Hoe auto-uitlaatsystemen werken

  • Vlad Krasen
  • 0
  • 2149
  • 89
De 1970-versie van de Clean Air Act gaf de EPA zijn uitgebreide bevoegdheid om de uitstoot van auto's te reguleren. John Foxx / Stockbyte / Getty Images

Eerlijk gezegd is de uitstoot van een individuele auto relatief laag in vergelijking met andere bronnen van vervuiling. Maar wanneer honderdduizenden mensen elk in een auto zitten en een snelweg vol inpakken, zijn de cumulatieve effecten enorm. Terwijl je in een verkeersopstopping zit, starend naar de rook die voor je uit de uitlaat komt en opstijgt om zich bij de smog in de lucht te voegen, denk dan even na over wat die rook is. Het ziet er misschien niet zo uit, maar die rook heeft een lange weg afgelegd sinds het net door de motor van de auto werd geduwd..

Bezorgdheid over het effect van onze auto's op het milieu is niets nieuws. De 1970-versie van de Clean Air Act gaf de EPA zijn uitgebreide bevoegdheid om de uitstoot van auto's te reguleren. Naarmate de technologie vorderde, drong de EPA aan op strengere normen. En hoewel nieuwe auto's veel schoner zijn dan die van 40 jaar geleden, rijden mensen tegenwoordig vaak grotere afstanden en veel vaker, wat bijdraagt ​​aan veel meer vervuiling. De Clean Air Act werd vernieuwd en uitgebreid in 1977, en vervolgens opnieuw in 1990.

Autofabrikanten en onderdelenleveranciers hebben gelijke tred moeten houden met deze veranderingen, en zoals u zich kunt voorstellen, moest ook het uitlaatsysteem van een auto aanzienlijk evolueren.

Inhoud
  1. Onderdelen van een uitlaat - Smokin 'Pipes
  2. Andere uitlaatcomponenten - Headers, Hangers en meer
  3. De afritroute
  4. De leidingen schoon houden

Het uitlaatsysteem bestaat voornamelijk uit pijpen in verschillende vormen, elk ontworpen om met elkaar te verbinden, en elk gevormd om te passen bij een specifiek deel van de onderkant van de auto. (De pijpen zijn vaak gebogen om zich om andere nabijgelegen onderdelen van de auto, zoals de assen, te wikkelen of er anderszins op te passen.) Elke pijp is verantwoordelijk voor het naar achteren verplaatsen van de uitlaatgassen, maar veel van de segmenten zijn gespecialiseerd. Met andere woorden, van buitenaf ziet het systeem er gewoon uit als een stel onderling verbonden pijpsegmenten die van de motorruimte naar de achterbumper lopen, hoewel sommige een extra doel hebben omdat de uitlaat door die specifieke pijp stroomt..

De Y-pijp (die gewoon, nou ja, een Y-vormige pijp is) kan bijvoorbeeld zo worden geïnstalleerd dat het uiteinde met twee openingen tot twee overeenkomstige openingen in het uitlaatspruitstuk bouten, waardoor het afval van de motor wordt gecombineerd om door het systeem te stromen. 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 geluiddemper of resonator, dit zijn andere belangrijke systeemcomponenten (we komen hier op de volgende pagina op terug). Balanceerbuizen, die worden aangetroffen in dubbele uitlaatsystemen, helpen de uitlaatpulsen die onder de bestuurders- en passagierszijde van de auto reizen, te egaliseren. Luchtspleetpijpen zijn gespecialiseerde geneste pijpen die fungeren als hitteschild en isolator door een extra laag voor luchtstroom te bieden. En de uitlaatpijp, die typisch onder de achterbumper uitsteekt, heeft meestal een grotere opening en kan gemaakt zijn van meer substantieel ogend metaal, om het uiterlijk te geven van een uitlaat die veel voorkomt in high-end auto's..

Hoewel het misschien inefficiënt lijkt om een ​​heleboel pijpen te hebben in plaats van slechts één, hebben al die segmenten eigenlijk een doel. Ten eerste is het buigen van pijpen zwaar werk, en het is gemakkelijker om kleine hoekige segmenten aan rechte pijpen te verbinden dan om een ​​lange, dure, zware pijp te vormen die in elke contour van een auto past. Bovendien verslijten de onderdelen van het uitlaatsysteem regelmatig (uiteraard afhankelijk van de fabrikant, de materialen, de rijomstandigheden en omgevingsfactoren). Het is gemakkelijker en goedkoper om een ​​verroest buisstuk, een kapotte uitlaatdemper of een versleten katalysator te vervangen dan om een ​​heel nieuw systeem te installeren.

Je vraagt ​​je misschien af ​​hoe al die pijpen in elkaar passen. Welnu, sommige uiteinden overlappen elkaar, terwijl andere end-to-end gepaard gaan; maar niet zonder een beetje hulp.

De uitlaatdemper is een ander belangrijk onderdeel van het uitlaatsysteem van uw auto. Matthias Tunger / The Image Bank / Getty Images

We hebben eerst de verschillende leidingen besproken, omdat ze de meest zichtbare en meest voorkomende onderdelen van het uitlaatsysteem zijn, en omdat ze overal zijn. Maar het uitlaatsysteem begint echt bij het uitlaatspruitstuk (ook wel het uitlaatspruitstuk genoemd). De kop ziet eruit als een reeks aangrenzende buizen die aan elkaar zijn geplakt (hoewel deze vaak is gemaakt van zwaar gegoten metaal). Het verzamelt de uitlaatgassen rechtstreeks van de motor, dus het is zo ontworpen dat elke opening past in een van de uitlaatpoorten van de motor, met flenzen die een goede afdichting vormen om te voorkomen dat uitlaatgassen ontsnappen. Vanaf hier begint de uitlaat te stromen door de verschillende leidingen en andere componenten.

De pakkingen die tussen elke buis worden gemonteerd, spelen een zeer belangrijke rol. Het is moeilijk, zo niet onmogelijk, om een ​​onberispelijke metaal-op-metaal-afdichting te vormen, dus worden pakkingen tussen elke verbinding ingeklemd om te voorkomen dat de giftige gassen voortijdig ontsnappen. Ze zijn gemaakt van vezels of andere zware, hittebestendige materialen, die net genoeg flexibiliteit hebben om lichtjes samen te drukken wanneer de buizen stevig tegen elkaar worden geklemd. Dit helpt bij het vormen van een goede 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, aan de achterkant van de auto). Die kamer heeft echter een zeer complex ontwerp - hij is verantwoordelijk voor het dempen van het meeste motorgeluid, ook al moet hij ervoor zorgen dat de uitlaat soepel blijft stromen. Een reeks kamers en buizen, gevuld met steen, wol of synthetische vezels, absorbeert en controleert het geluid. En dat is niet alles - de uitlaatdemper moet redelijk bestand zijn tegen beschadiging, corrosie en warmtebehoud. De resonator is een secundair of vervangend onderdeel voor het elimineren van geluid, dat wordt gebruikt om de geluiddemper te versterken, of in gevallen waar de ruimte beperkt is, kan het zelfs worden gebruikt in plaats van een geluiddemper.

Katalysatoren, die in de jaren zeventig gemeengoed werden, zijn de belangrijkste en meest efficiënte manier om het niveau van gifstoffen in de uitlaat van een auto te verminderen. De ingewanden van een katalysator (of "kat") zijn bedekt met metalen. Verschillende soorten katalysatoren gebruiken verschillende combinaties van platina, palladium en rhodium. Voordat de uitlaat de kat bereikt, bevat deze een krachtige, supertoxische combinatie van koolmonoxide, stikstofoxide en koolwaterstoffen. (Wanneer u uw auto meeneemt voor de emissietest, zijn dit de chemische niveaus die worden getest.) Wanneer deze gifstoffen in contact komen met de metalen die de binnenkant van de kat bedekken, vindt er een chemische reactie plaats die de uitlaatgassen minder schadelijk maakt . Terwijl de uitlaat door de kat gaat, moet het chemicaliënniveau voldoende worden verlaagd om te voldoen aan de overheidsvoorschriften.

We hadden het al over pakkingen, maar het uitlaatsysteem vereist andere basisonderdelen hardware. Flenzen dienen over het algemeen hetzelfde doel als pakkingen, maar deze zijn gemaakt van metaal (en worden soms direct op het uiteinde van een buis gevormd). Diverse klemmen en beugels monteren de uitlaatstukken aan elkaar en houden ze aan het voertuig vast, en uitlaatsierstukken 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 beweging tijdens het rijden te weerstaan. En last but not least 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.

Als een motor perfect zou draaien, zou hij al zijn beschikbare brandstof verbranden terwijl hij door zijn cycli liep, en alle vuile stukjes omzetten in een krachtbron. Restanten bestaan ​​echter als vervuilende stoffen omdat een motor eenvoudigweg niet kan worden ontworpen om perfect te werken - er zijn veel te veel variabelen. Een bepaalde hoeveelheid brandstof blijft altijd onverbrand of gedeeltelijk verbrand, en deze restanten moeten snel uit het voertuig worden verwerkt, in de vorm van uitlaatgassen, om ruimte te maken voor de volgende verbrandingscyclus van de motor..

Zoals we eerder vermeldden, verlaat de uitlaat eerst de motor en komt het systeem binnen via het uitlaatspruitstuk. Van daaruit gaat het door onderling verbonden leidingen door het systeem tot het via de uitlaat naar buiten komt, vlakbij de achterbumper. De pijpen zelf helpen eigenlijk om de uitlaat te koelen, maar ze zijn meestal een manier voor de uitlaat om naar (en door) de katalysator en uitlaatdemper te reizen..

De kat moet zo dicht mogelijk bij de motor zijn, omdat deze pas volledig functioneert als hij op bedrijfstemperatuur is. In veel gevallen plaatst de fabrikant de kat kort na het spruitstuk, dus de warmte van de motor helpt de kat op te warmen en snel op temperatuur te brengen.

Nadat de gassen door de kat zijn gegaan, die zullen verbranden en tot 90 procent van de gifstoffen van de uitlaat zullen verwijderen, is de volgende prioriteit het filteren van het motorgeluid [bron: Allen]. De geluiddemper en resonator bevinden zich meestal direct achter de kat. Er zijn veel variaties op deze combinatie - sommige kalmeren de uitlaat zoveel mogelijk, terwijl andere specifiek zijn afgestemd op agressieve tonen. Van daaruit beweegt de uitlaat 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 echt zo goed werkt als het doet. Een goed onderhouden uitlaatsysteem gaat twee tot drie jaar mee, maar de leidingen lopen zowel van binnen als van buiten schade op. Aan de buitenkant zijn ze gevoelig voor wegomstandigheden, zoals impact van puin en omgevingsfactoren, zoals sneeuw, ijs en strooizout.

Een meer substantiële oorzaak van de degradatie van het uitlaatsysteem is echter intern en kan pas worden gezien als de pijpen door roest zijn gecorrodeerd. We weten dat als de motor brandstof verbrandt om energie te produceren, er bijproducten van dit proces overblijven - daarom is het uitlaatsysteem nodig. Een van deze bijproducten is zuur vocht, en het is echt schadelijk voor metaal. Helaas is er echt geen manier om de binnenkant van de leidingen schoon te houden.

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

Die chromen uitlaatuiteinden houden niemand echt voor de gek. Tomasz Pietryszek / Photodisc / Getty Images

Dieselmotoren, die vaak de schuld krijgen van onevenredig hoge niveaus van giftige emissies, kunnen hun reputatie enigszins redden door nieuwe en verbeterde uitlaatfilters die beweren de uitstoot met ongeveer 25 procent te verminderen, met als bijkomend voordeel dat ze het brandstofverbruik verhogen. Verschillende autofabrikanten met een geschiedenis in het aanbieden van dieselmodellen hebben vergelijkbare systemen geïntroduceerd die krachtige katalysatoren combineren met roetfilters. Volkswagen's BlueMotion turbodiesel line-up (voornamelijk verkocht in Europa en Zuid-Amerika) en Mercedes 'BlueTec diesels zijn twee voorbeelden van. In veel gevallen gebruiken deze OEM-componenten en automodellen gewichtsvermindering en andere stroomlijntechnieken om de algehele efficiëntie te verbeteren.

Verbeterde uitlaatefficiëntie is van cruciaal belang om het meeste uit uw auto te halen, en er zijn zelfs manieren om een ​​oudere auto te verbeteren (ervan uitgaande dat deze over het algemeen in goede staat verkeert - een uitlaatsysteem voor prestaties zal geen wonderen verrichten op een totale vlucht). Een monteur kan meestal identieke originele vervangingsonderdelen bestellen, maar er zijn ook alternatieven van aftermarket leveranciers van prestatieonderdelen die de auto vaak een opknapbeurt geven (tenminste, hoe dan ook de onderkant van de auto kan worden opgeknapt). Er zijn verschillende vaak genoemde voordelen van prestatiegerichte uitlaatsystemen. Fabrikanten van aftermarket zijn zich er terdege van bewust dat de auditieve ervaring essentieel is voor een plezierige rit, en het laat ook bestuurders in de buurt weten dat er ook een beetje extra geld aan de auto is uitgegeven. De meeste fabrikanten bieden een verscheidenheid aan systemen aan die in geluid variëren van een subtiele keelachtigheid tot een totaal gebrul. Een goede aftermarket-uitlaat kan de gasrespons verbeteren (hoe snel en soepel de auto reageert op de druk die op het gaspedaal wordt uitgeoefend) en een boost in pk's geven. Sommige systemen kunnen zelfs het brandstofverbruik verbeteren. Performance-uitlaten kunnen deze powerboost geven omdat ze minder beperkend zijn dan standaarduitlaten. Als de motor meer lucht kan uitblazen (wat ook betekent dat hij meer lucht kan opnemen), helpt dat de motor meer vermogen te leveren. Maar in tegenstelling tot wat u misschien denkt, zal een volledig vrij stromend systeem contraproductief zijn. Aftermarket-uitlaten zijn ontworpen om precies de juiste hoeveelheid tegendruk te leveren, zodat de motor niet met subpiekvermogen draait. Daarom is het belangrijk om er een te kiezen die is ontworpen en geoptimaliseerd voor uw specifieke voertuig. En voordat u uw uitlaatpijpen eruit trekt, moet u ervoor zorgen dat het systeem dat u wilt straatlegaal is en ervoor zorgt dat uw auto niet voldoet aan de emissietest.

Begrijp ook dat een echt prestatiegericht uitlaatsysteem geen verbluffende voordelen kan bieden voor een triviale investering. Pas op voor goedkope producten zoals clip-on of geschroefde "performance" uitlaatsysteemcomponenten of uitlaatuiteinden die beweren het uiterlijk te geven van een volwaardig systeem. Ze zullen het rijgedrag van de auto niet ten goede komen en kunnen het zelfs belemmeren door extra gewicht en luchtweerstand toe te voegen. En trouwens, die opzichtige tips houden niemand echt voor de gek.

gerelateerde artikelen

  • Hoe geluiddempers werken
  • Hoe automotoren werken
  • Hoe katalysatoren werken
  • Hoe dieselmotoren werken
  • Hoe werken uitlaatkoppen om de motorprestaties te verbeteren??

Bronnen

  • Abuelsamid, Sam. "Nutteloze add-ons voor autoprestaties." Populaire mechanica. (29 januari 2012) http://www.popularmechanics.com/cars/how-to/products/performance-sapping-aftermarket-add-ons
  • Allen, Mike. "Hoe een Cat-back uitlaatsysteem te installeren." Populaire mechanica. 18 december 2009. (29 januari 2012) http://www.popularmechanics.com/cars/how-to/maintenance/4270747
  • Dow Automotive Systems. "Automobiel - vermindering van uitlaatemissies." (29 januari 2012) http://www.dowautomotive.com/capabilities/industry/automotive/reducing.htm
  • Flowmaster. "Performance-uitlaatsystemen." 2011. (29 januari 2012) http://www.flowmastermufflers.com/index.php?cat=2
  • Bureau voor mobiele bronnen van het Amerikaanse Environmental Protection Agency. "Auto-emissies - een overzicht." Augustus 1994. (29 januari 2012) http://www.epa.gov/otaq/consumer/05-autos.pdf
  • Walker uitlaat. "Walker Exhaust 101." (29 januari 2012) http://www.walkerex Exhaust.com/support/ex Exhaust101/componentsAndDesign.asp



Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.

De meest interessante artikelen over geheimen en ontdekkingen. Veel nuttige informatie over alles
Artikelen over wetenschap, ruimte, technologie, gezondheid, milieu, cultuur en geschiedenis. Duizenden onderwerpen uitleggen, zodat u weet hoe alles werkt