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排氣系統
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排氣歧管

圖中顯示四缸引擎其中兩缸的排氣歧管。由左邊的剖面可以看到排氣歧管直接連接在排氣孔後,再結合為一。排氣歧氣在設計上會盡量讓各缸的阻力相同,以讓排氣順暢。
新鮮空氣與汽油混合進入引擎燃燒後,產生高溫高壓的氣體推動活塞,當氣體能量釋放後,對引擎就不再有價值,這些氣體就成為廢氣被排放出引擎外。廢氣自汽缸排出後,隨即進入排氣歧管,各缸的排氣歧管匯集後,經過排氣管將廢氣排出。而就如進氣歧管一樣,氣體在排氣歧管內也是以脈衝的方式離開引擎,所以各缸的排氣歧管長度及彎度也要設計成盡量相同,使各缸的排氣都能一樣的順暢。


觸媒轉換器

在說到觸媒轉換器之前,我們先簡單的認識一下引擎廢氣的組成成分。汽油是一種碳氫化合物,在汽油分子中幾乎都是碳及氫原子,這些碳及氫燃燒後照理應該是產生二氧化碳 (CO2)及水 (H2O),但是因為少量混合氣未完全燃燒,並且會有少許機油 (有未燃燒的也有以燃燒的) 被排放出來,所以會產生HC (碳氫化合物) 及CO (一氧化碳)。再者,進到引擎內的空氣中,含有百分之八十的氮氣 (N2),但經過燃燒室的高溫,原本很穩定的氮,會與空氣中的氧 (O2)化合,產生NO及NO2,統稱NOx。HC、CO及NOx都會造成環境污染且對人體有害,所以世界各國都會制訂環保法規,針對車輛排污加以限制。

由於環保法規對車輛排污的標準相當嚴苛,不論怠速、加速、低速行駛、高速行駛或減速,都必須符合排污標準,車輛在面對這麼嚴苛的限制,除了在性能與排污中取得平衡點外,唯一的「撇步」就是觸媒轉換器了。觸媒轉換器通常以貴重金屬為原料,有氧化型觸媒、還原型觸媒及目前絕大多數車輛採用的三元觸媒轉換器。

從排氣歧管之後,便接上觸媒轉換器,以將未完全燃燒之污染物轉換為無害物質,保護環境。

再來上個簡單的化學課,排污中的HC和CO都是因為燃燒不完全所產生的,要消除它們就必須再燃燒它們,也就是使它們氧化,所以這是氧化型觸媒的任務。而NOx的生成則是因為氮被氧化所致,所以必須還原型觸媒來將NOx還原氮氣。三元觸媒轉換器則是讓HC和CO的氧化及NOx的還原都發生在同一觸媒中。而「觸媒」本身並不參與氧化或還原的化學反應,它只是化學反應中的催化劑。

觸媒轉換器位於哪裡呢?早期的觸媒轉換器多設置於排氣管中段的位置,而近來多裝在緊接排氣歧管之後,好使觸媒加快達到工作溫度。觸媒必須在接近500度的高溫下,才能獲得較好的轉換效率,低溫時則幾乎沒有轉換能力,故冷車的排污量相當大。所以在此也要提醒所有車主,千萬不要在室內或地下停車場內熱車,盡量車一發動就開到室外,才不至於毒害自己或是其他在停車場內的人員。

消音器

顧名思義,消音器就是用來消除排氣的噪音,使車輛行駛起來更寧靜。一般消音器中會有數個膨脹室,引擎排放出來的廢氣經過數個膨脹程序後,會使得排氣脈衝緩和而消除噪音。然而,由於氣體在消音器路徑複雜,換言之也就是消音器降低了排氣的順暢性,所以也會略略影響引擎性能。有些人會自行改裝直通式排氣尾管,這樣雖然稍稍提升引擎性能,卻會大大增加排氣噪音,所以這是不值得肯定也是違反交通規定的行為。

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