מערכות עישן העבודה היא להפוך את הגזים הרעילים האלה למשהו פחות מסוכן לפני שהם נפלטים לאטמוספירה. בתוך רוב האוטומובילים נמצא ממיר קטליטי שכולל מתכות יקרות כגון פלטינה, פאלאדיום ורודיום. חומרים אלו עוזרים להמיר מונוקסיד פחמן לדו-תחמוצת פחמן רגילה, ובמקביל להמיר שאריות דלק לגז מים (אדי מים) ולחזק דו-תחמוצת פחמן נוספת. הדגמים החדשים יותר הקיימים כיום בכבישים מצמצמים את המזהמים בכ־90 אחוז, מה שנחשב לישיג מרשים בהשוואה לתקנים כמו תקני אירופה 6 (Euro 6). יצרני רכב לא היו ברירה אלא לפתח ממירים קטליטיים מורכבים בעלי מספר שלבים, לאחר שהרשויות החלה לקבוע מגבלות קשיחות על פליטת מזהמים. ואל נ забור מה קורה אם מישהו מתעלם מתכנון התיקונים והתחזוקה של הרכב שלו. מחקרים מראים שתחזוקה לקויה יכולה לפגוע בייעילות הממיר הקטליטי כמעט בחצי, כלומר יותר מזהמים נפלטים לאטמוספירה, וכן עלולים להיווצר קנסות לנהגים שלא עברו את מבחני הפליטה.
המערכת ממלאה תפקיד קריטי במניעת חדירת מונוקסיד הפחמן הרגיעני לאזור הקבינון. צינורות הפליטה פועלים בטמפרטורות גבוהות מאוד – לעיתים קרובות מעל 1,400 מעלות פרנהייט (כ-760 מעלות צלזיוס) – ולכן יש להרחיק את כל החום הזה מהחלקים שעלולים להיפגע. כאן נכנסת לתמונה לוחית השריון החום: היא מחזירה לאחור את הקרינה האינטנסיבית כדי להגן על רכיבים חשובים כגון צינורות הדלק, כבלי חשמל ומספר חומרים אחרים הנמצאים מתחת לרכב. גם מיקום צינורות הסיום הוא בעל חשיבות. כאשר הם ממוקמים כראוי, גזיות הפליטה זורמות כלפי מטה וכיוון אחורה, ולא חודרות אל אזור המושבים. תצורה זו שומרת על ריכוז מונוקסיד הפחמן בתוך הקבינון ברמה נמוכה מ-0.1 אחוז, כלומר בהרבה מתחת לרמה המסוכנת של 1.28 אחוז שהוגדרה על ידי סטנדרטי הבטיחות התעשייתיים שכולם עוקבים אחריהם.
חיישני החמצן המוצבים ברוב האוטומובילים כיום נמצאים הן לפני והן אחרי הממיר הזרם, ובודקים באופן מתמיד את מה שמתרחש בתוך מערכת הפליטה. תפקיד החיישנים הללו הוא לשלוח מידע חזרה למוח המחשב של הרכב, אשר אנו מכנים בקיצור ECU. בהתבסס על המשוב הזה, ה-ECU מותאם את כמות האוויר והדלק שמתערבבים יחדיו במנוע. התערובת האידיאלית מתרחשת כאשר יש כ-14.7 חלקים אוויר לחלק אחד דלק. כאשר כל המערכת פועלת כראוי, רכבים עם חיישני חמצן תקינים יכולים לחסוך בפועל כ-15% בצריכת הדלק בהשוואה לרכב שבו חיישני החמצן החלו לפגוע עם הזמן. וגם זה לא רק עניין של חיסכון בכסף בתחנת הדלק. שימור דיוק בתערובת האוויר-דלק גורם לפליטה של פחות גזים מזיקים מהמנוע. זה יוצר הבדל משמעותי במיוחד למנועי דיזל, משום שזה מונע הצטברות של אבקה (שחור) בפילטרים היקרות להחלפה של חלקיקים, מה שמאפשר להן לפעול זמן ממושך יותר בין ההחלפות.
האופן שבו פועלים זרמי הפליטה משפיע במידה רבה על ביצועי המנוע, בעיקר בשל שלושה גורמים קשורים זה בזה. הראשון הוא הלחץ האחורי, שפירושו בסך הכול מה שקורה כאשר גזי הפליטה נתקלים בהתנגדות. אם יש יותר מדי עיכוב כאן, זה יכול לפגוע בכفاءת הנפחית ב-15% בערך. כתוצאה מכך נותרות גזיות בעירה בתוך הצילינדרים, מה שמעכב את כניסת תערובת הדלק החדשה. מצד שני, תופעה הנקראת 'ניקוז פולסי' משתמשת בממש בגלים הלחצים שנוצרים בפליטה כדי למשוך כמות גדולה יותר של אוויר ודלק לתוך הצילינדרים. כאשר הטכניקה הזו מוגדרת כראוי, היא יכולה לשפר את מילוי הצילינדרים ב-8–12% בערך. גם מהירות הזרימה של גזי הפליטה חשובה. צינורות גדולים מדי מאטים את זרימת הגזים, מה שפוגע בתorque בטווחי הסיבוב הנמוכים. לעומת זאת, אם הצינורות קטנים מדי, הם יוצרות חסימה של הספק הכוח בטווחי הסיבוב הגבוהים. מסיבה זו, רכבים מקצועיים רבים מעדיפים להשתמש בצינורות מעוקלים באמצעות טיפוס מנדרל (mandrel) במערכות הפליטה שלהם. צינורות אלו שומרים על קוטר פנימי קבוע גם במקומות שבהם הם מתעקלים, כך שנוצרת פחות טורבולנציה כשגזים זורמים דרכם. הפחתה בטורבולנציה לבדה יכולה לחסוך בין 3 ל-5 אחוזים באובדן הספק.
כשמדברים על אופטימיזציה של ביצועים, לכל חלק עיקרי יש תפקיד משלו. לדוגמה, כיסאות המנוע (Headers) מחליפים את צינורות המניפולד הכביתיים המוגבלים בצלביות באורכים זהים. זה תורם למשהו שנקרא 'סילוק גלים' (Pulse Scavenging). כיסאות מנוע בעלי צינורות ארוכים מספקים בדרך כלל שיפור של כ-10–15 אחוז בתorque בטווח הנמוך, בעוד שכיסאות מנוע בעלי צינורות קצרים ממוקדים בהשגת הספק מרבי בדקות סיבוב גבוהות יותר. במנועים עם טורבו, צינורות הירידה (Downpipes) מבקרים את מה שקורה אחרי הטורבינה. הדגמים הטובים מפחיתים את הלחץ האחורי בכ-20–30 אחוז, מה שפוחת את עיכוב הטורבו בעת האצה. הממיר הקטליטי הוא נושא מורכב יחסית: הממירים המותקנים במפעל מצמצמים בזקיקה את זרימת האוויר, אך קיימים דגמים ביצועיים גבוהים שעשויים משכבת מתכת ועדיין עומדים ב-95 אחוז 이상 מתקנים הפליטה, תוך שמאפשרים זרימה טובה יותר של אוויר ב-35 אחוז. تركיבה נכונה של כל החלקים הללו יכולה להגביר את הספק ב-5–10 אחוז בערך, ללא פגיעה ברכיבים או באי עמידה בבדיקות הפליטה — אם כי התוצאות עשויות להשתנות בהתאם לאיך שכל הרכיבים מתאימים זה לזה.
מערכת הפליטה המודרנית פועלת לפי סדר פעולות מסוים. התהליך מתחיל במנifold הפליטה, או לעיתים קרובות במה שנקרא בית מארח טורבינה משולב כאשר עוסקים בהתקנות טורבו; חלק זה אוסף את כל גזי השריפה החמים היוצאים מאלמנטי המנוע. מה שחשוב ביותר כאן הוא כושר הסיבולת שלו ללחצים וטמפרטורות קיצוניות, לעתים קרובות מעל 1400 מעלות פרנהייט, תוך שמירה על לחץ אחורי נמוך, משום שמידה גדולה מדי של התנגדות עלולה לפגוע קשות בביצועי המנוע – אולי אף לפגוע בכفاءתו ב-15 אחוז בערך. לאחר שעוזבים את אזור המנifold, הגזים ממשיכים דרך צינורות מסוימים עד שמגיעים לממיר הקטליטי, שם הם מטופלים לשם בקרת פליטות. לאחר מכן הם עוברים דרך המפזר (מאפלר), אשר מבצע בדיוק את התפקיד שמצפים ממנו – הפחתת רמות הרעש. לבסוף, כל הגזים נפלטים החוצה דרך צינור הפליטה (טילפייפ) בחלק האחורי של הרכבת.
בחירת חומרים תמיד פירושה קבלת החלטות קשות בין מה שעובד הכי טוב למה שמתאים לתקציב. ברזל יצוק מצוין לשמירה על יציבות ביחס לשינויי טמפרטורה, אך הוא בהחלט מוסיף משקל נוסף. פלדת אל חלד? ובכן, היא נלחמת נגד שרטון טוב יותר, מטפלת בטמפרטורות גבוהות בהצלחה רבה יותר וארוכה יותר באופן כללי, אך אנשים ישלמו מחיר פרמיום עבור תכונות אלו. בימים אלה, רוב מערכות הביצועים בוחרות במניפולדים צינוריים שאורכיהם התואמים במיוחד הן מבחינה אקוסטית והן מבחינה תרמית כדי להשיג את האפקטים המרביים של סילוק גלים (pulse scavenging). החיסרון? גרסת עובי דק תסדק לאחר מחזורים רבים מדי של חימום וקירור. שכבת כיסוי תרמית מגנה עוזרת לשמור על מ compartment המנוע קריר יותר במהלך הפעולה, מה שמהווה חדשות מצוינות עבור רכיבים סמוכים. עם זאת, יצרנים בדרך כלל רואים כי הוצאות הייצור שלהם עולות בכ-30% בגלל שכבת הכיסוי הזו. כשעובדים עם מנועים טורבו, מהנדסים פונים למניפולדים משולבים מסגסוגת ניקל אשר יכולים לסבול טמפרטורות עפרור שגוברות על 1800 מעלות פרנהייט. בחירה זו במבנה מבטלת את כל החיבורים הלא נעימים מסוג פלנג'ה ויוצרת נתיב חלק לזרימת גז העשן מהחדר בעירה ישירות לטורבינה.
EN