bij veel motoraanpassingen wordt een turbine in het uitlaatsysteem geïnstalleerd, waarvan de rotor wordt aangedreven door de stroom uitlaatgassen. Ze draaien de as, aan de andere kant waarvan ook de waaier is geïnstalleerd. Dit apparaat injecteert verse lucht in het inlaatspruitstuk van de motor om het motorvermogen te vergroten.

Meestal is dit onderdeel gemaakt van gietijzer. De reden is dat dit element constant in extreem hoge temperaturen verkeert. Uitlaatgassen verwarmen het uitlaatspruitstuk tot 900 graden of meer. Bovendien vormt zich bij het starten van een koude motor condensatie op de binnenwand van het gehele uitlaatsysteem. Een soortgelijk proces vindt plaats wanneer de motor is uitgeschakeld (vooral als het weer nat en koud is).

Hoe dichter bij de motor, hoe sneller het water zal verdampen terwijl de motor draait, maar het constante contact van metaal met lucht versnelt de oxidatieve reactie. Om deze reden, als een ijzeren analoog in de auto wordt gebruikt, zal deze snel roesten en doorbranden. Het is niet mogelijk om dit reserveonderdeel te schilderen, omdat bij verhitting tot 1000 graden de verflaag snel zal doorbranden.

In moderne auto's is een zuurstofsensor (lambdasonde) in het uitlaatspruitstuk (meestal nabij de katalysator) geïnstalleerd. Details over deze sensor worden beschreven in een ander artikel​ Kortom, het helpt de elektronische regeleenheid om de samenstelling van het lucht-brandstofmengsel te regelen.

Meestal gaat dit deel van het uitlaatsysteem net zo lang mee als het hele voertuig. Aangezien dit maar een pijp is, valt er niets in te breken. Het enige dat faalt, zijn de zuurstofsensor, turbine en andere onderdelen die verband houden met de werking van de uitlaat. Als we het over de spin zelf hebben, kan deze na verloop van tijd, vanwege de eigenaardigheden van de bedrijfsomstandigheden, doorbranden. Maar dit gebeurt zelden. Om deze reden hebben automobilisten zelden te maken met reparatie of vervanging van het uitlaatspruitstuk.

Het werkingsprincipe van het uitlaatspruitstuk

De bediening van het uitlaatspruitstuk van een auto is heel eenvoudig. Wanneer de bestuurder de motor start (ongeacht of dit het geval is benzine of diesel units), vindt de verbranding van het lucht-brandstofmengsel plaats in de cilinders. Over de cyclus van uitgave gasdistributiemechanisme opent de uitlaatklep (er kunnen een of twee kleppen per cilinder zijn, en bij sommige ICE-modificaties zijn er zelfs drie voor een betere ventilatie van de holte).

Wanneer de zuiger naar het bovenste dode punt stijgt, duwt hij alle verbrandingsproducten door de resulterende uitlaatpoort. Dan komt de stroom de voorpijp binnen. Om te voorkomen dat hete uitlaatgassen de holte boven aangrenzende kleppen binnendringen, is voor elke cilinder een afzonderlijke buis geïnstalleerd.

Afhankelijk van het ontwerp wordt deze buis op enige afstand verbonden met de naburige, en vervolgens worden ze gecombineerd tot een gemeenschappelijk pad vóór de katalysator. Via een katalysator (daarin worden stoffen die schadelijk zijn voor het milieu geneutraliseerd) gaat de uitlaat via de kleine en hoofddempers naar de uitlaatpijp.

Omdat dit element de vermogenskenmerken van de motor tot op zekere hoogte kan veranderen, ontwikkelen fabrikanten verschillende soorten spiders voor motoren.

Wanneer uitlaatgassen worden verwijderd, ontstaat er pulsatie in het uitlaatkanaal. Bij de fabricage van dit onderdeel proberen fabrikanten het zo te ontwerpen dat deze oscillaties zo synchroon mogelijk zijn met het golfproces dat plaatsvindt in het inlaatspruitstuk (bij sommige auto's, bij een bepaalde bedrijfsmodus van de unit, zowel inlaat als uitlaatkleppen korte tijd open voor betere ventilatie). Wanneer een deel van het uitlaatgas abrupt in het kanaal wordt geduwd, ontstaat er een golf die door de katalysator wordt weerkaatst en een vacuüm wordt gecreëerd.

Dit effect bereikt de uitlaatklep bijna op hetzelfde moment dat de bijbehorende zuiger de uitlaatslag opnieuw uitvoert. Dit proces vergemakkelijkt de verwijdering van uitlaatgassen, wat betekent dat de motor minder koppel hoeft te spenderen om weerstand te overwinnen. Dit ontwerp van het pad maakt het mogelijk om de verwijdering van brandstofverbrandingsproducten maximaal te vergemakkelijken. Hoe meer omwentelingen van de motor, hoe efficiënter dit proces zal verlopen.

Bij klassieke uitlaatsystemen is er echter weinig probleem. Het is een feit dat wanneer de uitlaatgassen een golf creëren, vanwege de korte leidingen, dit wordt weerspiegeld in de aangrenzende paden (ze bevinden zich in een rustige staat). Om deze reden vormt deze golf een obstakel voor de uitlaatopening wanneer de uitlaatklep van een andere cilinder wordt geopend. Hierdoor gebruikt de motor een deel van het koppel om deze weerstand te overwinnen en neemt het vermogen van de motor af.

Waar dient het uitlaatspruitstuk voor?

Dus, zoals u kunt zien, is het uitlaatspruitstuk in de auto direct betrokken bij het verwijderen van uitlaatgassen. Het ontwerp van dit element is afhankelijk van het type motor en de techniek van de fabrikant, die hij implementeert bij de vervaardiging van het spruitstuk.

Ongeacht de wijziging, zal dit deel bestaan ​​uit:

• Leidingen ontvangen. Elk van hen is ontworpen om over een specifieke cilinder te worden bevestigd. Om de installatie te vergemakkelijken, worden ze vaak allemaal op een gewone strip of flens bevestigd. De afmetingen van deze module moeten exact overeenkomen met de afmetingen van de corresponderende gaten en groeven in de cilinderkop zodat uitlaatgassen niet door deze discrepantie lekken.
• Uitlaat. Dit is het einde van de verzamelaar. In de meeste auto's komen alle leidingen samen in één, die vervolgens wordt verbonden met een resonator of katalysator. Er zijn echter aanpassingen aan uitlaatsystemen waarbij er twee afzonderlijke uitlaatpijpen met afzonderlijke uitlaatdempers zijn. In dit geval wordt een paar leidingen in één module aangesloten, verwijzend naar een aparte lijn.
• Afdichting pakking. Dit onderdeel wordt tussen de cilinderkopbehuizing en de spinrail gemonteerd (evenals op de flens tussen de regenpijp en de spin). Omdat dit element constant wordt blootgesteld aan hoge temperaturen en trillingen, moet het gemaakt zijn van duurzame materialen. Deze pakking voorkomt dat uitlaatgassen in de motorruimte lekken. Omdat er frisse lucht voor het auto-interieur uit dit onderdeel komt, is het voor de veiligheid van de bestuurder en passagiers belangrijk dat dit element van hoge kwaliteit is. Als de pakking doorbreekt, hoor je het natuurlijk meteen - er zullen sterke ploffen verschijnen vanwege de hoge druk in het kanaal.

Typen en typen uitlaatspruitstukken

Dit zijn de belangrijkste soorten uitlaatspruitstukken:

1. Geheel. In dit geval is het onderdeel massief en worden er binnenin kanalen gemaakt die samenkomen in één kamer. Dergelijke aanpassingen zijn gemaakt van gietijzer op hoge temperatuur. In termen van weerstand tegen ernstige temperatuurveranderingen (vooral in de winter, wanneer een coldcase opwarmt van -10 of minder, afhankelijk van de regio, tot +1000 graden Celsius in een kwestie van seconden), heeft dit metaal geen analogen. Dit ontwerp is eenvoudig te vervaardigen, maar het geleidt uitlaatgassen niet zo efficiënt. Dit heeft een negatieve invloed op de ontluchting van de cilinderkamers, waardoor een deel van het koppel wordt gebruikt om de weerstand te overwinnen (gassen worden afgevoerd door een klein gaatje, daarom is het vacuüm in het uitlaatkanaal van groot belang).
2. Buisvormig. Deze aanpassing wordt gebruikt op moderne auto's. Meestal zijn ze gemaakt van roestvrij staal en minder vaak van keramiek. Deze wijziging heeft zo zijn voordelen. Ze maken het mogelijk om de eigenschappen van het blazen van cilinders te verbeteren vanwege het vacuüm dat in het pad wordt gegenereerd als gevolg van golfprocessen. Omdat in dit geval de zuiger geen weerstand hoeft te overwinnen bij de uitlaatslag, draait de krukas sneller. Bij sommige motoren is het dankzij deze verbetering mogelijk om het vermogen van de unit met 10% te verhogen. Bij conventionele auto's is deze toename van het vermogen niet altijd merkbaar, daarom wordt deze afstemming gebruikt bij sportwagens.

De diameter van de pijpen speelt een belangrijke rol bij het uitlaatspruitstuk. Als een spin met een kleine diameter op de machine is geïnstalleerd, wordt het bereiken van het nominale koppel verschoven naar lage en gemiddelde omwentelingen. Aan de andere kant stelt de installatie van een collector met pijpen met een grotere diameter u in staat om het maximale vermogen van de verbrandingsmotor bij hoge snelheden te verwijderen, maar bij lage snelheden neemt het vermogen van de eenheid af.

Naast de diameter van de pijpen zijn hun lengte en de volgorde van verbinding met de cilinders van groot belang. Daarom kun je onder de elementen voor het afstemmen van het uitlaatsysteem modellen vinden waarin de pijpen zijn gedraaid, alsof ze blindelings zijn verbonden. Elke motor vereist zijn eigen spruitstukmodificaties.

Een 4-4 spider wordt vaak gebruikt om een ​​standaard 1 cilinder motor af te stemmen. In dit geval worden vier spuitmonden onmiddellijk op één buis aangesloten, alleen op de maximaal mogelijke afstand. Deze wijziging wordt kort genoemd. Een toename van het motorvermogen wordt alleen waargenomen als deze wordt geforceerd, en dan bij snelheden boven 6000 per minuut.

Tot de opties voor het tunen van sportwagens behoren ook de zogenaamde lange spinnen. Ze hebben meestal de samengestelde formule 4-2-1. In dit geval worden alle vier de leidingen eerst paarsgewijs met elkaar verbonden. Deze leidingenparen zijn met elkaar verbonden op de maximale afstand van de motor. Meestal worden pijpen in een paar genomen, verbonden met cilinders, die de maximale parallelle uitlaat hebben (bijvoorbeeld de eerste en vierde, evenals de tweede en derde). Deze aanpassing zorgt voor een toename van het vermogen in een veel breder toerentalbereik, maar dit cijfer is niet zo merkbaar. Op binnenlandse automodellen wordt deze toename alleen waargenomen in het bereik van 5 tot 7 procent.

Als een uitlaatsysteem met directe stroom in de auto is geïnstalleerd, kunnen tussenleidingen met een grotere doorsnede worden gebruikt om de ventilatie van de cilinders te vergemakkelijken en het geluid te dempen. Vaak kan bij de modificatie van lange spinnen een kleine uitlaatdemper met een lage weerstand worden gebruikt. Sommige modellen van verzamelaars in bepaalde gebieden snijden balgen (metalen golvingen) in de pijpen. Ze dempen resonerende golven die de vrije stroom uitlaatgassen belemmeren. Aan de andere kant zijn golvingen van korte duur.

Ook zijn er onder de lange spiders wijzigingen met een 4-2-2-verbindingstype. Het principe is hetzelfde als in de vorige versie. Voordat u besluit tot een dergelijke modernisering van het uitlaatsysteem, moet u er rekening mee houden dat de toename van het vermogen alleen door het verwijderen van de katalysator (zodat de leidingen langer zijn) maximaal 5% geeft. Het installeren van een spin voegt ongeveer twee procent meer toe aan de prestaties van de motor.

Om de krachtbron tastbaarder te maken, moeten naast deze werken nog een aantal bepaalde procedures worden uitgevoerd, waaronder chiptuning (voor details over wat het is, lees afzonderlijk).

Wat beïnvloedt de toestand van de verzamelaar

Hoewel het uitlaatspruitstuk vaak dezelfde levensduur heeft als het hele voertuig, kan het ook defect raken. Hier zijn de typische storingen in verband met het uitlaatspruitstuk:

• De pijp is uitgebrand;
• Corrosie heeft zich gevormd (geldt voor staalmodificaties);
• Door buitensporig hoge temperaturen en fabricagefouten kan er slak ontstaan ​​op het oppervlak van het product;
• Er is een scheur in het metaal gevormd (als de motor lange tijd op hoge snelheid heeft gedraaid en koud water op het opvangoppervlak komt, bijvoorbeeld bij het met hoge snelheid in een plas rijden);
• Het metaal is verzwakt als gevolg van frequente veranderingen in de temperatuur van de wanden van het onderdeel (bij verhitting zet het metaal uit en bij afkoeling trekt het samen);
• Er vormt zich condens op de buiswanden (vooral als de auto zelden vertrekt, bijvoorbeeld in de winter), waardoor het metaaloxidatieproces wordt versneld;
• Er zijn roetafzettingen op het binnenoppervlak verschenen;
• Pakking van het spruitstuk is doorgebrand.

Deze fouten kunnen worden aangegeven door de volgende factoren:

• Het motorsignaal op het dashboard ging aan;
• Een sterke geur van uitlaatgassen verscheen in de cabine of onder de motorkap;
• De motor is onstabiel (toerental zweeft);
• Wanneer de motor wordt gestart, zijn er vreemde geluiden te horen (hun sterkte hangt af van het soort schade, bijvoorbeeld als de pijp is uitgebrand, zal deze erg luid zijn);
• Als de machine een turbine heeft (de waaier draait door de druk van de uitlaatgassen), neemt het vermogen af, wat de dynamiek van de eenheid beïnvloedt.

Sommige defecten aan de collector worden in verband gebracht met factoren waarop de automobilist geen invloed heeft, maar er zijn enkele dingen die hij kan doen om schade aan het onderdeel te voorkomen.

Bij te hoge snelheden kunnen de verbrandingsproducten niet opwarmen tot 600 graden, zoals in de normale modus, maar twee keer zo sterk. Als in de normale modus de inlaatleidingen worden verwarmd tot ongeveer 300 graden, dan verdubbelt deze indicator in de maximale modus ook. Door zo'n sterke hitte kan de collector zelfs van kleur veranderen in karmozijnrood.

Om oververhitting van het onderdeel te voorkomen, moet de bestuurder de unit niet vaak op maximale snelheid brengen. Ook wordt het temperatuurregime beïnvloed door de instelling van het ontstekingssysteem (een onjuiste UOZ kan het vrijkomen van een naverbranding VTS in het uitlaatkanaal veroorzaken, wat ook zal leiden tot doorbranden van de kleppen).

Overmatige uitputting of verrijking van het mengsel is een andere reden waarom de inlaatleidingen oververhit raken. Periodieke diagnose van storingen in deze systemen zorgt ervoor dat de collector zo lang mogelijk in goede staat blijft.

Uitlaatspruitstuk reparatie

Meestal wordt het uitlaatspruitstuk niet gerepareerd, maar vervangen door een nieuw exemplaar. Als dit een afstemmingswijziging is en het is doorgebrand, zullen sommige het beschadigde gebied herstellen. Doordat het metaal tijdens het lassen echter aan hoge temperaturen wordt blootgesteld, kan de naad snel roesten of doorbranden. Bovendien zijn de kosten van dergelijk werk veel hoger dan het installeren van een nieuw onderdeel.

Als u een onderdeel moet vervangen, moet dit werk in de juiste volgorde worden uitgevoerd.

Het uitlaatspruitstuk vervangen

Om de collector met uw eigen handen te vervangen, heeft u nodig:

1. Maak het boordnet spanningsloos door de batterij los te koppelen (hoe u dit veilig doet, wordt beschreven hier);
2. Tap het antivriesmiddel af;
3. Demonteer het hitteschild (een behuizing die op veel moderne auto's is geïnstalleerd), de ontvanger van het injectiesysteem (carburateurmotoren hebben dit element niet) en het luchtfilter;
4. Draai de flensbevestigingen van het verdeelstuk los van de inlaatpijp;
5. Maak het spruitstuk los van de cilinderkop. Deze procedure is afhankelijk van de wijziging van de voedingseenheid. Bij kleppen met 8 kleppen wordt bijvoorbeeld eerst het inlaatspruitstuk verwijderd en vervolgens de uitlaat;
6. Verwijder de pakking en reinig het oppervlak van de cilinderkop van zijn resten;
7. Als tijdens het demonteren de pinnen of schroefdraden in de montagegaten zijn beschadigd, is het belangrijk om deze elementen te herstellen;
8. Installeer een nieuwe pakking;
9. Sluit een nieuw spruitstuk aan op de cilinderkop (als een 4-cilinder verbrandingsmotor 8 kleppen heeft, vindt de montage plaats in de omgekeerde volgorde van ontmanteling, dat wil zeggen eerst het uitlaatspruitstuk en dan het inlaatspruitstuk);
10. Draai de bevestigingsbouten en moeren op de aansluitingen met de cilinderkop vast, maar niet helemaal;
11. Verbind het spruitstuk met de voorste buis of katalysator, nadat u daarvoor de nodige pakking hebt geïnstalleerd;
12. Draai de houder op de cilinderkop vast (dit gebeurt met een momentsleutel, en het aanhaalmoment staat vermeld in de technische literatuur voor de auto);
13. Draai de flensbevestigingen op de voorste uitlaatpijp vast;
14. Giet nieuwe of gefilterde antivries in;
15. Sluit de accu aan.

Zoals u kunt zien, is de procedure voor het vervangen van de spin zelf eenvoudig, maar wanneer u het werk doet, moet u voorzichtig zijn om de draad in de cilinderkop niet af te scheuren (de tapeind zelf is gemakkelijk te vervangen en een nieuwe schroefdraad in de cilinderkop is veel moeilijker). Om deze reden, als er geen ervaring is met het werken met een momentsleutel of als er helemaal geen gereedschap is, moet het werk worden toevertrouwd aan een specialist.

Tot slot raden we aan een klein voorbeeld te bekijken van hoe het uitlaatspruitstuk te vervangen door een Renault Logan:

VERVANGING (UITBOUWEN-INSTALLATIE) VAN HET UITLAATSPRUITSTUK VAN DE MOTOR RENAULT 1,4 en 1,6 8-KLEPPEN K7J K7M

Vragen en antwoorden:

Hoe werkt het inlaatspruitstuk? Lucht wordt aangezogen door een vacuüm dat in elke cilinder wordt gegenereerd. De stroom gaat eerst door het luchtfilter en vervolgens door de leidingen naar elke cilinder.

Hoe beïnvloedt het uitlaatspruitstuk de motorprestaties? Er zit een resonantie in. De klep sluit abrupt en een deel van de gassen wordt vastgehouden in het verdeelstuk. Wanneer de klep opnieuw wordt geopend, kunnen de resterende gassen voorkomen dat de volgende stroom wordt verwijderd.

Hoe herken je het verschil tussen een inlaatspruitstuk en een uitlaatspruitstuk? Het inlaatspruitstuk wordt aangesloten op de pijp van het luchtfilter. Het uitlaatspruitstuk is aangesloten op het uitlaatsysteem van het voertuig.