Výfukový systém je dôležitou súčasťou motora automobilu. Ovplyvňuje nielen výkon motora, ale ovplyvňuje aj emisie a hlučnosť vozidla. Poďme sa bližšie pozrieť na jednotlivé komponenty výfukového systému a ako fungujú.
Zotrvačnosť výfuku
Plyn má počas procesu prúdenia určitú zotrvačnosť a zotrvačnosť výfukových plynov je väčšia ako zotrvačnosť nasávania. Využitie energie zotrvačnosti výfukových plynov môže zlepšiť účinnosť výfukových plynov, čo je obzvlášť dôležité pri vysokovýkonných motoroch. Mnoho ľudí si myslí, že výfukové plyny sú vytláčané piestom počas výfukového zdvihu, ale v skutočnosti, akonáhle sa výfukový ventil otvorí, veľké množstvo výfukových plynov bude vytlačených z výfukového ventilu veľmi vysokou rýchlosťou. V tomto čase nie je stav vytlačený piestom, ale vysunutý sám pod tlakom. Potom, čo výfukové plyny vstúpia do výfukového potrubia, okamžite expandujú a uvoľnia sa, čím sa vytvorí podtlakový stav.
Výfukový impulz
Výfukový impulz je tlaková vlna, ktorá sa prenáša vo výfukovom potrubí a vytvára tlakovú vlnu. Energiu pozitívnej tlakovej vlny a podtlakovej vlny možno využiť na zlepšenie účinnosti nasávania a výfuku. Energia pozitívnej tlakovej vlny a podtlakovej vlny je rovnaká, ale smer je opačný.
Tlaková vlna
Keď výfukové plyny prechádzajú rôznymi priestormi prierezu, vytvorí sa tlakový rozdiel, ktorý vytvorí tlakovú vlnu. Maximálna tlaková vlna sa zvyčajne vyskytuje na konci výfukového potrubia a tlaková vlna sa prenáša tam a späť medzi výfukovým otvorom a výfukovým ventilom. Čím viac odrazov je, tým menej energie je, kým sa nevytvorí nová tlaková vlna. Pre využitie tlakovej vlny je veľmi dôležitá doba otvorenia výfukového ventilu. Ak sa pri otvorení výfukového ventilu vytvorí podtlak, účinnosť výfuku sa môže zlepšiť. Aby sa zmenil čas príchodu podtlakovej vlny, musí sa zvážiť dĺžka výfukového potrubia, pretože rýchlosť vedenia tlakovej vlny zostáva nezmenená.
Fenomén nasávania
Výfukové plyny vstupujúce do zberného potrubia vytvárajú sací efekt na ostatné nevyčerpané potrubia v dôsledku zotrvačnosti prúdenia. Výfukové plyny z priľahlých potrubí sú odsávané. Tento jav možno využiť na zlepšenie účinnosti výfukových plynov. Keď sa vyčerpá jeden valec, začne sa vyčerpávať ďalší valec. Výfukové potrubia sú kombinované na základe relatívneho zapaľovacieho valca ako štandardu zoskupenia a ďalšia skupina výfukových potrubí je skombinovaná tak, aby vytvorili typ 4 v 2 v 1, využívajúc fenomén nasávania na pomoc pri výfuku.
Tlmič
Ak sa vysokoteplotné a vysokotlakové výfukové plyny vypúšťané motorom vypúšťajú priamo do atmosféry, plyn sa rýchlo roztiahne a bude produkovať veľa hluku. Preto je potrebné chladiace a tlmiace zariadenie. Vo vnútri tlmiča je veľa otvorov tlmiča a rezonančných komôr a vnútorná stena má bavlnu pohlcujúcu zvuk zo sklenených vlákien, ktorá absorbuje vibrácie a hluk. Najbežnejším typom je expanzný typ tlmiča, ktorý musí mať vo vnútri dlhú a krátku komoru. Pretože expanzná komora s krátkou hlavňou je potrebná na elimináciu vysokofrekvenčných zvukov a expanzná komora s dlhou hlavňou sa používa na elimináciu zvukov s nízkou frekvenciou. Ak sa použije iba expanzná komora rovnakej dĺžky, môže byť eliminovaná iba jedna zvuková frekvencia. Hoci je decibel znížený, nedokáže produkovať zvuk prijateľný pre ľudské ucho. Koniec koncov, pri konštrukcii tlmiča výfuku sa musí brať do úvahy, či spotrebitelia môžu akceptovať zvuk výfuku motora.
Vďaka rozumnej konštrukcii a konfigurácii týchto komponentov môže výfukový systém nielen zlepšiť výkon motora, ale aj znížiť hlučnosť, vďaka čomu vozidlo jazdí plynulejšie a efektívnejšie.
