A Leader Blokk Kipufogórendszerének Működése és Jellemzői
A járművek motorjának működése szempontjából a kipufogórendszer kulcsfontosságú elemet jelent, amelynek állapota jelentősen befolyásolja a motor életciklusát, teljesítményét és üzemanyag-fogyasztását. A tökéletes kipufogórendszer biztosítja, hogy a levegő-üzemanyag arány mindig helyes legyen, és a motor minimális üzemanyag-fogyasztás mellett maximális teljesítményt fejtsen ki. A Walker, a világ vezető kipufogórendszer-szállítója, azért készítette el ezt az összefoglalót, hogy bemutassa a kipufogórendszer motorra gyakorolt hatását, valamint felhívja a figyelmet a gyártás kulcsfontosságú tényezőire és a termék valós életciklusa, valamint végső ára közötti összefüggésekre.
A Kipufogórendszer Főbb Alkatrészei és Feladataik
A kipufogórendszer több részegységből áll, amelyek összehangolt működése elengedhetetlen a motor hatékony és környezetbarát működéséhez.
- Leömlőcsonk: A motor hengereiből kiáramló kipufogógázt szűkítve vezeti a kipufogócsőbe.
- Flexibilis csőtag: Rugalmasan áthidalja a motor és a hátsó kipufogórendszer közti mozgást, rezgést.
- Lambda szonda (oxigénszenzor): A katalizátor előtt helyezkedik el, és a kipufogógáz oxigéntartalmának folyamatos mérésével elektromos jelet szolgáltat az üzemanyag/levegő arányának szabályozásához, valamint a katalizátor hatékony működéséhez szükséges oxigénszint beállításához.
- Katalizátor: Szerepe a motor által kibocsátott gázok károsanyag-tartalmának csökkentése. A működés során kialakuló magas hőmérsékletnek köszönhetően a benne található nemesfémek a káros anyagok (szénhidrogén és szén-monoxid) egy részét oxidálják, vagy ártalmatlan anyagokká alakítják (vízgőzzé és szén-dioxiddá).
- Részecskeszűrő (DPF): Dízelüzemű motorok esetében a gázolaj égése közben keletkező nagyon finom szemcséjű korom összegyűjtésére szolgál. A felgyülemlett kormot az úgynevezett regeneráló rendszer a kipufogógáz extra magas hőmérsékletét felhasználva időnként elégeti, tehát elvégzi a DPF öntisztítását.
- Középső kipufogó dob: A kipufogórendszer első dobja, amely a benne lévő terelőlemezek segítségével lassítja a kipufogógáz sebességét, ezáltal csökkentve a hanghatásokat.
- Hővédő lemezek: A kipufogó alkatrészek körül elhelyezkedő egyéb alkatrészeket védik a túlzott hőhatásoktól.
- 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. Gyakran ez az egyetlen látható része a kipufogórendszernek.
A Kipufogórendszer Anyaga és Minősége
Az utóbbi időben az Európai Unióban minden kipufogódob és csőgyártó elsősorban alumíniumbevonatú acélt használ a termelési folyamat során. Mind az utángyártott piac számára előállított márkák, mind a kereskedelmi ellátásra termelő gyári, eredeti alkatrészgyártók alumíniumbevonatú acélt alkalmaznak ezekben az egységekben. Az alumíniumbevonatú acél két anyagból áll: rétegelt acélból és alumínium védőrétegből.
Ha az acélréteget csak az egyik oldalán fedjük be alumíniummal, akkor egyrétegű alumíniumbevonatú acélról beszélünk, ha viszont mindkét oldalán alumíniummal vonjuk be, kétrétegű alumíniumbevonatú acélról van szó. A korrózióállóság mértéke a rétegelt acélt védő alumíniumréteg vastagságától függ.
A vásárolt alumíniumbevonatú acél minőségét úgy állapíthatjuk meg, hogy megvizsgáljuk a gyártó által megadott számot, amely a rétegelt acél egy négyzetméterére eső alumínium védőréteg grammban meghatározott tömegét mutatja. Ezt a számot az "egyrétegű" vagy "kétrétegű" szó követi, amely azt jelzi, hogy az acél egyik vagy mindkét oldalát védi-e alumíniumréteg. Például, a "120gr/négyzetméter kétrétegű" jelzés azt jelenti, hogy az alumíniumozott acél mindkét oldalát 120 gramm alumínium borítja.
Kapunyitó rendszer beüzemelése
Ilyen jó minőségű alumíniumbevonatú acélt az eredeti alkatrészeket gyártók használnak a kereskedelmi forgalomba hozott termékeikhez, valamint az utángyártók a homologizált gyártáshoz. Az olcsóbb kipufogódobok gyártói általában nagyon gyenge minőségű, alacsony alumíniumtartalmú alumíniumbevonatú acélt használnak, bizonyos esetekben pedig lágyacélt alkalmaznak a kipufogódobok belső csöveiben. Emiatt a belső korrózió rövid időn belül jelentős hatást gyakorol a rendszer ellennyomására, ezen keresztül pedig a motor erejére és fogyasztására is.
| Anyagminőség | Leírás | Alkalmazás |
|---|---|---|
| Walker Quality Plus | Kétrétegű alumínium acél (0,7 mm vastagságú, 120 gr/négyzetméter alumíniumbevonatú acél) | Eredeti alkatrészek, homologizált utángyártott termékek |
| Olcsó kipufogódob anyaga | Nagyon gyenge minőségű, alacsony alumíniumtartalmú alumíniumbevonatú acél, néha lágyacél a belső csövekben | Nem homologizált, alacsony árkategóriájú termékek |
Ellennyomás és a Motor Teljesítménye
A motor teljesítménye az adott időegység alatt kifejtett munkamennyiséget jelenti, valamint azt, hogy mennyi üzemanyagot alakít át kinetikus energiává egységnyi idő alatt. A kipufogórendszerek kialakításakor az egyik legfontosabb tényező a kipufogógáz kiáramlási energiája.
A négyütemű motorok (szívás, sűrítés, terjeszkedés/munka, kipufogás) működése során a szelepösszenyitási idő kritikus. A vezérműtengely szabályozza a szelepek mozgását, és a kipufogórendszerben alkalmazott ellennyomás a szelepösszenyitási időtől függ, amelyet a vezérműtengely bütykeinek formája határoz meg.
Nagyobb Ellennyomás a Kelleténél
Ha a kipufogórendszerben a gyár által előírtnál nagyobb az ellennyomás, az elégett üzemanyag kijutása tovább tart. Ebben az esetben egy bizonyos mennyiségű elégett gáz bennmarad az égéstérben a szelepösszenyitási idő után is, és a szívóütem során összekeveredik a beáramló friss levegő-üzemanyag keverékkel. Az így létrejövő elegy lassabb égést eredményez a munkaütem során, csökkentve a motor teljesítményét. Ilyen körülmények között a kipufogócső karakteres vörös színt kaphat, és a kipufogószelepek, illetve a szelepkészülékek hamar megrongálódhatnak (megolvadhatnak), elveszítve tömítőképességüket. Az égő üzemanyag elérve a katalizátort, annak magja olvadni kezd, ami percek-hónapok alatt tönkreteheti.
A megnövekedett ellennyomás okai lehetnek:
- Nem kifejezetten az adott motorhoz tervezett kipufogórendszer vagy katalizátor beszerelése.
- Nem homologizált termék (univerzális kipufogódob vagy katalizátor) beépítése.
- Hegesztéssel illesztett csövek, kipufogó vagy katalizátor, amelyek csökkentik a csövek belső átmérőjét.
- A kipufogórendszer belső csöveinek berozsdásodása.
Kipufogógáz-ellennyomás magyarázata: Segíti vagy károsítja a motort?
Kisebb Ellennyomás a Kelleténél
Ha a kipufogórendszer ellennyomása az előírtnál kisebb, a gázok a kipufogási ütem során gyorsabban jutnak ki az égéstérből. A szelepösszenyitási idő alatt az elégett gázok könnyebben és gyorsabban áramlanak át, emiatt a szívószelepen át beáramló friss levegő-üzemanyag keverék egy része ki tud jutni a kipufogószelepen keresztül. Ez csökkenti a motor teljesítményét, mivel kevesebb üzemanyag ég el egységnyi idő alatt, és a zajszint is magasabb lesz. Ez a hiba a katalizátor magjának olvadását is okozhatja, mivel az el nem égett keverék elérve az 500-900 °C között működő mag felületét, automatikusan elkezd égni (1800 °C-on), mikroméretű olvadt területeket hozva létre.
Az előírtnál kisebb ellennyomás okai:
- Nem homologizált kipufogódob (főleg sportos), katalizátor vagy cső beszerelése.
- A kipufogórendszerből a rozsdásodás vagy erős rezgés miatt szökik a levegő.
- Lyukak a kipufogó burkolatán, amelyek tönkreteszik az alumínium védőréteget és felgyorsítják a rozsdásodást, növelve az ellennyomás problémáit.
Homologizáció: A Minőség és Megfelelőség Garanciája
A kipufogórendszerek különböző alkatrészeinek (kipufogódobok és katalizátorok) homologizációja az eredeti alkatrészek és az utángyártott piacra készült alkatrészek harmonizációs folyamatát jelenti. Ez a folyamat mind a gépkocsihasználók, mind az autószerelők számára garantálja, hogy a beszerelt egység az ellennyomási tényezők és a zajszint szempontjából megfelel a gépjárműgyártó által készített eredeti alkatrésznek. Fontos megjegyeznünk, hogy nem homologizált kipufogódobot és katalizátort tilos beszerelni, az ilyen tevékenység az Európai Unióban törvényellenes.
Homologizációs Vizsgálatok
Ezeket a vizsgákat mindig az adott ország Ipari és Kereskedelmi Minisztériumának, illetve azok illetékes szervezeteinek tisztviselői végzik el. A vizsgák minden európai országban azonos szabvány szerint zajlanak, és a homologizációs kód és tanúsítvány megszerzéséhez minden vizsgát teljesíteni kell. Bár a homologizációs vizsgálatokat külső laboratóriumok végzik, mint például Németországban a TÜV vagy Spanyolországban az INTA, minden európai országban egyedül az Ipari és Kereskedelmi Minisztérium jogosult a homologizációs tanúsítvány kiadására.
A homologizációs iratok megtekintésekor mindig meg kell győződnünk arról, hogy helyes formátumban készültek-e (minden európai uniós országban szabványos formátum van meghatározva, és a szabvány az Európai előírásokban, valamint az ENSZ 103-as szabályzatában is szerepel), valamint rendelkeznek-e az Ipari és Kereskedelmi Minisztérium illetékes tisztségviselőjének aláírásával és pecsétjével.
Miért robban fel a Lada motorja?
Zajszint Mérés (álló helyzetben)
Az eredeti, gyári kipufogórendszerrel felszerelt gépkocsi sebességváltóját üresbe állítva, az ellenőr megméri a gyári kipufogórendszer zajszintjét, miközben a motort a műszaki leírásban meghatározott, maximális teljesítményhez szükséges fordulatszám 2/3-áig gyorsítják fel. Ezután az eredeti kipufogót a homologizálni kívánt utángyártott kipufogóra cseréljük, és megismételjük a tesztet. A teszt csak akkor sikeres, ha az utángyártott termék zajszintje mindig alacsonyabb, mint az eredeti alkatrészé, és mindig 72 dB alatt marad.
Zajszint Mérés (mozgás közben)
Ez a teszt az előzőhöz hasonló, de pályán hajtják végre, miközben a kocsi mozog. A zajszintet mikrofonokkal mérik. A vizsgálat elvégzéséhez a kocsinak második és harmadik sebességfokozatban kell haladnia, miközben a motort a műszaki leírásban meghatározott, maximális teljesítményhez szükséges fordulatszám 2/3-áig gyorsítjuk fel. Először a gyári kipufogórendszert teszteljük, majd a homologizálni kívánt elemét utángyártott alkatrészre cseréljük, és megismételjük az előző vizsgálatot. A teszt csak akkor sikeres, ha az utángyártott termék zajszintje mindig alacsonyabb, mint az eredeti alkatrészé, és mindig 72 dB alatt marad.
Ellennyomás Teszt
Az első teszt során a motort egy bizonyos fordulatszámtartományban járatva megmérjük a teljes mértékben gyári, eredeti alkatrészekből álló rendszer egyes elemeinek ellennyomási értékét. Ezután a tesztelni kívánt alkatrészt kicseréljük, és megismételjük ugyanezt a vizsgálatot. A teszt csak akkor sikeres, ha a két vizsgálat közötti ellennyomás-különbség kevesebb, mint 25%, vagyis az utángyártott piac számára homologizálni kívánt termék ellennyomási értéke legfeljebb 25%-kal lehet nagyobb, mint az eredeti gyári alkatrészé. A kipufogógyártók számára ez a legnehezebb vizsga, hiszen ahhoz, hogy az előző két zajszinten átmenjenek, egy kicsivel nagyobb ellennyomásra van szükség, ugyanis így csökkenthető a kipufogórendszerből távozó gázok sebessége, és ezáltal redukálható a zajszint az eredeti alkatrészhez képest.
Ez a vizsgálat jól mutatja, hogy az univerzális kipufogódobok vagy katalizátorok nem homologizálhatók, mert a homologizált termék egy bizonyos típusú motorhoz készül, és szinte tökéletes másolata az eredeti, gyári alkatrésznek. Ezzel ellentétben az univerzális alkatrészeket a gépjárművek egy bizonyos csoportja számára készítik, a motorjuk méretétől és a csatlakozócsövek átmérőjétől függően.
Nemesfém-tartalom Teszt (katalizátorok esetén)
Ez a teszt csak a katalizátorok esetében végezzük el, és a vizsgálat alapján határozzuk meg, hogy a katalizátor magja mennyi nemesfémet (platinát, ródiumot, palládiumot) tartalmaz. Ez a vizsgálat garantálja a gépkocsihasználó számára, hogy a katalizátor nemesfémtartalma megfelel az Európai Környezetvédelmi Szabályzatban előírt mennyiségnek, s ezáltal képes a káros kipufogógázokat nem szennyező gázzá alakítani. A vizsgálat során a katalizátor magját savas oldatba helyezik, a nemesfémek kiválnak, majd külön-külön megmérik súlyukat.
Általában az univerzális katalizátorok nemesfémtartalma jóval alacsonyabb (körülbelül ötödrésze a homologizált termékek nemesfémtartalmának), emiatt az ilyen termékeknek általában az ellennyomási szintje sem megfelelő, mert nem egy konkrét motortípushoz tervezték őket.
Illeszkedési Teszt
Ez a vizsgálat azt ellenőrzi, hogy a homologizálni kívánt termék szerelvényei ugyanolyanok-e, mint az eredeti alkatrészé, és hasonló-e a formája.
A Homologizáció Ellenőrzése
A katalizátor vagy a kipufogódob európai uniós homologizáltságáról úgy győződhetünk meg, hogy ellenőrizzük a termék burkolatának alsó részén található homologizációs kódot. A kódnak mindig az említett helyen kell lennie, mert az állami gépjármű műszaki vizsga során is ellenőrzik. Mindig meg kell bizonyosodnunk arról is, hogy a kipufogódob vagy katalizátor rendelkezik-e a megfelelő homologizációs tanúsítványokkal. Ezeket az iratokat mind a műszaki vizsgaközpont munkatársai, mind a gépkocsihasználói bármikor kérhetik.
A Piaggio Leader Blokk Kipufogórendszere
A Leader blokk 1999-ben érkezett a Piaggio modellekbe, és 125, 150, 180 és 200 ccm-es, kétszelepes léghűtéses és négyszelepes vízhűtéses változatokban készült egészen 2010-ig. Szinte minden Aprilia, Piaggio, Gilera, Vespa, Derbi, Scarabeo nagyrobogó ilyen motort kapott. A Piaggio csoporton kívül szintén Leader blokk került a Benelli Adiva 125-150, Italjet Jet Set és Torpedo 125 robogókba léghűtéses változatban. A vízhűtéses Leader motort megtaláljuk a Malaguti F12 Max 200, Madison 3 125, Madison 180-200-as robogókban, és a Madisonnal mindenben megegyező Rieju emblémával ellátott Cityline 125-ben.
Ezek a motorok, mint minden belső égésű motor, elengedhetetlenül igénylik a megfelelően tervezett és gyártott kipufogórendszert. A Leader blokkal szerelt járművek esetében is kiemelten fontos a homologizált, az adott motortípushoz pontosan illeszkedő kipufogórendszer használata a motor optimális teljesítményének és hosszú élettartamának biztosítása, valamint a jogszabályok betartása érdekében.