منیفولد دود چیست؟ علائم خرابی منیفولد هوا

بازدیدها: 95

منیفولد دود چیست؟

منیفولد دود خودرو نقش مهمی در سیستم اگزوز (exhaust system) کامیون و ماشین دارد. منیفولد دود یا منیفولد هوا به هر یک از مجرای خروجی در سرسیلندر موتور (engine’s cylinder head) متصل می شود و گازهای داغ را به سمت لوله اگزوز هدایت می کند.

واشرهای منیفولد دود (manifold gaskets) مانع ورود گازهای سمی موجود در دود به درون وسایل نقلیه و همچنین آسیب به سرنشینان خودرو می شود.

واضح است که یک منیفولد دود که به خوبی عمل می کند به عنوان یک عنصر بسیار مهم در عملکرد خودرو به شمار می رود.

منیفولد دود که گاها منیفولد بنزین هم نامیده می شود اولین قسمت از سیستم اگزوز در خودرو می باشد که مستقیما به بلوک موتور یا سیلندر (engine block) پیچ و مهره شود.

آشنایی با کاتالیزور خودرو

منیفولد گازهای خروجی را از تمامی سیلندرها به سمت مبدل کاتالیزر (catalytic converter) خودرو هدایت می کند. یک منیفولد جداگانه برای هر بانک سیلندر (cylinder bank) در موتورهای نوع V وجود دارد.

نشت در منیفولد بنزین یا واشر آن منجر به گریز گازهای خروجی می شوند که می تواند سلامتی سرنشینان را در معرض خطر قرار دهد و همچنین می تواند منجر به خوانش نادرست سنسور اکسیژن (oxygen sensor) و راه اندازی چراغ چک خودرو (check engine light) شود. سوراخ های بزرگتر در منیفولد باعث تولید صدای بلند در اگزوز می شوند.

دو منیفولد هوا در موتور V شکل متوسط وجود دارد که به موتور متصل شده اند. یکی از آنها برای بانک سیلندر اول و دیگری برای بانک سیلندر دوم به کار گرفته می  شود.

فقط یک منیفولد دود در بیشتر موتورهای خطی (inline engines) وجود دارد. معمولا، فقط یک منیفولد دود در موتورهای دورانی (Rotary engines) وجود دارد، اگرچه در مدل های توربوشارژ “داون­پایپ” (down pipe) در قسمت داغ توربو وجود دارند.

طبیعتا استثنائاتی نیز در همه قوانین وجود دارد، اما این گونه استثنائات در دنیای واقعی به ندرت دیده می شوند. منیفولدهای هوا از چدن یا فولاد لوله  ای جوشی (welded tubular steel) ساخته می  شوند.

منیفولدهای دود چدنی

منیفولدهای دود چدنی بسیار بادوام هستند و هزینه ساخت آنها پایین است. به همین دلیل است که در طراحی ماشین ها و کامیون ها از جنس چدن برای ساخت استفاده می کنند.

منیفولدهای دود در اتومبیل های مدرن اغلب به گونه ای طراحی می شوند که فضای کمتری را اشغال کنند و دوام بیشتری داشته باشند. حداکثرسازی توان اسب بخار یکی از عواملی است که در این منیفولدها در نظر گرفته نشد.

هنگامی که عواملی مانند افزایش توان اسب بخار و گشتاور برای خریدار خودرو مهم هستند، منیفولدهای دود چدنی اغلب با مدل فولادی جایگزین می شوند.

منیفولد دود چدنی بسیار سنگین هستند و به همین دلیل در مقابل گرما و به مرور زمان شکننده می شوند. اگر این منیفولدها ترک بردارند، چراغ چک خودرو روشن می شود و به احتمال زیاد خودرو دچار مشکل می شود.

همچنین، تمامی دودهای سمی اگزوز می توانند از محدوده منیفولد گریز کنند و به داخل خودرو راه پیدا کنند. این اتفاق همچنین در صورت ترکیدن واشرهای منیفولد دود یا شکستن ستون های نصب نیز رخ خواهد داد.

منیفولدهای دود فولادی لوله ای

منیفولدهای دود فولادی لوله ای به دلیل داشتن جریان بهتر اغلب در برنامه های کاربردی عملکردگرا (performance-oriented applications) مانند اتومبیل های کورسی اسپرت به کار گرفته می شوند، اما تولیدکنندگان اندکی در زمینه خودرو مانند جیپ تمایل به استفاده از منیفولدهای لوله ای در مدل های غیر کورسی دارند.

این نوع از منیفولد دود می تواند از فولاد ملایم و یا استیل ضد زنگ بسته به نظر تولید کننده خودرو نیز ساخته شود. همانطور که متصور می ­شوید، فولاد ملایم برای تولید هزینه کمتری را به خود اختصاص می دهد، اما عمر و دوام آن به اندازه یک منیفولد دود ساخته شده از فولاد ضد زنگ نخواهد بود.

لوله فولادی که در ساخت منیفولدها به کار گرفته می شود به کلاهک سر سیلندر (cylinder head flange) در تمام نقاطی که لوله از آن عبور می کند، جوش داده می شود.

بسیاری از منیفولدهای دود لوله ای به صورت لوله های فلکس ساخته شده اند و این امکان را فراهم می آورد که نواحی مختلف منیفولد بتوانند در صورت تغییر دما به طور مستقل انعطاف داشته باشند. متأسفانه، منیفولدهای فولادی لوله ای نیز مانند منیفولدهای دود چدنی ترک می ­خورند.

نحوه عملکرد منیفولد دود

منیفولد بنزین در وسیله نقلیه به طور مستقیم به سیلندرهایی وصل می شود که در آن قبل از احتراق گاز توسط شمع موتور، گاز و اکسیژن با هم ترکیب می شوند.

هنگامی که عمل سوخت انجام می شود، شیر سیلندر باز می شود که این عمل باعث گریز گازهای مضر و انتشار آن ها به داخل منیفولد می شود.

فشار داخل سیلندر به گونه ای طراحی شده است که می تواند تمامی گازها را بیرون بکشد، اما منیفولد نیز مسئول بیرون کشیدن گازها از سیلندر نیز می باشد.

این عمل گازروبی (scavenging) نامیده می شود. برخی از منیفولدهای دود نیز طوری طراحی شده اند که گرمای گاز را تغلیظ کنند، به طوری که هر سوختی که ممکن است بعد از احتراق باقی مانده باشد را بسوزاند.

بیشتر منیفولدهای اگزوز مجهز به سنسور اکسیژن هستند که در نزدیکی خروجی آنها قرار گرفته است. میزان اکسیژن موجود در گازهای اگزوز توسط این سنسور کنترل می شود و سپس اطلاعات را به کامپیوتر موتور خودرو ارسال می شود که در همان جا ترکیب سوخت/هوا در هر سیلندر شکل می گیرد.

سنسور اکسیژن هنگامی کار می کند که گازهای جمع آوری شده توسط منیفولد بنزین به مابقی سیستم اگزوز منتقل می شوند، در آن جا گازها از طریق مبدل کاتالیزر رها می شوند و قبل از خروج از نوک اگزوز در صدا خفه  ­کن اگزوز گرفتار می شوند.

به همان اندازه که یک منیفولد نیاز به گازروبی دارد، گاز نیز به آن نیاز خواهد داشت که به عنوان یک قیف برای تغلیظ عمل می کند و سپس از فشار اگزوز برای بیرون راندن گازها از سیستم استفاده می کند.

در بعضی از وسایل نقلیه، چند راهه اگزوز به جای منیفولد سنتی مورد استفاده قرار می گیرد. این مسئله در خودروهایی که دارای عملکرد بالایی هستند صحت دارد، در این خودروها افزایش توان اسب بخار نسبت به اثربخشی مطلق ارجح تر است.

این چند راهه ها به گونه ای طراحی شده اند که محدودیت کمتری را در مقابل جریان گاز ایجاد می کنند، بنابراین آنها می توانند با سرعت بیشتری گاز را از طریق گازروبی با اثر بخشی بی نهایت دفع کنند.

اگرچه به طراحی آن ها بستگی دارد، اما آن ها می توانند هنگامی که سرعت موتور پایین تر است بر گشتاور تاثیر بگذارند. شما می توانند یک منیفولد دود را با یک چندراهه جایگزین کنید، اما بعید است که تاثیرات منفی بر کارکرد موتور شما نداشته باشد.

علائم خرابی منیفولد دود

منیفولدهای دود به دلیل گرمای شدید دچار انبساط و انقباض قابل توجهی می شوند، آنها در طول زمان گرم و سرد می شود و همین امر منجر به ترک و نشت منیفولد دود خواهد شد.

• شنیدن صدای بلند از موتور خودرو
• افت عملکرد موتور خودرو
• کارکرد ضعیف سوخت.
• روشن شدن چراغ موتور – مربوط به سیستم آلایندگی.
• گازهای سمی که از موتور خودرو خارج می شوند.

ذکر این نکته حائز اهمیت است که گازهای سمی یک موضوع نگران کننده برای سلامتی و ایمنی شما به شمار می روند.

گازهای خروجی که از موتور ماشین گریز می کنند نیز می توانند به عنوان یک خطر آتش سوزی در نظر گرفته شوند زیرا منجر به ذوب شدن اجزای پلاستیکی در موتور می شوند.

عوامل ترک برداشتن منیفولد هوا

اغلب یک یا چند عامل منجر به شکستن یا ترک برداشتن منیفولد بنزین می شود: اولین مورد چرخه گرما و گذر زمان است. با گذشت زمان، منیفولدها نمی توانند (به صورت واقعی یا مجازی) در مقابل گرما مقاومت داشته باشند و به مرور زمان ترک ها در آنها ایجاد می شوند.

ترک ها بعد از مدتی به سوراخ های کوچکی تبدیل می شوند و از آن به بعد وضعیت بدتر خواهد شد. عامل دوم که در شکستن منیفولدهای هوا بسیار شایع است، آویزهای شکسته سیستم خروجی دود است.

سیستم خروجی دود کلی با این آویزها نگه داشته می شود. در صورت شکستن این آویزها و یا پارگی و جدا شدن آویزهای حلقه پلاستیکی اگزوز، تمامی وزن باید توسط منیفولد دود تحمل شود. متاسفانه، منیفولدها برای تحمل چنین وزنی ساخته نشده اند. در صورتیکه وزن زیادی برآن ها تحمیل شود، به سرعت دچار شکستگی عمیقی خواهند شد.

علائمی که نشان دهنده یک منیفولد دود ترک خورده می باشد شامل موارد ذیل است:

• ترک های مشهود
• صداهای بسیار بلندی که از اگزوز شنیده می شوند.
• کاهش اثربخشی و کارایی سوخت
• استشمام بوی سوختگی از موتور (ممکن است بوی سوختگی از داخل خودرو نیز استشمام شود)

در برخی ایالتهای امریکا از جمله کالیفرنیا، ورمونت و ماساچوست که آلاینده ها در آن مورد بازرسی قرار می گیرند، یک منیفولد بنزین ترک خورده سریعا مردود و باعث متوقف شدن خودرو خواهد شد.

در صورت وجود یک سوراخ در سیستم اگزوز، خوانش سنسور اکسیژن متوقف می شود و همین امر منجر به کاهش اثربخشی در خودرو خواهد شد.

این نقص ممکن است باعث هدر رفت حدود یک گالن بنزین تنها در طی چند مایل شود و همچنین به دلیل ایجاد آلودگی صوتی برای همسایگان مزاحمت ایجاد شود.