Ispušni razvodnik povezan je s blokom cilindra motora, skuplja ispušne plinove iz svakog cilindra i divergentnim cjevovodima usmjerava ih u ispušni razvodnik.
Ispušni razvodnik povezan je s blokom cilindra motora, prikuplja ispušne plinove iz svakog cilindra i usmjerava ih u ispušni razvodnik, divergentnim cjevovodima. Glavni zahtjevi za njega su minimiziranje otpora ispušnih plinova i izbjegavanje međusobnih smetnji između cilindara. Kod pretjerane koncentracije ispušnih plinova dolazi do međusobnih smetnji između cilindara, odnosno kada jedan cilindar ispuhne dolazi do kontakta s nepročišćenim ispušnim plinovima iz drugih cilindara. To će povećati otpor ispuha, čime se smanjuje izlazna snaga motora. Rješenje je što više razdvojiti ispušne plinove svakog cilindra, s jednom granom za svaki cilindar ili jednom granom za dva cilindra, te da svaka grana bude što duža i neovisna kako bi se smanjio međusobni utjecaj plinova u različitim cijevima. .
Kratak uvod
Ispušni razvodnik je divergentni cjevovod spojen na blok cilindra motora, koji koncentrira ispušne plinove iz svakog cilindra i usmjerava ih u ispušni razvodnik. Glavni zahtjevi za njega su minimiziranje otpora ispušnih plinova i izbjegavanje međusobnih smetnji između cilindara. Kod pretjerane koncentracije ispušnih plinova dolazi do međusobnih smetnji između cilindara, odnosno kada jedan cilindar ispuhne dolazi do kontakta s nepročišćenim ispušnim plinovima iz drugih cilindara. To će povećati otpor ispuha, čime se smanjuje izlazna snaga motora. Rješenje je što je moguće više razdvojiti ispušne plinove svakog cilindra, s jednom granom za svaki cilindar ili jednom granom za dva cilindra, te da svaka grana bude što duža i oblikovana kako bi se smanjio međusobni utjecaj plinova u različitim cijevima. . Kako bi se smanjio otpor ispušnih plinova, neki trkaći automobili koriste cijevi od nehrđajućeg čelika za proizvodnju ispušnih grana.
Ispušni razvodnik treba uzeti u obzir snagu motora, potrošnju goriva motora, standarde emisije, cijenu motora, odgovarajući raspored prednje kabine vozila i temperaturno polje.
Najčešće korišteni ispušni razvodnici podijeljeni su u dvije vrste na temelju materijala i tehnologije obrade: razdjelnici od lijevanog željeza i razdjelnici od nehrđajućeg čelika
Karakteristike i zahtjevi materijala ispušnih kolektora
Rani automobilski motori imali su malu snagu po jedinici težine, nisku učinkovitost izgaranja goriva i temperature ispušnih plinova koje nisu prelazile 500 stupnjeva. S poboljšanjem učinkovitosti automobilskog motora, temperatura ispušnih plinova porasla je na 600-650 stupnjeva. Posljednjih su godina razvijene zemlje kontinuirano poboljšavale svoje standarde emisija ispušnih plinova automobila, a primjena katalitičke tehnologije i tehnologije turbo punjenja pužnog zupčanika značajno je povećala radnu temperaturu ispušnih razvodnika, dosežući preko 750 stupnjeva. Kako se performanse motora nastavljaju poboljšavati, radna temperatura ispušne grane također će se povećavati. Istodobno, s napretkom tehnologije motora, struktura ispušnih grana postala je složenija. Osim toga, rad pod cikličkim izmjeničnim temperaturnim uvjetima zahtijeva da materijali ispušne grane ne samo da imaju dobre performanse pri visokim temperaturama, već i dobre performanse lijevanja. Stoga materijal ispušnog razvodnika mora imati sljedeće karakteristike.
Dobra antioksidativna učinkovitost pri visokim temperaturama
Ispušni razvodnik dugo radi u visokotemperaturnom cikličkom izmjeničnom stanju, a antioksidacijska izvedba materijala na visokim temperaturama izravno utječe na životni vijek ispušnog razvodnika. Obično lijevano željezo očito ne može zadovoljiti zahtjeve, a materijalu je potrebno dodati elemente legure kako bi se poboljšala njegova otpornost na oksidaciju na visokim temperaturama.
Stabilna mikrostruktura
Unutar raspona od sobne temperature do radne temperature, materijal bi trebao minimizirati ili izbjegavati fazne prijelaze što je više moguće. Budući da fazni prijelaz može uzrokovati promjene u volumenu, što rezultira unutarnjim naprezanjem ili deformacijom, što utječe na performanse i životni vijek proizvoda. Stoga je najbolje da materijal matrice ima stabilnu feritnu ili austenitnu strukturu. Način kvara dijelova od lijevanog željeza koji rade u uvjetima visoke temperature uglavnom se očituje kao korozija u uvjetima visoke temperature. Nakon oksidacije sastavnih faza u strukturi (kao što je grafitni ugljik), volumen oksida je veći od izvornog volumena, što uzrokuje nepovratno širenje odljevka.
U usporedbi s tri oblika grafita ljuskica, puž i kugla, lijevano željezo sa sfernim grafitom ima najbolju otpornost na visoke temperature. Razlog je taj što tijekom procesa skrućivanja lijevanog željeza raste grafit u obliku ljuskica kao vodeća faza. Na kraju eutektičkog skrućivanja, grafit u svakom eutektičkom klasteru formira kontinuirano razgranato trodimenzionalno stanje. Na visokim temperaturama, kada kisik prodire u unutrašnjost metala, grafit nakon oksidacije stvara mikrokanal, ubrzavajući proces oksidacije. Kada sferični grafit nukleira, raste do određene veličine i okružen je matricom kao izolirana kugla. Nakon što se grafitna kuglica oksidira, ne stvara se kanal, što slabi daljnji proces oksidacije. Stoga je otpornost na visokotemperaturnu oksidaciju nodularnog željeza bolja od ostalih oblika grafita, a utjecaj oksidiranih pora na visokotemperaturnu čvrstoću lijevanog željeza je manji nego kod drugih oblika grafita. Creep grafit je između to dvoje.
Mali koeficijent toplinske ekspanzije
Mali koeficijent toplinske ekspanzije je koristan za smanjenje toplinskog naprezanja i deformacije ispušnog razvodnika te za poboljšanje performansi i životnog vijeka proizvoda.
Izvrsna otpornost na visoke temperature
Mora zadovoljiti potrebne zahtjeve čvrstoće za proizvod kada se koristi na visokim temperaturama.
Dobre performanse procesa i niska cijena
Postoje mnoge vrste metalnih materijala otpornih na toplinu i visoke temperature, ali zbog složenog oblika ispušnih razvodnika, materijali koji se koriste za proizvodnju ispušnih razvodnika moraju imati dobru preradljivost, a njihova cijena mora zadovoljiti zahtjeve masovne proizvodnje u automobilska industrija.