Afsludningsanlæg arbejde med at omdanne disse skadelige, giftige dampe til noget mindre farligt, inden de slipper ud i atmosfæren. Inde i de fleste biler sidder en katalysator, der er fyldt med ædle metaller som platin, palladium og rhodium. Disse materialer hjælper med at omdanne kulmonoxid til almindelig kuldioxid, mens rester af brændstof omdannes til vanddamp samt yderligere CO₂. De nyeste modeller på vejen i dag reducerer faktisk forurenende stoffer med omkring 90 procent, hvilket er ret imponerende i lyset af regler som Euro 6-standarderne. Bilproducenterne havde ikke andet valg end at udvikle disse komplekse flertrinskatalysatorer, efterhånden som regeringerne begyndte at gennemføre disse strenge emissionsgrænser. Og lad os ikke glemme, hvad der sker, hvis nogen ignorerer deres bils vedligeholdelsesplan. Studier viser, at dårlig vedligeholdelse kan reducere disse katalysatorers effektivitet med næsten halvdelen, hvilket betyder, at mere forurening ender i vores luft, og at førere, der ikke består emissionsprøverne, risikerer bøder.
Systemet spiller en afgørende rolle for at holde dødelig kulmonoxid ude af kabineområdet. Udstødningsmanifolder bliver ekstremt varme – nogle gange over 1.400 grader Fahrenheit eller cirka 760 grader Celsius – og derfor skal al den varme føres væk fra dele, der ellers kunne blive beskadiget. Her er varmeskærme nyttige. De reflekterer den intense stråling tilbage for at beskytte vigtige komponenter såsom brændselsledninger, elektriske kabler og forskellige materialer under køretøjet. Også placeringen af udstødningsrør er afgørende. Når de er korrekt placeret, ledes udstødningsgasserne nedad og bagud i stedet for ind i passagerområdet. Denne konfiguration holder kulmonoxideindholdet i kabinen under 0,1 procent, hvilket er langt under den farlige grænse på 1,28 procent, som er fastsat i de industrielle sikkerhedsstandarder, som alle følger.
De iltfølere, der findes i de fleste biler i dag, er placeret både før og efter katalysatoren og kontrollerer konstant, hvad der foregår inden for udstødningsystemet. Disse følere sender information tilbage til bilens computerhjerne, som vi kort kaldes ECU. Ud fra denne feedback justerer ECU mængden af luft og brændstof, der blandes sammen i motoren. Den ideelle blanding opnås, når der er cirka 14,7 dele luft pr. 1 del brændstof. Når alt fungerer korrekt, kan biler med gode iltfølere faktisk spare omkring 15 % på brændstofforbruget sammenlignet med køretøjer, hvor disse følere gradvist har mistet deres funktion. Og det handler ikke kun om at spare penge ved tankstationen. Ved at holde luft-brændstof-blandingen præcis reduceres mængden af skadelige gasser, der slipper ud fra motoren. Dette gør en stor forskel især for dieselmotorer, da det forhindrer sotaflejring i de dyre partikelfiltre, hvilket betyder, at de holder længere mellem udskiftninger.
Den måde, hvorpå udstødningsstrømmen fungerer, har stor indflydelse på motorens ydeevne, primært på grund af tre sammenhængende faktorer. For det første er der tilbagetryk, som i bund og grund betyder, hvad der sker, når udstødningsgasserne møder modstand. Hvis der er for meget begrænsning her, kan det reducere volumetrisk effektivitet med omkring 15 %. Dette efterlader resterende forbrændingsgasser i cylindrene, hvilket påvirker den friske brændstofblanding, der skal ind. På den anden side bruger en teknik kaldet pulsudblæsning (pulse scavenging) faktisk trykbølgerne fra udstødningsgassen til at trække mere luft og brændstof ind i cylindrene. Når denne teknik er korrekt justeret, kan den øge cylinderfyldningen med ca. 8–12 %. Hastigheden, hvormed udstødningsgassen bevæger sig, er også afgørende. Rør, der er for brede, sænker gasstrømmens hastighed, hvilket reducerer drejningsmomentet ved lavere omdrejninger pr. minut (RPM). Men hvis rørene er for smalle, blokeres effekten i stedet ved højere RPM-intervaller. Derfor foretrækker mange ydelsesorienterede værksteder mandrel-bøjet rør til deres udstødningsanlæg. Disse rør opretholder en konstant indvendig diameter, selv gennem bøjninger, så der opstår mindre turbulens, mens gassen strømmer igennem dem. Denne reduktion i turbulens alene kan spare mellem 3 og 5 procent i tabt effekt.
Når der tales om ydelsesoptimering, har hver større komponent sin egen rolle at spille. Tag f.eks. udstødningshoveder – de erstatter i bund og grund de begrænsende støbejernsudsugningsmanifolder med rør, der alle er lige lange. Dette hjælper med noget, der kaldes pulsudtømning. Udstødningshoveder med lange rør giver typisk ca. 10–15 % bedre drejningsmoment ved lave omdrejninger, mens udstødningshoveder med korte rør er rettet mod maksimal effekt ved højere omdrejninger. Ved turbooplagte motorer kontrollerer nedrør, hvad der sker efter turbinen. De gode nedrør reducerer tilbagedrukken med ca. 20–30 %, hvilket betyder mindre turbolag under acceleration. Katalysatorer er dog lidt mere komplicerede. Fabriksmonterede katalysatorer begrænser luftstrømmen betydeligt, men der findes højtydende alternativer fremstillet med metalsubstrater, som stadig opfylder over 95 % af udstødningskravene, samtidig med at de tillader en luftstrøm, der er 35 % lettere at få igennem. At montere alle disse komponenter korrekt kan øge effekten med ca. 5–10 % uden at beskadige noget eller mislykkes ved udstødningskontroller, selvom resultaterne vil variere afhængigt af, hvor godt alt passer sammen.
Det moderne udstødningsanlæg fungerer i henhold til en bestemt rækkefølge af operationer. Startende med udstødningsmanifolden eller nogle gange hvad der kaldes et integreret turbinehus, når der er tale om turboopsætninger, samler denne del alle de varme forbrændingsgasser, der kommer ud af motorcylindrene. Det vigtigste her er, hvor effektivt den håndterer ekstrem varme – ofte over 1400 grader Fahrenheit – samtidig med at trykfaldet holdes lavt, fordi for meget modstand kan påvirke motorydelsen betydeligt, måske mindske effektiviteten med omkring 15 procent. Efter at have forladt manifoldområdet bevæger disse gasser sig gennem nogle rør, inden de når katalysatoren, hvor de renses for emissionskontrol. Derefter passerer de gennem lyddæmperen, som gør præcis det, vi forventer – nemlig at reducere støjniveauet. Til sidst bliver alt udledt gennem udstødningsrøret i køretøjets bagside.
Valg af materialer indebærer altid svære valg mellem, hvad der fungerer bedst, og hvad der passer inden for budgettet. Støbejern er fremragende til at opretholde stabilitet ved temperaturændringer, men det tilføjer definitivt ekstra vægt. Rustfrit stål? Det modstår rust bedre, håndterer varme langt bedre og har en længere levetid i alt, men forbrugerne betaler en præmiepris for disse egenskaber. I dag vælger mange ydelsesorienterede konfigurationer rørformede udstødningshoveder, hvor længderne er specielt justeret både akustisk og termisk for at opnå maksimal pulsudskilningseffekt. Ulempen? Tyndvæggede versioner har tendens til at revne efter for mange cyklusser af opvarmning og afkøling. Varmeperrefeksbelægninger hjælper med at holde motorrummet køligere under driften, hvilket er fremragende nyhed for komponenter i nærheden. Producenternes omkostninger stiger dog typisk med omkring 30 % på grund af disse belægninger. Når der specifikt arbejdes med turbooplagte motorer, vælger ingeniører nikkel-legerede integrerede manifolder, der kan klare udstødningsgastemperaturer op til 1800 grader Fahrenheit. Dette designvalg eliminerer alle de irriterende flangeforbindelser og skaber en glat bane for udstødningsgasen fra forbrændingskammeret direkte til turbinen.
EN