Het uitlaatspruitstuk is verbonden met het motorblok en verzamelt de uitlaatgassen van elke cilinder en voert ze via uiteenlopende leidingen naar het uitlaatspruitstuk.
Het uitlaatspruitstuk is verbonden met het motorblok, verzamelt de uitlaatgassen van elke cilinder en leidt ze naar het uitlaatspruitstuk, met uiteenlopende leidingen. De belangrijkste vereisten hiervoor zijn het minimaliseren van de uitlaatweerstand en het vermijden van wederzijdse interferentie tussen cilinders. Wanneer de uitlaat overmatig geconcentreerd is, zal er wederzijdse interferentie zijn tussen de cilinders, dat wil zeggen, wanneer een cilinder uitstroomt, komt deze toevallig in contact met het ongereinigde uitlaatgas van andere cilinders. Dit zal de weerstand van de uitlaat verhogen, waardoor het uitgangsvermogen van de motor wordt verminderd. De oplossing is om de uitlaatgassen van elke cilinder zoveel mogelijk te scheiden, met één vertakking voor elke cilinder of één vertakking voor twee cilinders, en om elke vertakking zo lang en onafhankelijk mogelijk te maken om de wederzijdse invloed van gassen in verschillende leidingen te verminderen.
Korte introductie
Het uitlaatspruitstuk is een divergerende pijpleiding die is aangesloten op het motorblok, die de uitlaatgassen van elke cilinder concentreert en ze naar het uitlaatspruitstuk leidt. De belangrijkste vereisten hiervoor zijn het minimaliseren van de uitlaatweerstand en het voorkomen van wederzijdse interferentie tussen cilinders. Wanneer de uitlaat overmatig geconcentreerd is, zal er wederzijdse interferentie zijn tussen de cilinders, dat wil zeggen, wanneer een cilinder uitlaat, komt deze toevallig in contact met het ongereinigde uitlaatgas van andere cilinders. Dit zal de weerstand van de uitlaat verhogen, waardoor het uitgangsvermogen van de motor wordt verminderd. De oplossing is om de uitlaatgassen van elke cilinder zoveel mogelijk te scheiden, met één vertakking voor elke cilinder of één vertakking voor twee cilinders, en om elke vertakking zo lang en gevormd mogelijk te maken om de wederzijdse invloed van gassen in verschillende leidingen te verminderen. Om de uitlaatweerstand te verminderen, gebruiken sommige raceauto's roestvrijstalen buizen om uitlaatspruitstukken te vervaardigen.
Bij het bepalen van het uitlaatspruitstuk moet rekening worden gehouden met het motorvermogen, het brandstofverbruik, emissienormen, de kosten van de motor, de indeling van de voorcabine van het voertuig en de temperatuur in het veld.
De meest gebruikte uitlaatspruitstukken worden op basis van materiaal en verwerkingstechnologie onderverdeeld in twee typen: gietijzeren spruitstukken en roestvrijstalen spruitstukken
Kenmerken en vereisten van uitlaatspruitstukmaterialen
Vroege automotoren hadden een laag vermogen per gewichtseenheid, een lage brandstofverbrandingsefficiëntie en uitlaatgastemperaturen die niet hoger waren dan 500 graden. Met de verbetering van de efficiëntie van automotoren is de uitlaattemperatuur gestegen tot 600-650 graden. In de afgelopen jaren hebben ontwikkelde landen hun emissienormen voor auto's voortdurend verbeterd en de toepassing van katalytische technologie en wormwielturbo-oplaadtechnologie heeft de werktemperatuur van uitlaatspruitstukken aanzienlijk verhoogd, tot meer dan 750 graden. Naarmate de motorprestaties blijven verbeteren, zal de bedrijfstemperatuur van het uitlaatspruitstuk ook toenemen. Tegelijkertijd is de structuur van uitlaatspruitstukken complexer geworden met de vooruitgang van de motortechnologie. Bovendien vereist het werken onder cyclische wisselende temperatuuromstandigheden dat uitlaatspruitstukmaterialen niet alleen goede prestaties bij hoge temperaturen hebben, maar ook goede gietprestaties. Daarom moet het uitlaatspruitstukmateriaal de volgende kenmerken hebben.
Goede antioxidatieve werking bij hoge temperaturen
Het uitlaatspruitstuk werkt gedurende lange tijd in een cyclische afwisselende toestand bij hoge temperaturen en de antioxidatieprestaties van materialen bij hoge temperaturen hebben direct invloed op de levensduur van het uitlaatspruitstuk. Gewoon gietijzer kan uiteraard niet aan de vereisten voldoen en er moeten legeringselementen aan het materiaal worden toegevoegd om de oxidatiebestendigheid bij hoge temperaturen te verbeteren.
Stabiele microstructuur
Binnen het bereik van kamertemperatuur tot bedrijfstemperatuur moet het materiaal faseovergangen zoveel mogelijk minimaliseren of vermijden. Omdat faseovergangen volumeveranderingen kunnen veroorzaken, wat resulteert in interne spanning of vervorming, wat de prestaties en levensduur van het product beïnvloedt. Daarom is het het beste dat het matrixmateriaal een stabiele ferriet- of austenietstructuur heeft. De faalmodus van gietijzeren onderdelen die werken onder hoge temperatuuromstandigheden manifesteert zich voornamelijk als corrosie onder hoge temperatuuromstandigheden. Na de oxidatie van de samenstellende fasen in de structuur (zoals grafietkoolstof) is het volume van het oxide groter dan het oorspronkelijke volume, wat onomkeerbare uitzetting van het gietstuk veroorzaakt.
Vergeleken met de drie grafietvormen vlok, worm en bal, heeft het gietijzer met bolvormig grafiet de beste hogetemperatuurbestendigheid. De reden hiervoor is dat tijdens het stollingsproces van gietijzer vlokgrafiet groeit als de leidende fase. Aan het einde van de eutectische stolling vormt het grafiet in elke eutectische cluster een continue vertakte driedimensionale toestand. Bij hoge temperaturen, wanneer zuurstof het binnenste van het metaal binnendringt, vormt het grafiet een microkanaal na oxidatie, waardoor het oxidatieproces wordt versneld. Wanneer bolvormig grafiet nucleëert, groeit het tot een bepaalde grootte en wordt het omgeven door de matrix als een geïsoleerde bal. Nadat de grafietbal is geoxideerd, wordt er geen kanaal gevormd, wat het verdere oxidatieproces verzwakt. Daarom is de hogetemperatuuroxidatiebestendigheid van nodulair gietijzer beter dan andere vormen van grafiet, en de invloed van geoxideerde poriën op de hogetemperatuursterkte van gietijzer is kleiner dan die van andere vormen van grafiet. Kruipgrafiet zit tussen de twee in.
Kleine thermische uitzettingscoëfficiënt
Een kleine thermische uitzettingscoëfficiënt is gunstig voor het verminderen van thermische spanning en vervorming van het uitlaatspruitstuk en verbetert de prestaties en levensduur van het product.
Uitstekende sterkte bij hoge temperaturen
Moet voldoen aan de noodzakelijke sterkte-eisen voor het product bij gebruik bij hoge temperaturen.
Goede procesprestaties en lage kosten
Er zijn veel soorten hittebestendige en hittebestendige metalen materialen. Vanwege de complexe vorm van uitlaatspruitstukken moeten de materialen die voor de productie ervan worden gebruikt, echter goed verwerkbaar zijn. Bovendien moeten de kosten voldoen aan de eisen van massaproductie in de auto-industrie.