Jeszcze nie tak dawno temu rury wydechowe były jednym z podstawowych elementów samochodu. Tak będzie jeszcze przez kilka lat, ale dni rury wydechowej są najprawdopodobniej policzone. Dopóki istnieją silniki spalinowe, ta pozornie mało istotna część będzie dalej odgrywać kluczową rolę w użytkowaniu pojazdów. Rola ta została szczegółowo omówiona w niniejszym artykule.

Zarówno pojazdy z silnikiem benzynowym, jak i wysokoprężnym wytwarzają spore ilości ciepła odpadowego, z którego większość to spaliny złożone z szeregu związków chemicznych. Rura wydechowa musi być starannie zaprojektowana tak, aby zapewnić swobodny przepływ gazów. Im mniejszy opór, tym mniej przeszkód napotyka gaz przepływający przez silnik, co pozwala na jego szybsze odprowadzanie, zwiększając moc samego silnika.

Niemniej ważnym czynnikiem jest bezpieczeństwo. Rura wydechowa musi zapewniać ochronę przed wysoką temperaturą i nie może stykać się z niczym, co mogłoby się zapalić lub zepsuć wskutek nadmiernej ekspozycji termicznej.

Kolektor wylotowy

W większości masowo produkowanych silników kolektor wylotowy to zespół, który gromadzi w jednej przestrzeni spaliny z dwóch lub więcej cylindrów. W wielu samochodach kolektory wylotowe są często wykonane z żeliwa, a ich konstrukcja może odznaczać się oszczędnością materiału, przestrzeni, jak również kosztów wytworzenia. Wskutek tych ograniczeń powstaje element przyjazny cenowo, ale często niewydolny jako mechanizm odprowadzania gazów z silnika.

Niewydolność ta wynika najczęściej z natury silnika spalinowego i jego cylindrów. Ponieważ cylindry pracują w różnym czasie, spaliny opuszczają je w różnych momentach, a ciśnienie wydechowe gazu opuszczającego dany cylinder nie zostaje całkowicie wyczerpane w chwili otwarcia kolejnego cylindra. To z kolei prowadzi do powstania ciśnienia wstecznego, które obniża możliwości układu wydechowego, a co za tym idzie również samego silnika.

Częstym sposobem na zwiększenie mocy silnika jest zastosowanie ulepszonych układów wydechowych. Zwiększona wydajność jest często uzyskiwana poprzez zwiększenie przekroju rury (zmniejszenie oporu spalin) i/lub ukształtowania jej w taki sposób, aby fala ciśnienia rozpraszała spaliny. Kolektory wylotowe w silnikach rzędowych i typu V8 mają zazwyczaj układ 4-2-1 (gdzie cztery rury są połączone parami we dwie, a następnie dwie rury w jedną) lub 4-1 (gdzie cztery rury są połączone bezpośrednio).

Kolektory są zazwyczaj produkowane przez firmy rynku aftermarketowego, ale czasami można je nabyć w działach części salonów samochodowych.

Katalizator

Głównym zadaniem katalizatora samochodowego jest zmniejszenie szkodliwej emisji węglowodorów, tlenku węgla i tlenków azotu do atmosfery. Jego działanie polega na przekształceniu zanieczyszczonych składników spalin w wodę i dwutlenek węgla. Katalizatory działają prawidłowo i wydajnie powyżej pewnej temperatury granicznej.

W przypadku nieprawidłowego zaprojektowania lub zatkania katalizatora, może dojśc do spiętrzenia w nim szkodliwych substancji. W takiej sytuacji odnowa lub usunięcie katalizatora może zwiększyć osiągi przy wysokich prędkościach obrotowych silnika. Katalizator jest jednak kluczowym elementem systemu kontroli emisji spalin, a jego brak mógłby spowodować, że pojazd nie nadawałby się do użytku.

Rura wydechowa

Przewody łączące poszczególne elementy układu wydechowego nazywane są rurami wydechowymi. Jeśli ich średnica jest zbyt mała, to przy wysokich obrotach silnika spada moc. Zbyt duża średnica może zmniejszyć moment obrotowy przy niskich obrotach silnika. Ponadto, im większa średnica rury, tym bliższa jej odległość od podłoża, a tym samym wyższe ryzyko jej uszkodzenia podczas jazdy.

W samochodach wyposażonych w dwie rury wydechowe często stosuje się rurę poprzeczną łączącą odnogi. Popularną konstrukcją rur poprzecznych są rury prostopadłe (typu „H”) lub rury skośne (typu „X”).

Tłumik

Oryginalne tłumiki zazwyczaj zmniejszają poziom hałasu w rurze wydechowej poprzez odbijanie fal dźwiękowych z tyłu, przodu i boków wydechu. Są one zaprojektowane tak, aby mieścić się w maksymalnym dopuszczalnym zakresie hałasu narzuconym przez przepisy rządowe, ale niektóre oryginalne tłumiki są znaczącym źródłem ciśnienia wstecznego.

Tłumiki butelkowe to proste tłumiki składające się z wewnętrznej perforowanej rury, zewnętrznej litej rury i izolacji akustycznej w postaci włókna szklanego pomiędzy tymi dwoma rurami. Ich ciśnienie wsteczne jest często niższe niż w tłumiku przednim, ale nie są one skuteczne w redukcji hałasu. Innym popularnym typem jest tłumik komorowy, który składa się z szeregu koncentrycznych lub mimośrodowych rur, powodujących wielokrotne odbicie fali dźwiękowej, w wyniku czego traci ona swoją energię.

Rezonatory to odcinki rur, które rozszerzają się do większych średnic i pozwalają falom dźwiękowym odbijać się od ścian, niwelując je i zmniejszając tym samym poziom hałasu. Rezonatory mogą być stosowane wewnątrz tłumików lub jako osobne elementy układu wydechowego.

W samochodach ciężarowych tłumik może być zamontowany poprzecznie pod przednią częścią kabiny, a rura wydechowa wyprowadzona jest na bok (w prawo w ruchu lewostronnym, w lewo w ruchu prawostronnym). Strona samochodu, po której wydech wychodzi spod tylnego zderzaka, wskazuje zazwyczaj rynek, na który pojazd został zaprojektowany, tzn. pojazdy japońskie i brytyjskie mają wydechy prawostronne, więc są one najbardziej oddalone od krawężnika, natomiast pojazdy europejskie mają wydechy lewostronne.

Końcowy odcinek rury wydechowej, z której gazy wychodzą na zewnątrz, jest zazwyczaj jedyną widoczną częścią układu wydechowego w pojeździe, często zakończoną prostym lub skośnym ścięciem, ale może też być zwieńczona fantazyjną nakładką. Często składa się z rury większego kalibru niż reszta instalacji. Zapewnia to ostateczne obniżenie ciśnienia i uatrakcyjnia wygląd samochodu.

źródło: en.wikipedia.org