Випускний колектор з’єднаний з блоком циліндрів двигуна, збирає вихлопні гази кожного циліндра та направляє їх у вихлопну трубу за допомогою розбіжних труб. Основна вимога до нього - мінімізація опору вихлопу і уникнення взаємних перешкод між циліндрами. Коли вихлоп занадто концентрований, між циліндрами буде взаємна взаємодія, тобто коли циліндр вичерпується, він просто вдаряється з вихлопним газом, який не був повністю випущений з інших циліндрів. Таким чином, опір вихлопу збільшиться, тим самим зменшуючи вихідну потужність двигуна. Рішення цієї проблеми полягає в тому, щоб відокремити вихлоп кожного циліндра, наскільки це можливо, з однією гілкою для кожного циліндра або однією гілкою для двох циліндрів, і зробити кожну гілку якомога довшою та незалежно формованою для зменшення взаємного впливу газів. в різних трубах.
Випускний колектор повинен враховувати потужність двигуна, показники економії палива двигуна, стандарти викидів, вартість двигуна, відповідне розташування передньої кабіни автомобіля та температурне поле тощо. Випускні колектори, які зараз зазвичай використовуються в двигунах, поділяються на чавунні колектори та колектори з нержавіючої сталі з точки зору матеріалів. З процесу виробництва випускний колектор реалізується шляхом лиття, особливо шляхомвоскове литтячерез їх складну структуру.
Вимоги до випускних колекторів
1. Хороша стійкість до високотемпературного окислення
Випускний колектор тривалий час працює в умовах високотемпературного циклічного чергування. Стійкість матеріалу до окислення при високій температурі безпосередньо впливає на термін служби випускного колектора. Звичайний чавун, очевидно, не може задовольнити вимоги, і до матеріалу необхідно додати елементи сплаву, щоб підвищити стійкість матеріалу до високотемпературного окислення.
2. Стабільна мікроструктура
У діапазоні від кімнатної до робочої температури матеріал не повинен зазнавати фазових змін або мінімізувати фазові зміни, наскільки це можливо. Оскільки зміна фази призведе до зміни об’єму, внутрішньої напруги або деформації, що вплине на продуктивність і термін служби продукту. Тому матричний матеріал є переважно стабільною структурою фериту або аустеніту. Форма руйнування чавунних деталей, що працюють у високотемпературних умовах, проявляється переважно у вигляді корозії в умовах високих температур. Після того, як складові фази в організації окислюються (наприклад, графітовий вуглець), об’єм оксиду перевищує початковий об’єм, що спричиняє незворотне розширення виливка. Порівняно з трьома формами графіту лускоподібним, черв'ячним і сферичним, чавун із сферичним графітом має найкращу стійкість до високих температур. Причина полягає в тому, що в процесі затвердіння чавуну лусковий графіт зростає як провідна фаза. Наприкінці затвердіння евтектики графіт у кожній евтектичній групі утворює безперервну розгалужену тривимірну форму. При високій температурі, коли кисень проникає в метал, графіт окислюється, утворюючи мікроскопічний канал, який прискорює процес окислення. Коли сферичний графіт зароджується, він самостійно зростає до певного розміру й оточується матрицею. Він існує як ізольована куля. Після окислення графітової кульки канал не утворюється, що послаблює подальше окислення. Таким чином, стійкість високотемпературного окислення ковкого чавуну краща, ніж у інших форм графіту, а окислені отвори менше впливають на високотемпературну міцність чавуну, ніж інші форми графіту. Вермікулярний графіт знаходиться між ними.
3. Малий коефіцієнт теплового розширення
Невеликий коефіцієнт теплового розширення сприяє зменшенню термічної напруги та термічної деформації випускного колектора, а також сприяє покращенню продуктивності та терміну служби виробу.
4. Відмінна високотемпературна міцність
Він повинен відповідати необхідним вимогам міцності продукту при використанні при високих температурах.
5. Хороша продуктивність процесу та низька вартість
Існує багато типів жаростійких і високотемпературних металевих матеріалів, але через складну форму випускного колектора матеріал, який використовується для виготовлення випускного колектора, повинен мати хороші технологічні характеристики, а його вартість повинна відповідати потребам маси виробництва в автомобільній промисловості.
