A Kipufogódob és a Kipufogórendszer Részletes Felépítése és Működése

A kipufogórendszer magas műszaki színvonalú termék, melynek szigorú törvényi előírásoknak kell megfelelni. Fontos szerepet játszik a zaj- és környezetvédelemben, illetve a motor teljesítményében. A tökéletes kipufogórendszer biztosítja, hogy a levegő és az üzemanyag aránya mindig helyes legyen, és a motor minimális üzemanyag-fogyasztás mellett maximális teljesítményt fejtsen ki. Ezek a tényezők meghosszabbítják a motor más fontos részeinek, a szelepek, a kipufogódobok, a katalizátorok és a lambdaszondák élettartamát is.

A kipufogórendszer számos fontos feladatot lát el a környezetbarát és hatékony működés érdekében. Ezen funkciók közé sorolhatjuk a kipufogógáz elvezetését, a károsanyag-kibocsátás redukciót, a turbulens áramlás és zajcsökkentést. A motor működése közben bekövetkezett robbanások nagy zajjal járnak, és a hangtompító feladata ezen akusztikai ártalmak enyhítése. Továbbá, csökkenti az elégetett üzemanyag által keletkezett gázok hangerejét, sebességét, hőmérsékletét. A robbanómotorban az elégett gázok a leömlőcsövön, a katalizátoron és a kipufogódobokon keresztül jutva távoznak.

Az égésgázok, amikor kikerülnek a motorból, akár 900°C hőmérsékletet is elérhetnek. A kipufogórendszer egyik feladata, hogy ezt a hőmérsékletet csökkentse. Emellett csökkenti a belső és a külső zajártalmat, melyet a motorban történő robbanások idéznek elő. Mindezzel hozzájárul az autó teljesítményének és a nyomatéknak a javításához, valamint a fogyasztás csökkentéséhez, növelve a motor hatékonyságát.

A Kipufogórendszer Fő Alkatrészei

A gépjárművek kipufogója csövekből és kipufogó dobokból áll. A kipufogórendszer sokelemű és komplex felépítésű. Fő részei: kipufogócsonk, leömlőcső, kipufogódobok, kipufogócsövek, rezgéscsillapítók (flexibilis tagok), katalizátor, bilincsek, gumifelfüggesztők. Korszerűbb dízelautók kipufogórendszere részecskeszűrővel is el van látva.

Alkatrészek részletesebben:

Leömlőcsonk: A leömlőcsonk feladata elvezetni a motorból érkező kipufogógázt a csőrendszerbe, szűkítve vezeti a kipufogócsőbe.
Flexibilis cső: A flexibilis cső (más néven kipufogó rezonátor cső) olyan rugalmas áthidalási megoldás, amely összeköti a motor és a kipufogórendszer hátsó részét. Rugalmasan áthidalja a motor és a hátsó kipufogórendszer közti mozgást, rezgést. A flexibilis cső hiányában az autó rezgése idővel tönkretenné a kipufogórendszert.
Katalizátor: A motor által kibocsátott gázok (kipufogógázok) károsanyag-tartalmának csökkentésére szolgál.
Lambda szonda (vagy oxigénszenzor): A szenzor külsőleg a gyújtógyertyára emlékeztet, és a kipufogócsonkba építve, a katalizátor előtt helyezkedik el. A kipufogógáz oxigéntartalmának folyamatos mérésével elektromos jelet szolgáltat egyrészt az üzemanyag/levegő mennyiségi arányának szabályozásához, másrészt a katalizátor hatékony működéséhez szükséges oxigénszint beállításához.
Részecskeszűrő (DPF): A dízelüzemű motorok esetében a gázolaj égése közben keletkező nagyon finom szemcséjű korom összegyűjtésére.
Középső kipufogó dob: A kipufogórendszer első dobja, amely a benne lévő terelő lemezek segítségével lassítja a kipufogógáz sebességét, ezáltal csökkentve a hanghatásokat.
Hátsó kipufogó dob („fojtó dob”): Feladata a további, hangszigetelő anyagokkal elért hangtompítás, valamint akadályozza a kipufogógáz gyors, könnyed kiáramlását, ezzel szabályozza a motor által létrehozott hajtóerő hatásmegoszlását is.
Kipufogó vég: Feladata a további hangtompítás, és a kipufogógázt kivezeti a szabadba.
Hővédő lemezek: A kipufogó alkatrészek körül elhelyezkedő egyéb alkatrészeket védik a túlzott hőhatásoktól. A kipufogórendszer akár a 300 °C hőmérsékletet is elérheti, a lehetséges kár elkerülése érdekében az autó egyéb alkatrészeit a hővédő lemez óvja.

A rendszer elemeit csatlakozók és felfüggesztő elemek rögzítik a gépjármű alvázához. Ezek a rögzítések általában lehetővé teszik a kismértékű mozgást, amely segít a közlekedés közbeni rezonancia okozta károk megakadályozásában. A kipufogó és a dobok az autó alján helyezkednek el, így kívülről még ellen kell állnia az időjárás okozta különböző hatásoknak, például pocsolyából felcsapódó hideg víz a forró csövekre, sós hólé, valamint az autó menet közbeni rázkódása. A rázkódás enyhítésére az autó aljához gumibakkal vannak rögzítve, valamint a leömlő cső után egy hálós, úgynevezett flexibilis cső van behelyezve.

Kipufogórendszerek katalizátor nélkül

A rendszerekben az előhangtompító főként a motor teljesítményillesztését, míg a főhangtompító a tényleges hangtompítást szolgálja.

A Kipufogódobok Belső Felépítése és Hangtompítási Elvei

A kipufogó rendszerekben általában egy vagy két darab kipufogódobot alkalmaznak a kellő hanghatások elérésének érdekében. A hangtompítást többfajta módszerrel külön-külön, vagy azok egy dobban való alkalmazásával lehet megvalósítani. A hangterjedés megakadályozása a reflexió megakadályozásával és a különböző hangfrekvenciák előrehaladó, illetve a visszaverődő hullámainak átfedésével (interferencia) valósítható meg.

Ezek a kipufogódobok általában kombinált hangtompítók, amik a reflexiós- és az abszorpciós tompítók kombinációi. A kipufogódob a belső égésű motornál az elégetett gázokat, a kipufogó-gyűjtőcső gyűjti össze és továbbítja a táguló dob, a hangtompító és a kipufogóvég felé.

Hangtompító Típusok és Felépítésük

A kipufogódobok belső felépítésük alapján két fő típusba sorolhatók, amelyek gyakran kombináltan működnek:

Reflexiós tompító:
A hangtompító reflexiós része több, egymáshoz illesztett kamrából épül fel, melyek lyukacsos (perforált, pikkelyezett) csövekkel kapcsolódnak össze. Ez a módszer a kisfrekvenciás tompításra alkalmas (mély hangok csillapítására ideális).

Kipufogó tisztítás tippek és trükkök
Abszorpciós tompító:
Az abszorpciós rész hangelnyelő anyaggal (ásvány-, üvegszálas-, fém- vagy kerámiagyapottal) töltött kamrákból áll, amiben a kipufogógázt perforált csöveken keresztül vezetik. Így a perforált csövön lévő lyukakon keresztül a kipufogógáz nagy része a hangtompító anyagba áramlik, ahol a hangenergiát elnyeli.

A hangtompító áramlási ellenállását alacsonyan kell tartani. Ellenkező esetben a kipufogási ütemben felfelé haladó dugattyút fékezi, ezáltal a motor veszít a teljesítményéből, a megfelelő öblítést gátolja.

Lay-Z-Spa Baja - Megérte megvenni? Teljes szezon tapasztalatok és karbantartás Vlog 2.rész

Belső Alkatrészek Anyagai és Kialakítása

A dobok készülhetnek hagyományos anyagból, vagy rozsdamentes kivitelben is. Az itt feltüntetett árak az aluplatírozott anyagból készülő dobokra vonatkoznak. A rendelésre gyártott javítódobok egyedi gyártásban készülnek, lehetőség van egyedi hosszban és egyedi csőelrendezéssel rendelni a dobokat. A dobok hossza milliméter pontosságig megadható, de ovális palásttal szerelt dobok esetén maximum 700 mm, míg hengeres palástú dobok esetén maximum 800 mm lehet.

Lamellák: A lamellák a dobok lezárására, illetve a belső szerkezet kialakításának segítségére szolgálnak. A dobban lévő terek elválasztására használjuk őket. Ez tartja, merevíti a belsőben a csöveket, a perforáltat, és megakadályozza a gyapot kiürülését. A lamella a palásthoz illesztett, a lyukasztása bármilyen méretű és elrendezésű lehet. Az anyaga lehet hagyományos aluplatírozott.
Perforált csövek: A perforált csövek 3 mm-es lyukosztású lemezből, hengerelt kivitelben kerülnek legyártásra. A perforált csövek 500 mm hosszban készülnek, de a legyártásuk rendelésre, ettől a mérettől eltérően is lehetséges. Az átmérők a belső átmérőkre utalnak, és a meglévőktől eltérően rendelhetőek.

A Katalizátor - A Károsanyag-csökkentés Kulcseleme

Modernebb járműveknél a kipufogóba belekerült a katalizátor is, ami a környezeti hatások csökkentésén kívül a hangtompításban is aktívan részt vesz. A katalizátor elsődleges feladata a gépjárműveknél az, hogy a motorok kipufogógázának károsanyag-tartalmát csökkentse. Ezt azzal éri el, hogy a működése során fellépő magas hőmérsékleten a benne található nemesfémek a káros anyagok egy részét oxidálják, vagy ártalmatlan anyagokká alakítják (vízgőzzé és szén-dioxiddá). Szén-monoxid, szénhidrogén, nátrium: megannyi különösen káros kipufogógáz, melyeket a katalizátor 90%-ban ártalmatlanít.

Az Európai Unió tagországaiban kötelező minden új gépjárművet katalizátorral felszerelni. Az általános közvélekedéssel ellentétben, ennek az intézkedésnek köszönhetően a kipufogórendszer a négyütemű motorok egyik legkifinomultabb részévé vált, hiszen az ellennyomási (fojtási) szintje a motor teljesítményét közvetlenül befolyásolja.

Kipufogó hibák és javításuk

A Katalizátor Belső Felépítése

A katalizátor rozsdamentes acéltokból, hőszigetelő rétegből és egy nemesfémekkel bevont kerámiaszűrőből áll. A gyártáskor a nemesfémeket a katalizátor-mag extrudált kerámia méhsejt szerkezetére viszik fel. A kerámia-mag áramlási csatornák százait tartalmazza, ezek biztosítják, hogy az átáramló kipufogógázok a lehető legnagyobb felületen érintkezzenek a katalitikus reakciót létrehozó nemesfémekkel. A nemesfémek a környezetre ártalmas gázokat kémiai reakció során jóval kevésbé szennyező gázokká alakítják át.

Katalizátor Típusok és Működésük

A gépjármű katalizátoroknak három fő fajtája létezik: két gázkomponensre ható, három gázkomponensre ható, és az utóbbi levegő-befúvásos változata. Ezek angol nevéből (2-Way, 3-Way) ered a nálunk helytelen tükörfordításban meghonosodott „kétutas” illetve „háromutas” elnevezés. Ezek különböző módszerrel, más-más kémiai reakció útján csökkentik a kipufogógáz károsanyag-tartalmát. Az első katalizátorokban szemcsés magot alkalmaztak, ma már a legtöbb modern katalizátorban szabad átfolyású kerámia méhsejt szerkezetű magot találunk. A gépkocsikon alkalmazott katalizátorok fajtája évjárattól, motor űrtartalomtól és a gépjármű súlyától függ.

Két gázkomponensre ható katalizátor: Ezeket Amerikában 1975 és 1985 között gyártott gépkocsikon használták, főleg a CO és a HC kibocsátás csökkentésére.
Három gázkomponensre ható katalizátor: Ez a változat redukál és oxidál. A különbség abban áll, hogy itt a két különálló katalizátor mag közé levegőt vezetnek, növelve ezáltal az oxidáció hatékonyságát. Az első mag végzi a redukciót, a második az oxidációt. A hármas reakció együttes létrejöttének feltétele, hogy a nitrogén-oxidok mellett megfelelő mennyiségű CO és szén-hidrogén is legyen a kipufogógázban. Ezt úgy biztosítják, hogy a katalizátor elé egy oxigénmérő szondát építenek be, és annak a jele alapján egy elektronika szabályozza az üzemanyag beadagolást, keverékképzést.

Lambda Szonda és a Katalizátor Működési Hőmérséklete

Amennyiben az oxigénmérő szonda (lambda-szonda) nem működik tökéletesen vagy nincs jelen a rendszerben, abban az esetben a katalizátor hatásfoka csökken, élettartama rövidül. Az utóbbi években a magasabb környezetvédelmi elvárások miatt a gépkocsikat 2 db lambda-szondával látják el. Ebből az egyik a katalizátor előtt található, ez adja a keverékképzéshez szükséges adatokat, míg a második szonda, az úgynevezett kontroll szonda, a katalizátor mögött található, és ez a szonda a katalizátor hatásfokát méri. Amennyiben a katalizátor hatásfoka csökken, a hátsó szonda azt az elektronikának jelzi, ami a műszerfalon kijelzésre is kerül (motor hibakód jelenik meg).

A fent leírt katalizátor változatoknak van egy fontos közös jellemzője: a redukció vagy az oxidáció megindulásához el kell érniük egy minimális működési hőmérsékletet. A gépkocsi indításától a katalizátor üzemi hőmérsékletének eléréséig tartó időszakban a leggyengébb a katalizátor hatásfoka, ekkor bocsátja ki a gépkocsi a legtöbb káros anyagot. Ezért egyes gépkocsiknál közvetlenül a beömlőcső után előkatalizátort iktatnak be a kipufogórendszerbe, amely „besegít” ezen felmelegedési időszak alatt. Az előkatalizátor kis mérete és a motorhoz való közelsége miatt hamarabb üzemi hőmérsékletre melegszik, mint a fő katalizátor. A kipufogógázok az előkatalizátorból előmelegítve jutnak a fő katalizátorba, így az is hamarabb éri el a szükséges hőmérsékletet. Modern gépkocsiknál az előkatalizátort elhagyva a motorközvetlen közelébe építik a főkatalizátort, ami biztosítja annak gyors bemelegedését.

Univerzális Katalizátorok

Az univerzális vagy általános katalizátorok fő előnye az, hogy egy típussal gépjárműmárkák és típusok széles körét lefedhetjük. Katalizátorcsere esetén az univerzális katalizátorok megfizethető alternatívát jelentenek az autógyári katalizátorokkal szemben. A szerviznek kevesebb alkatrészt kell készleten tartania, mégis teljes típusválasztékot tud nyújtani.

Részecskeszűrők (DPF) és NOx Csökkentés

Korszerűbb dízelautók kipufogórendszere részecskeszűrővel is el van látva. A dízel gépkocsiknál általában két gázkomponensre ható katalizátorokat használnak, ami a CO és a HC kibocsátás csökkentésére szolgál. Az újabb, magasabb környezetvédelmi előírásoknak is megfelelő gépkocsiknál azonban DPF szűrőket (Diesel Particulate Filter), azaz részecskeszűrőket is használnak.

A DPF Működése és Felépítése

A részecskeszűrő, mint nevéből adódóan is látszik, a kipufogógázban lévő részecskéket, főleg a kormot szűri ki. Szerepe a dízelüzemű motorok esetében a gázolaj égése közben keletkező nagyon finom szemcséjű korom összegyűjtése. A dízel részecskeszűrő olyan egység, ami a dízelmotorok által kibocsátott kipufogógázból kiválasztja az égés során keletkező kormot. A részecskeszűrő egy hosszú egység, aminek a belsejében vékony, kacskaringós járatok vannak, amelyekben megmarad a korom.

DPF Regeneráció

Ennek főként a tisztítása jelent gond, hiszen egy idő után eltömődik. Ez a korom eltömítheti a szűrőt, amely a motor teljesítményének romlásához vezet. Ilyenkor speciális tisztításra, vagy a részecskeszűrő - általában igen költséges - cseréjére van szükség. A felgyülemlett kormot az úgynevezett regeneráló rendszer a kipufogógáz extra magas hőmérsékletét felhasználva időnként elégeti, tehát elvégzi a DPF öntisztítását.

A DPF működését tekintve két fő mechanizmust különböztetünk meg:

Adalék anyag nélkül működő: Abban az esetben, ha adalékanyagot nem használnak, a katalitikus anyaggal bevont szűrő olyan nemesfém bevonatú szűrőbevonattal rendelkezik, amely kettős funkciót lát el. A passzív regeneráció során lassan, környezetkímélő módon széndioxiddá alakítja át a katalitikus átalakítóban lerakódott kormot. Ehhez a kipufogógáz hőmérsékletét meg kell emelni, amit a gépkocsi motorvezérlő elektronikája mesterségesen végzi úgy, hogy a befecskendezést az optimálistól eltérően időzíti, így a kipufogógázok hőmérséklete magasabb lesz.
Adalék anyag hozzáadásával működő: Az adalék anyag hozzáadásával működő rendszereknél az adalék anyag feladata a koromszemcsék gyulladási hőmérsékletének csökkentése.

NOx Kibocsátás Csökkentése

A dízel károsanyag-kezelés utolsó fontos eleme a NOx kibocsátás csökkentése. Ez történhet az SCR katalizátor vagy a NOx tároló katalizátor segítségével, mely megköti a szegény-keverékes üzemben a kipufogógáz NOx tartalmát, és dús üzemállapotban redukálja N-né és CO2-vé. Az CSR technológia során a kipufogógázt egy katalizátorba vezetik, ahol egy különleges folyadékot adnak hozzá. Ezáltal a motor beállításai lehetnek olyanok, hogy ne kormoljon, mert a nagyobb mennyiségben kibocsátott egyéb károsanyagok a katalizátorban átalakulnak.

A Kipufogórendszer Élettartama és Karbantartása

A kipufogó nagyon nagy igénybevételnek van kitéve és ennek hosszú ideig ellen kell állnia. Belülről nagy hővel távozó gázokkal, valamint a lecsapódó kondenzvíznek kell ellenállnia. A kipufogórendszer a magas hőmérséklet, az állandó rezgés és a különböző gázok miatt elég hamar rozsdásodik. Emiatt nagyon fontos rendszeresen ellenőrizni, mert a kisebb-nagyobb repedéseken keresztül a mérgező gázok behatolhatnak az utastérbe, ami komoly balesetet idézhet elő.

Belső Korrózió

A kipufogókról érdemes tudni, hogy a hangtompítók és a csövek károsodását főként nem a külső, hanem a belső korrózió okozza. A tüzelőanyag égésénél víz képződik, ami láthatatlan formátumban vízgőzként távozik a kipufogórendszerből. 1 liter tüzelőanyag elégetésekor kb. 1 liter víz képződik. Alacsony hőmérsékleten a vízgőz egy része, lehűlése következtében lecsapódik. Az ebből keletkező kondenzvíz a kipufogó rendszerben összegyűlik és a kipufogógáz kénkomponensével kénes savat képez. Ez károsítja belülről a kipufogórendszert.

Ha időnként hosszabb utat tesz meg autójával, elősegíti azt, hogy a kipufogórendszerben felgyülemlett kondenzvíz elpárologjon, a katalizátor és a részecskeszűrő kiégjen.

A Kipufogó Elhasználódásának Okai

Mi idézi elő a kipufogó elhasználódását?

A magas hőmérséklet.
A kipufogórendszer rosszul van rögzítve, vagy valamelyik eleme kilyukadt.

A Katalizátor Meghibásodásának Okai

Rossz a motorbeállítás.
Üzemanyag jutott a kipufogórendszerbe.
Olaj vagy fagyálló került a kipufogórendszerbe.
Elhasználódtak a gyújtógyertyák vagy gyertyavezetékek.
Nem megfelelően működik a lambdaszonda.
Úgy üzemeltetjük az autót, hogy a motorkontroll-lámpa világít.

Óvatosnak kell lenni az üzemanyag- és olajadalékokkal, mivel ólmot vagy olyan hasonló anyagokat tartalmazhatnak, melyek csökkentik a katalizátor élettartamát. A motor alkotórészeinek, a gyertyáknak, légszűrőknek a tökéletes működése révén elhárulhat a katalizátor súlyos károsodásának veszélye.

Jelek, Amelyekből Tudhatja, Hogy Eljött a Kipufogó Javítás Ideje

Csökkent az üzemanyag-hatékonyság: A kipufogó meghibásodás egyik gyakori jele a romló üzemanyag-hatékonyság, vagyis azonos vezetési körülmények mellett növekszik a dízel vagy benzin felhasználás. Ez nem csupán extra költségekkel, de jelentősen megemelkedett környezeti terheléssel jár.
Felvillant a check engine lámpa: A check engine lámpa a műszerfalon található piktogram, amely a motor- és kapcsolódó rendszerek hibáját jelzi. Egyebek mellett jelezheti a lambdaszonda meghibásodását is. A lámpa felvillanása esetén érdemes mielőbb szakemberhez fordulni.
Folyadék szivárog a kipufogóból: Azt tapasztalja, hogy a kipufogó rendszerből folyadék szivárog? Ez akár súlyos műszaki hibára is utalhat. Amennyiben a parkolást követően foltokat észlel kipufogócső alatt, érdemes szervizbe vinni a gépjárművet.
Rozsdás vagy sérült a kipufogó-alkatrészek: Megfelelő karbantartás mellett is jelentkezhet korrózió vagy sérülés a kipufogó-alkatrészeken. A rozsda és deformitás befolyásolhatja a rendszer normál működését.
Zavaró hangot ad ki a kipufogó: A hátsó és középső kipufogó dob meghibásodása következtében a kipufogó zajossá válhat. A biztonságos közlekedésre veszélyes, magas zajszint megszüntetéséhez mielőbb kipufogó javítás szükséges.

tags: #kipufogo #dob #belulrol #felépítése