Kipufogó, katalizátor

A kipufogó rendszer

A konyhanyelven csak kipufogóként említett berendezés jóval többet takar, mint a kipufogóvég. Valójában egy igen összetett, komoly mérnöki produktum a  kipufogórendszer. Nem csak a környezeti levegő tisztaságára és zajszennyezésre van hatással, de a motor teljesítményére is erős befolyása van. A rendszernek igen komoly törvényi előírásoknak kell hogy eleget tegyen nemzetközi szinten. Legfőbb és eleme a katalizátor, melyet dízel autóknál általában részecskeszűrő is támogat. A kipufogónak a szervizelése biztosítja a rendszer karbantartását, az elhasznált alkatrészek cseréjét és természetesen a katalizátor hatásfok vizsgálatot.

Égéstermékek szabályozása

A robbanómotor általi égéstermék áramlási sebességét, lengését, hőmérsékletét és hangerejét csökkenti. A katalizátorral felszerelt járművek esetében az így létrejött gázok csökkentve és átalakítva távoznak. Robbanómotor esetén ezek a gázok a leömlőcső útján jutnak el a katalizátorba, majd a kipufogó dob vezeti őket a szabadba.

Zajártalom visszaszorítása

A robbanómotor igen beszédes elnevezés. A motorban keletkező robbanások hangját, hangjának erejét a kipufogó rendszer csökkenti.

Kibocsátott gázok hűtése

A katalizátor magas hőmérsékleten működik. Ezért célszerű a motorhoz lehető legközelebb beépíteni. A motorból közvetlenül távozó gázok akár 900 °C-on is mozoghatnak. A kipufogó rendszer feladata visszahűteni.

A kipufogó hibák leggyakoribb kiváltói:

1. Oxidáció

2. Belső korrózió

Az igen magas hőmérséklet, a rezonancia, a nagy sebességgel áramló különböző kémhatású gázok által erős oxidációnak van kitéve a kipufogórendszer. Beindításkor keletkezett kondenzvíz rövidebb utak esetében nem tud távozni, így megül a kipufogó dob alján és ez a savas víz roncsolja a belső elemeket. A városi használat ezért jellemzően erősebben veszi igénybe a kipufogórendszert.Fél-egy órás üzem alatt a már felmelegedett kipufogórendszer falain nem kondenzálódik a kipufogógázban lévő nedvesség, így ekkor már nem okoz oxidációt.

3. Külső korrózió

A kipufogó rendszer kapcsolatban van az időjárással, a hóval, a sárral, a vízzel, az útisóval ugyanis nagy része az autó nyitott alján található. Ez az igénybevétel a külső lemezeken vezet korrózióhoz.

4. Amortizáció

A használat természetes velejárója, hogy idő után a rögzítések megrongálódnak. A műhelyben történő rendszeres ellenőriztetés éppen ezért fontos. A hibákat jobb megelőzni, hiszen a hibás kipufogórendszeren előforduló különböző repedéseken át igen mérgező gázok juthatnak a fülkébe, illetve a környezetbe. Visszatérő hiba a katalizátor betét meghibásodása. Ezt a gyakori hőmérsékletváltozás idézi elő. A kipufogó javítás díja természetesen magában foglalja a rendszer teljes átvizsgálását.

Mi utalhat kipufogó hibára?

Az értékes nemesfém tartalom miatt eltávolított katalizátoresete sem ritka. Noha ennek helyreállítása egyértelműen szakszerviz segítségét kívánja, a rendeltetésszerű használat során az alábbiakra érdemes figyelemet fordítani. Ha az alábbi pontok bármelyikét tapasztalod, érdemes mihamarabb időpontot egyeztetned.

• Megnövekedett üzemanyag fogyasztás

• Műszercsoporton világító hibalámpa

• Emisszió méréskor eltérés

• Utastérben kipufogógáz szag érezhető

• Hangosabbá vált a kipufogó

A katalizátor szerepe

A katalizátor benzinüzemű és dízel autók esetén is fontos szereppel bír. Magyarországon, ahogy az Uniós tagországokban is a sikeres műszaki vizsga egyik feltétele a hogy a kipufogógáz károsanyag tartalma megfelelő határértéken belül legyen. Javarészt a katalizátor felel ezért a kipufogó rendszeren belül. Feladata a kipufogógáz károsanyag tartalmának csökkentése. A katalizátor meghibásodása ezért könnyen jelentheti a jármű használhatatlanságát is.

A közvéleménnyel ellentétben a katalizátor hiánya az autód teljesítményét is jócskán visszavetné. Ennek oka, hogy a négyütemű motoroknál a katalizátor által kifejtett fojtás mértéke közvetlenül hat a motorra és annak teljesítményére.

Az összetett funkció, a komoly fejlesztői munka mellett a katalizátor árának fontos tényezője az alkatrész nemesfém tartalma. Fontos alkotóeleme a palládium és a platina, amelyekből egy gramm is akár közel tízezer forintért kel el a piacon. Ilyen kereslet mellett a katalizátorok árai 2020 végére -nem véletlen- alsóhangon hetvenezer forintról indulnak.

A háromutas katalizátor működése

A járművekbe épített katalizátornak hármas hatása van, mellyel három gázkomponensre is hat. A szénhidrogéneket és szénmonoxidot vízzé és széndioxiddá oxidálja, a nitrogénoxidokat pedig nitrogénné és oxigénné redukálja. A folyamathoz minimum 300 Celsius fokra van szükség, ezért a katalizátort a lehető legközelebb építik a motorhoz. Kémiai reakció lévén, olykor előfordul, hogy a rendszer úgymond „elfárad”. Ezt a különböző mérések összehasonlítása révén állapítja meg szervizünk. Ilyen esetekben érdemes katalizátor tisztító kúrával próbálkozni, mellyel gyakran tökéletes katalizátor regenerálás valósítható meg.

NO2 ------> REDUKCIÓ ------> N2 és O2
HC és CO ------> OXIDÁCIÓ ------> H2O és CO2

Amennyiben az oxidációs katalizátorban ólom, olaj, vagy szén maradvány található, nem tud végbemenni a közvetlen érintkezés által létrejövő reakció. Hibás, rosszul beállított motornál, vagy működésképtelen oxigén szenzor (lambda szonda) esetén szintén nem képes végbemenni a folyamat. A katalizátor élettartama átlagosan kb. 160.000 km, mely jelentősen függ a motor állapotától.

A Lambda szonda

A lambdaszonda (hivatalos nevén oxigén szenzor) a katalizátor elé és után van építve. A régebbi, EURO 4, vagy az előtti gépkocsiba úgynevezett feszültségugró lambdaszondát építettek. Feladata, hogy információt küldjön a „motorirányító agynak”, hogy a keverék szegény, vagy dús. A motorvezérlő szegény információra dúsításba, míg dús információra szegényítésbe kezd. Ez a ciklus normális esetben másodpercenként (1Hz) változik alapjáraton. Az ilyen típusú szonda nem méri meg az oxigén hányadát. A korszerűbb gépkocsikba szélessávú lambdaszonda kerül beépítésre. Ennek előnye, hogy képes a kipufogógáz oxigéntartalmát megmérni. A lambdaszondákat fűtéssel látják el, mert a lejátszódó folyamat egyik feltétele a min. 300 celsius fok elérése.

Fontos tudni, hogy az oxigén szenzor meghibásodásával, a katalizátor is károsodhat.

A lambdaszondák jeleinek vizsgálata, illetve kiértékelése specifikus oszcilloszkóppal, és/vagy OBD diagnosztikával történik.