Dispositivo colector de escape de coche

La eficiencia de cualquier motor de combustión interna depende no solo del tipo de sistema de combustible y de la estructura de los cilindros con pistones. El sistema de escape del automóvil juega un papel importante. Se describe en detalle sobre ella. en otra reseña... Ahora consideremos uno de sus elementos: el colector de escape.

Que es un colector de escape

Un colector de motor es una serie de tuberías que están conectadas a una tubería en un lado y en el otro, se fijan en una barra común (brida) y se fijan en la culata. En el lado de la culata, el número de tubos es idéntico al número de cilindros del motor. En el lado opuesto, un pequeño silenciador (resonador) O Catalizadorsi está en el coche.

El dispositivo colector se parece colector de admisión... En muchas modificaciones del motor, se instala una turbina en el sistema de escape, cuyo impulsor es impulsado por el flujo de gases de escape. Giran el eje, en el otro lado del cual también está instalado el impulsor. Este dispositivo inyecta aire fresco en el colector de admisión del motor para aumentar su potencia.

Por lo general, esta parte está hecha de hierro fundido. La razón es que este elemento se encuentra constantemente en temperaturas extremadamente altas. Los gases de escape calientan el colector de escape a 900 grados o más. Además, cuando se arranca un motor frío, se forma condensación en la pared interior de todo el sistema de escape. Un proceso similar ocurre cuando se apaga el motor (especialmente si el clima es húmedo y frío).

Cuanto más cerca del motor, más rápido se evaporará el agua mientras el motor está funcionando, pero el contacto constante del metal con el aire acelera la reacción oxidativa. Por esta razón, si se usa un análogo de hierro en el automóvil, se oxidará y se quemará rápidamente. No es posible pintar esta pieza de repuesto, porque cuando se calienta a 1000 grados, la capa de pintura se quemará rápidamente.

En los automóviles modernos, se instala un sensor de oxígeno (sonda lambda) en el colector de escape (generalmente cerca del catalizador). Los detalles sobre este sensor se describen en otro articulo... En resumen, ayuda a la unidad de control electrónico a controlar la composición de la mezcla aire-combustible.

Normalmente, esta parte del sistema de escape dura tanto como todo el vehículo. Dado que esto es solo una tubería, no hay nada que romper. Lo único que falla es el sensor de oxígeno, la turbina y otras partes relacionadas con el funcionamiento del escape. Si hablamos de la araña en sí, con el tiempo, debido a las peculiaridades de las condiciones de funcionamiento, puede quemarse. Pero esto ocurre raramente. Por esta razón, los automovilistas rara vez tienen que ocuparse de la reparación o sustitución del colector de escape.

El principio del colector de escape.

El funcionamiento del colector de escape de un automóvil es muy sencillo. Cuando el conductor enciende el motor (independientemente de si está gasolina o diesel unidades), la combustión de la mezcla aire-combustible se produce en los cilindros. En el ciclo de lanzamiento mecanismo de distribución de gas abre la válvula de escape (puede haber una o dos válvulas por cilindro, y en algunas modificaciones del ICE hay incluso tres para una mejor ventilación de la cavidad).

Cuando el pistón sube al punto muerto superior, empuja todos los productos de combustión a través del puerto de escape resultante. Luego, el flujo ingresa a la tubería frontal. Para evitar que el escape caliente ingrese a la cavidad por encima de las válvulas adyacentes, se instala una tubería separada para cada cilindro.

Dependiendo del diseño, esta tubería se conecta a cierta distancia con la vecina, y luego se combinan en una ruta común frente al catalizador. A través de un catalizador (en él se neutralizan sustancias nocivas para el medio ambiente), el escape pasa por los silenciadores pequeños y principales hasta el tubo de escape.

Dado que este elemento puede cambiar las características de potencia del motor hasta cierto punto, los fabricantes desarrollan diferentes tipos de arañas para motores.

Cuando se eliminan los gases de escape, se generan pulsaciones en el tracto de escape. Durante la fabricación de esta pieza, los fabricantes intentan diseñarla de tal manera que estas oscilaciones sean lo más sincrónicas posible con el proceso de onda que se produce en el colector de admisión (en algunos automóviles, en un determinado modo de funcionamiento de la unidad, tanto la admisión como la las válvulas de escape se abren durante un tiempo breve para una mejor ventilación). Cuando una porción de gas de escape se empuja abruptamente hacia el tracto, crea una onda que se refleja en el catalizador y crea un vacío.

Este efecto llega a la válvula de escape casi al mismo tiempo que el pistón correspondiente realiza nuevamente la carrera de escape. Este proceso facilita la eliminación de los gases de escape, lo que significa que el motor tiene que gastar menos par para superar la resistencia. Este diseño del camino permite facilitar al máximo la eliminación de los productos de combustión del combustible. Cuantas más revoluciones tenga el motor, más eficientemente tendrá lugar este proceso.

Sin embargo, en el caso de los sistemas de escape clásicos, el problema es mínimo. El hecho es que cuando los gases de escape crean una onda, debido a los tubos cortos, se refleja en los caminos adyacentes (están en un estado de calma). Por esta razón, cuando se abre la válvula de escape de otro cilindro, esta onda crea un obstáculo para la salida de escape. Debido a esto, el motor usa parte del par para superar esta resistencia y la potencia del motor disminuye.

¿Para qué sirve el colector de escape?

Entonces, como puede ver, el colector de escape del automóvil está directamente involucrado en la eliminación de los gases de escape. El diseño de este elemento depende del tipo de motor y de la técnica del fabricante, que implemente en la fabricación del colector.

Independientemente de la modificación, esta parte constará de:

• Recepción de tuberías. Cada uno de ellos está diseñado para ser fijado sobre un cilindro específico. A menudo, para facilitar la instalación, todos se fijan a una tira o brida común. Las dimensiones de este módulo deben coincidir exactamente con las dimensiones de los orificios y ranuras correspondientes en la culata para que el escape no se filtre a través de esta discrepancia.
• Tubo de escape. Este es el final del coleccionista. En la mayoría de los automóviles, todas las tuberías convergen en una, que luego se conecta a un resonador o catalizador. Sin embargo, hay modificaciones de los sistemas de escape en los que hay dos tubos de escape separados con silenciadores individuales. En este caso, un par de tuberías se conectan en un módulo, que pertenece a una línea separada.
• Junta de estanqueidad. Esta pieza se instala entre la carcasa de la culata y la barra de araña (así como en la brida entre la tubería de bajada y la araña). Dado que este elemento está constantemente expuesto a altas temperaturas y vibraciones, debe estar fabricado con materiales duraderos. Esta junta evita que los gases de escape se filtren al compartimiento del motor. Dado que el aire fresco para el interior del automóvil proviene de esta parte en particular, es importante para la seguridad del conductor y los pasajeros que este elemento sea de alta calidad. Por supuesto, si la junta se rompe, lo oirá inmediatamente: aparecerán fuertes estallidos debido a la alta presión dentro del tracto.

Tipos y tipos de colectores de escape.

Estos son los principales tipos de colectores de escape:

1. Todo. En este caso, la pieza será sólida y los canales se harán en el interior, convergiendo en una cámara. Tales modificaciones están hechas de hierro fundido a alta temperatura. En términos de resistencia a cambios de temperatura graves (especialmente en invierno, cuando una carcasa fría se calienta desde -10 o menos, según la región, hasta +1000 grados Celsius en cuestión de segundos), este metal no tiene análogos. Este diseño es simple de fabricar, pero no conduce los gases de escape de manera tan eficiente. Esto afecta negativamente la purga de las cámaras de los cilindros, por lo que parte del par se utiliza para superar la resistencia (los gases se eliminan a través de un pequeño orificio, por lo que el vacío en el tracto de escape es de gran importancia).
2. Tubular. Esta modificación se utiliza en automóviles modernos. Por lo general, están hechos de acero inoxidable y, con menos frecuencia, de cerámica. Esta modificación tiene sus ventajas. Permiten mejorar las características del soplado de cilindros debido al vacío generado en el trayecto debido a los procesos ondulatorios. Dado que en este caso el pistón no tiene que superar la resistencia en la carrera de escape, el cigüeñal gira más rápido. En algunos motores, debido a esta mejora, es posible aumentar la potencia de la unidad en un 10%. En los automóviles convencionales, este aumento de potencia no siempre se nota, por lo que este ajuste se utiliza en los automóviles deportivos.

El diámetro de las tuberías juega un papel importante en el colector de escape. Si se instala una araña con un diámetro pequeño en la máquina, el logro del par nominal se desplaza hacia revoluciones bajas y medias. Por otro lado, la instalación de un colector con tuberías de mayor diámetro permite sacar la máxima potencia del motor de combustión interna a altas velocidades, pero a bajas velocidades, la potencia de la unidad desciende.

Además del diámetro de las tuberías, su longitud y el orden de conexión con los cilindros son de gran importancia. Por lo tanto, entre los elementos para ajustar el sistema de escape, puede encontrar modelos en los que las tuberías están torcidas, como si estuvieran conectadas a ciegas. Cada motor requiere sus propias modificaciones de colector.

Una araña 4-4 se usa a menudo para ajustar un motor estándar de 1 cilindros. En este caso, cuatro boquillas se conectan inmediatamente en una tubería, solo a la distancia máxima posible. Esta modificación se llama corta. Se observa un aumento en la potencia del motor solo si se fuerza, y luego a velocidades superiores a 6000 por minuto.

También entre las opciones para tunear autos deportivos se encuentran las llamadas arañas largas. Suelen tener la fórmula del compuesto 4-2-1. En este caso, los cuatro tubos se conectan primero en pares. Estos pares de tubos están conectados en uno a la mayor distancia del motor. Por lo general, las tuberías se toman en un par, conectadas a cilindros, que tienen la salida paralela máxima (por ejemplo, la primera y la cuarta, así como la segunda y la tercera). Esta modificación proporciona un aumento de potencia en un rango de rpm mucho más amplio, pero esta cifra no es tan notable. En los modelos de automóviles nacionales, este aumento se observa solo en el rango del 5 al 7 por ciento.

Si se instala un sistema de escape de flujo directo en el automóvil, se pueden usar tuberías intermedias con una sección transversal aumentada para facilitar la ventilación de los cilindros y amortiguar el sonido. A menudo, en la modificación de arañas largas, se puede usar un pequeño silenciador con baja resistencia. Algunos modelos de colectores en ciertas áreas cortan fuelles (corrugaciones metálicas) en las tuberías. Amortiguan las ondas resonantes que impiden el libre flujo de los gases de escape. Por otro lado, las corrugaciones son de corta duración.

Además, entre las arañas largas, hay modificaciones con un tipo de conexión 4-2-2. El principio es el mismo que en la versión anterior. Antes de decidirse por una modernización de este tipo del sistema de escape, debe tener en cuenta que el aumento de potencia solo debido a la eliminación del catalizador (para que las tuberías sean más largas) da un máximo del 5%. La instalación de una araña agregará aproximadamente un dos por ciento más al rendimiento del motor.

Para modernizar la unidad de potencia era más tangible, además de estos trabajos, aún deben llevarse a cabo una serie de procedimientos, incluido el ajuste de chips (para obtener detalles sobre lo que es, lea por separado).

¿Qué afecta la condición del recolector?

Aunque el colector de escape a menudo tiene la misma vida útil que todo el vehículo, también puede fallar. Aquí están las averías típicas asociadas con el colector de escape:

• La tubería está quemada;
• Se ha formado corrosión (se aplica a modificaciones de acero);
• Debido a temperaturas excesivamente altas y defectos de fabricación, se pueden formar escoria en la superficie del producto;
• Se ha formado una grieta en el metal (cuando el motor ha estado funcionando a altas velocidades durante mucho tiempo y el agua fría entra en la superficie del colector, por ejemplo, al entrar en un charco a alta velocidad);
• El metal se ha debilitado debido a los frecuentes cambios en la temperatura de las paredes de la pieza (cuando se calienta, el metal se expande y cuando se enfría, se contrae);
• Se forma condensación en las paredes de la tubería (especialmente si el automóvil rara vez se va, por ejemplo, en invierno), por lo que se acelera el proceso de oxidación del metal;
• Han aparecido depósitos de hollín en la superficie interior;
• La junta del colector está quemada.

Estas fallas pueden indicarse mediante los siguientes factores:

• Se encendió la señal del motor en el tablero;
• Un fuerte olor a gases de escape apareció en la cabina o debajo del capó;
• El motor es inestable (las rpm flotan);
• Cuando se arranca el motor, se escuchan sonidos extraños (su fuerza depende del tipo de daño, por ejemplo, si la tubería se quema, será muy fuerte);
• Si la máquina tiene una turbina (el impulsor gira debido a la presión de los gases de escape), entonces su potencia disminuye, lo que afecta la dinámica de la unidad.

Algunas averías del colector están asociadas con factores en los que el automovilista no puede influir, pero hay algunas cosas que puede hacer para evitar daños en la pieza.

A velocidades demasiado altas, los productos de combustión no son capaces de calentarse hasta 600 grados, como en el modo normal, pero dos veces más fuertes. Si en el modo normal las tuberías de admisión se calientan a aproximadamente 300 grados, entonces en el modo máximo este indicador también se duplica. Con un calor tan fuerte, el colector puede incluso cambiar su color a carmesí.

Para evitar el sobrecalentamiento de la pieza, el conductor no debe llevar la unidad a la velocidad máxima a menudo. Además, el régimen de temperatura se ve afectado por la configuración del sistema de encendido (un UOZ incorrecto puede provocar la liberación de un BTC quemado en el tracto de escape, lo que también conducirá al quemado de las válvulas).

El agotamiento o enriquecimiento excesivo de la mezcla es otra razón por la que las tuberías de admisión se sobrecalentarán. Los diagnósticos periódicos de averías en estos sistemas mantendrán el colector en buenas condiciones durante el mayor tiempo posible.

Reparación del colector de escape

Por lo general, el colector de escape no se repara, sino que se reemplaza por uno nuevo. Si se trata de una modificación de afinación y está quemado, algunos repararán el área dañada. Sin embargo, debido al hecho de que el metal se somete a un procesamiento a alta temperatura durante la soldadura, la costura puede oxidarse o quemarse rápidamente. Además, el costo de dicho trabajo es mucho más alto que el de instalar una pieza nueva.

Si necesita reemplazar una pieza, este trabajo debe realizarse en la secuencia correcta.

Reemplazo del colector de escape

Para reemplazar el colector con sus propias manos, necesita:

1. Desenergice la red de a bordo desconectando la batería (se describe cómo hacerlo de manera segura aquí);
2. Drene el anticongelante;
3. Desmontar el escudo térmico (carcasa que se instala en muchos coches modernos), el receptor del sistema de inyección (los motores de carburador no tienen este elemento) y el filtro de aire;
4. Desatornille los sujetadores de la brida del colector del tubo de admisión;
5. Desatornille el colector de la culata. Este procedimiento diferirá según la modificación de la unidad de potencia. Por ejemplo, en válvulas de 8 válvulas, primero se quita el colector de admisión y luego el escape;
6. Retire la junta y limpie la superficie de la culata de sus restos;
7. Si en el proceso de desmontaje, los pasadores o las roscas en los orificios de montaje están dañados, es importante restaurar estos elementos;
8. Instale una junta nueva;
9. Conecte un nuevo colector a la culata (si un motor de combustión interna de 4 cilindros tiene 8 válvulas, entonces el montaje se realiza en el orden inverso al desmontaje, es decir, primero el colector de escape y luego el colector de admisión);
10. Apriete, pero no apriete completamente, los pernos y tuercas de fijación en las conexiones con la culata de cilindros;
11. Conectar el colector con el tubo delantero o catalizador, habiendo instalado antes la junta necesaria;
12. Apriete el soporte en la culata (esto se hace con una llave dinamométrica, y el par de apriete se indica en la literatura técnica del automóvil);
13. Apriete los sujetadores de la brida de la tubería aguas abajo;
14. Vierta anticongelante nuevo o filtrado;
15. Conecta la batería.

Como puede ver, el procedimiento para reemplazar la araña en sí es simple, pero al hacer el trabajo debe tener cuidado para no romper la rosca en la culata (el espárrago en sí es fácil de reemplazar y cortar un nuevo La rosca en la culata es mucho más difícil). Por esta razón, si no hay experiencia en trabajar con una llave dinamométrica o no existe tal herramienta, entonces el trabajo debe confiarse a un especialista.

En conclusión, sugerimos mirar un pequeño ejemplo de cómo reemplazar el colector de escape con un Renault Logan:

SUSTITUCIÓN (DESMONTAJE-INSTALACIÓN) DEL COLECTOR DE ESCAPE EN EL MOTOR RENAULT 1,4 y 1,6 8-VALVULA K7J K7M

Preguntas y respuestas

¿Cómo funciona el colector de admisión? El aire es aspirado por un vacío que se genera en cada cilindro. El flujo pasa primero por el filtro de aire y luego por las tuberías hasta cada cilindro.

¿Cómo afecta un colector de escape al rendimiento del motor? Hay una resonancia en ello. La válvula se cierra abruptamente y algunos de los gases quedan retenidos en el colector. Cuando se vuelve a abrir la válvula, los gases restantes pueden evitar que se elimine el siguiente flujo.

¿Cómo saber la diferencia entre un colector de admisión y un colector de escape? El colector de admisión se conecta a la tubería del filtro de aire. El colector de escape está conectado al sistema de escape del vehículo.