Eerlijk gezegd is de uitstoot van een individuele auto relatief laag, vergeleken met andere bronnen van vervuiling. Maar wanneer honderdduizenden mensen elk in een auto zitten en een snelweg volproppen, zijn de cumulatieve effecten enorm. Als u in de file staat en kijkt naar de rook die uit de uitlaat voor u komt en zich bij de smog in de lucht voegt, bedenk dan eens wat die rook is. Het lijkt misschien niet veel, maar die rook heeft een lange weg afgelegd sinds hij enkele ogenblikken voordien door de motor van de auto werd geperst.

De bezorgdheid over het effect van onze auto’s op het milieu is niet nieuw. De versie van 1970 van de Clean Air Act gaf de EPA de verregaande bevoegdheid om de uitstoot van auto’s te reguleren. Naarmate de technologie voortschreed, drong de EPA aan op strengere normen. En hoewel nieuwe auto’s veel schoner zijn dan die van 40 jaar geleden, rijden mensen tegenwoordig veel grotere afstanden en veel vaker, wat bijdraagt tot veel meer vervuiling. De Clean Air Act werd herzien en uitgebreid in 1977, en vervolgens opnieuw in 1990.

Autofabrikanten en leveranciers van onderdelen hebben gelijke tred moeten houden met deze veranderingen, en zoals je je kunt voorstellen, heeft het uitlaatsysteem van een auto zich ook aanzienlijk moeten ontwikkelen.

Componenten van een uitlaat — Smokin’ Pipes

Het uitlaatsysteem bestaat hoofdzakelijk uit pijpen in verschillende vormen, elk ontworpen om met elkaar te verbinden, en elk gevormd om zich aan een specifiek deel van de onderkant van de auto aan te passen. (De pijpen worden vaak gebogen om rond te wikkelen of anderszins aan andere nabijgelegen componenten van de auto aan te passen, zoals de assen). Elke pijp is verantwoordelijk voor de verplaatsing van de uitlaatgassen naar achteren, maar veel van de segmenten zijn gespecialiseerd. Met andere woorden, van de buitenkant, het systeem ziet er gewoon als een bos van aangesloten pijp segmenten die lopen van de motor baai naar de achterbumper, hoewel sommige dienen een extra doel als de uitlaat stroomt door die specifieke pijp.

Bijvoorbeeld, de Y-pijp (die is gewoon, goed, een Y-vormige pijp) kan zo worden geïnstalleerd dat het uiteinde met twee openingen bouten tot twee overeenkomstige openingen in het uitlaatspruitstuk, het combineren van de motor afval te vorderen door het systeem. Of, wanneer geïnstalleerd aan de achterkant van de auto, kan een Y-pijp helpen bij het creëren van een dubbel uitlaatsysteem met een uitlaatpijp aan elke kant van de auto (voor een vaak gewilde sportieve look). Tussenpijpen kunnen worden bevestigd aan de uitlaatdemper of resonator, die andere belangrijke systeemcomponenten zijn (we komen hier op de volgende pagina op terug). Balanceerpijpen, die in dubbele uitlaatsystemen voorkomen, helpen de uitlaatpulsen gelijk te maken die onder de bestuurder- en passagierskant van de auto doorkomen. Air gap pijpen zijn gespecialiseerde geneste pijpen die fungeren als een hitteschild en isolator door het verstrekken van een extra laag voor de luchtstroom. En de staartpijp, die meestal onder de achterbumper uitsteekt, heeft meestal een grotere opening en kan van steviger uitziend metaal zijn gemaakt, om het uiterlijk van een prestatie-uitlaat te geven die een gemeenschappelijk kenmerk van high-end auto’s is.

Hoewel het misschien inefficiënt lijkt om een ton van pijpen in plaats van slechts één te hebben, echt, al die segmenten dienen een doel. Ten eerste, het buigen van pijpen is hard werken, en het is gemakkelijker om kleine hoekige segmenten te verbinden met rechte pijpen dan het is om één lange, dure, zware pijp te vormen om elke contour van een auto te passen. Bovendien slijten de onderdelen van het uitlaatsysteem met regelmatige tussenpozen (uiteraard afhankelijk van de fabrikant, de materialen, de rijomstandigheden en de omgevingsfactoren). Het is makkelijker en goedkoper om een verroest stuk pijp, een kapotte demper of een versleten katalysator te vervangen dan om een heel nieuw systeem te installeren.

U vraagt zich misschien af hoe al die pijpen in elkaar passen. Nou, sommige uiteinden overlappen, terwijl anderen worden gekoppeld end-to-end; maar niet zonder een beetje hulp.

Andere uitlaat componenten – Headers, Hangers en meer

De demper is een ander belangrijk onderdeel van de uitlaat van uw auto systeem.

MATTHIAS TUNGER/THE IMAGE BANK/GETTY IMAGES

We hebben eerst de verschillende pijpen besproken, omdat zij de meest zichtbare en meest voorkomende onderdelen van het uitlaatsysteem zijn, en omdat ze overal te vinden zijn. Maar het uitlaatsysteem begint eigenlijk bij de uitlaatkop (ook bekend als het uitlaatspruitstuk). De header ziet eruit als een reeks aan elkaar geplakte buizen (hoewel hij vaak van zwaar gietmetaal is gemaakt). Het verzamelt de uitlaatgassen rechtstreeks van de motor, dus is het zo ontworpen dat elke opening aansluit op een van de uitlaatpoorten van de motor, met flenzen die een goede afdichting vormen om te voorkomen dat uitlaatgassen ontsnappen. Van hieruit begint de uitlaat door de verschillende pijpen en andere componenten te stromen.

De pakkingen die tussen elke pijp worden gemonteerd, spelen een zeer belangrijke rol. Het is moeilijk, zo niet onmogelijk, om een foutloze metaal-op-metaal afdichting te vormen, dus worden pakkingen tussen elke verbinding geklemd om te voorkomen dat de giftige gassen voortijdig ontsnappen. Ze zijn gemaakt van vezels of andere zware, hittebestendige materialen, die net flexibel genoeg zijn om iets samen te drukken wanneer de pijpen strak tegen elkaar worden geklemd. Dit helpt bij het vormen van een strakke afdichting.

De uitlaatdemper is een ander belangrijk onderdeel van het uitlaatsysteem. Het ziet eruit als een grote ronde of ovale kamer (meestal, maar niet altijd, te vinden in de buurt van de achterkant van de auto). Die kamer heeft echter een zeer complex ontwerp – hij is verantwoordelijk voor het dempen van het grootste deel van het motorgeluid, terwijl de uitlaat toch soepel moet kunnen blijven stromen. Een reeks kamers en buizen, gevuld met steen, wol of synthetische vezels, absorbeert en reguleert het geluid. En dat is nog niet alles — de geluiddemper moet redelijk bestand zijn tegen beschadiging, corrosie en het vasthouden van warmte. De resonator is een secundair of vervangend geluiddempend onderdeel, dat wordt gebruikt om de geluiddemper te vergroten, of in gevallen waar de ruimte beperkt is, kan het zelfs in plaats van een geluiddemper worden gebruikt.

Katalysatoren, die in de jaren 1970 gemeengoed werden, zijn de primaire en meest efficiënte manier om het niveau van giftige stoffen in de uitlaat van een auto te verminderen. Het binnenwerk van een katalysator (of “cat”) is bekleed met metalen. Verschillende types katalysatoren gebruiken verschillende combinaties van platina, palladium en rhodium. Voordat de uitlaatgassen de kat bereiken, bevatten ze een krachtige, supergiftige combinatie van koolmonoxide, stikstofoxide en koolwaterstoffen. (Wanneer u uw auto voor de emissietest brengt, zijn dit de chemische niveaus die worden getest). Wanneer deze giftige stoffen in contact komen met de metalen die de binnenkant van de kat bekleden, vindt er een chemische reactie plaats die de uitlaatgassen minder schadelijk maakt. Als de uitlaat door de kat gaat, zou het niveau van chemicaliën voldoende moeten worden verminderd om aan de overheidsvoorschriften te voldoen.

We hebben het al over pakkingen gehad, maar het uitlaatsysteem vereist andere basisstukken van hardware. Flenzen dienen over het algemeen hetzelfde doel als pakkingen, maar deze zijn van metaal (en worden soms direct op het uiteinde van een pijp gevormd). Diverse klemmen en beugels bevestigen de uitlaatdelen aan elkaar en houden ze vast aan de auto, en uitlaathangers hangen de pijpen letterlijk aan de onderkant van de auto, met voldoende kracht om ze op hun plaats te houden, maar ook voldoende flexibiliteit om de door het rijden veroorzaakte bewegingen te weerstaan. En als laatste, maar daarom niet minder belangrijk, zijn er de hitteschilden: Metalen (soms geïsoleerde) platen die als extra barrière worden gebruikt wanneer hete uitlaatdelen zich bijzonder dicht bij een ander deel van de auto of direct onder het passagierscompartiment bevinden.

De Uitlaatroute

Als een motor perfect liep, zou hij al zijn beschikbare brandstof verbranden terwijl hij zijn cycli doorliep, waarbij alle vuile deeltjes werden omgezet in een bron van kracht. Restjes bestaan echter als vervuilende stoffen, omdat een motor eenvoudigweg niet perfect kan lopen – er zijn veel te veel variabelen. Er zal altijd een bepaalde hoeveelheid brandstof onverbrand of gedeeltelijk verbrand achterblijven, en deze resten moeten snel uit het voertuig worden verwerkt, in de vorm van uitlaatgassen, om plaats te maken voor de volgende verbrandingscyclus van de motor.

Zoals we al eerder zeiden, komt de uitlaat eerst uit de motor en komt via het uitlaatspruitstuk in het systeem terecht. Van daar, reist het onderaan het systeem door onderling verbonden pijpen tot het door de uitlaatpijp, dichtbij de achterbumper, verlaat. De pijpen zelf helpen om de uitlaatgassen af te koelen, maar ze zijn vooral een manier om de uitlaatgassen naar (en door) de katalysator en de uitlaatdemper te leiden.

De kat moet zo dicht mogelijk bij de motor zitten, omdat hij pas volledig functioneert als hij op bedrijfstemperatuur is gekomen. In veel gevallen, de fabrikant plaatst de kat kort na het spruitstuk, zodat warmte van de motor helpt warmen de kat en snel op temp.

Nadat de gassen door de kat, die zal afbranden en verwijderen tot 90 procent van de uitlaatgassen toxines, de volgende prioriteit is om het motorgeluid te filteren . De demper en resonator bevinden zich meestal direct achter de kat. Er zijn vele variaties op deze combinatie – sommige zullen de uitlaat zo veel mogelijk kalmeren, terwijl andere specifiek zijn afgestemd voor agressieve tonen. Van daaruit beweegt de uitlaat zich door de rest van de pijpen totdat hij de auto verlaat.

Met al die chemicaliën die ronddwarrelen, is het een hele prestatie dat het uitlaatsysteem eigenlijk zo goed werkt als het doet. Een goed onderhouden uitlaatsysteem moet twee tot drie jaar meegaan, maar de pijpen raken zowel van binnen als van buiten beschadigd. Aan de buitenkant zijn ze gevoelig voor de omstandigheden op de weg, zoals de impact van puin en omgevingsfactoren, zoals sneeuw, ijs en strooizout.

Echter, een meer substantiële oorzaak van degradatie van het uitlaatsysteem is intern, en het kan niet worden gezien totdat de pijpen zijn doorgeroest met roest. We weten dat als de motor brandstof verbrandt om vermogen te maken, er bijprodukten van dit proces overblijven – daarom is het uitlaatsysteem nodig. Een van deze bijproducten is zuur vocht, en dat is echt schadelijk voor metaal. Helaas is er eigenlijk geen manier om de binnenkant van de pijpen schoon te houden.

Wanneer een uitlaatpijp doorrot of een verbinding losraakt, ontstaat er een uitlaatlek. Een lek is bijna altijd onmiddellijk merkbaar met een luid, onaangenaam geluid en, mogelijk, drivability problemen zoals een intermitterende schommeling in vermogen. Maar, geloof het of niet, dit zijn niet de echte problemen. Het wordt een beetje ernstiger als het lek zich voordoet vóór de katalysator, wat betekent dat de uitlaatgassen niet goed worden verwerkt en al die hete chemicaliën overal in de atmosfeer terechtkomen. Het is altijd een goed idee om lekken zo snel mogelijk te laten repareren om te voorkomen dat u uzelf, uw passagiers en uw omgeving blootstelt aan ongefilterde uitlaatgassen.

Keeping the Pipes Clean

Those chrome exhaust tips aren’t really fooling anyone.

Those chrome exhaust tips aren’t really fooling anyone.

TOMASZ PIETRYSZEK/PHOTODISC/GETTY IMAGES

Dieselmotoren, die vaak worden beschuldigd van onevenredig hoge niveaus van giftige emissies, kunnen hun reputatie enigszins gered zien door nieuwe en verbeterde uitlaatfilters die beweren de emissies met ongeveer 25 procent te verminderen, met als bijkomend voordeel dat ze het brandstofverbruik verhogen. Verschillende autofabrikanten die in het verleden dieselmodellen hebben aangeboden, hebben soortgelijke systemen geïntroduceerd die krachtige katalysatoren combineren met roetfilters. Het BlueMotion turbodieselgamma van Volkswagen (vooral verkocht in Europa en Zuid-Amerika) en de BlueTec diesels van Mercedes zijn twee voorbeelden daarvan. In veel gevallen zijn deze OEM-componenten en automodellen maken gebruik van gewichtsvermindering en andere stroomlijning technieken om de algehele efficiency te verbeteren.

Verbetering van de uitlaat-efficiëntie is van cruciaal belang om het meeste uit uw auto, en er zijn zelfs manieren om een oudere auto te verbeteren (ervan uitgaande dat het in het algemeen goede staat – een performance uitlaatsysteem zal geen wonderen op een totaal jalopy). Een monteur kan meestal identieke originele onderdelen bestellen, maar er zijn ook alternatieven van aftermarket performance onderdelen leveranciers die de auto vaak een facelift geven (althans, voor zover de onderkant van de auto kan worden opgefrist, hoe dan ook). Er zijn verschillende vaak genoemde voordelen van performance uitlaatsystemen. Aftermarket fabrikanten zijn zich er terdege van bewust dat de auditieve ervaring van cruciaal belang is voor een plezierige rit, en het laat ook nabije bestuurders weten dat een beetje extra geld werd besteed aan de auto, ook. De meeste fabrikanten bieden een verscheidenheid van systemen die variëren in geluid van een subtiele keel tot een all-out brullen. Een goede aftermarket uitlaat kan de gasrespons (hoe snel en soepel de auto reageert op de druk op het gaspedaal) verbeteren en de pk’s een boost geven. Sommige systemen kunnen zelfs het brandstofverbruik verbeteren. Performance uitlaten zijn in staat om dit vermogen te verhogen omdat ze minder restrictief zijn dan standaard uitlaten. Als de motor meer lucht kan uitstoten (wat ook betekent dat hij meer lucht kan opnemen) helpt dat de motor meer vermogen te maken. Maar in tegenstelling tot wat je zou denken, zal een volledig vrij stromend systeem averechts werken. Aftermarket uitlaten zijn ontworpen om precies de juiste hoeveelheid tegendruk te bieden, zodat de motor niet op sub-piek vermogen gaat draaien. Dat is waarom het belangrijk is om te kiezen voor een ontworpen en geoptimaliseerd voor uw specifieke voertuig. En voordat je gaat rippen uit uw uitlaatpijpen, zorg ervoor dat het systeem dat u wilt is street-legal en zal niet leiden tot uw auto te falen zijn emissietest.

Begrijp ook dat een echte prestaties uitlaatsysteem kan geen mind-blowing voordelen voor een triviale investering te bieden. Pas op voor goedkope producten zoals clip-on of schroef-on “performance” uitlaatsysteem onderdelen of uitlaat tips die beweren te geven het uiterlijk van een full performance systeem. Ze zijn niet bevorderlijk voor de rijeigenschappen van de auto en kunnen deze zelfs hinderen door extra gewicht en windweerstand toe te voegen. En bovendien, die opzichtige tips zijn echt niet gek niemand.