ท่อร่วมไอเสียรถยนต์

ท่อร่วมไอเสียรถยนต์เป็นส่วนประกอบหลักของระบบไอเสีย เชื่อมต่อกับเสื้อสูบเครื่องยนต์ ทำหน้าที่รวบรวมและนำก๊าซไอเสียจากแต่ละสูบไปยังท่อไอเสีย ท่อร่วมไอเสียรถยนต์มักผลิตโดยกระบวนการหล่อ การหล่อเป็นวิธีหลักในการผลิตท่อร่วมไอเสีย เนื่องจากสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อนและทนต่ออุณหภูมิสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม ในการปรับแต่งสมรรถนะสูงหรือการใช้งานในการแข่งรถ อาจใช้การเชื่อมท่อ (ไม่ใช่การหล่อ) เพื่อผลิตท่อร่วมแบบท่อ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและลดน้ำหนัก
 

การประยุกต์ใช้กระบวนการหล่อในการผลิตท่อร่วมไอเสีย

กระบวนการหล่อเหมาะสำหรับท่อร่วมไอเสียเนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน (ต้องเชื่อมต่อหลายสูบและรวมเข้ากับทางออกเดียว) และความต้องการในการทนต่ออุณหภูมิสูง วิธีการหล่อทั่วไป ได้แก่:

• การหล่อทราย:
  • กระบวนการ: ใช้แม่พิมพ์ทรายเพื่อสร้างรูปร่างภายนอกของท่อร่วม เทโลหะหลอมเหลว (เช่น เหล็กหล่อเหนียว) และถอดแม่พิมพ์ออกหลังจากเย็นตัว
  • ข้อดี: ต้นทุนต่ำ เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก (เช่น รถยนต์นั่งส่วนบุคคลหรือรถยนต์เพื่อการพาณิชย์จากโรงงาน)
  • ข้อเสีย: พื้นผิวหยาบ ความแม่นยำต่ำ และน้ำหนักมาก (5-10 กก.)
  • การใช้งาน: พบได้ทั่วไปในรถยนต์รุ่นประหยัด เช่น รถยนต์นั่งส่วนบุคคลทั่วไปของ Volkswagen และ Toyota
• การหล่อแบบแม่นยำ (การหล่อขี้ผึ้งหาย):
  • กระบวนการ: ใช้แม่พิมพ์ขี้ผึ้งเพื่อสร้างแบบจำลองที่แม่นยำ ห่อหุ้มด้วยเปลือกเซรามิก จากนั้นละลายแม่พิมพ์ขี้ผึ้ง เทสแตนเลสหรือโลหะผสมอุณหภูมิสูง และทุบเปลือกหลังจากเย็นตัว
  • ข้อดี: พื้นผิวเรียบ ความแม่นยำของขนาดสูง (±0.1 มม.) เหมาะสำหรับการออกแบบที่ซับซ้อน
  • ข้อเสีย: ต้นทุนสูง รอบการผลิตยาวนาน
  • การใช้งาน: รถยนต์ระดับไฮเอนด์หรือท่อร่วมที่ปรับปรุงแล้ว เช่น รถยนต์ BMW M series หรือ AMG
• วัสดุ:
  • เหล็กหล่อเหนียว: ทนต่ออุณหภูมิสูง (สูงถึง 800-1000 °C) ต้นทุนต่ำ ใช้กันอย่างแพร่หลายในท่อร่วมจากโรงงาน
  • สแตนเลส (เช่น 304 หรือ 409): ทนต่อการกัดกร่อน น้ำหนักเบา พบได้ทั่วไปในท่อร่วมสมรรถนะสูงหรือท่อร่วมที่ปรับปรุงแล้ว
  • โลหะผสมอุณหภูมิสูง (เช่น Inconel): ใช้สำหรับรถแข่งหรือรถยนต์เทอร์โบชาร์จ ทนต่ออุณหภูมิได้ถึง 1200 °C แต่มีราคาแพง

กระบวนการที่ไม่ใช่การหล่อ: ท่อร่วมเชื่อมแบบท่อ

ในการปรับแต่งสมรรถนะสูงหรือการแข่งรถ ท่อร่วมไอเสียอาจไม่ได้ใช้การหล่อ แต่ผลิตโดยการเชื่อมท่อ (เรียกว่า “ท่อร่วมแบบท่อ” หรือ “headers”):

• ขั้นตอนกระบวนการ:
  • การเลือกท่อ: สแตนเลส (304/316) หรือโลหะผสมไทเทเนียม ความหนาของผนัง 1.5-2.5 มม.
  • การขึ้นรูปท่อ: เครื่องดัดท่อ CNC ดัดท่อให้เป็นรูปร่างที่ออกแบบไว้ ให้ตรงกับช่องระบายไอเสียของแต่ละสูบ
  • การเชื่อม: การเชื่อม TIG อาร์กอนเชื่อมต่อส่วนท่อและหน้าแปลน เพื่อให้มั่นใจถึงความแน่นของอากาศและความแข็งแรง
  • การปรับสภาพพื้นผิว: การขัดเงาหรือการพ่นเคลือบเซรามิก เพื่อเพิ่มความทนทานต่อความร้อนและความสวยงาม
• ข้อดี:
  • น้ำหนักเบา: เบากว่าท่อร่วมเหล็กหล่อ 30-50% (ประมาณ 2-5 กก.)
  • การเพิ่มประสิทธิภาพ: เพิ่มประสิทธิภาพการไหลของไอเสีย ลดแรงดันย้อนกลับ เพิ่มแรงม้าที่รอบสูง (เพิ่มได้ 5-15%)
  • การปรับแต่ง: สามารถปรับเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของท่อได้ตามรุ่นรถยนต์และเครื่องยนต์ (เช่น เทอร์โบชาร์จหรือดูดอากาศตามธรรมชาติ)
• ข้อเสีย:
  • ต้นทุนสูง (2,000-10,000 หยวน ขึ้นอยู่กับวัสดุและยี่ห้อ)
  • การผลิตที่ซับซ้อน ต้องใช้อุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงและทักษะที่เชี่ยวชาญ
• การใช้งาน: รถแข่ง รถแต่ง (เช่น Subaru WRX, Honda Civic Type R) หรือแบรนด์ระดับไฮเอนด์ (เช่น Akrapovic, HKS)