A Kipufogórendszer: Felépítés, Működés, Karbantartás és Homologizáció
A kipufogórendszer fontos szerepet játszik a károsanyag emisszió és zaj csökkentésében. Cikkünkben bemutatjuk a motor működéséhez elengedhetetlen rendszer alkatrészeit és a meghibásodásra utaló jeleket. Továbbá ismerhetjük a kipufogó javítás lépéseit és költségeit!
A kipufogórendszer számos fontos feladatot lát el a környezetbarát és hatékony működés érdekében. Ezen funkciók közé sorolhatjuk a kipufogógáz elvezetését, károsanyag kibocsátás redukciót, a turbulens áramlás és zajcsökkentést. A kipufogórendszer minden bizonnyal az egyik fontosabb autóipari rendszer, hiszen biztosítja a motor optimális működését, miközben biztosítja az egyébként káros gázok biztonságos elszívását, amelyek az utaskabinba kerülve az emberre is végzetesek. De vajon hogyan működik, milyen részek építik fel?
A kipufogórendszer felépítése és feladata
A kipufogórendszer sokelemű és komplex felépítésű, a következőkben a legfontosabb alkatrészeket vesszük sorra:
- Csatlakozók és felfüggesztő elemek: 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.
- Hátsó és középső kipufogó dob: A középső kipufogó dob elsődleges feladata lelassítani a motorból kiáramló gázokat a zajcsökkentés érdekében. A hátulsó kipufogó dob további zajtompítást tesz lehetővé speciális hangelnyelő anyagok felhasználásával.
- Hővédő lemez: A kipufogórendszer akár a 300 °C hőmérsékletet is elérheti. A lehetséges kár elkerülése érdekében az autó egyéb alkatrészeit a hővédő lemez óvja.
- Részecskeszűrő (angolul: diesel particulate filter, röviden DPF): A részecskeszűrő a dízelmeghajtású autókban található alkatrész, amely képes az apró méretű korom részecskék összegyűjtésére.
- Katalizátor: Katalizátor nélkül jelentősen magasabb lenne az autós közlekedéssel generált károsanyag kibocsátás. A fontos eszköz képes a motor által előállított szénhidrogén és szén-monoxid egy részét oxidálni. A folyamat végén a környezetre veszélyes anyagok szén-dioxiddá és víz gőzzé alakulnak.
- Oxigénszenzor: Az oxigénérzékelő (másnéven lambda-szonda) a gépjárművekben található fontos alkatrész, amely a levegő és üzemanyag arányának szabályozásért felelős.
- Leömlőcsonk: A leömlőcsonk feladata elvezetni a motorból érkező kipufogógázt a csőrendszerbe.
- Flexibilis cső: A flexibilis cső (más néven kipufogó rezonátor cső) olyan rugalmas áthidalási megoldás, amely összeköti a motor és a kipufogórendszer hátsó részét. A flexibilis cső hiányában az autó rezgése idővel tönkretenné a kipufogórendszert.
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 mellet 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.
Kipufogó, kipufogó dob javítás árak: milyen költségekkel számolhat?
Lyukas kipufogóval közlekedni szabálytalan és akár további műszaki problémákat is okozhat. Így érdemes mielőbb szervizbe vinni autónkat, ha a kipufogócsövén lyukakat vagy repedéseket észlelünk. Míg kisebb sérülések esetén akár hegesztéssel is eszközölhető a hiba, nagyobb lyukaknál szükséges a teljes csere.
Az alábbi táblázatban összefoglaljuk a leggyakoribb kipufogó javítási problémák és azok hozzávetőleges költségeit:
Tippek az Opel Meriva A oszlop javításához
| Probléma típusa | Hozzávetőleges javítási költség (HUF) | Megjegyzés |
|---|---|---|
| Lyukas kipufogó | 30 000 - 50 000 | Hegesztés esetén jelentősen olcsóbb, elemcsere esetén az alkatrész árától függ. |
| Leszakadt kipufogó | 50 000 Forinttól | A tűzforró gázok sérülést okozhatnak a lökhárítóban. |
Fontos megjegyezni, hogy amennyiben hegeszthető, jelentősen olcsóbb ennél. Elemcsere esetén pedig nagyban függ az alkatrész árától. A leszakadt kipufogóból áramló tűzforró gázok sérülést okozhatnak a lökhárítóban.
Minőségi kipufogórendszerek és gyártók
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 alumíniumvédőrétegből.
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 beszélünk. 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 alumínium réteg. Tehát a "120gr/négyzetméter kétrétegű" jelzés azt jelenti, hogy az alumíniumozott acél mindkét oldalát 120 gramm alumínium borítja. Az ilyen jó minőségű alumíniumbevonatú acélt az eredeti alkatrészeket gyártók használják a kereskedelmi forgalomba hozott termékeikhez, valamint az utángyártók a homologizált gyártáshoz.
Az olcsóbb kipufogódobok gyártói általában, amellett, hogy nem követnek semmilyen homologizációs irányelvet, nagyon gyenge minőségű, azaz 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.
Zafira EcoFlex olajszűrő csere útmutató
A szlovén Novak kipufogórendszerek cég az egyik legsikeresebb autóalkatrész-gyártó, amit széles termékválasztéka és nagy hagyománya is bizonyít. Több mint 35 éve vannak jelen a piacon. A Novak kipufogórendszerekkel foglalkozó cég a minőségi alkatrészek gyártása mellett különböző járművek átvizsgálását és szervizelését is végzi országszerte leányvállalataival. Saját biztonsága érdekében ezért érdemes jó minőségű kipufogórendszerről gondoskodni.
A kipufogórendszer és a motor teljesítménye
A teljesítmény a motorok esetében az adott időegység alatt kifejtett munkamennyiségét jelenti. Emellett a motor teljesítményét az alapján is meghatározhatjuk, hogy mennyi üzemanyagot alakít át kinetikus (mozgási) energiává egységnyi idő alatt. A kipufogó-rendszerek kialakításakor az egyik legfontosabb tényező a kipufogógáz kiáramlási energiája, amellyel elhagyja a kipufogó-rendszert, és kijut a levegőbe.
Korunkban az utakon látható legtöbb (dízel- vagy benzinüzemű) személy- és tehergépjármű négyütemű motorral rendelkezik.
4 Stroke Engine Working Animation
A négyütemű motor ciklusai
- Szívás: A szívószelep nyit, a dugattyú lefelé halad, és beengedi a levegő-üzemanyag keveréket a hengerbe.
- Sűrítés: Amikor a dugattyú eléri az ütem legalsó pontját, zár a szívószelep, a dugattyú elindul felfelé, és összesűríti a levegő-üzemanyag keveréket.
- Terjeszkedés (munkaütem): Amikor a dugattyú eléri a legfelső pontot, a levegő-üzemanyag keverék teljesen összesűrűsödik, és bekövetkezik az égés. Ebben az ütemben jön létre a teljesítmény.
- Szelep-összenyitás (kipufogás): A levegő-üzemanyag keverék elégetésére szolgáló kamra különleges alakja miatt a mérnökök rájöttek, hogy ahhoz, hogy az égésteret a kipufogási ütemben teljesen megtisztítsák az elégett üzemanyagtól, egy kicsivel a kipufogószelep zárása előtt ki kell nyitniuk a szívószelepet, azaz egy bizonyos (milliszekundumban mérhető) időre mindkét szelepnek egyszerre kell nyitva lenni. Így a tiszta üzemanyag ki tudja lökni az elégett üzemanyagot a kamrából, és a négyütemű ciklus tökéletesen tiszta levegő-üzemanyag keverékkel kezdődhet újra, ezáltal maximális motorteljesítmény érhető el a ciklus során. A kipufogó- és szívószelepek mozgását a vezérműtengely szabályozza. Ez az alkatrész öntöttvasból készül, és nem lehet kézzel állítani.
Az ellennyomás hatása
A kipufogó-rendszerben alkalmazott ellennyomás a szelep összenyitási időtől függ, amely előre be van állítva, és a vezérműtengely bütykeinek formája határozza meg.
Túlzott ellennyomás
Ha a kipufogó-rendszerben a gyár által előírtnál nagyobb ellennyomás van (azaz tovább tart, amíg az elégett üzemanyag kijut a kipufogó-rendszerből), akkor egy bizonyos mennyiségű elégett gáz benn marad az égéstérben a szelepösszenyitási idő után is, és a szívóütem során összekeveredik a beáramló friss levegő-üzemanyag keverékkel. Az így létrejövő friss és égett üzemanyagból álló elegy lassabb égést eredményez a munkaütem során, ezért az ütem végén a keverék egy része még mindig ég (kevesebb üzemanyag ég el egységnyi idő alatt). Ezáltal csökken a motor teljesítménye, a kipufogócső pedig karakteres vörös szint kap, amelyet a kipufogási ütem alatt a hengerből a kipufogóba jutó, még mindig égő üzemanyag okoz. Ilyen extrém körülmények között a kipufogószelepek, illetve a szelepkészülékek hamar megrongálódnak (megolvadnak), elvesztik tömítőképességüket, emiatt a keverék egy része a tömítetlen szelepen keresztül a sűrítési ütem során kijut az égéstérből a kipufogó-rendszerbe, és ezáltal még nagyobb teljesítménycsökkenést okoz. Másrészt amikor az égő üzemanyag eléri a katalizátort, a katalizátor magja olvadni kezd. Az olvadási folyamat sebessége attól függ, hogy mekkora az ellennyomást érintő probléma, néhány perctől néhány hónapig terjedhet.
Milyen kerékpártartót válasszak Insignia Kombihoz?
A túlzott ellennyomás főbb okai:
- Ha nem kifejezetten az adott motorhoz tervezett kipufogó-rendszert, vagy katalizátort (más típushoz készült berendezést) szerelünk be az autóba.
- Ha nem homologizált terméket (univerzális kipufogódobot vagy katalizátort) építünk be a rendszerbe.
- Ha hegesztéssel illesztjük be a csöveket, a kipufogót, vagy katalizátort a kipufogó-rendszerbe, s így a csövek belső átmérője csökken a hegesztés során.
- Amikor a kipufogó-rendszer belső csövei berozsdásodnak.
Alacsony ellennyomás
Ha a kipufogó-rendszer ellennyomása az előírtnál kisebb a gyártó által tervezettnél, akkor a gázok a kipufogási ütem során gyorsabban jutnak ki az égéstérből. A szelepösszenyitási idő alatt az elégett gázok könnyebben és gyorsabban áramlanak át a kipufogó-rendszeren, emiatt a szívószelepen át beáramló friss levegő-üzemanyagkeverék egy része ki tud jutni a kipufogószelepen keresztül, miután kinyomta az égett üzemanyagot az égéstérből. Könnyen látható, hogy a gyenge ellennyomás miatt a levegő-üzemanyag keverék egy része elvész az égéstérből, akkor csökken a motor teljesítménye, hiszen egységnyi idő alatt kevesebb üzemanyagot égetünk el, mint amikor megfelelő az ellennyomás mértéke. Emellett, ha a gázok gyorsabban áramlanak át a kipufogó-rendszeren a külvilág felé, akkor a zajszint is magasabb lesz a normál helyzethez képest (amikor a kipufogó-rendszer ellennyomása megfelelő).
Ez a hiba más problémát is okoz: a katalizátor magja olvadni kezd, mert az el nem égett levegő-üzemanyag keverék - amely a szelepösszenyitási idő alatt kiszökik az égéstérből - eléri az 500 °C és 900 °C fok között működő mag felszínét, automatikusan elkezd égni (1800 °C fokon), ezáltal a felszínen mikroméretű olvadt területek keletkeznek. Ha a probléma továbbra is fennáll, akkor a katalizátor egy bizonyos idő alatt teljesen tönkremegy.
Az alacsony ellennyomás főbb okai:
- Ha nem homologizált kipufogódobot (főleg sportos kipufogót, amelyik zajosabb, mint az eredeti alkatrész), katalizátort, vagy csövet szerelünk a járművünkbe.
- Ha a kipufogó-rendszerből a rozsdásodás vagy az erős rezgés miatt szökik a levegő.
- Ha valaki átlyuggatja a kipufogóburkolatot, vagy az oldalsó borítást, hogy "kiengedje a vizet". Nem szabad elfeledkeznünk, hogy a kipufogódobok és a csövek alumíniumozott acélból készülnek, és ha egyszer átlyukasztják akkor, tönkremegy az alumínium védőréteg, a kipufogódob belsejében keletkező savak közvetlen kapcsolatba kerülnek a rétegelt acéllal, így felgyorsul a rozsdásodás, rövid idő alatt egyre nagyobb lesz a lyuk, amely tovább növeli az ellennyomás problémáit.
A kipufogórendszer homologizációja és jelentősége
A kipufogó-rendszerek 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 autószerelő 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, éppúgy mint a nem homologizált gumiabroncsok alkalmazása, és az egyrétegű üveg gépkocsiba történő beépítése. 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.
Homologizációs vizsgálatok típusai
- Zajszint mérés álló helyzetben: Az eredeti, gyári kipufogó-rendszerrel felszerelt gépkocsi sebességváltóját üresbe állítva, az ellenőr megméri a gyári kipufogó-rendszer 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 mozgó járművön: Ez a teszt hasonlít az előzőhöz, 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 kipufogó-rendszert teszteljük, majd a homologizálni kívánt elemét (kipufogódob vagy katalizátor) 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 kipufogó-rendszerből 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 ez a két elv ellentétes egymással. A homologizált kipufogódob vagy katalizátor egy bizonyos típusú motorhoz készült, 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.
- Illeszkedési teszt: Ez a vizsgálat azt ellenőrzi, hogy a homologizálni kívánt termék szerelvényei ugyanolyanok-e, mint az eredeti alkatrészé, és hasonló-e a formája.
- Nemesfémtartalom vizsgálat (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 jármű használója számára is biztosítékot jelent, hogy a pénzéért azt kapja, ami jár neki, hiszen egyes nemesfémek nagyon sokba kerülnek. A vizsgálat során a katalizátor magját (amelyben a nemesfémek találhatók) savas oldatba helyezik, és a teszt elvégzéséhez szükséges ideig benne hagyják. A savas oldat hatására a nemesfémek kiválnak a magból, ezután a fémek súlyát külön-külön megmérik, és így határozzák meg a mag térfogatához viszonyított százalékarányukat.
Az ilyen termék vásárlásakor különleges figyelemmel kell eljárnunk, és meg kell bizonyosodnunk róla, hogy a katalizátor valóban homologizált (figyelmesen olvassuk el a homologizációs kódokat, és kérjük a homologizációs dokumentumokat). Általában az univerzális katalizátorok nemesfémtartalma jóval alacsonyabb (kb. ötödrésze a homologizált termékek nemesfémtartalmának), emiatt az ilyen termékeknek általában az ellennyomási szintje sem megfelelő, mert nem egy konkrét motortípushoz tervezték őket. 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 gépkocsihasználók bármikor kérhetik.