Ispušni sustav važan je dio automobilskog motora. Ne utječe samo na performanse motora, već također utječe na kontrolu emisije i buke vozila. Pogledajmo pobliže različite komponente ispušnog sustava i njihov rad.
Inercija ispuha
Plin ima određenu inerciju tijekom procesa strujanja, a inercija ispuha veća je od inercije usisa. Korištenje energije inercije ispušnih plinova može poboljšati učinkovitost ispušnih plinova, što je posebno važno kod motora visokih performansi. Mnogi ljudi misle da ispušni plin istiskuje klip tijekom ispušnog takta, ali zapravo, čim se ispušni ventil otvori, velika količina ispušnog plina će biti izbačena iz ispušnog ventila vrlo velikom brzinom. U ovom trenutku klip ne istiskuje stanje, već ga sam izbacuje pod pritiskom. Nakon što ispušni plin uđe u ispušnu cijev, odmah se širi i dekompresira, stvarajući stanje podtlaka.
Ispušni puls
Puls ispušnih plinova je tlačni val koji se prenosi u ispušnoj cijevi stvarajući tlačni val. Energija vala pozitivnog tlaka i vala negativnog tlaka može se koristiti za poboljšanje učinkovitosti usisa i ispuha. Energija vala pozitivnog tlaka i vala negativnog tlaka je ista, ali je smjer suprotan.
Tlačni val
Kada ispušni plin prolazi kroz različite prostore poprečnog presjeka, stvorit će se razlika tlaka, tvoreći tlačni val. Val maksimalnog tlaka obično se javlja na kraju ispušne cijevi, a val tlaka se prenosi naprijed-natrag između ispušnog otvora i ispušnog ventila. Što je više refleksija, to je manje energije dok se ne generira novi tlačni val. Kako bi se iskoristio val tlaka, vrijeme otvaranja ispušnog ventila je vrlo važno. Ako se pri otvaranju ispušnog ventila stvori negativni tlak, učinkovitost ispušnih plinova može se poboljšati. Kako bi se promijenilo vrijeme dolaska vala negativnog tlaka, mora se uzeti u obzir duljina ispušne cijevi jer brzina provođenja tlačnog vala ostaje nepromijenjena.
Fenomen usisavanja
Ispušni plin koji ulazi u razvodnik stvara usisni učinak na druge neiscrpljene cijevi zbog inercije protoka. Ispušni plin iz susjednih cijevi se usisava. Taj se fenomen može iskoristiti za poboljšanje učinkovitosti ispušnih plinova. Kada se jedan cilindar isprazni, sljedeći se počinje prazniti. Ispušne cijevi su kombinirane na temelju relativnog cilindra paljenja kao standarda grupiranja, a druga skupina ispušnih cijevi kombinirana je u obliku tipa 4 u 2 u 1, koristeći fenomen usisavanja za pomoć ispuhu.
Šal
Ako se visokotemperaturni i visokotlačni ispušni plin koji ispušta motor ispušta izravno u atmosferu, plin će se brzo proširiti i proizvesti veliku buku. Stoga je potreban uređaj za hlađenje i prigušivanje zvuka. Unutar prigušivača nalazi se mnogo rupa za prigušivače i rezonantnih komora, a unutarnja stijenka ima staklena vlakna koja upijaju zvuk i apsorbiraju vibracije i buku. Najčešći tip je ekspanzijski prigušivač, koji mora imati dugu i kratku komoru unutra. Budući da je za eliminaciju visokofrekventnih zvukova potrebna ekspanziona komora s kratkom cijevi, a za eliminaciju niskofrekventnih zvukova koristi se ekspanziona komora s dugom cijevi. Ako se koristi samo ekspanziona komora iste duljine, može se eliminirati samo jedna audio frekvencija. Iako je decibel smanjen, ne može proizvesti zvuk koji je prihvatljiv ljudskom uhu. Uostalom, dizajn prigušivača mora uzeti u obzir hoće li potrošači prihvatiti zvuk ispušnih plinova motora.
Kroz razuman dizajn i konfiguraciju ovih komponenti, ispušni sustav ne samo da može poboljšati performanse motora, već i smanjiti zagađenje bukom, čineći automobil glatkijim i učinkovitijim.
