Металлорукава системы выпуска автомобиля

Металлорукав: гибкость и долговечность автомобильной выхлопной системы

В выхлопных системах многих транспортных средств используются специальные детали для компенсации вибраций и смещений — металлорукава или гофры. Все об этих изделиях, их существующих типах, особенностях конструкции и применяемости, а также о правильном выборе и замене металлорукавов читайте в статье.

Что такое металлорукав?

Металлорукав (гофра, сильфон, компенсатор, гибкая вставка) — элемент системы выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания; металлический гибкий трубопровод, обеспечивающий гибкое, но герметичное соединение элементов системы с целью компенсации их взаимных смещений и деформаций.

На автомобилях, тракторах и иной технике система выпуска отработавших газов прокладывается под рамой либо кузовом и имеет значительную протяженность. В процессе эксплуатации транспортного средства возникают вибрации двигателя и деформации кузова/рамы — это может приводить к деформациям, смещениям, чрезмерным вибрациям деталей выхлопной системы и, как следствие, к их разнообразным повреждениям. Поэтому в систему часто вводятся специальные элементы компенсации вибраций и взаимных смещений — металлорукава или сильфоны.

Металлорукава имеют несколько основных функций:

• Компенсация вибраций (виброразвязка), деформаций и смещений, возникающих между отдельными элементами системы выпуска отработавших газов в процессе эксплуатации транспортного средства;
• Обеспечение герметичности системы выпуска отработавших газов независимо от возникающих вибраций и деформаций;
• Возможность внесения изменений в выхлопную систему или ее ремонта без значительного вмешательства в ее конструкцию.

Сегодня металлорукавами оснащается большинство транспортных средств — как грузовых автомобилей и тяжелой техники, так и новых легковых авто различных классов. Эти детали всегда работают в экстремальных условиях, поэтому довольно быстро они выходят из строя и требуют замены. Чтобы сделать верный выбор новой гофры, нужно разобраться в существующих типах и особенностях данных компонентов.

Типы и применяемость металлорукавов

На транспортных средствах, тракторах и иной технике используется два типа гибких деталей систем выпуска отработавших газов:

• Витые металлорукава;
• Сильфоны (сильфонные компенсаторы, гофры).

О различиях и особенностях этих компонентов подробно рассказано ниже.

По конструкции данные детали делятся на две группы:

• Прямые — простой рукав без отводов, обеспечивающий линейное соединение деталей выхлопной системы;
• Y-образные (с тройниками) — рукава сложной формы с двумя входными и одним выходным патрубками, обеспечивающий соединение сразу трех элементов.

Также рукава отличаются способами монтажа:

• Приваркой — металлорукава оканчиваются металлическими стаканами, которые просто привариваются к другим деталям выхлопной системы;
• Приварными фланцами — рукава оканчиваются приваренными к ним фланцами, которые с помощью болтов соединяются с ответными фланцами на других деталях системы;
• Накидными фланцами — рукава оканчиваются стаканами с буртом, в который упираются подвижные фланцы, монтаж осуществляется с помощью болтов с ответными фланцами на других деталях системы;
• Комбинированный монтаж — рукав с разных сторон оканчивается стаканами под приварку или фланцами того или иного типа.

Все металлорукава/сильфоны, независимо от их конструкции и типа, могут монтироваться в различных точках системы выпуска отработавших газов:

• Между выпускным коллектором и приемной трубой выхлопной системы (данный участок наиболее горячий, но при монтаже гибкого элемента здесь обеспечивается наилучшая виброразвязка);
• Между приемной трубой и глушителем/резонатором (данный способ используется при короткой приемной трубе);
• Между катализатором и глушителем/резонатором (данный способ используется в автомобилях с двигателями Евро-3 и выше, также может дополнительно использоваться металлорукав в одной из двух указанных выше точках).

На одном автомобиле может использоваться от одного до трех и более металлорукавов, их количество зависит от типа и параметров конкретной выхлопной системы.

Конструкция и особенности витых металлорукавов

Металлорукав — гибкий трубопровод, изготовленный по технологии спиральной навивки стальной ленты с вальцовкой соседних витков. Краям ленты придается специальный профиль, который, с одной стороны, обеспечивает гибкость соединения, а с другой — достаточную герметичность. Дополнительно металлорукав может иметь наружную металлическую оплетку, которая повышает прочность и герметичность детали.

Изделия данного типа изготавливаются длиной от 30 см до 2 м и более и диаметром 30-400 мм, они делятся на несколько видов по материалу изготовления и сечению.

По материалу изготовления металлорукава бывают:

• Из оцинкованной стали;
• Из нержавеющей стали.

Изделия из оцинкованной стали имеют меньшую стоимость, однако рукава из нержавеющей стали имеют гораздо более высокую устойчивость к негативным воздействиям выхлопных газов и обладают длительным сроком службы.

По сечению рукава бывают:

В первом случае металлорукав имеет простое круглое сечение, во втором — многоугольное с большим числом граней. Граненые рукава имеют более высокую прочность и устойчивость к деформациям.

Металлорукава наиболее часто применяются на грузовом транспорте, а также в различных мобильных и стационарных установках, где трубопроводы имеют значительную протяженность и большой диаметр.

Конструкция и особенности сильфонов

Сильфон — цельная стальная труба с высоким гофром по всей длине или только на ее части. Сильфон, в отличие от металлорукава, совершенно герметичен, однако обладает меньшей гибкостью.

Сильфоны делятся на два типа:

Однослойные сильфоны — это обычная трубка с гофрированием, двухслойные сильфоны — это два вложенных друг в друга сильфона (внутренняя и наружная части плотно прилегают друг к другу) для повышения прочности изделия.

При этом однослойные и двухслойные компенсаторы могут иметь различную конструкцию:

• Сильфоны без дополнительных оплеток;
• Сильфоны с наружной оплеткой;
• Сильфоны с внутренней и наружной оплетками;
• Сильфоны с наружной оплеткой и внутренним металлорукавом.

Оплетка выполняется тонкими стальными (обычно из нержавеющей стали) лентами, сплетаемыми в определенном порядке (они образуют характерный ромбовидный рисунок). Наружная оплетка обеспечивает дополнительную защиту сильфона от негативных воздействий окружающей среды — воды, грязи, камней и различных предметов. Внутренняя оплетка или металлорукав служат как для защиты, так и для устранения завихрений газов (турбулентности), проходящих по гофрированной части сильфона.

Сильфоны выпускаются длиной 100-400 мм с условным проходом (внутренним диаметром) в пределах 60-125 мм, для легковых автомобилей — относительно короткие (до 150 мм), для грузовых — более длинные (до 400 мм).

Сильфонные компенсаторы должны соответствовать ГОСТ Р 50618-93 и некоторым ТУ, однако изделия с оплетками чаще всего не стандартизированы и изготавливаются предприятиями по собственным стандартам.

Вопросы верного выбора и монтажа металлорукавов

Металлорукава и гофры работают в сложных условиях, под действием механических нагрузок и высоких температур в этих изделиях возникают изломы и прогары, что приводит к потере герметичности выхлопной системы. Такой рукав должен быть заменен в сборе.

На замену следует выбирать изделие той же длины и внутреннего диаметра (условного прохода), что было установлено на автомобиле ранее. Желательно выбирать и тот же тип изделия, что использовался ранее — витой металлорукав или цельный сильфон. Дело в том, что в выхлопных системах разных автомобилей, а также и в разных точках одной системы, наблюдаются неодинаковые давления, и там, где работал сильфон, металлорукав может не обеспечить необходимой герметичности.

Что касается исполнения компенсатора — с оплетками или без, то это не имеет принципиального значения. Рукава с оплетками лучше защищены и долговечнее, однако и цена их, как правило, более высокая, поэтому здесь следует исходить из заложенного на ремонт автомобиля бюджета. Однако в ряде случаев, особенно на легковых автомобилях, применение сильфона с внутренней оплеткой или металлорукавом позволяет улучшить качество работы системы выпуска отработавших газов.

Замена компенсатора должна выполняться в соответствии с типом его крепежа. Изделия под приварку требуют сначала демонтажа старой детали с помощью болгарки или газовой горелки, а затем выполнения обычной сварки с обеих сторон по всему периметру. Изделия с фланцами монтируются с помощью болтов через дополнительные уплотнители из термоустойчивых материалов. Витые металлорукава большой длины рекомендуется дополнительно укреплять ребрами жесткости в виде специальных бандажей.

При верном выборе и замене компенсатора выхлопная система получит необходимую развязку от двигателя, и будет надежно работать в любых условиях.

Источник статьи: http://www.autoars.ru/articles/?id=154

Металлорукав: герметичность и надежность выхлопной системы

В выхлопных системах многих автомобилей, особенно грузовых, отдельные трубы и глушители соединяются металлорукавами и сильфонными компенсаторами. О том, что такое металлорукав и для чего он нужен, какие типы металлорукавов существует, как правильно производить их установку и замену — читайте в статье.

Назначение металлорукавов и компенсаторов в автомобиле

Выхлопная система любого современного автомобиля состоит из нескольких труб, глушителей и других компонентов, общая длина которых может достигать нескольких метров. Такая большая протяженность системы создает ряд проблем с монтажом ее компонентов и с последующей эксплуатацией. Дело в том, что двигатель и другие детали установлены на раме или кузове не жестко, они во время движения автомобиля свершают колебательные движения и смещаются относительно некоторой нулевой отметки. Вслед за двигателем смещаются соединенные с ним трубы и другие компоненты выхлопной системы, что создает постоянные деформирующие нагрузки и за счет вибраций повышает уровень шума.

Наиболее остро данная проблема встает перед грузовыми автомобилями — их двигатели имеют большие размеры и массу, поэтому амплитуда их колебаний может достигать нескольких сантиметров. При жесткой установке выхлопной трубы она будет сразу же деформирована или вовсе разрушена.

Избежать этих проблем можно двумя основными путями — использовать специальную подвеску выхлопной системы или включать между двигателем и трубами выхлопной системы особые гибкие вставки, способные изменять свою длину и без негативных последствий смещаться относительно своей оси. Первый путь сложен и требует значительных затрат, поэтому сегодня используется второй способ.

В качестве гибких вставок используются металлорукава и сильфонные компенсаторы. Эти компоненты, интегрированные в выхлопную систему, развязывают двигатель и жестко закрепленные на раме трубы, обеспечивая возможность их колебаний независимо друг от друга, и сохраняя при этом полную работоспособность системы. Данные вставки предотвращают передачу вибраций от двигателя, что снижает шум и продлевает ресурс выхлопной системы.

Металлорукава и компенсаторы сегодня применяются на всех современных легковых и грузовых автомобилях, однако для разных транспортных средств используются свои компоненты с определенными характеристиками.

Типы металлорукавов и компенсаторов, их особенности и характеристики

В настоящее время используется два типа гибких компонентов для развязки двигателя и выхлопных систем:

• Сильфонные компенсаторы (также известные, как гофры глушителя, гофроэлементы или просто компенсаторы вибраций);
• Металлорукава.

Отличия между этими компонентами заключаются в их конструкции, принципе работы, габаритах и характеристиках.

Сильфонные компенсаторы. В основе компенсатора лежит сильфон — гофрированная стальная трубка, которая за счет гофра большой высоты и особого профиля может в некоторых пределах изменять свою длину, а также смещаться относительно своей оси. Гофр сильфона может быть кольцевым или спиральным, в автомобилях наиболее часто используются кольцевые сильфоны. При этом важно отметить, что сильфон, несмотря на наличие гофра, обладает довольно высокой жесткостью, поэтому его длина под нагрузкой изменяется на малую величину — буквально несколько миллиметров.

Существует как минимум четыре типа сильфонных компенсаторов, которые отличаются по конструкции и используемым материалам:

• Компенсатор без оплетки и других компонентов — просто трубка-сильфон с гофрированным участком;
• Компенсатор с сильфоном и одной внешней оплеткой;
• Компенсатор с сильфоном и двумя оплетками — внешней и внутренней;
• Компенсатор с сильфоном, одной внешней оплеткой и внутренним металлорукавом.

В автомобилях сегодня чаще применяются компенсаторы с оплеткой (внешней и внутренней), которая защищает сильфон от негативных воздействий окружающей среды, выхлопных газов, масла и т.д.

Сильфон обычно изготавливается из нержавеющей стали, при этом он может однослойным, двухслойным или многослойный. Наибольшее распространение получили двухслойные сильфоны, которые обладают повышенной прочностью и надежностью. Оплетка сплетается из тонких стальных полос, устойчивых к коррозии. Плетение может быть различным, но в любом случае оно обеспечивает гибкость и эластичность оплетки.

Компенсаторы могут иметь три типа крепления к трубам выхлопной системы:

• С помощью фланцев на болтах;
• С помощью гильз на сварке;
• Комбинированное, с помощью фланца на одном конце и гильзы на другом.

По назначению сильфонные компенсаторы бывают:

• Для легковых автомобилей — обычно они короткие (порядка 10-15 см) и имеют небольшой диаметр, представляют собой просто трубку без каких-либо ответвлений и дополнительных элементов;
• Для грузовых автомобилей — они имеют относительно большую длину (до 30-40 см), при этом зачастую комплектуются тройниками для соединения сразу с двумя трубами.

В настоящее время сильфонные компенсаторы очень распространены, они используются на большинстве новых легковых автомобилей (в том числе и отечественного производства), а также на многих грузовиках. Но применение компенсаторов не всегда возможно, и в этом случае на помощь приходят металлорукава.

Металлорукава. Это более простое и доступное решение, чем компенсатор, которое чаще всего используется в грузовых автомобилях. Металлорукав — это гибкий трубопровод, изготавливаемый из металлической ленты методом вальцовки. При сворачивании ленты в спираль соседние витки вальцуются, в результате чего образуется гибкий и герметичный трубопровод. Гибкость одновременно с герметичностью достигается вальцовкой витков за счет придания лентам особого профиля.

Металлорукава выпускаются относительно большой длины (от 0,3 до 2 метров) и различного диаметра (от 30 до 400 мм), что позволяет их использовать на самых разных автомобилях — от коммерческих грузовиков типа «ГАЗель», до БелАЗов. Металлорукава производятся из оцинкованной или нержавеющей стали, первый вариант более дешев и доступен, однако трубопроводы из нержавейки более устойчивы к негативным воздействиям и долговечны.

Обычно металлорукава имеют простейшее исполнение — это просто гибкая труба без дополнительных компонентов. Для монтажа такого рукава необходимо использование фланцев или стаканов (зависит от конструкции выхлопной системы конкретного автомобиля), причем данные компоненты приобретаются отдельно.

Некоторое распространение получили металлорукава в металлической оплетке, однако они более дороги и использование их в автомобиле не всегда оправдано. Поэтому в металлорукава в оплетке применяются нечасто и имеют небольшую длину.

Место компенсаторов и металлорукавов в выхлопной системе

Металлорукава и компенсаторы имеют одинаковое назначение и занимают примерно одно место в выхлопной системе. Традиционно гибкие компоненты ставятся в одном из трех точек выхлопной системы:

• На участке между выпускным коллектором и трубой глушителя (причем здесь возможны различные варианты);
• На участке между приемной трубой и глушителем (либо резонатором);
• В автомобилях Евро-3 и выше — между катализатором и глушителем.

Сильфонные компенсаторы имеют небольшую длину, поэтому они служат лишь связующей деталью между компонентами выхлопной системы. Металлорукава имеют большую длину, поэтому они могут дополнять или полностью заменять собой детали выхлопной системы, обычно рукав занимает место приемной трубы.

Установка и замена металлорукавов

Сильфонные компенсаторы и металлорукава подвергаются действию горячих и химически активных выхлопных газов, поэтому с течением времени они теряют свои характеристики и могут даже прогореть. В этом случае компенсатор или рукав полностью заменяется. При этом следует соблюдать одно главное правило: новый компенсатор или рукав должны иметь ту же длину и внутренний диаметр, что и ранее установленные. Это имеет первостепенное значение, так как любые изменения длины или диаметра труб может значительно ухудшить работу выхлопной системы.

То же правило должно соблюдаться и при модернизации выхлопной системы, которая предусматривает вставку компенсатора или металлорукава. Но в этом случае лучшим решением станет обращение к профессионалам, которые проведут грамотный расчет и монтаж новой системы.

При правильной замене сильфонного компенсатора или металлорукава выхлопная система автомобиля снова начнет нормально выполнять свои функции.

Другие статьи

Грузовые автомобили «Урал» оснащаются системами регулирования давления воздуха в шинах, в которых применяются гибкие трубопроводы — шланги. О том, что такое шланги системы накачки шин, каких типов они бывают и как они устроены, а также об их выборе, замене и обслуживании читайте в данном материале.

В современных транспортных средствах предусмотрена вспомогательная система, обеспечивающая комфортное движение при осадках — стеклоочиститель. Привод данной системы осуществляется мотором-редуктором. Все об этом агрегате, его конструктивных особенностях, выборе, ремонте и замене — читайте в статье.

Современные транспортные средства оснащаются светосигнальными приборами, установленными в передней и задней части. Формирование светового пучка и его окрашивание в фонарях обеспечивается рассеивателями — все об этих деталях, их типах, конструкции, выборе и правильной замене читайте в данной статье.

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.

Источник статьи: http://www.autoopt.ru/articles/products/8146603