راهنمای خرید اگزوز اتومبیل

قسمت­های مختلف اگزوز

اگزوز از قسمت­های متفاوتی مانند منیفولد خروجی دود، لوله های رابط، لوله اگزوز، انباره صدا خفه کن و لوله پخش کننده دود تشکیل شده است.

منیفولد خروجی: وظیفه منیفولد خروجی دود این است که دودهایی را که از مجاری واقع در سیلندر خارج می­شوند، به سمت لوله اگزوز منتقل سازد. این قطعه در انواع و اقسام گوناگونی عرضه می­شود، به عنوان نمونه اگر با یک موتور ردیفی مواجه باشیم، در کنار موتور و یا در موتورهای به شکل V در دو سمت آن قرار می­گیرد.

لوله‌های رابط اگزوز: از این لوله­ها به عنوان رابط میان انباره، منیفولد دود و سر اگزوز استفاده می­شود. این قطعه دارای یک­ سری استاداردهایی از نظر طراحی می­باشد که با درنظرگرفتن عواملی چون جنس، طول و شعاع قوس­ها و مهم­تر از همه قطر اسمی لوله نقش شگرفی را در کاهش فشار منفی ایفا می­کند.

انباره­ی اگزوز: این بخش از اگزوز می­بایست از سرعت گازهای خروجی بکاهد و در نتیجه صدای خروج گازها را کم و تا مقدار زیادی بی سر و صدا کند. هر یک از انباره­ها باتوجه به جنس، ابعاد و ویژگی­هایشان صدای مخصوص به خود را دارا می­باشند.

گازهای خروجی: بعد از عمل احتراق که سوختن هوا و بنزین را در پی دارد، مقادیر کمی از هیدروکربن نسوخته، منواکسید کربن، دی­اکسید کربن و فسفر به سبب فشار زیاد پیستون از محفظه احتراق خارج می­شوند و سپس وارد منیفولد یا هدرز می­گردند. شاید برایتان جالب باشد که گرمای این گازها برابر با گرمای حاصل از کوره ذوب فلزات است. ولی برای خارج کردن این گازها نیاز به استفاده از لوله جداگانه­ای نمی­باشد. به عنوان نمونه اگر موتور موردنظر ما چهار سیلندر باشد، چهار عدد لوله جداگانه تعبیه نمی­گردد، بلکه تنها کافی است یک لوله با انجام محاسبات دقیق انتخاب گردد و تا انتهای مسیر را برای گازهای خروجی پوشش دهد.

در منیفولد دود، باید محصولی که در محفظه احتراق از طریق سوپاپ­های خروجی گرفته می­شود به لوله اگزوز انتقال یابد. در بعضی از اتومبیل­ها منیفولد گاز در بالای منیفولد دود تعبیه گردیده است وظیفه دیگری که گرم کردن منیفولد گاهی برای بی صدا کردن دودها از دو صدا خفه کن استفاده می شود. در موتورهای پرقدرت، لحاظ­کردن این راه­کار اجتناب­ناپذیر است. طراحی صدا خفه­کن باتوجه به شکل و محفظه می­تواند در کاهش فشارمنفی و صداهای ناهنجار تاثیر به­سزایی داشته باشد.

وظیفه اصلی صدا خفه­کن کاهش سرعت گازهای خروجی از موتور و بی­صدا کردن آن­ها است. طراحی صدا خفه­کن باید به نحوی باشد که گازهای خروجی از موتور به آرامی در آن انبساط یابند و به مقدار موردنیاز از انرژی حرارتی آن­ها کم شود. در عین حال لازم است فشارمنفی در صدا خفه­کن به حداقل مقدار ممکن برسد. یکی از مضرات فشار منفی این است که مانع تخلیه کامل دود از اگزوز می­گردد و در نتیجه قدرت مفید موتور افت شدیدی پیدا می­کند.

در بعضی مواقع برای بی­صدا کردن دودها از دو عدد صدا خفه­کن استفاده می­گردد. کافی است یک بار به صدای موتور در صورت عدم وجود صداخفه­کن گوش کنید تا به تاثیر این قطعه در کاهش  صدای­های نابه­هنجار ایمان آورید. صدا خفه­کن از تعدادی مجرای ساده که سوراخ­هایی در آن تعبیه شده است، تشکیل شده است. برای کاهش صدای مزاحم مجرا و محفظه­ها همانند یک ساز موسیقی کوک شده­اند تا امواج صدای تولیدی توسط موتور را طوری منعکس نمایند که تا حدودی منجر به خنثی­سازی آن­ها توسط یک­دیگر گردد.

این فرآیند به این شکل است که گازهای اگزوز و امواج صدا از مجرای مرکزی وارد می­شوند و سپس به دیواره انتهایی برخورد کرده و از طریق سوراخ­ها به قسمت اصلی صدا خفه­کن برمی­گردند. در مرحله بعد دوباره از بین سوراخ­ها به لوله دیگری وارد می­شوند و سپس از آن خارج می­شوند. نحوه اتصال محفظه تشدیدکننده با محفظه اول به وسیله یک سوراخ است. برای خنثی­سازی صداهایی با بسامد مشخص، محفظه تشدیدکننده را با حجم معین و طول مشخصی می­سازند.

وظایف اگزوز

کاهش صدا

صدا عبارت است از یک موج فشار که از نوسان فشارهوا ناشی می­شود. تپش­های ذکرشده در هوا با سرعت صوت جابه­جا می­شوند. تپش­ها در موتور خودرو زمانی به­وجود می­آید که سوپاپ خروجی باز شده و جریان گاز فشرده به طور ناگهانی به سیستم اگزوز وارد شود. در اثر برخورد مولکول­های گاز خروجی با مولکول­های کم­فشار داخل لوله، مولکول­های کم­فشار فشرده­تر می­شوند. مولکول­های فشرده حاصله سبب فشرده­تر شدن مولکول­های مجاور شده و در عین­حال خودشان کم فشار می­گردند. در نتیجه موج صدا بسیار سریع­تر از جریان گاز در لوله­های خروجی حرکت می­کند. پرده گوش شما با نوسانات فشار لرزیده و مغز قادر به درک این لرزش به عنوان صدا می­گردد.

مفهوم بسامد بیشتر بدان معناست که با سریع­تر کارکردن موتور، فشارهوا نیز سریع­تر تغییر کرده و بدین ترتیب قادر به شنیدن صداهای ریزتری هستیم. هم­چنین صدای بم­تر با تغییرات آرام­تر و کندتر ایجاد می­شود.

عامل تعیین­کننده بلندی صدا دامنه امواج است. اگر با صدایی طرف باشیم که دارای دامنه زیادی باشد، مسبب حرکت بیشتر پرده گوش انسان شده و از این­رو صدای بلندتری به گوش انسان می­رسد. البته می­توان با تلفیق دو یا چند صدا موفق به تولید صدای کمتری شد.

طبق قانون پایستگی انرژی، انرژی نه به­وجود می­آید و نه از بین می­رود. این قانون در اگزوزها نیز صادق است و بی­صدا کردن اگزوز به شکل کاهش انرژی صوتی تنها با تبدیل آن به انرژی گرمایی صورت می­پذیرد. این کار به طورطبیعی سبب بروز فشارمنفی شده و کاهش قدرت موتور را در پی دارد.

اجتماع تمام امواج صوتی که در یک لحظه به گوش انسان می­رسد، صدایی است که توسط گوش شنیده می­شود. بنابراین با تولید موج صدایی مخالف با موج دیگر می­توان باعث حذف صداهای ناهنجار و مزاحم شد. فرآیندی که اساس کار گوشی­های از بین برنده سر و صداست.

دو موج هم فاز در صورتی که با یک­دیگر جمع شوند، موجی با فاز یک­سان اما با دامنه­ای دوبرابر دامنه موج اولیه به­وجود می­آورند که به آن « تداخل سازنده» می­گویند. حال اگر در لحظه­ای که موج اول در فشار ماکزیمم (بیشترین) و موج دوم در فشار مینیمم (کمترین) قرار دارد، هر دو موج پرده­ی گوش را در یک زمان تحریک کنند، چیزی به گوش انسان نمی­رسد؛ زیرا این دو موج یک­دیگر را در عمل خنثی کرده­اند.

کاهش دما

اگزوز از سه بخش اتصال به موتور، میانی و انتهایی تشکیل شده است که کاتالیست اگزوز به دلیل نیاز به دمایی در حدود 800 درجه­سانتی­گراد در بخش اول قرار می­گیرد. وظیفه اصلی بخش­های دوم و سوم کاهش دما و صداست؛ هم­چنین این وسیله در کاستن از میزان خروج گازهای خطرناک ناشی از احتراق سوخت می­تواند نقش بزرگی را ایفا کند.

در مسائلی که مربوط به تقویت موتور می­باشد، طبیعتا از اگزوزهایی با مقاومت پایین در برابر عبور گازهای خروجی استفاده می­شود. کاتالیست یکی از مهم­ترین اجزای اگزوز است که در صورت خرابی به اصطلاح نفس موتور را می­گیرد و عمل­کرد موتور را دچار اختلال می­کند. هم­چنین در صورت بروز مشکل در اگزوز شما نشانه­هایی چون تولید صدای اضافی در خودرو و یا شنیدن صدای فره و پرت از موتور مشاهده می­شود.

انواع اگزوز

هر اگزوزی از سه بخش اتصال به موتور، میانی و انتهایی ساخته شده است. اگرچه اگزوزها مانند سایر قطعات خودرو همراه با تکنولوژی تغییرات زیادی به خود دیده­اند، اما در حالت کلی 5 نوع اگزوز در صنعت اتومبیل به کار گرفته شده است که در مقاله پیش­رو قصد داریم به معرفی هر یک بپردازیم.

اگزوزهای تک­خروجی: یکی ازمتداول­ترین و در عین حال ارزان­ترین اگزوزهایی که در وسایل نقلیه به کار گرفته می­شوند، اگزوزهای تک ­خروجی می­باشند؛ انتقال دود از درون سیلندر در این نوع اگزوز به وسیله یک لوله انجام می­شود. در حال حاضر کاربرد اگزوزهای تک­خروجی بیشتر در خودروهایی با حجم موتور پایین می­باشد، به دلیل این­که میزان دود خروجی از این اتومبیل­ها بسیار کم است. بنابراین استفاده از اگزوز تک­خروجی در اتومبیل­هایی با حجم احتراق بالا، افزایش محسوس مصرف سوخت را در پی دارد.

اگزوز‌های دوگانه: در حال حاضر اگزوزهای دوگانه از پرمصرف­ترین نوع اگزوز در صنعت خودروسازی می­باشد. به سبب رواج استفاده از فناوری توربوشارژ در اتومبیل­های امروزی، وجود خروجی­های قوی­تر به امری اجتناب­ناپذیر تبدیل شده است؛ به همین دلیل اگزوزهای دوگانه با استفاده از مخازن بزرگ­تر نسبت به اگزوزهای تک­خروجی حجم دود بیشتری را به خارج انتقال می­دهند. در اگزوزهای دوگانه یا دبل، استفاده از دولوله اگزوز بیشتر مرسوم است. مزیت اصلی این اگزوزها نسبت به اگزوز تک­خروجی کاهش مصرف سوخت اتومبیل می­باشد که منجر به توسعه و رشد این اگزوز در صنعت اتومبیل­سازی شده است.

اگزوزهای دوگانه مخالف: اگرچه اگزوزهای دوگانه دارای مزیت­های فراوانی بودند، اما یکی از مشکلات اگزوزهای دوگانه عدم خم شدن لوله­های آن به سبب جنس مخزن لوله اگزوزها بود. از این­رو شرکت­های خودروسازی قادر به استفاده از این اگزوزها در خودروهای کوچک و یا متوسط نبودند؛ لذا مهندسان آمریکایی در سال 1998 اقدام به تولید اگزوز دوگانه مخالف نمودند.

این اگزوزها از مخازنی کوچک­تر و مستطیلی شکل بهره می­بردند که امکان طراحی لوله­های انتقال­دهنده اگزوز را با درنظر داشتن فرم و اندازه اتومبیل به طراحان خودرو می­داد. اگزوزهای دوگانه معکوس یا مخالف نسبت به اگزوزهای دوگانه کمی مصرف سوخت بیشتری دارند، اما به دلیل دارابودن شکل و فرمی انعطاف­پذیر، به سرعت توسط کمپانی­های اتومبیل­سازی مورد استفاده قرار گرفتند.

اگزوزهای دوطرفه: اگزوزهای دوطرفه همان اگزوزهای دوگانه معکوس هستند با این تفاوت که تیونرها به­جای استفاده از عقب اتومبیل، باتوجه به فرم خمیده، لوله­های خروجی اگزوز را از طرفین اتومبیل خارج می­کردند. این اگزوزها اگرچه ظاهر اسپرت­تری به خودرو می­بخشند، اما به دلیل ایجاد پیچ­ و خم زیاد در مسیر خروج دود، مصرف سوخت خودرو را افزایش و راندمان موتور را کاهش می­دهند؛ در نتیجه اگزوز استانداردی به­شمار نرفته و هیچ­گاه مورد استقبال کمپانی­های خودروسازی قرار نگرفتند.

اگزوز‌های High performance: به طور معمول کاربرد اصلی این نوع از اگزوزها در خودروهای مسابقه­ای است و مجهز به انشعابات باریکی است. کمپانی­های تولید اتومبیل­های مسابقه­ای از این اگزوزها جهت بالابردن شتاب خودرو استفاده می­کنند.

اگزوزهای High performance  به شدت گران هستند و از این­رو در کاربردهای معمولی مورد استفاده قرار نمی­گیرند. هم­چنین به خاطر صداهای ناهنجاری که ایجاد می­کنند، استفاده از آن­ها در فضاهای عمومی ممنوع است.