Sådan fungerer biludstødningssystemer

1970-versionen af ​​Clean Air Act gav Miljøstyrelsens miljøaftale sin omfattende autoritet til at regulere emissioner fra biler. John Foxx / Stockbyte / Getty Images

Sandheden er, at en individuel bils emissioner er relativt lave sammenlignet med andre forureningskilder. Men når hundrede tusinder af mennesker hver sidder i en bil og pakker en motorvej til kapacitet, er de kumulative virkninger enorme. Når du sidder i et trafikpropper, kigger efter røg, der kommer ud af halerøret foran dig og rejser sig for at slutte sig til smog på himlen, skal du tænke et øjeblik på, hvad denne røg er. Det ligner måske ikke meget, men den røg er nået langt, siden den blev skubbet gennem bilens motor lige få øjeblikke før.

Bekymring for vores bils effekt på miljøet er ikke noget nyt. 1970-versionen af ​​Clean Air Act gav Miljøstyrelsens miljøaftale sin omfattende autoritet til at regulere emissioner fra biler. Efterhånden som teknologien avancerede, pressede EPA på for mere strenge standarder. Og mens nye biler er meget renere end dem for 40 år siden, har folk en tendens til at køre større afstande og meget oftere i dag, hvilket bidrager til meget mere forurening. Clean Air Act blev opdateret og udvidet i omfang i 1977 og derefter igen i 1990.

Bilproducenter og deleudbydere har måttet følge med i disse ændringer, og som du kan forestille dig, har en bils udstødningssystem også været nødt til at udvikle sig betydeligt.

Indhold

1. Komponenter i en udstødning - Smokin 'Rør
2. Andre udstødningskomponenter - overskrifter, bøjler og mere
3. Udgangsruten
4. Hold rørene rene

Udstødningssystemet består hovedsageligt af rør i flere forskellige former, der hver er designet til at forbinde til hinanden og hver formet til at stemme overens med en bestemt del af bilens underside. (Rørene er ofte bøjede for at vikle rundt eller på anden måde rumme andre komponenter i bilen, f.eks. Akslerne.) Hvert rør er ansvarligt for at bevæge udstødningsgasserne mod ryggen, men mange af segmenterne er specialiserede. Med andre ord, udefra ser systemet simpelthen ud som en flok tilsluttede rørsegmenter, der løber fra motorhallen til den bageste kofanger, skønt nogle tjener et yderligere formål, da udstødningen strømmer gennem det pågældende rør.

For eksempel kan Y-røret (som ganske enkelt er et Y-formet rør) være installeret, så enden med to åbningsbolte op til to tilsvarende åbninger i udstødningsmanifolden, hvor motorens affald kombineres for at komme igennem systemet. Eller, når det er installeret i bagenden af ​​bilen, kan et Y-rør hjælpe med at skabe et dobbelt udstødningssystem med en rør på hver side af bilen (for et ofte efterspurgt sportsligt look). Mellemrør er muligvis fastgjort til lyddæmperen eller resonatoren, som er andre vigtige systemkomponenter (vi kommer til disse på næste side). Balance-rør, der findes i dobbelt udstødningssystemer, hjælper med at udligne udstødningsimpulser, der kører under førersiden og passagersiden af ​​bilen. Luftespalterør er specialiserede indlejrede rør, der fungerer som en varmeskærm og isolator ved at give et ekstra lag til luftstrøm. Og halerøret, som typisk kikker ud fra bagerste kofanger, har som regel en større åbning og kan være lavet af mere markant udseende metal for at give udseendet til en ydelsesudstødning, der er et almindeligt træk ved avancerede biler.

Selvom det kan virke ineffektivt at have et ton rør i stedet for kun et, tjener alle disse segmenter et formål. For det første er bøjning af rør hårdt arbejde, og det er lettere at forbinde små vinklede segmenter til lige rør, end det er at forme et langt, dyrt, tungt rør, der passer til enhver kontur i en bil. Udstødningssystemets komponenter slides også med regelmæssige intervaller (afhængig af naturligvis af producenten, dets materialer, kørselsforhold og miljøfaktorer). Det er lettere og mindre dyre at udskifte et rustet segment af rør, ophængt lyddæmper eller slidt katalysator end det ville være at installere et helt nyt system.

Du spekulerer måske på, hvordan alle disse rør passer sammen. Nå, nogle ender overlapper hinanden, mens andre parres ende til ende; men ikke uden lidt hjælp.

Lyddæmper er en anden vigtig del af bilens udstødningssystem. Matthias Tunger / Billedbanken / Getty Images

Vi diskuterede først de forskellige rør, fordi de er de mest synlige og udbredte komponenter i udstødningssystemet, og fordi de er overalt. Men udstødningssystemet starter virkelig ved udstødningshovedet (også kendt som udstødningsmanifolden). Overskriften ser ud som en række tilstødende rør, der sidder sammen (skønt den ofte er lavet af støbt metal). Den opsamler udstødningen direkte fra motoren, så den er designet, så hver åbning passer sammen med en af ​​motorens udstødningshamne, med flanger, der danner en tæt tætning for at forhindre udstødning i at flygte. Herfra begynder udstødningen sin strøm gennem de forskellige rør og andre komponenter.

Pakningerne, der er monteret mellem hvert rør, spiller en meget vigtig rolle. Det er vanskeligt, hvis ikke umuligt, at danne en fejlfri metal-til-metal-tætning, så pakninger sidder fast mellem hver forbindelse for at forhindre, at de giftige gasser undslipper for tidligt. De er lavet af fiber eller andre kraftige, varmebestandige materialer, der har lige nok fleksibilitet til at komprimere let, når rørene er klemt tæt sammen. Dette hjælper med at danne en tæt tætning.

Lyddæmper er en anden vigtig del af udstødningssystemet. Det ligner et stort rundt eller ovalt kammer (normalt, men ikke altid, findes bagpå bilen). Dette kammer har imidlertid et meget komplekst design - det er ansvarligt for at dæmpe det meste af motorens støj, selvom det er nødt til at lade udstødningen fortsætte med at flyde jævnt. En række kamre og rør, der er fyldt med sten, uld eller syntetiske fibre, absorberer og kontrollerer støjen. Og det er ikke alt - lyddæmperen skal være rimelig modstandsdygtig over for skader, korrosion og varmebeholdelse. Resonatoren er en sekundær eller erstattende lydudskillelseskomponent, der bruges til at forøge lyddæmperen, eller i tilfælde, hvor pladsen er på en præmie, kan den endda bruges i stedet for en lyddæmper.

Katalytiske omformere, der blev almindelige i 1970'erne, er det primære og mest effektive middel til at reducere niveauet for toksiner i en bils udstødning. Indersiden af ​​en katalytisk konverter (eller "kat") er belagt med metaller. Forskellige typer katalytiske omformere bruger forskellige kombinationer af platin, palladium og rhodium. Før udstødningen når katten, indeholder den en potent, super-giftig kombination af kulilte, nitrogenoxid og kulbrinter. (Når du tager din bil til dens emissionstest, er det de kemiske niveauer, der testes.) Når disse giftstoffer kommer i kontakt med metaller, der belægger kattens inderside, finder en kemisk reaktion sted, der gør udstødningsgasserne mindre skadelige . Når udstødningen passerer gennem katten, bør kemikalieniveauet nedsættes tilstrækkeligt til at overholde myndighedens regler.

Vi talte allerede om pakninger, men udstødningssystemet kræver andre grundlæggende hardware-stykker. Flanger tjener normalt det samme formål som pakninger, men disse er lavet af metal (og er undertiden dannet lige på enden af ​​et rør). Assorterede klemmer og konsoller monterer udstødningsdelene sammen og holder dem i køretøjet, og udstødningsophæng hænger bogstaveligt talt rørene fra bilens underdel med tilstrækkelig styrke til at holde dem på plads, men også nok fleksibilitet til at modstå bevægelse forårsaget af kørsel. Og sidst, men ikke mindst, er varmeskærmene: Metal (undertiden isolerede) plader, der bruges som en ekstra barriere, når varme udstødningsdele er særligt tæt på en anden del af bilen eller direkte under kupeen.

Hvis en motor kørte perfekt, ville den forbrænde alt det tilgængelige brændstof, da det løb gennem dets cyklusser og konvertere alle de beskidte bit til en strømkilde. Dog findes rester som forurenende stoffer, fordi en motor simpelthen ikke kan konstrueres til at køre perfekt - der er alt for mange variabler. En vis mængde brændstof vil altid forblive uforbrændt eller delvist forbrændt, og disse rester skal hurtigt behandles ud af køretøjet, i form af udstødning, for at gøre plads til den næste cyklus med forbrænding af motoren.

Som vi nævnte tidligere, går udstødningen først ud af motoren og går ind i systemet gennem udstødningsmanifolden. Derfra kører den ned gennem systemet gennem sammenkoblede rør, indtil det kommer ud gennem halerøret, tæt på bagerste kofanger. Selve rørene hjælper faktisk med at afkøle udstødningen, men de er mest en måde for udstødningen at rejse til (og gennem) den katalysator og lyddæmper.

Katten skal være så tæt på motoren som muligt, fordi den ikke er fuldt funktionsdygtig, før den stiger til driftstemperatur. I mange tilfælde placerer fabrikanten katten kort efter manifolden, så varme fra motoren hjælper med at varme katten og hurtigt bringe den op til temp.

Når gasserne passerer gennem katten, der vil brænde af og fjerne op til 90 procent af udstødningens giftstoffer, er den næste prioritet at filtrere motorens lyd [kilde: Allen]. Lyddæmper og resonator er normalt placeret lige uden for katten. Der er mange variationer på denne kombination - nogle vil berolige udstødningen så meget som muligt, mens andre er specifikt indstillet til aggressive toner. Derefter bevæger udstødningen sig gennem resten af ​​rørene, indtil den kommer ud af bilen.

Med alle disse kemikalier, der hvirvler rundt, er det ganske præcist, at udstødningssystemet faktisk fungerer så godt som det gør. Et godt vedligeholdt udstødningssystem skal vare to til tre år, men rørene påføres skader både indvendigt og udvendigt. På ydersiden er de modtagelige for vejforhold, såsom påvirkning af snavs og miljøfaktorer, såsom sne, is og vejsalt.

En mere væsentlig årsag til nedbrydning af udstødningssystemet er imidlertid intern, og det kan ikke ses, før rørene har korroderet gennem med rust. Vi ved, at når motoren forbrænder brændstof for at skabe strøm, er biprodukter af denne proces tilbage - det er derfor, der er behov for udstødningssystemet. Et af disse biprodukter er sur fugtighed, og det er virkelig skadeligt for metal. Desværre er der virkelig ingen måde at holde rørets inderside rene.

Når et udstødningsrør roterer igennem eller en forbindelse løsner, opstår der en udstødnings lækage. En lækage er næsten altid umiddelbart synlig med en høj, modbydelig lyd og muligvis problemer med kørbarheden som en periodisk udsving i magten. Men tro det eller ej, dette er ikke de virkelige problemer. Det bliver lidt mere alvorligt, hvis lækagen finder sted inden den katalytiske konverter, hvilket betyder, at udstødningen ikke behandles ordentligt, og at alle de varme kemikalier spildes overalt i atmosfæren. Det er altid en god ide at fikse lækager så hurtigt som muligt for at undgå at udsætte dig selv, dine passagerer og dine omgivelser for ufiltrerede udstødningsgasser.

Disse chrome udstødningstips narrer ikke rigtig nogen. Tomasz Pietryszek / Photodisc / Getty Images

Dieselmotorer, der ofte får skylden for uforholdsmæssigt høje niveauer af giftige emissioner, kan muligvis finde deres omdømme noget reddet af nye og forbedrede udstødningsfiltre, der hævder at reducere emissionerne med ca. 25 procent, med den ekstra fordel at øge brændstoføkonomien. Flere bilproducenter med en historie om at tilbyde dieselmodeller har introduceret lignende systemer, der kombinerer højdrevne katalytiske omformere med dieselpartikelfiltre. Volkswagens BlueMotion turbodiesel-sortiment (sælges hovedsageligt i Europa og Sydamerika) og Mercedes 'BlueTec-diesel er to sådanne eksempler. I mange tilfælde bruger disse OEM-komponenter og bilmodeller vægttab og andre strømlineteknikker for at forbedre den samlede effektivitet.

Forbedret udstødningseffektivitet er afgørende for, at du får mest muligt ud af din bil, og der er endda måder at forbedre en ældre bil (forudsat at den er i generelt god stand - et ydelsesudstødningssystem virker ikke mirakler på en total jalopi). En mekaniker kan normalt bestille identiske originale udskiftningsdele, men der er også alternativer fra leverandører af efterfølgende ydelsesdele, der ofte giver bilen en ansigtsløftning (i det mindste lige så meget som bilens underdel, alligevel). Der er flere ofte nævnte fordele ved ydelsesudstødningssystemer. Eftermarkedsproducenter er klar over, at den auditive oplevelse er kritisk for et behageligt drev, og det lader også bilister i nærheden vide, at der også blev brugt en lille ekstra mønt på bilen. De fleste producenter tilbyder en række forskellige systemer, der spænder i lyd fra en subtil halsethed til et helt brus. En god udstødning efter markedets ydeevne kan forbedre gashåndteringsresponsen (hvor hurtig og glat reagerer bilen på trykket, der påføres gaspedalen) og give et løft i hestekræfterne. Nogle systemer kan endda forbedre brændstoføkonomien. Ydeevneudstødninger er i stand til at give dette magtforøg, fordi de er mindre restriktive end lagerudstødninger. Hvis motoren kan skubbe mere luft ud (hvilket også betyder, at den kan indtage mere luft), der hjælper motoren med at gøre mere kraft. Men i modsætning til hvad du måske tror, ​​vil et helt fritflydende system være kontraproduktivt. Eftermarkedets udstødninger er konstrueret til at give den rigtige mængde modtryk, så motoren ikke ender med at køre ved under-top output. Derfor er det vigtigt at vælge en designet og optimeret til dit specifikke køretøj. Og inden du ripper dine udstødningsrør, skal du sørge for, at det ønskede system er gadenetligt og ikke får din bil til at mislykkes dens emissionstest.

Forstå også, at et reelt ydeevne-udstødningssystem ikke kan give blæsende fordele for en triviel investering. Pas på billige produkter som klip-on eller skru på "ydeevne" udstødningssystemkomponenter eller udstødningstips, der hævder at give udseendet til et system med fuld ydeevne. De hjælper ikke bilens kørbarhed, og de kan endda hindre den ved at tilføje ekstra vægt og vindmodstand. Og desuden narrer disse uklare tip virkelig ikke nogen.

relaterede artikler

• Hvordan lyddæmpere fungerer
• Sådan fungerer bilmotorer
• Sådan fungerer katalytiske omformere
• Sådan fungerer dieselmotorer
• Hvordan fungerer udstødningsoverskrifter for at forbedre motorens ydelse?

Kilder

• Abuelsamid, Sam. "Brugsløse bilydelsesudvidelser." Populær mekanik. (29. januar 2012) http://www.popularmechanics.com/cars/how-to/products/performance-sapping-aftermarket-add-ons
• Allen, Mike. "Sådan installeres et Cat-back-udstødningssystem." Populær mekanik. 18. december 2009. (29. januar 2012) http://www.popularmechanics.com/cars/how-to/maintenance/4270747
• Dow Automotive Systems. "Automotive - Reducer udstødningsemissioner." (29. januar 2012) http://www.dowautomotive.com/capabilities/industry/automotive/reducing.htm
• Flowmaster. "Performance-udstødningssystemer." 2011. (29. januar 2012) http://www.flowmastermufflers.com/index.php?cat=2
• Det amerikanske kontor for miljøbeskyttelse af mobilkilder. "Automobilemissioner - et overblik." August 1994. (29. januar 2012) http://www.epa.gov/otaq/consumer/05-autos.pdf
• Walker udstødning. "Walker udstødning 101." (29. januar 2012) http://www.walkerexhaust.com/support/exhaust101/componentsAndDesign.asp