ท่อร่วมไอเสียเชื่อมต่อกับเสื้อสูบของเครื่องยนต์ และรวบรวมไอเสียของแต่ละกระบอกสูบและนำเข้าไปในท่อหลักของท่อไอเสียด้วยท่อแยก ข้อกำหนดหลักคือลดความต้านทานไอเสียให้เหลือน้อยที่สุดและหลีกเลี่ยงการรบกวนซึ่งกันและกันระหว่างกระบอกสูบ เมื่อไอเสียมีความเข้มข้นมากเกินไปจะเกิดการรบกวนซึ่งกันและกันระหว่างกระบอกสูบ กล่าวคือ เมื่อกระบอกสูบไอเสียจะกระทบกับก๊าซไอเสียที่ยังถูกระบายออกจากกระบอกสูบอื่นไม่หมด ด้วยวิธีนี้ ความต้านทานไอเสียจะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะช่วยลดกำลังเอาท์พุตของเครื่องยนต์ วิธีแก้ปัญหานี้คือแยกไอเสียของแต่ละกระบอกสูบให้มากที่สุด โดยแยก 1 แยกสำหรับแต่ละกระบอกสูบ หรือ 1 แยกสำหรับ 2 กระบอกสูบ และให้แต่ละแยกให้นานที่สุดและขึ้นรูปอย่างอิสระเพื่อลดอิทธิพลซึ่งกันและกันของก๊าซ ในท่อต่างๆ
ท่อร่วมไอเสียควรคำนึงถึงสมรรถนะกำลังของเครื่องยนต์ ประสิทธิภาพการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ มาตรฐานการปล่อยมลพิษ ราคาเครื่องยนต์ การจัดวางห้องโดยสารด้านหน้าของยานพาหนะและสนามอุณหภูมิที่ตรงกัน เป็นต้น ท่อร่วมไอเสียที่ใช้กันทั่วไปในเครื่องยนต์ในปัจจุบันแบ่งออกเป็นท่อร่วมเหล็กหล่อและ ท่อสแตนเลสในแง่ของวัสดุ จากกระบวนการผลิต ท่อร่วมไอเสียจะถูกรับรู้โดยกระบวนการหล่อโดยเฉพาะโดยการหล่อขี้ผึ้งหายไปเนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อน
ข้อกำหนดสำหรับท่อร่วมไอเสีย
1. ทนต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงได้ดี
ท่อร่วมไอเสียทำงานภายใต้การสลับวงจรที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันของวัสดุภายใต้อุณหภูมิสูงส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานของท่อร่วมไอเสีย เห็นได้ชัดว่าเหล็กหล่อธรรมดาไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้ และจำเป็นต้องเพิ่มองค์ประกอบโลหะผสมลงในวัสดุเพื่อปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงของวัสดุ
2. โครงสร้างจุลภาคที่เสถียร
ในช่วงตั้งแต่อุณหภูมิห้องจนถึงอุณหภูมิในการทำงาน วัสดุไม่ควรผ่านการเปลี่ยนเฟสหรือลดการเปลี่ยนเฟสให้น้อยที่สุด เพราะการเปลี่ยนเฟสจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงปริมาตร ความเครียดภายใน หรือการเสียรูป ส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ ดังนั้น วัสดุเมทริกซ์จึงควรเป็นเฟอร์ไรต์หรือโครงสร้างออสเทนไนต์ที่มีความเสถียร รูปแบบการทำลายของชิ้นส่วนเหล็กหล่อที่ทำงานภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงมักเกิดจากการสึกกร่อนภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง หลังจากที่เฟสที่เป็นส่วนประกอบในองค์กรถูกออกซิไดซ์ (เช่น กราไฟท์คาร์บอน) ปริมาตรของออกไซด์จะมากกว่าปริมาตรเดิม ทำให้เกิดการขยายตัวของการหล่อแบบถาวร เมื่อเปรียบเทียบกับกราไฟท์สามรูปแบบ ได้แก่ เกล็ด หนอน และทรงกลม เหล็กหล่อที่มีกราไฟท์ทรงกลมมีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงได้ดีที่สุด เหตุผลก็คือในระหว่างกระบวนการแข็งตัวของเหล็กหล่อ กราไฟท์เกล็ดจะเติบโตขึ้นตามระยะนำ เมื่อสิ้นสุดการแข็งตัวของยูเทคติก กราไฟท์ในแต่ละหมู่ยูเทคติกจะเกิดรูปแบบสามมิติที่แตกแขนงอย่างต่อเนื่อง ที่อุณหภูมิสูง เมื่อออกซิเจนบุกรุกโลหะ กราไฟต์จะถูกออกซิไดซ์เพื่อสร้างช่องขนาดเล็กมาก ซึ่งจะช่วยเร่งกระบวนการออกซิเดชัน เมื่อนิวเคลียสของกราไฟท์ทรงกลม จะมีขนาดเพิ่มขึ้นตามลำพังและถูกล้อมรอบด้วยเมทริกซ์ มันมีอยู่เป็นลูกบอลที่แยกออกจากกัน หลังจากที่ลูกบอลกราไฟท์ถูกออกซิไดซ์ จะไม่เกิดช่องใด ๆ ซึ่งจะทำให้ออกซิเดชันเพิ่มเติมอ่อนลง ดังนั้นความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงของเหล็กดัดจึงดีกว่ากราไฟท์รูปแบบอื่น ๆ และรูที่ถูกออกซิไดซ์มีผลกระทบต่อความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงของเหล็กหล่อน้อยกว่ากราไฟท์รูปแบบอื่น ๆ กราไฟท์ Vermicular อยู่ระหว่างทั้งสอง
3. ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเล็กน้อย
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเล็กน้อยช่วยลดความเครียดจากความร้อนและการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของท่อร่วมไอเสีย และเอื้อต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์
4. ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยม
ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความแข็งแรงที่จำเป็นของผลิตภัณฑ์เมื่อใช้ที่อุณหภูมิสูง
5. ประสิทธิภาพของกระบวนการที่ดีและต้นทุนต่ำ
วัสดุโลหะทนความร้อนและอุณหภูมิสูงมีหลายประเภท แต่เนื่องจากท่อร่วมไอเสียมีรูปร่างที่ซับซ้อน วัสดุที่ใช้ในการผลิตท่อร่วมไอเสียจึงต้องมีประสิทธิภาพกระบวนการที่ดีและต้นทุนจะต้องตอบสนองความต้องการของมวล การผลิตในอุตสาหกรรมยานยนต์
