Сварка выпускных коллекторов: устройство коллектора, газовая сварка чугуна и другие методы

Одной из составных частей ДВС является выпускной коллектор. В процессе эксплуатации он изнашивается. Такое характерно для автомобиля с любым пробегом.

Mitsubishi Lancer 1987, двигатель бензиновый 1.5 л., 75 л. с., передний привод, механическая коробка передач — своими руками

Участвовать в обсуждениях могут только зарегистрированные пользователи.

Выпускной коллектор: причины выхода из строя и обслуживание

В зависимости от марки машины и типа двигателя, на двигатель устанавливаются модели различных модификаций. Их можно разделить на две группы:

  • цельнометаллические, они обычно делаются методом литья из чугуна;
  • трубчатые, для их производства используются нержавеющие трубы различного диаметра.

К блоку ДВС коллекторы крепятся на фланцы. При каждом такте в камеру поступают под давлением отработанные газы. Их температура достигает 900 градусов. Понятно, что деталь, работая в таком режиме, способна сломаться.

Нарушение герметичности выпускного коллектора – самый сложный дефект. Возможные ситуации:

  • прогорает одна из труб;
  • от динамической нагрузки появляются трещины на коллекторе;
  • полностью отламывается патрубок.
Трещина на выпускном коллекторе

Трещина на выпускном коллекторе

Все эти повреждения – проблема. Для многих автомобилей процедура замены детали затягивается на месяцы – «родные» запчасти иногда приходится заказывать.

На многих СТО их восстанавливают. Сварка коллекторов в зависимости от их модификации производится методами горячей, холодной или аргоновой сварки. Работы производят разным типом оборудования, с использованием электродов или присадочной проволоки. Реставрацией можно заняться во дворе дома или гараже. Как заварить выпускной коллектор самостоятельно? Рассмотрим подробно каждый из методов.

Что такое коллектор + причины его поломок

В системе автомобиля под коллектором подразумевают впускную или выпускную деталь, расположенную по обеим частям двигателя. Как правило, элементы не имеют точек соприкосновения, к тому же, в 90% случаев выполнены из различных сплавов металла.

Задачи коллектора определяются его типом:

  • впускной. Задача детали – это подвод и помощь в смешивании смеси топлива до того, как она попадет в цилиндры двигательной системы;
  • выпускной. Выполняет отводящую функцию, где в качестве транспортного сырья выступают сгоревшие газы. Отходы поступают сначала в катализатор, а потом подаются на глушитель.

Структура обоих типов коллекторов также имеет большое сходство – это от 2 до 6 трубок, объединённые в одну, которые «одеваются» на цилиндры двигателя. Число трубок зависит от числа цилиндров, а в 2020 году могут встречаться как старые модели (та же «ОКА») с 2 цилиндрами, или продвинутые американские бензинопожирающие «монстры» с 6-ю цилиндрами. По классике – это 4 цилиндра.

struktura-kollektorov-

Фото впускного коллектора представлено выше. Его подключение происходит к системе по подаче топлива + воздуха. В верхней части детали будет расположена или заслонка дросселя, или карбюратор.

rabota-vypusknogo-kollektora

Принцип работы выпускного коллектора:

  1. После поступления в двигатель топлива, клапаны закрываются.
  2. Происходит поджигание смеси свечей зажигания.
  3. Поршень смещается вниз благодаря получившейся взрывной силе.
  4. В работу вступают клапана на выпуске, которые отводят сгоревшие остатки топлива и газы в выпускной коллектор. К каждой трубе идет подвод коллектора, который в конце объединяет все ответвления в единое целое.
  5. Катализатор поджигает смесь из трубы.
  6. Горючие частички отправляются или в трубоотвод, или сразу в глушитель.
  7. Газы выходят во внешнюю среду.

Выходной коллектор + глушитель подавляют звуки от работы мотора, делая ход транспортного средства для окружающих, в звуковом плане, комфортным.

shema-vyhlopnoj-sistemy-avto

Важно: выпускной коллектор постоянно подвергается значительным температурным ударам – от 600 до 950 градусов по Цельсию. Логично предположить, что материал изготовления детали обязан иметь высокие показатели теплоустойчивости, а обеспечить это могут только тугоплавкие металлы.

Аналогичная ситуация и со сваркой. Если для залатывания коллектора будет использован низкокачественный материал, о долговечности проделанной работы не может быть и речи. В большинстве случаев отводящий коллектор дополняют специальным датчиком, который помогает отслеживать уровень кислорода в выхлопе. Он помогает корректировать состав топливной смеси, что подается в двигатель. Как итог – незримая взаимосвязь между составляющими системы.

Теперь поговорим о классификации проблем выхлопной системы.

Проблема Описание
Катализатор Фильтр используется с целью задержки сажи, которая имеется в газах выхлопа. Из-за постоянного влияния высокой температуры и засорения, элементы детали плавятся крайне быстро. О неполадках сигнализирует отсутствие дыма из трубы, либо его слабое проявление с сизым оттенком.
Датчик кислорода Причин поломки может быть несколько – корпус разгерметизировался, перегрев, износ, отсутствие контакта по электрической цепи или банальное механическое повреждение.
Гофра Элемент глушителя цилиндрообразной формы с гофрированной трубкой внутри и внешним покрытием из нержавейки. Благодаря эластичности детали, она поглощает колебания и защищает систему от разрыва. Поломка происходит, когда забит фильтр сажи + происходит резкий скачок давления.
Резонатор Часто называют малым глушителем. Расположен перед своим старшим собратом. Возможная поломка – 1-2 элемента детали прогорели.
Глушитель Признаки более чем говорящие – дребезжание в месте крепления системы, снижение мощности движка и громкое звуковое сопровождение.
Выпускной коллектор Возможные проблемы – разрыв патрубка или дырка в коллекторе. Признаком проблемы служит аромат выхлопных газов в помещении салона.

Оговоренные проблемы возникают из-за влияния химических веществ, которые содержаться в смесях, распространяемых во время гололедицы. Вторая причина – износ детали. Система постоянно находится под влиянием высоких температур. Плавление и прогорание ее компонентов не диковинка.

Выпускной коллектор – это

Так называются детали, расположенные с обеих сторон двигателя. Элементы не соприкасаются друг с другом. В большинстве случаев для выпускных коллекторов используются разные материалы.

На этот элемент возложена отводящая функция. В роли сырья выступают выхлопные газы. Они подаются сначала в катализатор, затем в глушитель.

Общая информация

Вне зависимости от автомобиля в нем может быть установлен трубчатый или цельный коллектор. Цельный агрегат отливается из чугуна и не имеет швов. Он наиболее прочный и долговечный. Трубчатый изготавливается путем сварки нескольких труб в единую систему. Такой вариант менее надежный, но более ремонтопригодный, поскольку зачастую лопаются именно швы и их можно без проблем наплавить заново.

Сами коллекторы изготавливаются из чугуна, жаростойкой стали или алюминия. Агрегат охлаждается с помощью воздуха, но порой этого недостаточно. В критических ситуациях коллектор сильно перегревается или переохлаждается, швы лопаются, образуются трещины или другие видимые дефекты.

выпускной коллектор в авто

Причиной возникновения трещин могут стать неисправности в двигателе, неправильная работа катализатора, неаккуратная езда по лужам и слякоти, неправильная мойка двигателя, агрессивная манера вождения и многое другое. Иногда частые поломки связаны с браком на производстве или желанием производителя сократить срок эксплуатации авто. Современные автоконцерны не ставят в приоритет качество своих автомобилей, часто изготавливая комплектующие из некачественного металла или допуская огрехи при сборке. Сварка коллектора необходима, если трещины достигли длины 5 сантиметров и больше, если фрагменты коллектора выгорели, сам коллектор раскололся на несколько составных частей, лопнули швы.

Причины и признаки поломки деталей

Самыми распространенными неисправностями бывают нарушение целостности патрубка или появление сквозного отверстия в коллекторе. Главный признак поломки – запах отработанных газов в салоне автомобиля. Неисправности возникают из-за негативного влияния химических веществ, которые содержатся в смесях, используемых во время гололедицы. Другой причиной является естественный износ детали под постоянным воздействием высоких температур. Прогорание компонентов выпускной системы не считается редкой поломкой.

Признаки поломкиПризнаком неисправности коллектора является неустойчивая работа на малых оборотах.

Сварка чугунного выпускного коллектора

Температурная обработка высокоуглеродистого сплава связана с определенными трудностями:

  • углерод при термическом воздействии выгорает, металл становится рыхлым;
  • у чугуна высокий коэффициент текучести;
  • при быстром охлаждении, из-за внутреннего напряжения, литье начинает трескаться, становится белесым, это говорит об изменении структуры сплава.

Сварка выпускного коллектора из чугуна под силу стажистам. Новичкам лучше не браться за реставрацию детали автомобильного двигателя, или сначала нужно потренироваться на бросовых изделиях из чугуна. До недавнего времени за ремонт чугуна сварщики не брались. Шов получался с большим содержанием окалины, в зоне разогрева металл трещал. После появления специальных медесодержащих электродов, позволяющих снижать температуру в ванне расплава до +120°С, появилась возможность создавать прочные соединения.

Горячий и полугорячий способы принципиально не различаются. Трещина наплавляется медесодержащими присадками при предварительном прогреве детали. При горячем, деталь разогревают в печи до температуры +600°С, появляется малиновый отлив. Он заметен при затенении. После этого приступают к сварке. Чтобы деталь быстро не остывала, ее периодически прогревают паяльной лампой. При полугорячем способе деталь разогревают в пределах +300°С. Получается ровный шов. Очень важно поддерживать температуру во время охлаждения. Если глубина трещины большая, ее:

  • предварительно разделают на всю глубину;
  • края рассверливают с обеих сторон;
  • кромки сглаживают под углом 30°.

Делают многослойное соединение. Каждый шов обязательно проковывается, длина проходки не более 3 см. Швы для надежности соединения делают перпендикулярно. При электродуговой сварке используют электроды марки ЦЧ-4.

Холодный способ не предусматривает предварительной подготовки. Трещина наплавляется в температурном режиме до 200°С. Для работы используют специальные электроды ОЗЧ-6, ОЗЧ-2.

Прочность на излом у холодного соединения ниже. Для ответственных соединений (когда патрубок выходного коллектора отломлен полностью) лучше брать электроды МНЧ-2. При газовой сварке полуавтоматом применяют медную присадочную проволоку.

Ремонт выпускного коллектора

Поскольку других проблем, кроме образования сквозных отверстий, не возникает, единственным способом устранения поломок считается сварка.

Если ремонт детали таким способом невозможен, ее заменяют новым элементом.

Сварка коллектора из нержавейки

Трубчатые комплектующие обычно прогорают в местах изгибов. Сложности работы с нержавейкой:

  • легированные сплавы в области рабочей зоны подвержены температурной деформации;
  • никель, хром, другие компоненты при нагреве активно окисляются, это пагубно сказывается на качестве шва.

Для устранения дефектов применяется метод аргоновой сварки. Защитная атмосфера оберегает металл от окисления, из-за обдува меньше прогревается область, граничащая с рабочей зоной. Необходимо учитывать, что теплопроводность нержавейки ниже, чем у черных низкоуглеродистых сплавов. Нужна небольшая сила рабочего тока, она подбирается экспериментально. Важно соблюдать скорость образования шва. Металл варится большими проходами, чтобы не возникало межкристаллической коррозии в области соединения. Режим работы зависит от используемого оборудования.

Возможные методы:

  • используя универсальный инвертор, для аргоновой сварки в режиме CD/АС TIG применяют тугоплавкие вольфрамовые электроды;
  • для ручной электродуговой сварки нужны жаростойкие присадки марки ММА с рутиловым покрытием;
  • для полуавтоматов выбирают проволоку по нержавейке, шов получается плотным, не требующим дополнительной обработки.

Как выполняется сварка выпускных коллекторов

В процессе эксплуатации некоторые компоненты двигателя изнашиваются. Подобная ситуация характерна для автомобилей любого года выпуска. Однако при повреждении детали не стоит спешить покупать новую. Сварка выпускного коллектора помогает отложить процедуру замены на более благоприятное время.

vypusknoj-kollektor.jpgВыпускной коллектор – часть навесного оборудования двигателя внутреннего сгорания.

Монтаж и демонтаж детали

Для снятия и установки выпускного коллектора потребуются следующие инструменты:

  • ручной или гидравлический домкрат;
  • емкость для сбора охлаждающей жидкости;
  • набор торцовых, накидных и рожковых ключей;
  • ключ-трещотка;
  • отвертки с плоской и крестовой насадками.

Монтаж деталиУстановка выпускного коллектора не является сложной задачей.

Демонтаж и установку детали выполняют так:

  1. Изучают технику безопасности при ремонте двигателей. Сбрасывают клеммы аккумулятора.
  2. Сливают охлаждающую жидкость. Для этого потребуются гаечный ключ, тазик и резиновые перчатки.
  3. Демонтируют ресивер инжектора, снимают воздушный фильтр. С помощью ключа подходящего размера удаляют болты в местах прикрепления коллектора к блоку цилиндров.
  4. При ремонте 8-клапанного мотора демонтируют впускной коллектор. В таких системах крепежные элементы являются общими.
  5. Очищают головки цилиндров от остатков прогоревшей прокладки напильником или наждачной бумагой. В некоторых случаях требуется восстановление резьбы или монтаж новых шпилек, удерживающих коллектор.
  6. Устанавливают новые уплотнители. Монтируют коллектор. При ремонте автомобиля с 8-клапанным двигателем одновременно устанавливают впускную деталь.
  7. Завинчивают болты с гайками. Подключают коллектор к патрубкам отводящей системы.
  8. Проверяют правильность выполнения монтажных работ. Плотно затягивают гайки. Очищают радиатор, заполняют его новой охлаждающей жидкостью. Подключают аккумуляторную батарею.

Холодная сварка при ремонте выпускного коллектора

Небольшие дефекты заделывают с использованием специальных клеевых составов, называемых «холодной сваркой». До нанесения смеси ремонтируемую зону необходимо обезжирить. Пользоваться клеями следует строго по инструкции. Тогда получается заплата, по физическим свойствам схожа с металлом. Такой метод удобен для устранения трещин и прогаров в труднодоступных местах. Клей – лишь временная мера устранения поломки. Под большой нагрузкой горячих отходящих из цилиндров газов латанная комплектующая долго не простоит. Клеевой состав не рассчитан на динамические нагрузки, зато отлично выносит статические. Перед приобретением клея важно изучить его характеристики.

Выпускные коллекторы

Выпускные коллекторы

Научно-производственное предприятие «Газосварочные аппараты»
+7(925)772-24-96 +7(495)772-24-96+7(495)675-82-89 г. Москва, ул. Шарикоподшипниковская, д. 4, корп. 7 (заезд с ул. Новоостаповская д. 6 Б)

Выпускные коллекторы изготавливают, в основном, из чугуна, реже — из жаростойких сталей. Поэтому чугунные коллекторы поступают к нам чаще всего. Сварка чугунных коллекторов является для наших специалистов каждодневным занятием. Сложность их ремонта обусловлена не только тем, что они чугунные (чугун плохо сваривается), а еще и тем, что нередко их материал – так называемый «горелый чугун». «Горелым» называют чугун, который в процессе эксплуатации многократно сильно нагревали и охлаждали. При этом меняется структура чугуна, он становится пористым и считается несваривающимся. При традиционных приёмах сварки чугунного коллектора такой чугун чаще всего трескается сразу, реже – через короткое время при эксплуатации. Разработанные и внедренные нами технологии, как правило, позволяют надежно сваривать и такие чугунные коллекторы.

При ремонте стальных коллекторов заваривают трещины и отверстия. При этом обеспечивается жаростойкость сварных соединений, в противном случае отремонтированный коллектор долго не прослужит. Затруднения в обеспечении жаростойкости обусловлены тем, что марка стали, из которой изготовлен коллектор, обычно неизвестна, а сварочные свойства разных сталей весьма различны. Наши инженеры-технологи надежно решили и эту проблему.

Из жаростойкой стали изготавливают и новые выпускные коллекторы (по индивидуальным заказам). На мотоциклах встречаются также и алюминиевые водоохлаждаемые коллекторы. У мотоциклов с алюминиевыми водоохлаждаемыми выпускными коллекторами может нарушаться герметичность как внутренней, так и наружной стенки рубашки охлаждения. Сложность их ремонтной сварки обусловлена, главным образом, маленьким расстоянием между стенками рубашки — менее трёх миллиметров. Необходимо восстановить герметичность поврежденной стенки, не перекрыв проход охлаждающей жидкости между стенками. Соответствующая технология нами разработана.

В основном, как чугунные коллекторы, так и стальные и алюминиевые после сварки подвергают механической обработке для обеспечения совпадения плоскостей тех поверхностей, которыми коллектор прижимают к блоку цилиндров.

Чугунный выпускной коллектор легковой автомашины с заваренной трещиной.


Заварка прогоревшей стенки.


Эксклюзивный коллектор сложной конфигурации изготовленный из жаростойкой стали.


Развалившийся на куски коллектор собран на приспособлении, которое обеспечивает правильные размеры и геометрию узла.


Заварка сквозной трещины в чугунном коллекторе. присоединительные размеры и привалочная плоскость сохранены.


Чугунный выпускной коллектор легкового автомобиля. заварка сквозной трещины.

Заварка прогоревшего участка в чугунном коллекторе.


Многоканальный коллектор.


Применение оригинальной оснастки и специальной технологии сварки обеспечило правильную геометрию присоединительных плоскостей.

Какие методы применяют


Для сварки титана можно использовать как «холодный» метод, так метод дугового флюса либо плазменно-дуговую сварку.

Но самым популярным считается метод сварки титана аргоном, то есть плавлением в изолированной аргоновой среде, который был частично описан выше. Детали крупного сечения соединяют методом электрошлаковой сварки.

Многое зависит от вида сплава. Титан марки ВТ1-ВТ5 сваривается очень хорошо, хотя не подлежит закалке. Сплавы ВТ15 — ВТ22 свариваются значительно хуже, образуя крупнозернистый шов низкой прочности, но при этом закалка может повысить его прочность. Остальные виды титановых сплавов — промежуточные.

Возможны следующие виды контактной сварки:

  • стыковая;
  • точечная;
  • роликовая;
  • конденсаторная стыковая (для труб).

При аргоновой сварке с флюсом применяется бескислородный флюс АН-11 или АН-Т2.

ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА НАГРЕТЫХ УЧАСТКОВ

Специальная подкладка для защиты корня шва

Специальная подкладка для защиты корня шва, нагретого до 250-300°С

Защитные приспособления для тавровых и угловых соединений

Защитные приспособления из нержавеющей стали для тавровых и угловых соединений

Добавить комментарий