Bí mật hệ thống ống xả trên xe máy

Ở buổi đầu của công nghệ đốt trong, hệ thống ống xả chỉ đóng vai trò dẫn khí nóng và độc hại ra khỏi buồng đốt. Tuy nhiên một thời gian sau, các kỹ sư phát hiện ra rằng độ dài và đường kính của ống xả ảnh hưởng tới sức mạnh và hiệu suất của động cơ, từ đó ống xả trở thành vai trò quan trọng không ngừng nâng cấp. 

Ống xả trên xe máy thể thao hiệu suất cao hiện nay được tinh chỉnh, phát triển với nhiều bộ phận và tính chất phức tạp. Từ cổ ống xả, thân ống đến bộ giảm thanh, mỗi phần lại được chọn lựa từng loạt vật liệu phù hợp nhất cho từng mục đích. 

Mọi hệ thống ống xả hiện đại đều có phần cổ uốn bên dưới động cơ. Với những động cơ 2 xi-lanh trở lên, những cổ này sẽ tựu chung lại ở một bộ gom. Bộ gom này gồm nhiều kích thước khác nhau, xu hướng hiện đại là kích thước lớn, với tác dụng chuyển đổi xúc tác và ức chế âm thanh, giúp phần thân khi treo trên khung sẽ gọn nhẹ. Sau bộ gom có thể có thêm van bướm phụ với một hoặc nhiều cảm biến oxy.

Có hai phần mỗi lần xả, thoát luồng khí thải di chuyển với tốc độ chậm và giải phóng âm thanh áp lực lớn với tốc độ 518 m/s. Luồng khí thải đi ra khỏi động cơ, đi xuống rồi thoát khỏi đường ống. Quá trình "lờn vờn" trong đường ống luồng khí này gặp những thiết kế khác nhau mà cho ra kết quả khác nhau.

Ví dụ, thay đổi đường kính ống sẽ ảnh hưởng tới vận tốc thoát ra, đồng thời phản xạ một phần sóng trở lại về phía cổng xả. Không chỉ vậy, phụ thuộc vào mặt cắt ngang của đường ống, từ một lượng khí xả bị nén có thể trở thành khí giãn. Luồng khí áp lực này khi quay trở lại cổng xả của động cơ giúp quét sạch khí chưa đốt hết, tăng hiệu suất. 

Nếu không thiết kế phức tạp như vậy, tốc độ động cơ (vòng/phút) sẽ ảnh hưởng tới áp lực và thời gian của luồng khí đi ra. Tương tự như cách dùng bướm ga để điều chỉnh lượng và tốc độ gió đi vào cửa hút phù hợp với tốc độ động cơ, van bướm trên hệ thống ống xả sẽ làm giảm hoặc tăng áp lực cho dòng khí, phục vụ từng mục đích. Những nâng cấp này giúp ổn định mô-men xoắn động cơ hoặc đôi khi giảm âm lượng ở một vòng tua máy nhất định để phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của chính phủ. 

Về cơ bản khi thiết kế ống xả, chiều dài và đường kính ảnh hưởng lớn đến kết quả. Nếu muốn xe có mô-men xoắn lớn hơn ở vòng tua thấp, ống xả phải dài hơn và đường kính nhỏ hơn. Ngược lại, nếu muốn công suất cao hơn, ống xả ngắn và đường kính lớn hơn.

Như vậy ngoài tác dụng thay đổi hiệu suất động cơ, hệ thống ống xả còn phải gánh thêm nhiệm vụ giảm âm, giảm các chất độc hại trong khí thải đồng thời đáp ứng yêu cầu về thẩm mỹ và tiện dụng. Chính những đòi hỏi này tạo ra nhiều áp lực cho những hãng chuyên cung cấp ống xả độ (afermarket).