منیفولد دود چیست؟ علائم خرابی و تعویض منیفولد هوا
منیفولدهای اگزوز (Exhaust manifolds یا به‌طور عامیانه: منیفولد دود)، گازهای خروجی اگزوز را از موتور به لولۀ اگزوز و سپس خارج از خودرو منتقل می‌کنند. بدین‌ترتیب آن‌ها به بخشی جدایی‌ناپذیر از سیستم اگزوز خودروها تبدیل شده‌اند که برای ایمنی سرنشینان، بسیار حیاتی هستند. موتورهای کوچک‌تر با دو، سه یا چهار سیلندر معمولاً فقط یک منیفولد دارند، در حالی که موتورهای بزرگ‌تر با آرایش V (مانند V6, V8, V12) دارای دو منیفولد هستند. منیفولدهای اگزوز برای عملکرد موتور خودرو ضروری هستند؛ زیرا به خروج مواد زائد (گازهای خروجی) از موتور کمک می‌کنند تا موتور بتواند هوای بیشتری را برای احتراق مکش کند. علاوه‌براین، منیفولدهای اگزوز با انتقال گازهای سمّی از محفظه احتراق به لولۀ اگزوز، آن‌ها را به‌طور ایمن در خارج از خودرو تخلیه می‌کنند و مسافران را از این گازهای خطرناک در امان نگاه می‌دارند. در ادامه به‌طور کامل به بررسی منیفولد دود و خرابی آن خواهیم پرداخت.
منیفولد دود خودرو چیست و چه کاربردی دارد؟
منیفولد دود خودرو، برای انتقال گازهای خروجی از موتور به لولۀ اگزوز، در زیرِ بدنۀ خودرو استفاده می‌شود. منیفولدها معمولاً از فولاد ضدزنگ یا فولاد معمولی ساخته می‌شوند. فولاد ضدزنگ گرانتر است، زنگ نمی‌زند و برای مدت طولانی دوام می‌آورد؛ اما فولاد معمولی نیز به‌خوبی از پسِ عبور جریان گاز بر می‌آید. بااین‌حال، بیشتر خودروها منیفولدهای چدنی دارند؛ زیرا تولید آن‌ها نسبتاً ارزان است. آن‌ها از فولاد سنگین‌تر هستند و با گذر زمان ترد و شکننده می‌شوند؛ اما همچنان به‌خوبی دوام می‌آورند.
موتورهای دو، سه و چهار سیلندر دارای یک منیفولد دود هستند؛ زیرا تنها یک سیلندر برای استخراج گازهای خروجی از اگزوز وجود دارد. بااین‌حال، موتورهای با آرایش “ve” (V6، V8 و V12)، دارای دو منیفولد هستند؛ یکی برای هر لبه.
خرابی منیفولد اگزوز شامل ترک‌ها و سوراخ‌هایی است که بر روی آن ایجاد می‌شوند و به‌راحتی می‌توان آن‌ها را تشخیص داد؛ زیرا درصورت ایجاد این سوراخ‌ها، اگزوز بسیار پُرسروصداتر می‌شود. واشر منیفولد که بین موتور و منیفولد قرار می‌گیرد نیز ممکن است از کار بیفتد و در نتیجه میزان صدای مشابهی ایجاد شود. مهم است که این مشکلات در اسرع وقت برطرف شوند؛ زیرا علاوه‌بر آزاردهنده‌بودنِ صدای اگزوز، عملکرد موتور نیز تحت تأثیر قرار خواهد گرفت.
منیفولد اگزوز در طول فعالیت خودرو بسیار داغ می‌شود؛ بنابراین بیشتر آن‌ها دارای یک محافظ حرارتی برای محافظت از سایر اجزای زیر کاپوت هستند. برخی از منیفولدها نیز با سرامیک، عایق‌کاری می‌شوند که هزینۀ تمام‌شده را بیشتر می‌کند. در برخی دیگر، از روکش اگزوز برایشان استفاده می‌شود که ارزان‌تر است؛ ولی عمر مانیفولد را کوتاه می‌کند. بااین‌حال، بیشتر منیفولدها به‌سادگی، از فلز خالی ساخته شده‌اند.
انواع مختلف منیفولد دود
در مجموع 5 منیفولد دود مختلف وجود دارد که در ادامه، به آن‌ها اشاره می‌کنیم.
منیفولد چدنی
منیفولدهای اگزوز چدنی در بسیاری از خودروها کاربرد فراوانی دارند. آن‌ها به‌دلیل دوام، مقاومت در برابر حرارت و مقرون‌به‌صرفه‌بودن شناخته شده‌اند. منیفولدهای چدنی معمولاً در موتورهای استاندارد کارخانه‌ای یافت می‌شوند.
مزایای منیفولد چدنی:
- دوام: منیفولدهای چدنی به‌دلیل دوام و استحکامشان معروف هستند. آن‌ها در برابر دماهای بالا و قرارگرفتن در معرض گازهای خروجی، بدون سایش یا خوردگی قابل توجهی، مقاومت می‌کنند.
- مقرون‌به‌صرفه‌بودن: منیفولدهای چدنی عموماً مقرون‌به‌صرفه‌تر از انواع دیگر هستند و برای کسانی که بودجۀ کمی دارند گزینۀ خوبی محسوب می‌شوند.
- سازگاری OEM: منیفولدهای چدنی معمولاً به‌عنوان تجهیزات اصلی (ساخت شرکتی) در بسیاری از وسایل نقلیه استفاده می‌شوند؛ بنابراین با قطعات موجود در بازار سازگاری دارند و تعویض، تعمیرات یا نگهداری آن‌ها آسان است.
ملاحظات منیفولد چدنی:
- وزن: منیفولدهای چدنی نسبت به سایر مواد، سنگین‌تر هستند. این وزن اضافی بر عملکرد کلی و راندمان سوخت تأثیر می‌گذارد.
- عملکرد محدود: اگرچه یک منیفولد چدنی می‌تواند دوام و عملکرد رضایت‌بخشی را برای رانندگی روزمره ارائه دهد؛ اما در مقایسه با سایر منیفولدهایی که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم، برای عملکردهای خاص (مانند ماشین‌های مسابقه) مناسب نیست.
- حساسیت به خوردگی: در حالی که منیفولدهای چدنی نسبتاً در برابر خوردگی مقاوم هستند، به‌اندازه فولاد ضدزنگ یا مواد دیگر در برابر زنگ‌زدگی نفوذناپذیر نیستند.
منیفولد فولادی ضدزنگ
منیفولدهای اگزوز فولاد ضدزنگ، مقاومت در برابر خوردگی بهتری نسبت به چدن دارند. آن‌ها معمولاً در وسایل نقلیۀ عملکرد-محور و برنامه‌های خاص به‌صورت جداگانه و پس از تحویل‌گرفتن ماشین از کارخانه، خریداری و سپس با منیفولد دود اصلی تعویض می‌شوند. منیفولدهای فولادی ضدزنگ می‌توانند دماهای بالاتری را تحمل کنند و به‌دلیل بهبود جریان اگزوز، عملکرد بهتری دارند.
مزایای منیفولد فولادی ضدزنگ
- مقاومت در برابر خوردگی: منیفولدهای فولادی ضدزنگ در مقایسه با سایر مواد مانند چدن مقاومت بالاتری در برابر خوردگی دارند. این باعث می‌شود که بسیار بادوام باشند و در طول زمان کمتر تخریب شوند.
- پتانسیل عملکرد: منیفولدهای فولادی ضدزنگ می‌توانند منجر به افزایش توان بالقوۀ موتور و بهبود عملکرد کلی آن شوند.
- ساختار سبک: فولاد ضدزنگ نسبتاً از موادی مانند چدن سبک‌تر است که می‌تواند به کاهش وزن کلی خودرو کمک کند. این کاهش وزن می‌تواند منجر به بهبود هندلینگ و به‌طور بالقوه، راندمان بهتر سوخت شود.
- دلپذیر از نظر زیبایی‌شناسی: منیفولدهای فولادی ضدزنگ اغلب دارای روکش صیقلی یا برس‌خورده هستند و ظاهری جذاب دارند.
ملاحظات منیفولد فولادی ضدزنگ
- هزینه بیشتر: منیفولدهای فولادی ضدزنگ معمولاً در مقایسه با گزینه‌های چدنی قیمت بالاتری دارند. این هزینه بالاتر به‌دلیل گرانتر بودنِ استنلس استیل و فرآیندهای تولید پیچیده‌تر آن است.
- دستاوردهایِ عملکردیِ محدود، بدون ایجاد تغییرات دیگر: در حالی که منیفولد فولاد ضدزنگ پتانسیل بهبود عملکرد را دارد؛ اما دستاوردهای واقعی آن ممکن است محدود باشد، مگر اینکه با سایر تغییرات عملکرد مانند ارتقاء سیستم اگزوز یا تنظیم موتور ترکیب شود.
- حفظ حرارت: فولاد ضدزنگ رسانایی حرارتی کمتری نسبت به مواد چدنی دارد. این بدان معنی است که منیفولدهای فولادی ضدزنگ ممکن است گرما را به‌طور مؤثرتری در خود حفظ کنند، که می‌تواند دمای زیر کاپوت را افزایش دهد و به‌طور بالقوه، بر اجزای اطراف آن تأثیر بگذارد.
- دردسترس‌بودن و نصب: بسته به پیکربندی خودرو و یک موتور خاص، میزان دردسترس‌بودن و نحوۀ نصب منیفولدهای فولادی ضدزنگ ممکن است متفاوت باشد. برخی از گزینه‌های موجود در بازار ممکن است سازگاری محدودی با موتور خودروی شما داشته باشند و یا برای نصب مناسب نیاز به اصلاحاتی داشته باشند که بسیار هزینه‌بر خواهد بود.
شرکت نوبخت فعال در زمینه طراحی ، تولید و پخش محصولات ایران خودرو و سایپا می باشد.
منیفولد لوله‌ای
منیفولدهای اگزوز لوله‌ای که به‌عنوان هِدِر نیز شناخته می‌شوند، با استفاده از لوله‌های جداگانه برای هر سیلندر ساخته می‌شوند. آن‌ها معمولاً از فولاد ضدزنگ یا سایر آلیاژهای با کارایی بالا ساخته می‌شوند. منیفولدهای لوله‌ای در کاربردهای با کارایی بالا و مسابقه‌ای محبوب هستند؛ زیرا جریان گاز خروجی را افزایش، فشار برگشتی را کاهش و قدرت موتور را افزایش می‌دهند.
مزایای منیفولد دود لوله‌ای
- جریان اگزوز عالی: منیفولدهای لوله‌ای به‌طور خاص برای بهینه‌سازی جریان گاز خروجی طراحی شده‌اند. آن‌ها دارای لوله‌های مجزا برای هر سیلندر هستند که امکان خروج نرم‌تر و کارآمدتر گازهای خروجی را فراهم می‌کند. این جریان بهبود یافته می‌تواند به افزایش توان بالقوۀ موتور و افزایش عملکرد آن منجر شود.
- کاهش فشار برگشتی: فشار برگشتی پایین‌تر به موتور اجازه می‌دهد تا آزادانه گازهای خروجی اگزوز را خارج کند؛ درنتیجه احتراق بهتری داشته باشد.
- کاهش وزن: منیفولدهای لوله‌ای اغلب با استفاده از مواد سبک‌وزن مانند فولاد ضدزنگ یا آلیاژهای با کارایی بالا ساخته می‌شوند. این کاهش وزن می‌تواند به بهبود هندلینگ خودرو، چابکی و مصرف سوخت کمتر، کمک کند.
- کاربردهای عملکرد محور: هدف از طراحی و ساخت این منیفولدها، بیشینه‌کردن جریان اگزوز و بهینه‌سازی عملکرد موتور است.
ملاحظات منیفولد لوله‌ای
- هزینه بیشتر: طراحی تخصصی، مواد گران‌قیمت و فرآیندهای ساخت پیچیده به هزینۀ بیشتری برای خرید منیفولد لوله‌ای منجر می‌شوند.
- پیچیدگی نصب: منیفولد لوله‌ای در هنگام نصب برای اطمینان از جاسازی و سازگاری مناسب، ممکن است نیاز به تغییراتی داشته باشد، مانند تغییر مسیر یا اصلاح سایر اجزاء.
- انطباق با انتشار مجاز گازهای سمّی: بسته به طراحی و کاربرد خاص، مهم است اطمینان حاصل شود که منیفولدِ انتخاب‌شده، با قوانین و مقررات محلی، به‌ویژه در مناطقی که استانداردهای انتشار گازهای گلخانه‌ای دقیق دارند، مطابقت دارد.
- تنظیم موتور: برای بهینه‌سازی کامل مزایای منیفولد دود لوله‌ای، ممکن است تنظیم موتور لازم باشد. ممکن است برای دستیابی به بهترین عملکرد و جلوگیری از مشکلات احتمالی، تنظیمات جدیدی برای تحویل سوخت، زمان احتراق و سایر پارامترها لازم باشد.
منیفولد مجتمع
برخی از موتورهای مدرن دارای منیفولد متصل به موتور هستند که به‌عنوان «سرسیلندر یکپارچه با منیفولد اگزوز» نیز شناخته می‌شود. این طرح، منیفولد دود را به‌عنوان بخشی از سرسیلندر معرفی کرده است. منیفولدهای یکپارچه، جریان گاز خروجی را بهبود می‌بخشند، وزن موتور را کاهش می‌دهند و همچنین عملکرد موتور و راندمان سوخت را بهبود می‌بخشند. منیفولدهای یکپارچه نسبت به منیفولدهای مستقل در تعمیر یا اصلاح می‌توانند پیچیده‌تر باشند. در صورت بروز هرگونه مشکل در منیفولد یکپارچه، ممکن است نیاز به دانش و ابزار تخصصی برای تعمیر یا تعویض آن وجود داشته باشد. توجه به این نکته مهم است که منیفولدهای یکپارچه عمدتاً در موتورهای خاص یافت می‌شوند و معمولاً توسط سازنده در طول تولید نصب می‌شوند. پس معمولاً روی یک موتور معمولی نمی‌توانید از این منیفولدها استفاده کنید. همچنین قابلیت ارتقای آن‌ها هم محدود است.
منیفولد عملکردی (Performance)
منیفولدهای اگزوز مبتنی بر عملکرد (به‌عنوان‌مثال Akrapovič) برای افزایش عملکرد موتور طراحی شده‌اند. آن‌ها ممکن است دارای طول لوله، قطر و سایر پارامترهای بهینه‌شده برای بهبود جریان اگزوز و افزایش قدرت و گشتاور خروجی باشند. منیفولدهای پرفورمنس اغلب صدای موتور بیشتر و اسپرت‌تری را تولید می‌کنند. بهبود جریان اگزوز و کاهش محدودیت‌ها می‌تواند منجر به صدای اگزوز عمیق‌تر و واضح‌تر شود و تجربۀ کلی رانندگی را بهبود بخشد. بااین‌حال، این منیفولدها بسیار گران هستند، نصب آن‌ها پیچیده است، آلایندگی بیشتری در محیط زیست آزاد می‌کنند، و همچنین برای بهینه‌سازی کامل مزایای منیفولد عملکردی، ممکن است نیاز به تنظیم موتور و تیونینگ ecu باشد.
سخن پایانی
توجه به این نکته مهم است که نوع منیفولد دود مورد استفاده در یک خودروی خاص به عواملی مانند پیکربندی موتور، اهداف مورد انتظار از عملکرد موتور، الزامات آلایندگی و مشخصات سازندۀ خودرو بستگی دارد. انتخاب یک منیفولد می‌تواند بر عملکرد موتور، ویژگی‌های صدا و دوام آن تأثیر بگذارد و بدین‌ترتیب برای کسانی که به‌دنبال اصلاح یا بهبود سیستم اگزوز خودروی خود هستند مورد توجه قرار می‌گیرد.
مقالات بیشتر
