顾名思义,排气系统的作用就是把发动机经过燃烧的废气排出,同时对废气进行过滤与降噪。而一套完整的排气系统包括排气歧管(芭蕉)、排气管、软连接(波纹管)、三元催化器以及消音器。
众所周知,在排气系统中,排气回压(也称背压)是一个重要的性能指标,主要用来衡量排气顺畅度,而这又影响着车辆的动力性能与排气声浪。其中消音器就是产生回压的主要因素,在对排气声浪的影响方面,就好比我们用嘴吹口哨,不同的手型能够吹出不同的声音,在汽车排气系统中,消音器就相当于我们的手,车辆能否吹出响亮的口哨主要就看消音器的设计了。
排气声浪可以分为两部分,一部分是和发动机周期性旋转相关的,称为阶次声,另一部分是废气流动然后排放到空气中产生的气流声,而那些迷人的声浪就是阶次声。为了突出阶次声,通常使用吸音棉吸声并将排气尾管加粗,降低废气的流动速度,从而降低气流声。
在排气系统的设计中,看似简单的消音器中设计有直管、穿孔板和共振腔等多种声学元件。常见的消声器按工作原理分有三种类型:阻性消音器、抗性消音器和两者结合的阻抗复合型消音器。阻性消音器利用装在排气管壁上的吸声材料(玻璃棉、岩棉或毛毡)或吸声结构来达到消音目的。这种消音器对中高频噪声有较好的抑制效果,其排气声浪较为浑厚,常用于中段消音器和尾段直排消音器。
抗性消音器利用排气管道的突然扩张、收缩或者管路打孔等方式造成结构的不连续,使一部分声源在这些不连续的地方反射回去,从而达到降噪目的。这种消音器对于抑制中低频噪声效果明显。阻抗复合型消声器则将二者优势相结合,可以达到全频情况下都拥有良好的降噪性能。
除了消音器的结构设计不同,现在还流行带有排气阀门的排气系统,在消音器之后的排气尾管中,装有蝴蝶阀可以控制某个尾管的开闭,从而达到不同的排气效率与排气声浪,而这种结构的排气系统常见于跑车与改装排气。