Выпускной тракт

Выпускной коллектор. Изготавливается из матери­ала, способного сопротивляться окисляющему действию отра­ботавших газов и не меняющего структуру при повышенной температуре. При неправильно выбранном материале в стен­ках коллектора появляются трещины. В случае близкого расположения впускного коллектора к выпускному в нер­вом могут образовываться трещины от неравномерно­го расширения стенок вследствие неравномерного их на­грева.

Для изготовления коллекторов применяется обыкновенный серый чугун или низколегированный с добавлением хрома, ни­келя, кремния. Могут применяться аустенитный чугун и аустенитная жаростойкая сталь.

Конструкция и материал коллектора рассчитаны, в прин­ципе, на безремонтную службу в течение межремонтного про­бега автомобиля, несмотря на интенсивное действие атмосфер­ной коррозии на наружные поверхности и газовой — на внут­ренние.

В выпускных коллекторах в результате длительного дей­ствия горячих газов через некоторое время появляются призна­ки коррозионного разрушения материала. Отработавшие газы, имеющие в своем составе оксиды углерода, кислород и воду, вступают в химическую реакцию с материалом коллектора, камер сгорания, клапанов и других деталей. В результате этого взаимодействия наступает постепенное выгорание угле­рода в чугуне, а также других компонентов. Реакции, происхо­дящие вследствие диффузии указанных компонентов отрабо­тавших газов, приводят к постепенному изменению химическо­го состава материала и, Следовательно, к изменению его ме­ханических свойств.

Одновременно, вследствие действия горячих газов и образу­ющихся в связи с этим значительных температурных перепадов, коллектор подвергается деформации, что с одновременным коррозионным действием и даже независимо от него может стать причиной растрескивания.

В качестве противокоррозионной защиты коллектора приме­няется окраска смесью силиконовой эмали с алюминиевым порошком. Покрытие наносится на наружные поверхности кол­лектора в два слоя. ^:

Глушитель и выхлопная труба. Эти детали автомобиля сна­ружи в значительной степени подвержены коррозии от дей­ствия влаги, грязи, а также растворов солей в зимний период. Коррозия деталей изнутри является результатом агрессивного влияния горячих продуктов сгорания топлива и коррозионного действия конденсата этих продуктов.

Среднее содержание кислот в конденсате на внутренних поверхностях глушителя может быть следующим (в. мг/дм³):

соляная - 580;

серная - 140;

сернистая - 17;

бромистоводородная – 35;

ортофосфорная - 5;

угольная - 420.

Кислотность конденсата достигает 1- 2 рН. Особенно агрес­сивно действуют конденсаты на швы сварных соединений. Коррозионные процессы внутренних поверхностей глушителя ускоряются от действия нагара, образующегося во время экс­плуатации автомобиля. Ввиду различия коэффициентов те­плового расширения слой нагара при резких изменениях темпе­ратуры (например, при попадании воды на наружную поверх­ность глушителя) подвергается большим напряжениям и частично отслаивается. В таких местах открывается незащищен­ная поверхность металла, которая затем подвергается дейст­вию агрессивных факторов, ускоряющих развитие язвенной коррозии. При частом использовании автомобиля на малые расстояния глушитель может выйти из строя (вследствие кор­розионного разрушения) после одного периода зимней эксплу­атации. Обычно долговечность глушителя равна 20 - 40 тыс. км пробега автомобиля.

Глушитель и выхлопная труба преимущественно изготов­ляются из конструкционной углеродистой стали или из леги­рованной, устойчивой к газовой коррозии. Коррозия легиро­ванных сталей происходит медленнее. Процесс протекает с образованием продуктов коррозии, сильно связанных с основа­нием металла. Уменьшение толщины легированной стали, выраженное в миллиметрах, в течение одного года эксплуатации автомобиля меньше, чем при использовании углеродистой кон­струкционной стали. Применение легированных сталей оправ­дано также в случаях, когда коррозия возникает от действия керамических материалов, применяемых для внутренних де­талей глушителя.

В отличие от глушителей, заполненных шлаковой ватой, отражательные глушители заднемоторных автомобилей могут быть подвергнуты противокоррозионному окрашиванию.

В США 90% глушителей изготавливают из алюминированной стали. В камере для отжига в водородной среде на стальной лист диффузионным способом наносится смесь по­рошков алюминия и его окси­дов. Нанесенное покрытие обеспечивает в 2 -3 раза боль­шую долговечность глушителя. В Англии производятся глушители из стали, содержащей 11 % Сг и 36% Ti, или из ле­гированной стали с молибденом.

Стальной лист, покрытый хромом, имеет хорошую стой­кость против коррозии. Однако его применение вызывает быст­рый износ штампов. Выхлопные системы из хромоникелевой стали почти в 2 раза дороже, чем из углеродистой, но они в 4 - 5 раз долговечнее. Из жаростойких лаков (фенольные, силиконовые и поливинилбутиловые смолы) только лаки, пигментированные смесью цинковой пыли и алюминиевого порошка, дают прочное защитное покрытие на несколько ме­сяцев.

На некоторых заводах глушители изготовляются из спла­вов алюминия или на их стальное основание наносится горя­чим способом алюминиевое покрытие. Глушители изготавли­вают также из оцинкованной стали, которая позволяет лишь на короткое время защитить его от коррозии вследствие неус­тойчивости цинка к действию горячих газов и влаги.

Практикуется также металлизация глушителей напылени­ем алюминия на наружную поверхность, обработанную пред­варительно пескоструйным способом. Однако это дорого и малоэффективно, так как глушитель коррелирует прежде всего изнутри.

Часто детали глушителя делаются из утолщенного до 1,2 - 1,5 мм стального листа. Для обеспечения противокоррозионной защиты, снижения шума в автомобиле и тепловой изоляции глушители иногда устанавливаются в оцинкованном кожухе с асбестовой про­кладкой. При герметичном выполнении такого кожуха защита наружных частей глушителя является вполне достаточной.

Выхлопная труба снаружи защищается окрашиванием силиконовой эмалью или металлизацией после пескоструйной обработки. Части трубы, не подвергающиеся влиянию высо­ких температур (не более 150° С), снаружи могут защищаться красной грунтовкой и силиконовой алюминиевой эмалью. Такой способ можно применить для труб и глушителей, уже бывших в эксплуатации с обязательной очисткой металла песко­струйным аппаратом или с помощью механических щеток. По­сле нанесения грунтовки ее следует просушить, например, в течение ночи. На следующий день необходимо запустить дви­гатель, чтобы обеспечить полное высыхание слоя при повы­шенной температуре.

Аналогично поступают со слоем синте­тической алюминиевой эмали, который после нанесения на отвержденное основание вначале сушится на воздухе, а затем при температуре работы глушителя. Такая технология не обес­печивает защиты от коррозии внутренних поверхностей. Одна­ко, она все же значительно продлевает срок службы выхлоп­ной системы. Коррозия глушителей и труб является серьезной экономи­ческой проблемой вследствие высокой интенсивности износа (в течение 2 - 4 лет) и большой стоимости.