تقویت و بهینه سازی خودرو -تقویت سیستم تخلیه با هدرز

هدرز (به انگلیسی: headers) قطعه‌ای فنی برای تیونینگ و تقویت موتوراست که بخشی از سیستم اگزوز خودرو محسوب می‌شود. این قطعه جایگزین منیفولد چدنی فابریک موتور شده و به سبب طراحی بهتر خود، موجب افزایش عملکرد، بهبود قدرت خروجی پیشرانه و کاهش مصرف سوخت می‌شود.

هدر (یا هدرز) منیفولد خروجی است که اختصاصاً برای کارائی بالاتر طراحی و ساخته شده است.

یکی از عوامل کلیدی در افزایش راندمان موتور بهبود تخلیه گازهای خروجی ازموتور است.هدرزسبب کاهش میزان افت راندمانی میشود که توسط مانیفولد دود رخ میدهد. به عبارتی هدرز به خروج راحت تر گازهای خروجی از اگزوز کمک میکند. هدرز برای هر سیلندر یک لوله کوچک تخلیه گاز فراهم می آورد. این لوله های کوچک باعث میشوند گاز خروجی از سیلندرها هنگام خروج به عقب پس نزند. هنگامی که دیگر لازم نباشد سیلندرها برای تخلیه گاز خود از یکدیگر نیرو بگیرند، این نیرو صرف افزایش راندمان موتور خودرو میشود.

این قطعه یا در واقع لوله با بزرگتر بودن نسبت به لوله ی فابریک و کم کردن پیچ و خمها در لوله باعث راحتتر خارج شدن دود از سیلندرها می شود که همین امر باعث میشود تا نیروی کمتری تلف شود. هدرز ها نسبت به شکل، طراحی، و جنسهای انها باعث افزایش قدرت از ۵٪ الی ۱۵٪ در موتور می شود.

شرح عملکرد هدرز

هدرز عملا جایزگینی گران‌قیمت برای منیفورلد خروجی استاندارد پیشرانه است و به دلیل قیمت زیاد و هزینه‌های تولید گزاف، کمتر از سوی خودروسازان به شکل استاندارد استفاده می‌شود، اما استفاده از هدرز برای خودروهای اسپرت و مسابقه‌ای، کابرد فراوان دارد و بسیاری خودروهای گران‌قیمت به شکل استاندارد به هدرز ‌های فابریک مجهز هستند.

هدرز پراید

معمولا مانیفولدها فابریک از چدن ساخته می شود که دارای ابعاد کوچک و جمع و جور هستند که این مساله باعث راحت جای دادن آن ها در محفظه موتور می شود. این نوع ساخت یک عامل محدودکننده در خروج گازها هستند که تنها نکته مثبت همان راحتی در جای دادن قطعه در فضای موتور و صدای کم میباشد.

منیفولد چدنی، استاندارد پیشرانه معمولا به روش ریخته گری تولید می‌شود و به همین دلیل از سطح درونی ناصاف و زبری برخوردار است که در روند خروج گازهای آلاینده از فضای احتراق اخلال ایجاد می‌کنند، اما هدرز به روش خم کاری دقیق لوله‌ها شکل می‌گیرد و با ساختار یکنواخت و صیقلی خود، موجب خروج آسان تر گازهای آلاینده، تنفس بهتر پیشرانه، افزایش قدرت و کاهش مصرف سوخت می‌شود، البته میزان کاهش مصرف سوخت در ازای افزایش قدرت موتور چندان چشمگیر نیست و از همین رو از هدرز غالبا به عنوان یک قطعه عملکردی و تیونینگ یاد می‌شود.

یکی از مهمترین سوالهای سالهای اخیر خریداران این است که اگر این هدرز این همه مزایا دارد، چرا خود کمپانی مادر به جای منیفلد دود چدنی از هدرز استفاده نمیکند ؟!

جواب اصلی این سوال در قیمت تمام شده بیشتر یک هدرز نسبت به منیفلد دود چدنی است.

بطوری که یک منیفلد اگزوز از جنس چدن حدودا ۲۵ الی ۳۰ دلار و یک منیفلد با راندمان بالا (هدرز) بیش از ۵۰۰ دلار قیمت دارد. از طرفی تیراژ تولید برخی از موتورها بقدری زیاد است که شرکتهای زیرمجموعه کمپانی خودروساز مادر، باید از هر قطعه آن (مثل منیفلد چدنی) روزانه هزاران عدد تولید کرده و به خط مونتاژ ارسال کنند در حالی که تولید هدرز با این تیراژ تقریبا نشدنی بوده و علت این امر فرآیند پیچیده تولید و قالبها و فیکسچرهای فراوان، در کنار استفاده بسیار از ماشین آلات CNC گرانقیمت و در نهایت جوشکاری تیگ (آرگون) بسیار تخصصی توسط جوشکاران حرفه ایی آن است.

بنابراین استفاده از هدرز زمانی توجیه پیدا میکند که بخواهیم بدون افزایش حجم موتور قدرت آن را افزایش داده و افزایش قیمت تمام شده موتور برای خریدار توجیه داشته باشد. پس هدرزها را بطور استاندارد بر روی سری M اتومبیل های ب.ام.و و انواع فرراری و لامبورگینی و پورش و مرسدس های AMG مشاهده خواهد کرد.

وقتی که سوپاپ دودباز می شود گاز ها با فشار بالایی از موتور خارج شده و وارد لوله اولیه هدرز میشوند. هنوز مرحله تخلیه تمام نشده و تخلیه گاز ها تا بالا امدن کامل پیستون و بسته شدن سوپاپ دود ادامه دارد. بعد از این مرحله سوپاپ دود بسته شده و جریان گاز به بیرون از اتاقک احتراق متوقف میشود. اما اینرسی حرکتی گازها در هدرز باعث تداوم بیرون رفتن گازها میشود. اما موردی که وجود دارد این است که چون سوپاپ دود بسته میباشد فشار داخل لوله ها سیر نزولی پیدا میکند. این فشار منفی تا جایی پیش میرود که فشار مورد نظر از فشار جو هم کمتر می شود و در نتیجه گازها تمایل به خروجشون کمترشده شاهد افزایش فشار خروجی هستیم. یک مشکل دیگر هم وجود دارد در زمان خروج گاز ها از لوله اولیه هدرز و ورود اون ها به قسمت دوم لوله با یک افزایش قطر روبرو هستیم. این افزایش قطر نیز باعث کاهش سرعت خروج امواج گاز می شود و موج خروجی شروع به ایجاد ضربان های ناگهانی در درون لوله ها میکنند. تمام این موارد یعنی :ورود امواج بافشار منفی از یک لوله اولیه به لوله ثانویه که همراه با ضربان میباشد سبب برگشت موجکم فشار به لوله اولیه میگردد.