Удержание теплоты.

Понятно, что характеристика турбины в некоторой степени опре­деляется температурой отработанных газов. Тогда будет разумным при­ложить некоторые усилия к передаче выхлопных газов из камеры сгорания к турбине с наименьшей возможной потерей температуры. Это совершенно понятно, хотя неоходимо рассматривать прочность ма­териалов при повышенных температурах и должен быть реализован какой либо способ охлаждения. Удельная теплопроводность материала характеризует способность этого материала проводить тепло. Так как наша цель - удержать теплоту внутри коллектора, нужно стараться ис­пользовать материалы с наименьшей теплопроводностью.

Выбор материала.

Нержавеющая сталь. Этот материал предоставляет нам интерес­ную комбинацию свойств. В первую очередь это низкая удельная теп­лопроводность. Нержавеющая сталь - превосходный выбор. Она легко сваривается, трещиностойкая и с ней относительно легко работать. Все нержавеющие материалы имеют очень высокий коэффициент тепло­вого расширения; таким образом, конструкция, компоновка и толщина коллектора из нержавеющей стали должны быть продуманы с учетом этой особенности материала. Например, нержавеющий фланец с точно просверленными отверстиями для болтов крепления диаметром 8 мм, прикрученный к головке блока, срежет половину болтов при первом же прогреве двигателя. Поэтому под болты необходимы отверстия боль­шего диаметра, чем обычно. Нержавеющая сталь имеет высокую коррозионную стойкость. Из-за этого и ее низкой теплопередачи она заслуживает серьезного рассмотрения в качестве материала для эффек­тивных выпускных коллекторов.

Чугун. Сплавы железа дают конструктору простор в действиях. При грамотном подходе из них могут быть отлиты весьма сложные формы.

Пределы совершенства зависят от способностей модельщиков. Ли­тейный процесс - единственный жизнеспособный способ изготовления выпускных коллекторов самых разнообразных форм. Опытный и вдум­чивый конструктор мол-сет воспользоваться этими преимуществами ма­териала, чтобы разработать коллектор отличающийся низкой площадью поверхности, тонкостенный, с плавными формами и посто­янным проходным сечением.

Существует множество марок чугуна, но возможно наиболее по­лезный для конструирования выпускного коллектора сплав, названный "пластичное железо" . «Пластичное железо» имеет характеристики хо­рошей трещиностойкости и стабильности формы при высокой темпе­ратуре, хорошую обрабатываемость на станке, и при этом относительно высокою прочность.

Литые коллекторы остаются территорией крупных производите­лей из-за сложностей при создании необходимых моделей и оснастки.

Обычная нелегированная сталь. Хотя обычная сталь не имеет ни­каких особенных свойств, которые делали бы ее идеальным выбором в качестве материала выпускного коллектора, она действительно хорошо подходит для этого. Этот материал недорог, легок в обработке и сварке, и доступен в широком ассортименте размеров и форм. Возможно его наихудшее качество - низкая коррозионная стойкость. Его можно значительно улучшить хромированием. Применяйте хромирование про­мышленного качества, которое является во много раз более толстым, чем декоративный хром. Возможно, лучше, чем хром некоторые из совре­менных керамических покрытий.

Алюминий. Из-за низкой высокотемпературной прочности алю­миния и высокого коэффициента теплопроводности, исключите его из списка материалов для автомобильного выпускного коллектора. В не­которых конструкциях лодочных моторов алюминиевый выхлопной коллектор с водяной рубашкой охлаждения становится идеальным вы­бором.

Тепловые Характеристики.

Толщина стенок выбранного материала будет существенно вли­ять на теплопередачу, при этом, чем толще материал, тем быстрее тепло переместится сквозь него. На первый взгляд это противоречит логике, но если рассмотреть, как быстро теплота была бы отведена из бесконе­чно толстого алюминиевого коллектора с высокой теплопроводностью, и из наоборот очень гонкого коллектора из нержавеющей стали окру­женного хорошим изолятором, таким как воздух, станет понятно, что скорость теплопередачи прямо пропорциональна площади поверхно­сти. Поэтому разумно приложить усилия для минимизации площади открытой поверхности выпускного коллектора. Ясно, чем меньше пло­щадь поверхности, тем меньшее теплоотдача. Сокращение количества окружающего воздуха, обтекающего выпускной коллектор и турбонагнетатель понизит теплоотдачу от системы. Вообще не выполнимо не­ посредственно обернуть выпускной коллектор теплоизолирующим материалом, поскольку материал коллектора сам перегреется до разру­шения конструкции.

Также на теплопередачу из выпускного коллектора влияет рас­пределение температуры внутри коллектора. Мест сильного нагрева внутри коллектора нужно избегать, потому что они являются участками повышенной теплопередачи. Такие участки образуются в местах пере­сечений труб или из-за прохождения большого числа выхлопных им­пульсов через один участок коллектора. Имейте в виду, что перепад температур между внутренней и наружной поверхностями коллектора - сила, которая переносит тепло сквозь стенки коллектора.

Реверс потока.

Обратный ход потока отработанного газа назад в камеру сгорания в течение перекрытия клапанов назван реверсом. Создание аэродина­мического барьера, который понижает противоток, но в то же время не препятствует выходу отработанных газов, может улучшить характери­стики.