Выпускной коллектор

Принцип работы выпускного коллектора

Выпускной коллектор (или ВК) представляет собой важнейший элемент выпускной системы автомобиля. Основным функциональным назначением данного устройства является сбор отработанных выпускных газов из цилиндров двигателя в одну трубу и дальнейшая передача их по выпускной системе. Передвижение газов по каналам коллектора осуществляется по волновому принципу и согласуется с волновыми процессами передвижения топливно-воздушной смеси внутри всасывающего тракта. Чем больше степень синхронизации двух этих процессов, тем меньше потерь в КПД двигателя.

Схематически работу выпускного коллектора можно описать следующими словами: когда открывается выпускной клапан, газ, находящийся в камере сгорания под давлением, устремляется в коллектор. Из-за разницы в давлениях в этих двух полостях формируется волна, которая воздействует на ближайшие препятствия (катализатор, к примеру), отражается от них, устремляясь обратно к цилиндру, и достигает его в очередной фазе выпуска. Довольно резкий процесс высвобождения продуктов сгорания из цилиндров вызывает в них разреженное пространство, что способствует не только качественной очистке, но и быстрому наполнению новой порцией топлива на стадии впуска. Распространение газовых волн в коллекторе проистекает со скоростью выхода из цилиндра, поэтому образование резонанса происходит в довольно широком волновом диапазоне.

Составные части

Условия, в которых приходится работать выпускному коллектору, являются довольно жесткими: это и температура газов, которая может доходить до 1300 градусов, и высокое давление, и химические примеси, попадающие на него с внешней стороны с дорог. После выключения двигателя происходит быстрое охлаждение газовой смеси внутри коллектора, что приводит к выпадению конденсата, который разъедает внутреннюю поверхность детали. Поэтому обычно материалом изготовления выпускных коллекторов выступает нержавеющая сталь, но встречаются также и детали из керамики и чугуна.

Выпускной коллектор на большинстве автомобилей одним своим концом жестко закреплен на головке блока цилиндров, а второй его конец обычно присоединен к катализатору или же непосредственно к самой выхлопной трубе. Как правило, с целью предотвращения утечек газов между коллектором и блоком цилиндров устанавливается специальная прокладка.

Типы выпускных коллекторов

На сегодняшний день производителями автомобилей по всему миру используются два типа выпускных коллекторов: цельный и трубчатый.

1. Цельный выпускной коллектор<

Внутри детали такого типа находятся короткие каналы, объединенные в одну общую камеру. Преимуществом коллектора такого типа выступает простота изготовления и, соответственно, его относительно низкая стоимость. Однако в последние годы установка таких коллекторов практикуется все реже, так как они в силу своих конструктивных особенностей (довольно короткие каналы являются препятствием для образования колебательных волн из-за краткости газовых импульсов после соударения о стенки внутренних полостей)   довольно неэффективно отводят отработанные газы и продувают цилиндры двигателя. В наше время цельные коллекторы из чугуна обычно устанавливаются на тракторы и другую сельхозтехнику, так как их двигатели работают на довольно невысоких оборотах.

2. Трубчатый выпускной коллектор

На большинстве же легковых машин применяются трубчатые выпускные коллекторы, которые состоят из нескольких труб различной длины. Они, в свою очередь, также делятся на два типа:

• короткий, в котором четыре трубы объединяются в одну (4-1);
• удлиненный, в котором четыре трубы объединяются сначала попарно, а уже потом в одну трубу (4-2-1).

Их различие заключается в том, что трубчатый коллектор короткого типа характеризуется довольно сдержанной работой двигателя на низких и средних оборотах, а коллектор типа 4-2-1 является более универсальным, так как обеспечивает прирост крутящего момента в более широком диапазоне оборотов коленвала. Установка того или иного типа коллектора широко используется при тюнинге автомобилей.

Диагностика и устранение неисправностей ВК

Неисправности в выпускном коллекторе довольно легко поддаются идентификации, так как они серьезным образом влияют на работу двигателя. Одним из наиболее явных признаков поломки этой детали является повышенной шум от работы двигателя, что может быть вызвано трещиной в корпусе коллектора или же прогоранием прокладки со стороны головки блока цилиндров. Устранить неисправность поможет замена прокладки на новую. Данную процедуру вполне по силам проделать любому автолюбителю, хотя бы раз в жизни державшему в руках гаечный ключ. Правда, понадобится наличие смотровой ямы, так как для замены прокладки коллектор придется снять, или же придется лежать на земле.

А вот если на корпусе коллектора появились трещины или сквозные отверстия, то в таком случае придется применить аргонную сварку, и поэтому потребуется обратиться к специалистам. При наличии неисправностей в коллекторе не стоит откладывать ремонт на потом и продолжать передвигаться на автомобиле, так как это приведет не только к снижению мощности двигателя и повышению расхода топлива, но и может стать причиной очень серьезных и дорогостоящих поломок. Например, могут прогореть цилиндры, что вынудит проводить капитальный ремонт двигателя.

Также довольно часто требуется восстановление плоскости коллектора, так как из-за того, что данная деталь находится внизу, она подвержена механическим воздействиям со стороны летящих с дорожного полотна камней, грязи и т.д. Повреждению коллектора и изменению его геометрической формы также способствует и высокая температура и высокое давление внутри него. Такой недостаток как неправильная форма, не влияющая на работу детали, по сути, не является неисправностью, но в дальнейшем может привести к возникновению сквозных отверстий из-за неравномерности распределения горячих газов внутри детали. Поэтому для устранения данного недостатка лучше произвести фрезеровку в условиях автомастерской (или же самостоятельно при наличии соответствующего оборудования и квалификации).

Опять-таки из-за механического воздействия может произойти разрушение болтов крепления выпускного коллектора. В этом случае потребуется высверлить новые отверстия и закрепить деталь должным образом, устранение этой неисправности можно провести и собственными силами при наличии минимально необходимого инструмента (дрели, отвертки и гаечных ключей соответствующих размеров).

Специалисты рекомендуют после мойки автомобиля в любое время года (и особенно зимой) не заводить сразу двигатель, а немного подождать, пока влага испариться естественным путем. В противном случае при наличии капель воды на внешней поверхности корпуса коллектора произойдет их быстрое испарение, что может вызвать образование трещин даже на новой детали.

Ремонт или полная замена коллектора

На сегодняшний день средняя стоимость работ по ремонту выпускных коллекторов в России и странах СНГ в переводе на рубли такова:

• компьютерная диагностика работы выпускной системы (в том числе и коллектора) – от 500 рублей;
• обычная диагностика работы коллектора – от 150 рублей;
• ремонт коллектора (аргонная сварка, устранение сквозных отверстий) – от 1 800 рублей;
• высверливание болтов крепления коллектора – от 500 рублей;
• замена коллектора – от 800 рублей;
• замены прокладки между коллектором и головкой блока цилиндров – от 500 рублей;
• фрезерование (восстановление плоскости коллектора) – от 1 200 рублей;
• монтаж теплоизоляции выпускного коллектора – от 1 000 рублей.

Цены указаны без учета расходных материалов и заменяемых деталей. Стоит отметить, что ремонт коллектора на многих моделях автомобилей обходиться существенно дешевле по сравнению с заменой детали на новую.

Средняя стоимость нового выпускного коллектора

Цены на новые выпускные коллекторы довольно серьезно отличаются в зависимости от марки и модели авто. Ниже приведена средняя розничная стоимость новых деталей на некоторые популярные на территории России и СНГ автомобили, а именно – коллекторы выпускные на следующие марки автомобилей:

• ВАЗ 2108/2109/2114 – от 2 150 рублей;
• ВАЗ 2101-07 – от 1800 рублей;
• LADA Priora/Kalina/Granta/Largus – от 3 500 рублей;
• MITSUBISHI EVO IV-IX – от 30 000 рублей;
• CHEVROLET Lacetti/Aveo/Cruze – от 4 800 рублей;
• DAEWOO Nexia – от 4 500 рублей;
• VOLKSWAGEN Bora/Golf/Polo/Golf IV/ Golf V – от 15 000 рублей;
• SKODA Fabia – от 14 000 рублей;
• (с катализатором) FORD C-Max/Focus-II – от 35 000 рублей;
• HYUNDAI Accent – от 5 000 рублей;
• NISSAN Almera Classic – от 13 500 рублей;
• KIA Rio – от 8 000 рублей.

Также цены могут отличаться в зависимости от конкретных реализаторов коллекторов для тех или иных марок автомобилей.