Tosiasiassa yksittäisen auton päästöt ovat suhteellisen vähäiset verrattuna muihin saastuttajiin. Mutta kun sadattuhannet ihmiset istuvat kukin autossa ja täyttävät moottoritien täyteen, kumulatiiviset vaikutukset ovat valtavat. Kun istut liikenneruuhkassa ja katselet savua, joka nousee edessäsi olevasta pakoputkesta ja liittyy taivaalla olevaan savusumuun, mieti hetki, mitä tuo savu on. Se ei ehkä näytä paljolta, mutta tuo savu on kulkenut pitkän matkan siitä, kun se hetkeä aiemmin työnnettiin auton moottorin läpi.

Huolta autojemme vaikutuksesta ympäristöön ei ole uutta. Clean Air Act -lain vuoden 1970 versio antoi EPA:lle laajat valtuudet säännellä autojen päästöjä. Teknologian kehittyessä EPA vaati tiukempia normeja. Vaikka uudet autot ovat paljon puhtaampia kuin 40 vuoden takaiset autot, ihmiset ajavat nykyään pidempiä matkoja ja paljon useammin, mikä aiheuttaa paljon enemmän saasteita. Clean Air Act -lakia uudistettiin ja sen soveltamisalaa laajennettiin vuonna 1977 ja uudelleen vuonna 1990.

Autojen valmistajien ja varaosatoimittajien on täytynyt pysyä näiden muutosten tahdissa, ja kuten voitte kuvitella, myös auton pakokaasujärjestelmän on täytynyt kehittyä huomattavasti.

Pakoputken osat — Savuavat putket

Pakoputkisto koostuu pääasiassa useista eri muotoisista putkista, jotka on suunniteltu yhdistettäviksi toisiinsa ja jotka on muotoiltu siten, että ne sopivat tiettyyn auton alapuolen osaan. (Putket taivutetaan usein niin, että ne kiertyvät auton muiden lähellä olevien osien, kuten akselien, ympärille tai mukautuvat niihin muulla tavoin.) Kukin putki vastaa pakokaasujen siirtämisestä taaksepäin, mutta monet segmentit ovat erikoistuneita. Toisin sanoen ulkopuolelta katsottuna järjestelmä näyttää yksinkertaisesti joukolta toisiinsa liitettyjä putkisegmenttejä, jotka kulkevat moottoritilasta takapuskuriin, vaikka jotkin niistä palvelevat lisätarkoitusta pakokaasujen kulkiessa kyseisen putken läpi.

Esimerkiksi Y-putki (joka on yksinkertaisesti, noh, Y:n muotoinen putki) saatetaan asentaa niin, että pää, jossa on kaksi aukkoa, pultataan kahteen vastaavaan aukkoon pakokaasunjakoputkessa, jolloin moottorin jätevedet kulkevat järjestelmän läpi yhdistettynä. Tai kun Y-putki asennetaan auton takaosaan, sen avulla voidaan luoda kaksoispakoputkijärjestelmä, jossa on pakoputki kummallakin puolella autoa (usein haluttu urheilullinen ulkonäkö). Väliputket voidaan kiinnittää äänenvaimentimeen tai resonaattoriin, jotka ovat muita tärkeitä järjestelmän osia (käsittelemme niitä seuraavalla sivulla). Kaksoispakokaasujärjestelmissä käytettävät tasausputket auttavat tasaamaan pakokaasupulsseja, jotka kulkevat auton kuljettajan ja matkustajan puolelta. Ilma-aukkoputket ovat erikoistuneita sisäkkäisiä putkia, jotka toimivat lämpösuojana ja eristeenä tarjoamalla lisäkerroksen ilmavirralle. Pakoputkessa, joka tyypillisesti työntyy ulos takapuskurin alta, on yleensä suurempi aukko, ja se saatetaan valmistaa järeämmän näköisestä metallista, jotta se näyttäisi suorituskykyiseltä pakoputkelta, joka on yleinen piirre huippuluokan autoissa.

Vaikka saattaa tuntua tehottomalta, että putkia on tonneittain yhden sijasta, todellisuudessa kaikilla näillä segmenteillä on tarkoituksensa. Ensinnäkin putkien taivuttaminen on kovaa työtä, ja on helpompaa liittää pieniä kulmasegmenttejä suoriin putkiin kuin muotoilla yksi pitkä, kallis ja raskas putki sopimaan auton jokaiseen ääriviivaan. Lisäksi pakojärjestelmän osat kuluvat säännöllisin väliajoin (riippuen tietenkin valmistajasta, materiaaleista, ajo-olosuhteista ja ympäristötekijöistä). On helpompaa ja edullisempaa vaihtaa yksi ruostunut putkenpätkä, kolhiintunut äänenvaimennin tai kulunut katalysaattori kuin asentaa kokonaan uusi järjestelmä.

Saatat ihmetellä, miten kaikki nuo putket sopivat yhteen. No, jotkin päät menevät päällekkäin, kun taas toiset liitetään toisiinsa päästä päähän; mutta ei ilman pientä apua.

Muut pakokaasukomponentit — jakoputket, ripustimet ja muuta

Avaimen äänenvaimennin on toinen tärkeä osa autosi pakojärjestelmää.

MATTHIAS TUNGER/THE IMAGE BANK/GETTY IMAGES

Keskustelimme ensin erilaisista putkista, koska ne ovat pakojärjestelmän näkyvimpiä ja yleisimpiä osia ja koska niitä on kaikkialla. Pakojärjestelmä alkaa kuitenkin oikeastaan pakosarjasta (joka tunnetaan myös nimellä pakosarja). Keräin näyttää sarjalta vierekkäisiä putkia, jotka on kiinnitetty toisiinsa (vaikkakin se on usein valmistettu kestävästä valumetallista). Se kerää pakokaasun suoraan moottorista, joten se on suunniteltu siten, että jokainen aukko sopii yhteen moottorin pakokaasuaukon kanssa, ja sen laipat muodostavat tiiviin tiivisteen, joka estää pakokaasun karkaamisen. Tästä pakokaasu alkaa virrata eri putkien ja muiden osien läpi.

Kunkin putken väliin asennettavilla tiivisteillä on erittäin tärkeä merkitys. On vaikeaa, ellei mahdotonta, muodostaa virheetöntä metalli-metalli-tiivistettä, joten tiivisteet on sijoitettu jokaisen liitoksen väliin estämään myrkyllisten kaasujen ennenaikainen karkaaminen. Ne on valmistettu kuiduista tai muista raskaista, lämmönkestävistä materiaaleista, jotka joustavat juuri sen verran, että ne puristuvat hieman, kun putket puristetaan tiukasti yhteen. Tämä auttaa muodostamaan tiiviin tiivisteen.

Äänenvaimennin on toinen tärkeä osa pakojärjestelmää. Se näyttää suurelta pyöreältä tai soikealta kammiolta (yleensä, mutta ei aina, se löytyy läheltä auton takaosaa). Tuossa kammiossa on kuitenkin hyvin monimutkainen rakenne — se on vastuussa siitä, että se vaimentaa suurimman osan moottorin melusta, vaikka sen on mahdollistettava pakokaasun virtauksen jatkuminen sujuvasti. Sarja kammioita ja putkia, jotka on täytetty kivellä, villalla tai synteettisillä kuiduilla, vaimentaa ja hillitsee melua. Eikä siinä vielä kaikki – äänenvaimentimen on oltava kohtuullisen kestävä vaurioita, korroosiota ja lämpöä vastaan. Resonaattori on toissijainen tai korvaava äänenvaimennuskomponentti, jota käytetään äänenvaimentimen täydentäjänä, tai jos tilaa on vähän, sitä voidaan jopa käyttää äänenvaimentimen sijasta.

Katalysaattorit, jotka yleistyivät 1970-luvulla, ovat ensisijainen ja tehokkain keino vähentää auton pakokaasun sisältämien myrkkyjen määrää. Katalysaattorin (tai ”kissan”) sisuskalut on päällystetty metalleilla. Erilaisissa katalysaattoreissa käytetään erilaisia platinan, palladiumin ja rodiumin yhdistelmiä. Ennen kuin pakokaasu saavuttaa katalysaattorin, se sisältää voimakkaan, erittäin myrkyllisen yhdistelmän hiilimonoksidia, typpioksidia ja hiilivetyjä. (Kun viet autosi päästötestiin, nämä kemikaalit testataan.) Kun nämä myrkyt joutuvat kosketuksiin katin sisäpuolella olevien metallien kanssa, tapahtuu kemiallinen reaktio, joka tekee pakokaasuista vähemmän haitallisia. Kun pakokaasu kulkee katin läpi, kemikaalien määrän pitäisi pienentyä niin paljon, että se täyttää viranomaismääräykset.

Puhuimme jo tiivisteistä, mutta pakojärjestelmään tarvitaan muitakin peruslaitteita. Laipat palvelevat yleensä samaa tarkoitusta kuin tiivisteet, mutta ne on tehty metallista (ja joskus ne on muotoiltu suoraan putken päähän). Erilaiset kiinnittimet ja kannattimet kiinnittävät pakoputken osat toisiinsa ja pitävät ne kiinni ajoneuvossa, ja pakoputken ripustimet kirjaimellisesti ripustavat putket auton alustasta, ja niiden lujuus riittää pitämään ne paikoillaan, mutta ne ovat myös riittävän joustavia, jotta ne kestävät ajon aiheuttamat liikkeet. Viimeisenä, mutta ei vähäisimpänä, ovat lämpösuojat: Metalliset (joskus eristetyt) levyt, joita käytetään ylimääräisenä esteenä aina, kun kuumat pakokaasun osat ovat erityisen lähellä toista auton osaa tai suoraan matkustamon alapuolella.

Poistumisreitti

Jos moottori toimisi täydellisesti, se polttaisi kaiken käytettävissä olevan polttoaineensa kierrosaikojensa läpi kulkiessaan ja muuttaisi kaikki likaiset osat voimanlähteeksi. Jäämiä on kuitenkin olemassa saasteina, koska moottoria ei yksinkertaisesti voida suunnitella toimimaan täydellisesti – muuttujia on aivan liikaa. Jonkin verran polttoainetta jää aina polttamatta tai palaa osittain, ja nämä jäänteet on käsiteltävä nopeasti ulos ajoneuvosta pakokaasun muodossa, jotta saadaan tilaa moottorin seuraavalle palamissyklille.

Kuten aiemmin mainitsimme, pakokaasu poistuu ensin moottorista ja tulee järjestelmään pakosarjan kautta. Sieltä se kulkee järjestelmää pitkin toisiinsa liitettyjen putkien kautta, kunnes se poistuu pakoputken kautta, lähellä takapuskuria. Putket itsessään auttavat itse asiassa jäähdyttämään pakokaasua, mutta ne ovat enimmäkseen väylä, jonka kautta pakokaasu kulkee katalysaattorille ja äänenvaimentimelle (ja niiden läpi).

Katin on oltava mahdollisimman lähellä moottoria, koska se ei ole täysin toimintakykyinen ennen kuin se nousee käyttölämpötilaan. Monissa tapauksissa valmistaja sijoittaa katalysaattorin pian jakoputken jälkeen, joten moottorin lämpö auttaa lämmittämään katalysaattoria ja nostamaan sen nopeasti lämpötilaan.

Kun kaasut ovat kulkeneet katalysaattorin läpi, joka polttaa ja poistaa jopa 90 prosenttia pakokaasun myrkyistä, seuraava prioriteetti on suodattaa moottorin ääni . Äänenvaimennin ja resonaattori sijaitsevat yleensä heti katin jälkeen. Tästä yhdistelmästä on monia variaatioita – jotkin niistä rauhoittavat pakokaasua mahdollisimman paljon, kun taas toiset on viritetty erityisesti aggressiivisia ääniä varten. Siitä pakokaasu kulkee loput putket läpi, kunnes se poistuu autosta.

Kun kaikki nämä kemikaalit pyörivät ympärillä, on melkoinen saavutus, että pakojärjestelmä todella toimii niin hyvin kuin se toimii. Hyvin huolletun pakojärjestelmän pitäisi kestää kahdesta kolmeen vuotta, mutta putket vaurioituvat sekä sisältä että ulkoa. Ulkopuolella ne ovat alttiita tieolosuhteille, kuten roskien aiheuttamille iskuille, ja ympäristötekijöille, kuten lumelle, jäälle ja tiesuolalle.

Mutta olennaisempi syy pakojärjestelmän hajoamiseen on sisäpuolella, eikä sitä huomaa, ennen kuin putket ovat ruostuneet läpi. Tiedämme, että kun moottori polttaa polttoainetta tehon tuottamiseksi, prosessista jää sivutuotteita – siksi pakojärjestelmää tarvitaan. Yksi näistä sivutuotteista on hapan kosteus, ja se on todella vahingollista metallille. Valitettavasti ei ole mitään keinoa pitää putkien sisäpuolta puhtaana.

Kun pakoputki lahoaa tai liitos irtoaa, syntyy pakokaasuvuoto. Vuoto näkyy lähes aina välittömästi äänekkäänä, vastenmielisenä äänenä ja mahdollisesti ajettavuusongelmina, kuten ajoittaisena tehon vaihteluna. Mutta usko tai älä, nämä eivät ole todellisia ongelmia. Tilanne on hieman vakavampi, jos vuoto tapahtuu ennen katalysaattoria, mikä tarkoittaa, että pakokaasua ei käsitellä kunnolla ja kaikki kuumat kemikaalit valuvat kaikkialle ilmakehään. Vuodot kannattaa aina korjata mahdollisimman pian, jotta et altista itseäsi, matkustajiasi ja ympäristöäsi suodattamattomille pakokaasuille.

Putkien pitäminen puhtaana

Nuo kromatut pakoputken kärjet eivät todellakaan huijaa ketään.

Nuo kromatut pakoputken kärjet eivät todellakaan huijaa ketään.

TOMASZ PIETRYSZEK/PHOTODISC/GETTY IMAGES

Dieselmoottoreita, joita usein syytetään suhteettoman suurista myrkyllisistä päästöistä, saattaa pelastaa jonkin verran niiden maine uusilla ja parannetuilla pakokaasunsuodattimilla, joiden väitetään pienentävän päästöjä noin 25 prosentilla ja lisäävän lisäksi polttoainetaloutta. Useat autonvalmistajat, jotka ovat aiemmin tarjonneet dieselmalleja, ovat tuoneet markkinoille samanlaisia järjestelmiä, joissa yhdistyvät tehokkaat katalysaattorit ja dieselhiukkassuodattimet. Volkswagenin BlueMotion-turbodieselmallisto (jota myydään pääasiassa Euroopassa ja Etelä-Amerikassa) ja Mercedeksen BlueTec-dieselmoottorit ovat kaksi tällaista esimerkkiä. Monissa tapauksissa näissä OEM-komponenteissa ja automalleissa käytetään painonpudotusta ja muita virtaviivaistamistekniikoita kokonaishyötysuhteen parantamiseksi.

Pakokaasujen hyötysuhteen parantaminen on ratkaisevan tärkeää, jotta autostasi saataisiin paras mahdollinen hyöty irti, ja on olemassa keinoja jopa vanhemman auton parantamiseen (olettaen, että se on yleisesti ottaen hyvässä kunnossa – suorituskykyinen pakokaasujärjestelmä ei tee ihmeitä totaalisen ränsistyneen auton kanssa). Mekaanikko voi yleensä tilata samanlaisia alkuperäisiä varaosia, mutta jälkimarkkinoilla on myös suorituskykyisten varaosien toimittajilta saatavia vaihtoehtoja, jotka usein antavat autolle kasvojenkohotuksen (ainakin sen verran kuin auton korin aluskehää voidaan ehostaa). Suorituskykyisistä pakojärjestelmistä on useita usein mainittuja etuja. Jälkimarkkinavalmistajat ovat hyvin tietoisia siitä, että äänikokemuksella on ratkaiseva merkitys miellyttävälle ajamiselle, ja se antaa myös läheisten kuljettajien tietää, että autoon on käytetty hieman ylimääräistä rahaa. Useimmat valmistajat tarjoavat erilaisia järjestelmiä, joiden ääni vaihtelee hienovaraisesta kurkkumaisuudesta täysimittaiseen karjuntaan. Hyvä jälkimarkkinoilla myytävä suorituskykyinen pakoputki voi parantaa kaasun vastetta (kuinka nopeasti ja tasaisesti auto reagoi kaasupolkimen painallukseen) ja lisätä hevosvoimia. Jotkin järjestelmät voivat jopa parantaa polttoainetaloutta. Suorituskykyiset pakoputket pystyvät antamaan tämän tehonlisäyksen, koska ne ovat vähemmän rajoittavia kuin vakiopakoputket. Jos moottori voi työntää enemmän ilmaa ulos (mikä tarkoittaa myös, että se voi ottaa enemmän ilmaa sisään), se auttaa moottoria tuottamaan enemmän tehoa. Mutta toisin kuin luulisi, täysin vapaasti virtaava järjestelmä on haitallinen. Jälkimarkkinapakoputket on suunniteltu siten, että ne tuottavat juuri oikean määrän vastapainetta, jotta moottori ei päädy toimimaan huipputehon alapuolella. Siksi on tärkeää valita sellainen, joka on suunniteltu ja optimoitu juuri sinun ajoneuvollesi. Ja ennen kuin ryhdyt repimään pakoputkia irti, varmista, että haluamasi järjestelmä on katu-oikeutettu eikä aiheuta autollesi epäonnistumista päästötestissä.

Ymmärrä myös, että todellinen suorituskykyinen pakoputkijärjestelmä ei voi tarjota tajunnanräjäyttäviä hyötyjä mitättömällä investoinnilla. Varo halpoja tuotteita, kuten kiinnitettäviä tai ruuvattavia ”suorituskykyisen” pakojärjestelmän osia tai pakoputken kärkiä, jotka väittävät antavan täydellisen suorituskykyisen järjestelmän ulkonäön. Ne eivät auta auton ajettavuutta ja saattavat jopa haitata sitä lisäämällä ylimääräistä painoa ja tuulenvastusta. Sitä paitsi nuo räikeät kärjet eivät todellakaan huijaa ketään.