Prawdę mówiąc, emisje pojedynczego samochodu są stosunkowo niskie, w porównaniu z innymi źródłami zanieczyszczeń. Ale kiedy setki tysięcy ludzi siedzą w samochodzie, zapełniając autostradę po brzegi, skumulowane efekty są ogromne. Siedząc w korku, patrząc na dym wydobywający się z rury wydechowej przed tobą i unoszący się w górę, by dołączyć do smogu na niebie, pomyśl przez chwilę o tym, czym jest ten dym. Może nie wygląda on na wiele, ale ten dym przebył długą drogę od czasu, gdy został przepchnięty przez silnik samochodu chwilę wcześniej.

Zaniepokojenie wpływem naszych samochodów na środowisko nie jest niczym nowym. Wersja 1970 Clean Air Act dał EPA swoje szerokie uprawnienia do regulowania emisji samochodowych. W miarę postępu technologicznego, EPA naciskała na bardziej rygorystyczne standardy. I chociaż nowe samochody są o wiele czystsze niż te sprzed 40 lat, ludzie jeżdżą dziś na większe odległości i o wiele częściej, przyczyniając się do powstawania o wiele większej ilości zanieczyszczeń. Ustawa o czystym powietrzu została zmieniona i zwiększona w zakresie w 1977 roku, a następnie ponownie w 1990 roku.

Producenci samochodów i dostawcy części musieli dotrzymać kroku tym zmianom, i jak można sobie wyobrazić, układ wydechowy samochodu musiał również znacznie ewoluować.

Komponenty układu wydechowego — Smokin’ Pipes

Układ wydechowy składa się głównie z rur w kilku różnych kształtach, z których każda jest przeznaczona do łączenia się ze sobą, a każda ma kształt dostosowany do konkretnej części spodu samochodu. (Rury są często wygięte, aby owinąć lub w inny sposób dostosować się do innych pobliskich elementów samochodu, takich jak osie). Każda rura jest odpowiedzialna za przemieszczanie gazów spalinowych w kierunku tyłu, ale wiele segmentów jest wyspecjalizowanych. Innymi słowy, z zewnątrz, system wygląda po prostu jak garść połączonych segmentów rur, które biegną od wnęki silnika do tylnego zderzaka, choć niektóre służą dodatkowemu celowi, jak spaliny przepływają przez tę konkretną rurę.

Na przykład, rura Y (która jest po prostu, dobrze, rura w kształcie litery Y) może być zainstalowany tak koniec z dwoma otworami śruby do dwóch odpowiednich otworów w kolektorze wydechowym, łącząc odpady silnika, aby przejść przez system. Lub, gdy jest zainstalowany z tyłu samochodu, rura Y może pomóc stworzyć podwójny układ wydechowy z rurą wydechową po każdej stronie samochodu (dla często poszukiwanego sportowego wyglądu). Rury pośrednie mogą być podłączone do tłumika lub rezonatora, które są innymi ważnymi elementami systemu (przejdziemy do nich na następnej stronie). Rury wyrównoważające, występujące w podwójnych układach wydechowych, pomagają wyrównać impulsy spalin wędrujące pod samochodem po stronie kierowcy i pasażera. Rury szczelinowe to wyspecjalizowane, zagnieżdżone rury, które działają jak osłona termiczna i izolator, zapewniając dodatkową warstwę dla przepływu powietrza. A rura wydechowa, która jest zwykle zerkając spod tylnego zderzaka, zwykle ma większy otwór i może być wykonana z bardziej znaczące wyglądającego metalu, aby dać wygląd wydech wydajności, która jest wspólną cechą wysokiej klasy samochodów.

Chociaż może wydawać się nieefektywne mieć tonę rur zamiast tylko jednego, naprawdę, wszystkie te segmenty służyć celowi. Po pierwsze, gięcie rur to ciężka praca, a łatwiej jest połączyć małe segmenty pod kątem z prostymi rurami niż kształtować jedną długą, drogą, ciężką rurę tak, aby pasowała do każdego konturu samochodu. Ponadto, elementy układu wydechowego zużywają się w regularnych odstępach czasu (oczywiście w zależności od producenta, materiałów, z których są wykonane, warunków jazdy i czynników środowiskowych). Łatwiej i taniej jest wymienić jeden zardzewiały segment rury, walnięty tłumik lub zużyty katalizator, niż instalować cały nowy system.

Możesz się zastanawiać, jak te wszystkie rury pasują do siebie. Cóż, niektóre końce zachodzą na siebie, podczas gdy inne są łączone koniec do końca; ale nie bez odrobiny pomocy.

Inne elementy układu wydechowego — Nagłówki, wieszaki i inne

Tłumik jest kolejną kluczową częścią układu wydechowego Twojego samochodu.

MATTHIAS TUNGER/THE IMAGE BANK/GETTY IMAGES

Przedyskutowaliśmy najpierw różne rury, ponieważ są one najbardziej widocznymi i dominującymi elementami układu wydechowego, a także dlatego, że są wszędzie. Ale układ wydechowy naprawdę zaczyna się od kolektora wydechowego (znanego również jako kolektor wydechowy). Kolektor wygląda jak seria przylegających do siebie rurek sklejonych razem (choć często jest wykonany z wytrzymałego odlewu metalowego). Zbiera on spaliny bezpośrednio z silnika, więc jest zaprojektowany tak, aby każdy otwór pasował do jednego z portów wydechowych silnika, z kołnierzami, które tworzą szczelne zamknięcie, aby zapobiec ucieczce spalin. Stąd, spaliny zaczynają swój przepływ przez różne rury i inne elementy.

Uszczelki, które są zamontowane między każdą rurą odgrywają bardzo ważną rolę. Jest to trudne, jeśli nie niemożliwe, aby utworzyć bezbłędne uszczelnienie metal-metal, więc uszczelki są umieszczone między każdym połączeniu, aby zapobiec przedwczesnemu wydostawaniu się trujących gazów. Są one wykonane z włókna lub innych wytrzymałych, odpornych na wysoką temperaturę materiałów, które mają wystarczającą elastyczność, aby lekko się ściskać, gdy rury są mocno zaciśnięte. To pomaga tworzyć szczelne uszczelnienie.

Tłumik jest kolejną kluczową częścią układu wydechowego. Wygląda jak duża okrągła lub owalna komora (zazwyczaj, ale nie zawsze, znajduje się w pobliżu tylnej części samochodu). Komora ta ma jednak bardzo złożoną konstrukcję — jest odpowiedzialna za wyciszenie większości dźwięków silnika, mimo że musi umożliwić płynny przepływ spalin. Seria komór i rur, wypełnionych kamieniem, wełną lub włóknami syntetycznymi, pochłania i kontroluje hałas. A to nie wszystko – tłumik musi być odpowiednio odporny na uszkodzenia, korozję i zatrzymywanie ciepła. Rezonator jest drugorzędnym lub zastępczym elementem eliminującym dźwięk, używanym do wzmocnienia tłumika, lub w przypadkach, gdy przestrzeń jest na wagę złota, może być nawet użyty zamiast tłumika.

Katalizatory, które stały się powszechne w latach 70-tych, są podstawowym i najbardziej skutecznym środkiem redukcji poziomu toksyn w spalinach samochodowych. Wnętrza katalizatora (lub „kota”) są pokryte metalami. Różne typy katalizatorów wykorzystują różne kombinacje platyny, palladu i rodu. Zanim spaliny dotrą do kota, zawierają silną, super-toksyczną kombinację tlenku węgla, tlenku azotu i węglowodorów. (Kiedy zabierasz swój samochód na badanie emisji spalin, właśnie te poziomy chemiczne są badane). Kiedy te trucizny wchodzą w kontakt z metalami pokrywającymi wnętrze kota, zachodzi reakcja chemiczna, która sprawia, że spaliny stają się mniej szkodliwe. W miarę jak spaliny przechodzą przez kota, poziom substancji chemicznych powinien zostać zredukowany na tyle, aby spełnić wymagania przepisów rządowych.

Mówiliśmy już o uszczelkach, ale układ wydechowy wymaga innych podstawowych elementów wyposażenia. Kołnierze generalnie służą temu samemu celowi co uszczelki, ale są one wykonane z metalu (i czasami są formowane bezpośrednio na końcu rury). Asortyment zacisków i wsporników mocuje elementy układu wydechowego razem i utrzymuje je w pojeździe, a wieszaki wydechowe dosłownie zawieszają rury na podwoziu samochodu, z wystarczającą siłą, aby utrzymać je w miejscu, ale również wystarczająco elastyczne, aby wytrzymać ruchy spowodowane jazdą. I na koniec, ale nie najmniej ważne są osłony termiczne: Metalowe (czasami izolowane) płyty, które są używane jako dodatkowa bariera, gdy gorące części układu wydechowego znajdują się szczególnie blisko innej części samochodu lub bezpośrednio pod przedziałem pasażerskim.

Droga wylotowa

Gdyby silnik działał idealnie, spaliłby całe swoje dostępne paliwo podczas jego cykli, przekształcając wszystkie brudne kawałki w źródło mocy. Jednakże, resztki paliwa istnieją jako zanieczyszczenia, ponieważ silnik po prostu nie może być zaprojektowany tak, by działał idealnie – jest zbyt wiele zmiennych. Pewna ilość paliwa zawsze pozostanie niespalone lub częściowo spalone, a te resztki muszą być szybko przetwarzane z pojazdu, w postaci spalin, aby zrobić miejsce dla następnego cyklu spalania silnika.

Jak wspomnieliśmy wcześniej, spalin najpierw wychodzi z silnika i wchodzi do systemu przez kolektor wydechowy. Stamtąd, to podróżuje w dół systemu przez połączone rury, aż wyjdzie przez rury wydechowej, w pobliżu tylnego zderzaka. Same rury faktycznie pomóc chłodzić spalin, ale są one głównie sposób na spalin do podróży do (i przez) katalizator i tłumik.

Kot musi być tak blisko silnika, jak to możliwe, ponieważ nie jest w pełni funkcjonalny, dopóki nie wzrasta do temperatury roboczej. W wielu przypadkach, producent umieszcza kota tuż za kolektorem, więc ciepło z silnika pomaga ogrzać kota i szybko doprowadzić go do temp.

Po gazy przechodzą przez kota, który będzie spalić i usunąć do 90 procent toksyn spalin, następnym priorytetem jest filtrowanie dźwięku silnika . Tłumik i rezonator są zazwyczaj umieszczone zaraz za kotem. Istnieje wiele wariantów tej kombinacji – niektóre z nich łagodzą wydech tak bardzo, jak to możliwe, podczas gdy inne są specjalnie dostrojone do agresywnych dźwięków. Stamtąd wydech przechodzi przez resztę rur, aż wyjdzie z samochodu.

Z tymi wszystkimi chemikaliami wirującymi wokół, to nie lada wyczyn, że układ wydechowy faktycznie działa tak dobrze, jak to robi. Dobrze utrzymany układ wydechowy powinien wytrzymać dwa do trzech lat, ale rury ulegają uszkodzeniu zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz. Na zewnątrz, są one podatne na warunki drogowe, takie jak wpływ gruzu i czynników środowiskowych, takich jak śnieg, lód i sól drogowa.

Jednakże, bardziej znacząca przyczyna degradacji układu wydechowego jest wewnętrzna, i nie widać jej, dopóki rury nie skorodują z rdzy. Wiemy, że gdy silnik spala paliwo, aby uzyskać moc, produkty uboczne tego procesu pozostają po nim – dlatego właśnie potrzebny jest układ wydechowy. Jednym z tych produktów ubocznych jest kwaśna wilgoć, która jest naprawdę szkodliwa dla metalu. Niestety, tak naprawdę nie ma sposobu na utrzymanie wnętrza rur w czystości.

Gdy rura wydechowa przegnije lub połączenie się poluzuje, pojawia się wyciek spalin. Wyciek jest prawie zawsze natychmiast widoczny z głośnym, uciążliwym dźwiękiem i, ewentualnie, problemami z prowadzeniem pojazdu, takimi jak przerywane wahania mocy. Ale, wierzcie lub nie, to nie są prawdziwe problemy. Sprawa staje się nieco poważniejsza, jeśli nieszczelność występuje przed katalizatorem, co oznacza, że spaliny nie są odpowiednio przetwarzane i wszystkie te gorące substancje chemiczne rozlewają się wszędzie do atmosfery. Zawsze warto naprawić nieszczelności tak szybko, jak to możliwe, aby nie narażać siebie, pasażerów i otoczenia na kontakt z nieprzefiltrowanymi spalinami.

Utrzymywanie rur w czystości

Te chromowane końcówki wydechu tak naprawdę nikogo nie oszukują.

Te chromowane końcówki wydechu tak naprawdę nikogo nie oszukują.

TOMASZ PIETRYSZEK/PHOTODISC/GETTY IMAGES

Silniki Diesla, często obwiniane za nieproporcjonalnie wysokie poziomy toksycznych emisji, mogą znaleźć swoją reputację uratowaną nieco przez nowe i ulepszone filtry wydechowe, które twierdzą, że zmniejszają emisje o około 25 procent, z dodatkową korzyścią w postaci zwiększenia oszczędności paliwa. Kilku producentów samochodów, którzy w przeszłości oferowali modele z silnikami wysokoprężnymi, wprowadziło podobne systemy łączące katalizatory o dużej mocy z filtrami cząstek stałych. Linia turbodiesli BlueMotion Volkswagena (sprzedawana głównie w Europie i Ameryce Południowej) oraz diesle BlueTec Mercedesa to dwa takie przykłady. W wielu przypadkach te komponenty OEM i modele samochodów wykorzystują redukcję masy i inne techniki usprawniające, aby poprawić ogólną wydajność.

Poprawa wydajności układu wydechowego jest krytyczna dla uzyskania jak największej wydajności samochodu, i są nawet sposoby, aby poprawić starszy samochód (zakładając, że jest w ogólnie dobrym stanie – układ wydechowy wydajności nie będzie działać cuda na całkowitym jalopy). Mechanik zazwyczaj może zamówić identyczne oryginalne części zamienne, ale istnieją również alternatywne rozwiązania od dostawców części zamiennych, które często nadają samochodowi nowy wygląd (przynajmniej na tyle, na ile można odświeżyć podwozie). Istnieje kilka często wymienianych zalet wydajnych układów wydechowych. Producenci na rynku wtórnym doskonale zdają sobie sprawę, że wrażenia dźwiękowe są kluczowe dla przyjemnej jazdy, a także dają znać pobliskim kierowcom, że na samochód wydano trochę więcej pieniędzy. Większość producentów oferuje szeroką gamę systemów, których brzmienie waha się od subtelnego, gardłowego do pełnego ryku. Dobry wydech na rynku wtórnym może poprawić reakcję przepustnicy (jak szybko i płynnie samochód reaguje na nacisk na pedał gazu) i zwiększyć moc. Niektóre układy mogą nawet poprawić zużycie paliwa. Wydajne układy wydechowe są w stanie zapewnić taki wzrost mocy, ponieważ są mniej restrykcyjne niż standardowe układy wydechowe. Jeśli silnik może wypchnąć więcej powietrza (co oznacza również, że może przyjąć więcej powietrza), pomaga to silnikowi uzyskać więcej mocy. Ale w przeciwieństwie do tego, co mogłoby się wydawać, całkowicie swobodnie przepływający układ będzie miał odwrotny skutek. Układy wydechowe dostępne na rynku wtórnym są zaprojektowane tak, aby zapewnić odpowiednią ilość ciśnienia zwrotnego, dzięki czemu silnik nie będzie pracował na zbyt niskiej mocy. Dlatego ważne jest, aby wybrać układ zaprojektowany i zoptymalizowany dla konkretnego pojazdu. I zanim zaczniesz wyrywać rury wydechowe, upewnij się, że system, który chcesz jest legalny i nie spowoduje, że Twój samochód nie przejdzie testu emisji spalin.

Zrozum również, że prawdziwy układ wydechowy nie może zapewnić niesamowitych korzyści za trywialną inwestycję. Wystrzegaj się tanich produktów, takich jak zatrzaskiwane lub przykręcane „wyczynowe” elementy układu wydechowego lub końcówki wydechu, które twierdzą, że dają wygląd pełnego układu wydechowego. Nie poprawią one właściwości jezdnych samochodu, a nawet mogą je pogorszyć poprzez dodanie dodatkowej wagi i oporu wiatru. A poza tym, te jaskrawe końcówki naprawdę nikogo nie oszukują.

.