Wahrlich, die Emissionen eines einzelnen Autos sind im Vergleich zu anderen Verschmutzungsquellen relativ gering. Aber wenn Hunderttausende von Menschen in einem Auto sitzen und eine Autobahn vollstopfen, sind die kumulativen Auswirkungen enorm. Wenn Sie im Stau stehen und auf den Rauch blicken, der aus dem Auspuffrohr vor Ihnen aufsteigt und sich mit dem Smog am Himmel verbindet, denken Sie einen Moment darüber nach, was dieser Rauch ist. Es sieht vielleicht nicht nach viel aus, aber dieser Rauch hat einen langen Weg hinter sich, seit er nur wenige Augenblicke zuvor durch den Motor des Autos gepresst wurde.

Die Sorge um die Auswirkungen unserer Autos auf die Umwelt ist nicht neu. Mit dem Clean Air Act von 1970 erhielt die EPA die weitreichende Befugnis, die Emissionen von Kraftfahrzeugen zu regulieren. Mit dem technologischen Fortschritt drängte die EPA auf immer strengere Normen. Und obwohl die neuen Autos viel sauberer sind als die von vor 40 Jahren, fahren die Menschen heute viel öfter und über größere Entfernungen mit dem Auto, was zu einer viel stärkeren Verschmutzung beiträgt. Das Gesetz zur Luftreinhaltung wurde 1977 und 1990 überarbeitet und erweitert.

Automobilhersteller und -zulieferer mussten mit diesen Veränderungen Schritt halten, und wie Sie sich vorstellen können, musste sich auch die Abgasanlage eines Autos erheblich weiterentwickeln.

Komponenten einer Auspuffanlage – Rauchende Rohre

Die Auspuffanlage besteht hauptsächlich aus Rohren in verschiedenen Formen, die miteinander verbunden sind und jeweils so geformt sind, dass sie sich an einen bestimmten Teil der Unterseite des Fahrzeugs anpassen (die Rohre werden oft so gebogen, dass sie andere nahe gelegene Komponenten des Fahrzeugs, z. B. die Achsen, umschließen oder anderweitig anpassen). Jedes Rohr ist dafür verantwortlich, die Abgase nach hinten zu leiten, aber viele der Segmente sind spezialisiert. Mit anderen Worten, von außen sieht das System einfach aus wie ein Haufen miteinander verbundener Rohrsegmente, die vom Motorraum zur hinteren Stoßstange verlaufen, obwohl einige einen zusätzlichen Zweck erfüllen, wenn die Abgase durch das jeweilige Rohr strömen.

Zum Beispiel könnte das Hosenrohr (das einfach nur ein Y-förmiges Rohr ist) so installiert werden, dass das Ende mit zwei Öffnungen mit zwei entsprechenden Öffnungen im Auspuffkrümmer verschraubt wird, wodurch die Abgase des Motors durch das System geleitet werden. Oder ein Y-Rohr kann, wenn es am hinteren Ende des Fahrzeugs installiert wird, dazu beitragen, ein Doppelauspuffsystem mit einem Endrohr auf jeder Seite des Fahrzeugs zu schaffen (für einen oft begehrten sportlichen Look). Zwischenrohre können an den Schalldämpfer oder den Resonator angeschlossen werden, die weitere wichtige Systemkomponenten sind (wir werden auf der nächsten Seite darauf eingehen). Ausgleichsrohre, die in Doppelauspuffanlagen zu finden sind, tragen dazu bei, die Abgasimpulse auszugleichen, die unter der Fahrer- und Beifahrerseite des Fahrzeugs hindurchgehen. Luftspaltrohre sind spezielle, ineinander verschachtelte Rohre, die als Hitzeschild und Isolator dienen, indem sie eine zusätzliche Schicht für den Luftstrom bilden. Und das Endrohr, das in der Regel unter der hinteren Stoßstange hervorschaut, hat in der Regel eine größere Öffnung und kann aus stärkerem Metall bestehen, um den Anschein eines Hochleistungsauspuffs zu erwecken, wie er bei High-End-Autos üblich ist.

Auch wenn es ineffizient erscheinen mag, eine Vielzahl von Rohren anstelle von nur einem zu haben, erfüllen all diese Segmente doch einen Zweck. Zum einen ist das Biegen von Rohren harte Arbeit, und es ist einfacher, kleine abgewinkelte Segmente mit geraden Rohren zu verbinden, als ein langes, teures und schweres Rohr so zu formen, dass es sich jeder Kontur des Autos anpasst. Außerdem verschleißen die Komponenten der Auspuffanlage in regelmäßigen Abständen (was natürlich vom Hersteller, den verwendeten Materialien, den Fahrbedingungen und den Umweltfaktoren abhängt). Es ist einfacher und kostengünstiger, ein verrostetes Rohrsegment, einen verbeulten Schalldämpfer oder einen verschlissenen Katalysator zu ersetzen, als eine komplett neue Anlage einzubauen.

Sie fragen sich vielleicht, wie all diese Rohre zusammenpassen. Nun, einige Enden überlappen, während andere Ende-an-Ende zusammengefügt werden; aber nicht ohne ein wenig Hilfe.

Andere Auspuffkomponenten – Krümmer, Hänger und mehr

Der Schalldämpfer ist ein weiterer wichtiger Teil der Auspuffanlage Ihres Autos.

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Wir haben zuerst die verschiedenen Rohre besprochen, weil sie die sichtbarsten und am häufigsten vorkommenden Komponenten der Auspuffanlage sind und weil sie überall zu finden sind. Aber die Auspuffanlage beginnt eigentlich am Auspuffkrümmer (auch als Abgaskrümmer bekannt). Der Auspuffkrümmer sieht aus wie eine Reihe nebeneinander liegender Rohre, die aneinander geklebt sind (obwohl er oft aus robustem Gussmetall besteht). Er sammelt die Abgase direkt vom Motor und ist so konstruiert, dass jede Öffnung mit einer der Abgasöffnungen des Motors übereinstimmt, wobei die Flansche eine dichte Abdichtung bilden, damit keine Abgase entweichen können. Von hier aus fließen die Abgase durch die verschiedenen Rohre und andere Komponenten.

Die Dichtungen, die zwischen den einzelnen Rohren angebracht sind, spielen eine sehr wichtige Rolle. Da es schwierig, wenn nicht gar unmöglich ist, eine einwandfreie Metall-auf-Metall-Dichtung herzustellen, werden zwischen den einzelnen Verbindungen Dichtungen angebracht, um ein vorzeitiges Entweichen der giftigen Gase zu verhindern. Sie bestehen aus Fasern oder anderen strapazierfähigen, hitzebeständigen Materialien, die gerade so flexibel sind, dass sie sich leicht zusammendrücken lassen, wenn die Rohre fest zusammengedrückt werden. Dies trägt zu einer dichten Abdichtung bei.

Der Schalldämpfer ist ein weiterer wichtiger Teil der Auspuffanlage. Er sieht aus wie eine große runde oder ovale Kammer (normalerweise, aber nicht immer, in der Nähe des hinteren Teils des Autos zu finden). Diese Kammer ist jedoch sehr komplex konstruiert – sie ist dafür verantwortlich, den größten Teil des Motorgeräuschs zu dämpfen, obwohl sie dafür sorgen muss, dass die Abgase weiterhin reibungslos fließen können. Eine Reihe von Kammern und Röhren, die mit Steinen, Wolle oder synthetischen Fasern gefüllt sind, absorbieren und kontrollieren den Lärm. Und das ist noch nicht alles – der Schalldämpfer muss einigermaßen widerstandsfähig gegen Beschädigungen, Korrosion und Wärmestau sein. Der Resonator ist eine sekundäre oder Ersatzkomponente zur Schalldämpfung, die den Schalldämpfer ergänzt oder in Fällen, in denen der Platz knapp ist, sogar anstelle eines Schalldämpfers verwendet werden kann.

Katalysatoren, die sich in den 1970er Jahren durchsetzten, sind das wichtigste und effizienteste Mittel zur Verringerung des Schadstoffgehalts im Auspuff eines Autos. Das Innere eines Katalysators (oder „Kat“) ist mit Metallen beschichtet. Die verschiedenen Katalysatortypen verwenden unterschiedliche Kombinationen von Platin, Palladium und Rhodium. Bevor die Abgase den Katalysator erreichen, enthalten sie eine starke, hochgiftige Kombination aus Kohlenmonoxid, Stickstoffoxid und Kohlenwasserstoffen. (Wenn Sie Ihr Auto zur Abgasuntersuchung bringen, werden diese chemischen Stoffe getestet). Wenn diese Gifte mit den Metallen in Berührung kommen, die das Innere des Katalysators beschichten, findet eine chemische Reaktion statt, die die Abgase weniger schädlich macht. Wenn die Abgase den Katalysator passieren, sollte der Gehalt an Chemikalien so weit reduziert werden, dass die gesetzlichen Vorschriften eingehalten werden.

Wir haben bereits über Dichtungen gesprochen, aber das Abgassystem erfordert noch weitere grundlegende Teile. Flansche dienen im Allgemeinen demselben Zweck wie Dichtungen, sind aber aus Metall (und werden manchmal direkt an das Ende eines Rohrs angeformt). Verschiedene Schellen und Halterungen befestigen die Auspuffrohre am Fahrzeug, und Auspuffaufhängungen hängen die Rohre buchstäblich an den Unterboden des Fahrzeugs, wobei sie stark genug sind, um sie an Ort und Stelle zu halten, aber auch flexibel genug, um den durch das Fahren verursachten Bewegungen standzuhalten. Und zu guter Letzt sind da noch die Hitzeschilde: Metallplatten (manchmal isoliert), die als zusätzliche Barriere verwendet werden, wenn sich heiße Auspuffteile besonders nahe an einem anderen Teil des Autos oder direkt unter dem Fahrgastraum befinden.

Die Auspuffanlage

Wenn ein Motor perfekt laufen würde, würde er den gesamten verfügbaren Kraftstoff verbrennen, während er seine Zyklen durchläuft, und alle schmutzigen Teile in eine Energiequelle umwandeln. Es gibt jedoch Reste als Schadstoffe, weil ein Motor einfach nicht perfekt laufen kann – es gibt viel zu viele Variablen. Ein gewisser Teil des Kraftstoffs wird immer unverbrannt oder teilweise verbrannt bleiben, und diese Reste müssen in Form von Abgasen schnell aus dem Fahrzeug entfernt werden, um Platz für den nächsten Verbrennungszyklus des Motors zu schaffen.

Wie bereits erwähnt, verlassen die Abgase zunächst den Motor und gelangen über den Auspuffkrümmer in das System. Von dort aus werden sie durch die miteinander verbundenen Rohre geleitet, bis sie durch das Endrohr in der Nähe der hinteren Stoßstange austreten. Die Rohre selbst tragen zur Kühlung der Abgase bei, aber sie sind hauptsächlich ein Weg für die Abgase zum (und durch den) Katalysator und Schalldämpfer.

Der Katalysator muss so nah wie möglich am Motor sein, da er erst dann voll funktionsfähig ist, wenn er seine Betriebstemperatur erreicht hat. In vielen Fällen platziert der Hersteller den Katalysator kurz nach dem Krümmer, so dass die Wärme des Motors dazu beiträgt, den Katalysator zu erwärmen und ihn schnell auf Temperatur zu bringen.

Nachdem die Abgase den Katalysator passiert haben, der bis zu 90 Prozent der Giftstoffe des Abgases verbrennt und entfernt, besteht die nächste Priorität darin, den Motorsound zu filtern. Der Schalldämpfer und der Resonator befinden sich normalerweise direkt hinter dem Katalysator. Es gibt viele Varianten dieser Kombination – einige beruhigen den Auspuff so weit wie möglich, während andere speziell auf aggressive Töne abgestimmt sind. Von dort aus bewegt sich der Auspuff durch die restlichen Rohre, bis er das Auto verlässt.

Bei all den herumwirbelnden Chemikalien ist es ein ziemliches Kunststück, dass die Auspuffanlage überhaupt so gut funktioniert, wie sie es tut. Eine gut gewartete Auspuffanlage sollte zwei bis drei Jahre halten, aber die Rohre werden sowohl innen als auch außen beschädigt. Außen sind sie anfällig für Straßenbedingungen wie Aufprall von Trümmern und Umwelteinflüsse wie Schnee, Eis und Streusalz.

Eine wesentlichere Ursache für die Verschlechterung der Auspuffanlage liegt jedoch im Inneren und ist erst zu erkennen, wenn die Rohre durch Rost korrodiert sind. Es ist bekannt, dass bei der Verbrennung des Kraftstoffs im Motor Nebenprodukte übrig bleiben, weshalb die Auspuffanlage benötigt wird. Eines dieser Nebenprodukte ist säurehaltige Feuchtigkeit, die für Metall sehr schädlich ist. Leider gibt es keine Möglichkeit, das Innere der Rohre sauber zu halten.

Wenn ein Auspuffrohr verrottet oder sich eine Verbindung löst, entsteht ein Auspuffleck. Ein Leck macht sich fast immer sofort durch ein lautes, unangenehmes Geräusch und möglicherweise durch Probleme beim Fahrverhalten bemerkbar, z. B. durch eine zeitweise Leistungsschwankung. Aber, ob Sie es glauben oder nicht, das sind nicht die wirklichen Probleme. Etwas ernster wird es, wenn das Leck vor dem Katalysator auftritt, was bedeutet, dass die Abgase nicht richtig verarbeitet werden und all die heißen Chemikalien überall in die Atmosphäre gelangen. Es ist immer eine gute Idee, undichte Stellen so schnell wie möglich zu reparieren, um zu vermeiden, dass Sie sich selbst, Ihre Passagiere und Ihre Umgebung ungefilterten Abgasen aussetzen.

Die Rohre sauber halten

Diese verchromten Auspuffspitzen täuschen niemanden wirklich.

Diese verchromten Auspuffspitzen täuschen niemanden wirklich.

TOMASZ PIETRYSZEK/PHOTODISC/GETTY IMAGES

Dieselmotoren, denen oft ein unverhältnismäßig hoher Schadstoffausstoß vorgeworfen wird, können ihren Ruf durch neue und verbesserte Abgasfilter, die den Schadstoffausstoß angeblich um etwa 25 Prozent verringern und zudem den Kraftstoffverbrauch senken, etwas aufbessern. Mehrere Automobilhersteller, die bereits seit langem Dieselmodelle anbieten, haben ähnliche Systeme eingeführt, die leistungsstarke Katalysatoren mit Dieselpartikelfiltern kombinieren. Die BlueMotion-Turbodiesel-Baureihe von Volkswagen (hauptsächlich in Europa und Südamerika verkauft) und die BlueTec-Diesel von Mercedes sind zwei solche Beispiele. In vielen Fällen verwenden diese OEM-Komponenten und Fahrzeugmodelle Gewichtsreduzierung und andere Rationalisierungstechniken, um die Gesamteffizienz zu verbessern.

Eine verbesserte Abgaseffizienz ist entscheidend, um das Beste aus Ihrem Auto herauszuholen, und es gibt sogar Möglichkeiten, ein älteres Auto zu verbessern (vorausgesetzt, es befindet sich in einem allgemein guten Zustand – eine Hochleistungsauspuffanlage wird keine Wunder bei einer alten Schrottkiste bewirken). Ein Mechaniker kann in der Regel identische Original-Ersatzteile bestellen, aber es gibt auch Alternativen von Aftermarket-Anbietern von Leistungsteilen, die dem Auto oft ein Facelifting verpassen (zumindest so viel, wie der Unterboden des Autos aufgemöbelt werden kann). Es gibt mehrere häufig genannte Vorteile von Hochleistungsauspuffanlagen. Die Hersteller von Nachrüstsystemen sind sich bewusst, dass das akustische Erlebnis entscheidend für ein angenehmes Fahrvergnügen ist, und es lässt auch die Fahrer in der Umgebung wissen, dass ein wenig mehr Geld für das Auto ausgegeben wurde. Die meisten Hersteller bieten eine Vielzahl von Systemen an, deren Klang von einer dezenten Kehligkeit bis hin zu einem lauten Brüllen reicht. Ein guter Nachrüstauspuff kann die Gasannahme verbessern (wie schnell und gleichmäßig das Auto auf den Druck auf das Gaspedal reagiert) und die Leistung steigern. Einige Systeme können sogar den Kraftstoffverbrauch verbessern. Leistungsstarke Auspuffanlagen sind in der Lage, diese Leistungssteigerung zu erzielen, weil sie weniger restriktiv sind als serienmäßige Auspuffanlagen. Wenn der Motor mehr Luft ausstoßen kann (was auch bedeutet, dass er mehr Luft ansaugen kann), hilft das dem Motor, mehr Leistung zu erbringen. Aber im Gegensatz zu dem, was Sie vielleicht denken, ist eine völlig frei fließende Anlage kontraproduktiv. Auspuffanlagen auf dem Nachrüstmarkt sind so konstruiert, dass sie genau die richtige Menge an Gegendruck erzeugen, damit der Motor nicht mit zu geringer Leistung läuft. Deshalb ist es wichtig, eine Anlage zu wählen, die für Ihr spezielles Fahrzeug entwickelt und optimiert wurde. Und bevor Sie Ihre Auspuffrohre herausreißen, vergewissern Sie sich, dass die gewünschte Anlage für den Straßenverkehr zugelassen ist und nicht dazu führt, dass Ihr Auto bei der Abgasuntersuchung durchfällt.

Verstehen Sie auch, dass eine echte Hochleistungsauspuffanlage keine umwerfenden Vorteile für eine unbedeutende Investition bietet. Hüten Sie sich vor billigen Produkten wie aufsteckbaren oder aufschraubbaren „Performance“-Auspuffanlagenkomponenten oder Auspuffspitzen, die vorgeben, das Aussehen einer vollständigen Performance-Anlage zu vermitteln. Sie werden das Fahrverhalten des Autos nicht verbessern und können es sogar behindern, indem sie zusätzliches Gewicht und Windwiderstand verursachen. Und außerdem täuschen diese auffälligen Endstücke wirklich niemanden.