Pakojärjestelmä on tärkeä osa auton moottoria. Se ei vaikuta vain moottorin suorituskykyyn, vaan myös ajoneuvon päästöjen ja melun hallintaan. Katsotaanpa tarkemmin pakojärjestelmän eri osia ja niiden toimintaa.
Pakokaasun inertia
Kaasulla on tietty inertia virtausprosessin aikana, ja pakokaasun inertia on suurempi kuin imuhitaus. Pakokaasun hitausenergian käyttö voi parantaa pakokaasujen hyötysuhdetta, mikä on erityisen tärkeää korkean suorituskyvyn moottoreissa. Monet ihmiset ajattelevat, että mäntä työntää pakokaasua ulos pakotahdin aikana, mutta itse asiassa heti pakoventtiilin avautuessa poistoventtiilistä poistuu suuri määrä pakokaasua erittäin suurella nopeudella. Tällä hetkellä tilaa ei työnnetä ulos mäntä, vaan se poistuu itsestään paineen alaisena. Kun pakokaasu tulee pakoputkeen, se laajenee ja puristuu välittömästi muodostaen alipainetilan.
Pakokaasupulssi
Pakopulssi on paineaalto, joka välittyy pakoputkessa muodostamaan paineaallon. Ylipaineaallon ja alipaineaallon energiaa voidaan käyttää imu- ja poistotehokkuuden parantamiseen. Ylipaineaallon ja alipaineaallon energia on sama, mutta suunta on päinvastainen.
Paineaalto
Kun pakokaasu kulkee eri poikkileikkaustilojen läpi, syntyy paine-ero, joka muodostaa paineaallon. Suurin paineaalto esiintyy yleensä pakoputken päässä, ja paineaalto välittyy edestakaisin pakoaukon ja pakoventtiilin välillä. Mitä enemmän heijastuksia on, sitä vähemmän energiaa on, kunnes syntyy uusi paineaalto. Paineaallon hyödyntämiseksi poistoventtiilin avautumisaika on erittäin tärkeä. Jos alipainetta syntyy, kun pakoventtiili avataan, voidaan pakokaasun tehokkuutta parantaa. Alipaineaallon saapumisajan muuttamiseksi on otettava huomioon pakoputken pituus, koska paineaallon johtumisnopeus pysyy muuttumattomana.
Imu-ilmiö
Jakotukkiin tuleva pakokaasu aiheuttaa virtausinertian vuoksi imuvaikutuksen muihin tyhjentämättömiin putkiin. Viereisten putkien pakokaasut imetään pois. Tätä ilmiötä voidaan käyttää pakokaasujen tehokkuuden parantamiseen. Kun yksi sylinteri on lopussa, seuraava sylinteri alkaa tyhjentyä. Pakoputket yhdistetään sytytyssylinterin perusteella ryhmittelystandardina, ja toinen pakoputkiryhmä yhdistetään muodostamaan 4 in 2 in 1 -tyyppi käyttämällä imuilmiötä pakokaasun auttamiseksi.
Äänenvaimennin
Jos moottorin poistama korkean lämpötilan ja korkeapaineinen pakokaasu johdetaan suoraan ilmakehään, kaasu laajenee nopeasti ja tuottaa paljon melua. Siksi tarvitaan jäähdytys- ja äänenvaimennuslaite. Äänenvaimentimen sisällä on monia äänenvaimentimen reikiä ja resonanssikammioita, ja sisäseinässä on lasikuitua vaimentavaa puuvillaa, joka vaimentaa tärinää ja melua. Yleisin tyyppi on laajennustyyppinen äänenvaimennin, jonka sisällä tulee olla pitkä ja lyhyt kammio. Koska lyhytpiippuinen laajennuskammio tarvitaan poistamaan korkeataajuisia ääniä ja pitkäpiippuista laajennuskammiota käytetään poistamaan matalataajuisia ääniä. Jos käytetään vain samanpituista laajennuskammiota, vain yksi äänitaajuus voidaan eliminoida. Vaikka desibeliä pienennetään, se ei voi tuottaa ääntä, joka on ihmiskorvalle hyväksyttävä. Loppujen lopuksi äänenvaimentimen suunnittelussa on otettava huomioon, voivatko kuluttajat hyväksyä moottorin pakoputken äänen.
Näiden komponenttien järkevän suunnittelun ja kokoonpanon ansiosta pakojärjestelmä ei voi vain parantaa moottorin suorituskykyä, vaan myös vähentää melusaastetta, mikä tekee autosta sujuvamman ja tehokkaamman.
