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          发动机排气系统介绍

          2016-5-22查看次数:

          排气歧管


          图中显示四缸引擎其中两缸的排气歧管。由左边的剖面可以看到排气歧管直接连接在排气孔后,再结合为一。排气歧气在设计上会尽量让各缸的阻力相同,以让排气顺畅。
          新鲜空气与汽油混合进入引擎燃烧后,产生高温高压的气体推动活塞,当气体能量释放后,对引擎就不再有价值,这些气体就成为废气被排放出引擎外。废气自汽缸排出后,随即进入排气歧管,各缸的排气歧管汇集后,经过排气管将废气排出。而就如进气歧管一样,气体在排气歧管内也是以脉冲的方式离开引擎,所以各缸的排气歧管长度及弯度也要设计成尽量相同,使各缸的排气都能一样的顺畅。
          触媒转换器
          在说到触媒转换器之前,我们先简单的认识一下引擎废气的组成成分。汽油是一种碳氢化合物,在汽油分子中几乎都是碳及氢原子,这些碳及氢燃烧后照理应该是产生二氧化碳 (CO2)及水 (H2O),但是因为少量混合气未完全燃烧,并且会有少许机油 (有未燃烧的也有以燃烧的) 被排放出来,所以会产生HC (碳氢化合物) 及CO (一氧化碳)。再者,进到引擎内的空气中,含有百分之八十的氮气 (N2),但经过燃烧室的高温,原本很稳定的氮,会与空气中的氧 (O2)化合,产生NO及NO2,统称NOx。HC、CO及NOx都会造成环境污染且对人体有害,所以世界各国都会制订环保法规,针对车辆排污加以限制。
          由于环保法规对车辆排污的标准相当严苛,不论怠速、加速、低速行驶、高速行驶或减速,都必须符合排污标准,车辆在面对这么严苛的限制,除了在性能与排污中取得平衡点外,唯一的「撇步」就是触媒转换器了。触媒转换器通常以贵重金属为原料,有氧化型触媒、还原型触媒及目前绝大多数车辆采用的三元触媒转换器。

          从排气歧管之后,便接上触媒转换器,以将未完全燃烧之污染物转换为无害物质,保护环境。
          再来上个简单的化学课,排污中的HC和CO都是因为燃烧不完全所产生的,要消除它们就必须再燃烧它们,也就是使它们氧化,所以这是氧化型触媒的任务。而NOx的生成则是因为氮被氧化所致,所以必须还原型触媒来将NOx还原氮气。三元触媒转换器则是让HC和CO的氧化及NOx的还原都发生在同一触媒中。而「触媒」本身并不参与氧化或还原的化学反应,它只是化学反应中的催化剂。
          触媒转换器位于哪里呢?早期的触媒转换器多设置于排气管中段的位置,而近来多装在紧接排气歧管之后,好使触媒加快达到工作温度。触媒必须在接近500度的高温下,才能获得较好的转换效率,低温时则几乎没有转换能力,故冷车的排污量相当大。所以在此也要提醒所有车主,千万不要在室内或地下停车场内热车,尽量车一发动就开到室外,才不至于毒害自己或是其它在停车场内的人员。
          消声(音)器
          顾名思义,消音器就是用来消除排气的噪音,使车辆行驶起来更宁静。一般消音器中会有数个膨胀室,引擎排放出来的废气经过数个膨胀程序后,会使得排气脉冲缓和而消除噪音。然而,由于气体在消音器路径复杂,换言之也就是消音器降低了排气的顺畅性,所以也会略略影响引擎性能。有些人会自行改装直通式排气尾管,这样虽然稍稍提升引擎性能,却会大大增加排气噪音,所以这是不值得肯定也是违反交通规定的行为。