科普乐星球 | 汽车也要戴帽子,它不但能防雨,还能防火

  • 发表于: 2019/01/27 07:29:00 来源:车云网

你觉得只有人需要戴帽子吗?不,车也有自己的“帽子”。

对重型机械感兴趣的人,或许对车辆排气管上这个蹦蹦跳跳的“帽子”有点儿印象(下图):

动画来自游戏“旋转轮胎”动画来自游戏“旋转轮胎”

懂点机械常识的人,或许第一时间就能猜出这个“帽子”的作用,在发动机熄火时,能盖住发动机竖直的排气管,不让雨水或者异物进入排气系统,所以,这个东西的名字也经常被叫做“防雨帽”。

那么,为什么只有重型机械的排气口有“防雨帽”,但私家车的排气口就没有呢?

这是因为,一般私家车,就拿小轿车来说,无论是从设计的流线型考虑,还是功能性考虑(车辆行驶速度比较快),把长长的排气系统安置在车辆底盘下,把排气管设计到车辆尾部,是最好的设计,这样一方面可以满足降低车辆风阻的目的,还能容纳下占地不菲的三元催化器和消声器,并让尾气吹向车辆后方,以避免被自己的尾气给“熏”到。

当然,个别车型出于特别的考虑,也会把排气管设计在车辆侧面,但这样与排气管设计在车辆后边,并没有太大差异,都不会让排气管有受到雨淋被倒灌的可能,所以也就没有必要设计排气管的“防雨帽”了。

排气管设计在侧面的奔驰SLR排气管设计在侧面的奔驰SLR

但工程机械不一样,由于自身的工作环境非常恶劣,把排气系统设计在车辆底盘下极有可能让它经常性损坏,并有被水淹的可能,所以它们的排气系统必须尽可能短,离发动机更近,并处于相对较高的位置上。

但是,又考虑到工程机械烧柴油,烟雾污染大,自身行驶速度慢的特点,且保养不佳的机器还会导致驾驶员的工作环境进一步恶化,所以最终排气系统的设计方案,都统一采取了工厂大烟囱的形式:在发动机一侧直直地向上排气,这样就保证了车辆的可靠性,并能让驾驶员尽可能远离尾气侵害了。

在早期,由于排气系统“直指天空”,所以难免要在排气口上设计一个“防雨帽”,以防止雨水或者异物从天而降;现在,很多工程机械的排气管设计得更加巧妙,出口采用了弯角切口的形式,把尾气向斜上方排出去,这样也能避免雨水掉落的尴尬,就不用装“防雨帽”了。

此外,最为典型的美国公路拖头喜欢把排气管装到头顶,一方面优势是可以把尾气直接排放到头顶,避免浓烟遮挡后方和侧方车辆的视线;另外一方面,也是视觉效果看起来更加震撼。

而当一些车辆的排气口需要安装“防雨帽”的同时,另外一些车辆的排气口却要安装“防火帽(Spark Arrestor)”

对于爆破器材运输车和危险品运输车来说,日常防火以及车辆进入防火区之后的安全保障,是重中之重。比如在加油站、危险品存放区这些地方,如果不对汽车的废气进行处理,一旦尾气中夹带的火花排入周围环境,后果会很严重。

这是因为,一些重载车辆的排气系统内,会因为偶尔的燃料燃烧不充分出现余火;或者是由于排气系统内积碳过多,导致尾气内夹带火星,这些都是潜在的引火因素。

甚至,在中国的农村,当森林防火季来临的时候,在田间工作的拖拉机也都要装上防火帽。

所以,对一些需要特别安全设计的特种车辆来说,除了把发动机排气管前置外(尽量远离车辆后部的危险品),还需要在排气口处安装火花熄灭器(也就是防火帽),从而熄灭废气内夹带的火花。

所以,围绕看似简单的汽车排气系统周边设计,背后隐藏的道理却很复杂。当然,如果以后的卡车如果都能被特斯拉引领为电力驱动的话,特种机械上排气系统的“帽子”,就有可能成为历史了。


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