排気装置の仕組み


排気装置
<出典 : http://www.carlifesupport.net/engine%20kiso_silencer.html>

排気装置は、エンジンの燃焼(膨張)工程で発生する排気ガスを車外へ排出させるためのの装置で、エンジンで発生した排気ガスはさまざまな部品を通って最終的に車体の後方から排出されます。

排気装置には以下のような部品があります。

排気装置の主な部品

名称 概要
エキゾーストマニホールド エンジンの各シリンダーから出る排気ガスをまとめてエキゾーストパイプに送り込む部品。排気ガス同士がぶつかって詰まってしまうこと(排気干渉)が起きないような工夫がされている。「エキマニ」「タコ足」などともよばれる。
エキゾーストパイプ 排気ガスを送るための配管で、自動車の下部に取り付いている。
触媒コンバータ 排気ガスに含まれる有害物質を浄化し、無害な物質に変化させる部品。ハニカム構造にした酸化アルミニウムに還元物質を付着させたものを入れる「モノリス型」が主流。
マフラー(消音器) 排気ガスによる騒音を軽減する部品。途中に2~3個設けることでしっかりと消音できる。

燃焼(膨張)工程でそれぞれのシリンダーから発生した排気ガスは、まずエキゾーストマニホールドによって1本にまとめられ、エキゾーストパイプを通って触媒コンバータに運ばれます。

触媒コンバータでは、排気ガスに含まれる主な有害物質である炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)を、化学反応を起こさせることによって水、窒素、二酸化炭素といった無害物質に変化させます。

その後エキゾーストパイプを通ってマフラー(消音器)へ入り、排気ガスの温度と圧力を下げることによって騒音を軽減します。

スポーツカーなどでは、マフラー内のサイレンサーを調整することで意図的にサウンドを出すように設計されているものもあります。また、サウンドや排気効率、ドレスアップなどの目的でマフラーを交換している車もあります。

排気ガスが引き起こす地球温暖化

触媒コンバータによって、有害物質を無害な物質に変化させることで発生するのが二酸化炭素です。

二酸化炭素は温室効果ガスともいわれ、宇宙に逃がすはずの赤外線を吸収して地表に放出することで地表の気温を上昇させています。

近年この地球温暖化が深刻さを増してきており、排出する二酸化炭素を削減することが大きな課題となっています。

自動車の分野でも排気ガスをなるべく少なくするようなエコカーが次々と開発されています。

排気の力を生かしたターボチャージャー

ターボチャージャー
<出典 : http://www.minebea.co.jp/technology/column/turbobrg/index.html>

排気が流れる勢いを利用することで吸気を圧縮させ、燃焼室内に送り込む空気の量を増やしてエンジン出力を高める装置をターボチャージャーといいます。

排気ガスによって排気側の羽根車(インペラ)が回転することにより、それと連動する形で吸気側の羽根車も回転し、吸気の流れが加速し、空気が圧縮されてエンジンの出力が上がります。

排気ガスを利用するターボチャージャーに対して、エンジンの力を利用して出力を高める機構をスーパーチャージャーといいます。


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