Układ wydechowy składa się głównie z rury wydechowej, tłumika, katalizatora i innych elementów pomocniczych.Ogólnie rzecz biorąc, rura wydechowa pojazdów użytkowych produkowanych masowo jest wykonana głównie z rury żelaznej, ale łatwo ulega utlenieniu i rdzewieniu pod wpływem powtarzającego się działania wysokiej temperatury i wilgotności.Rura wydechowa należy do części wyglądowych, dlatego większość z nich jest natryskiwana żaroodporną farbą wysokotemperaturową lub galwanizacją.Jednak zwiększa to również wagę.Dlatego wiele modeli jest obecnie wykonanych ze stali nierdzewnej, a nawet rur wydechowych ze stopu tytanu do celów sportowych.

Kolektor

W czterosuwowym, wielocylindrowym silniku zastosowano głównie zbiorczą rurę wydechową, w której gromadzą się rury wydechowe każdego cylindra, a następnie odprowadzają one spaliny przez rurę wydechową.Weźmy jako przykład samochód czterocylindrowy.Zwykle używany jest typ 4 w 1.Jego zaletą jest nie tylko to, że może rozpraszać hałas, ale także to, że może wykorzystać bezwładność wydechu każdego cylindra do poprawy wydajności wydechu i zwiększenia mocy wyjściowej.Ale efekt ten może odgrywać znaczącą rolę tylko w pewnym zakresie prędkości.Dlatego konieczne jest ustawienie obszaru prędkości obrotowej, w którym kolektor może faktycznie wywierać moc silnika na potrzeby jazdy.Na początku w konstrukcjach wydechowych motocykli wielocylindrowych stosowano niezależne układy wydechowe dla każdego cylindra.W ten sposób można uniknąć zakłóceń wydechu w każdym cylindrze, a bezwładność i impuls wydechu można wykorzystać do poprawy wydajności.Wadą jest to, że wartość momentu obrotowego spada bardziej niż kolektor poza ustawionym zakresem prędkości.

Zakłócenia wydechu

Ogólna wydajność kolektora jest lepsza niż niezależnej rury, ale projekt powinien mieć wyższą zawartość techniczną.Aby zmniejszyć zakłócenia wydechu każdego cylindra.Zwykle łączy się dwie rury wydechowe przeciwnego cylindra zapłonowego, a następnie montuje się rury wydechowe przeciwnego cylindra zapłonowego.To jest wersja 4 w 2 w 1.Jest to podstawowa metoda projektowania pozwalająca uniknąć zakłóceń spalin.Teoretycznie 4w2w1 jest wydajniejsze niż 4w1, wygląd też jest inny.Ale w rzeczywistości różnica między wydajnością wydechu obu jest niewielka.Ponieważ w rurze wydechowej 4 w 1 znajduje się płyta prowadząca, różnica w efekcie użytkowania jest niewielka.

Bezwładność wydechu

Gaz ma pewną bezwładność w procesie przepływu, a bezwładność spalin jest większa niż bezwładność wlotu.Dlatego energię bezwładności spalin można wykorzystać do poprawy wydajności spalin.Bezwładność spalin odgrywa znaczącą rolę w silnikach o wysokich osiągach.Powszechnie uważa się, że podczas suwu wydechu spaliny są wypychane przez tłok.Gdy tłok osiągnie GMP, spaliny pozostające w komorze spalania nie mogą zostać przez tłok wypchnięte.To stwierdzenie nie jest całkowicie poprawne.Gdy tylko zawór wydechowy zostanie otwarty, duża ilość spalin zostaje wyrzucona z zaworu wydechowego z dużą prędkością.W tym momencie stan nie jest wypychany przez tłok, ale sam wyrzucany pod ciśnieniem.Gdy spaliny przedostaną się do rury wydechowej z dużą prędkością, natychmiast się rozszerzą i rozprężą.W tej chwili jest już za późno na wypełnienie przestrzeni pomiędzy tylnym a przednim wydechem.Dlatego za zaworem wydechowym powstanie częściowe podciśnienie.Podciśnienie całkowicie usunie pozostałe gazy spalinowe.Jeśli w tym momencie zawór dolotowy zostanie otwarty, do cylindra może zostać zassana również świeża mieszanka, co nie tylko poprawia wydajność wydechu, ale także poprawia wydajność dolotu.Gdy zawory dolotowe i wydechowe są otwarte w tym samym czasie, kąt ruchu wału korbowego nazywany jest kątem zachodzenia zaworów.Powodem, dla którego zaprojektowano kąt zachodzenia zaworów, jest wykorzystanie bezwładności powstałej podczas wydechu w celu poprawy ilości napełnienia świeżej mieszanki w cylindrze.Zwiększa to moc i moment obrotowy.Niezależnie od tego, czy są to cztery suwy, czy dwa suwy, podczas wydechu generowana jest bezwładność i impuls.Jednakże mechanizm wlotu i wylotu powietrza w dwóch wagonach do spłukiwania różni się od mechanizmu w czterech wózkach do spłukiwania.Aby spełniał swoją maksymalną rolę, musi być dopasowany do komory rozprężnej rury wydechowej.

Impuls wydechowy

Impuls wydechowy jest rodzajem fali ciśnienia.Ciśnienie spalin przepływa przez rurę wydechową, tworząc falę ciśnienia, a jego energię można wykorzystać do poprawy wydajności dolotu i wydechu.Energia fali barotropowej jest taka sama jak energia fali podciśnienia, ale kierunek jest przeciwny.

Zjawisko pompowania

Gazy spalinowe dostające się do kolektora będą miały efekt ssania w innych niespuszczonych rurociągach ze względu na bezwładność przepływu.Spaliny z sąsiednich rur są zasysane.Zjawisko to można wykorzystać do poprawy wydajności spalin.Kończy się wydech jednego cylindra, a następnie zaczyna się wydech drugiego cylindra.Weź przeciwny cylinder zapłonowy jako standard grupujący i połącz rurę wydechową.Zamontuj kolejny zestaw rur wydechowych.Uformuj wzór 4 w 2 w 1.Użyj ssania, aby pomóc w wydechu.

Tłumik

Jeżeli spaliny silnika o wysokiej temperaturze i ciśnieniu zostaną bezpośrednio uwolnione do atmosfery, gaz będzie się szybko rozszerzał i będzie wytwarzał dużo hałasu.Dlatego powinny istnieć urządzenia chłodzące i wyciszające.Wewnątrz tłumika znajduje się wiele otworów wyciszających i komór rezonansowych.Na wewnętrznej ścianie znajduje się bawełna pochłaniająca dźwięk z włókna szklanego, która pochłania wibracje i hałas.Najpopularniejszy jest tłumik rozprężny, który musi mieć w środku długie i krótkie komory.Ponieważ eliminacja dźwięków o wysokiej częstotliwości wymaga krótkiej cylindrycznej komory rozprężnej.Komora rozprężna z długą rurką służy do eliminacji dźwięków o niskiej częstotliwości.Jeżeli używana jest tylko komora rozprężna o tej samej długości, można wyeliminować tylko jedną częstotliwość akustyczną.Chociaż decybele są zmniejszone, nie jest w stanie wytworzyć głosu akceptowalnego dla ludzkiego ucha.W końcu przy projektowaniu tłumika należy wziąć pod uwagę, czy hałas wydobywający się z wydechu silnika może zostać zaakceptowany przez konsumentów.

Konwerter katalizatora

Wcześniej lokomotywy nie były wyposażone w katalizatory, ale obecnie liczba samochodów i motocykli dramatycznie wzrosła, a zanieczyszczenie powietrza spalinami jest bardzo poważne.W celu zmniejszenia zanieczyszczenia spalin dostępne są katalizatory.Wczesne katalizatory binarne przekształcały jedynie tlenek węgla i węglowodory w spalinach w dwutlenek węgla i wodę.W spalinach znajdują się jednak szkodliwe substancje, takie jak tlenek azotu, który można przekształcić w nietoksyczny azot i tlen dopiero po redukcji chemicznej.Dlatego do katalizatora binarnego dodaje się rod, katalizator redukujący.Jest to teraz katalizator trójskładnikowy.Nie możemy ślepo dążyć do wydajności, niezależnie od środowiska ekologicznego.