LEÍRÁSOK, FOGALMAK

    Kipufogó működése feladata:

    A kipufogó rendszer feladata:

    -hangenergia elnyelése

    -turbulens áramlás csillapítása

    -a közlekedési eredetű légszennyezés csökkentése

    – a kipufogógáz szabadba vezetése

    A hangterjedés két különböző módszerrel akadályozható meg (a kipufogóból kilépő hang tompítása):

    Hangcsillapítás:

    A hangterjedés megakadályozása a reflexió megakadályozásával és a különböző hangfrekvenciák előrehaladó ill. a visszaverődő hullámainak átfedésével (interferencia) valósítható meg. A hangtompítást ebben az esetben többfajta módszerrel külön-külön, vagy azok egy dobban való alkalmazásával lehet megvalósítani. Ilyen módszerek többek közt: fojtás, rezonátor, láncszerű elvezetés, abszorpció, interferencia, reflexió

    Hangtompítás:

    A hangenergia súrlódás hatására egy megfelelő hangelnyelőanyagban hővé alakul át.

    A gépjárművek kipufogójának működése:

    A gépjárművek kipufogója csövekből és kipufogó dobokból áll. Modernebb járműveknél a kipufogóba belekerült a katalizátor is, ami a környezeti hatások csökkentésén kívül a hangtompításban is aktívan részt vesz. A kipufogó rendszerekben általában egy vagy két darab kipufogódobot alkalmaznak a kellő hanghatások elérésének érdekében. Ezek a kipufogódobok általában kombinált hangtompítók amik, a reflexiós- és az abszorpciós tompítók kombinációi. Ebben az esetben 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). Az abszorpciós rész hangelnyelőanyaggal 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. Ezek a tompítók a magas hangfrekvenciák csillapítására szolgálnak (=magas hangok).

    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. A rendszerekben az előhangtompító főként a motor teljesítményillesztését, míg a főhangtompító a tényleges hangtompítást szolgálja. A kipufogókról érdemes tudni, hogy a hangtompítók és a csövek károsodását főként nem a külső hanem a belső korrózió okozza. A tüzelő anyag 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, lehülése következtében lecsapódik. Az ebből keletkező kondenzvíz a kipufogó rendszerben összegyűlik és a kipufogógáz kénkomponensével kénes savat képez. Ez károsítja belülről a kipufogórendszert. Szerkezeti anyagként ezért jó minőségű acélt kell alkalmazni, amely vagy rozsdamentes, vagy az igénybevételnek megfelelően alumínium réteggel vonnak be.

    Katalizátor működése:

    A katalizátorok olyan anyagok, amelyek egy adott reakciósebességét megnövelik anélkül, hogy maguk maradandóan megváltoznának.

    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. Ha a motor beállítása nem a gyári adatoknak megfelelően történik, ill. a motornak egyéb hibája van, vagy a kipufogó a katalizátor előtti szakaszon nem megfelelően tömített, akkor a katalizátor hatásfoka és élettartama jelentősen lecsökken, és a katalizátor azonnali meghibásodásához vezethet.

    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 reakció csakis közvetlen érintkezés útján jön létre, ha a katalizátor magja szénnel, olajjal, vagy ólommal eltömődik, jelentősen lecsökken a katalizátor hatékonysága.

    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. Egyes járműveken többfajta katalizátort vagy elő-katalizátort is találunk.

    Két gázkomponensre ható oxidációs katalizátor (Two-Way Oxidation Converter)

    A két gázkomponensre ható katalizátorokat Amerikában 1975 és 1985 között gyártott gépkocsikon használták. Ezek az elégetlen, káros szénhidrogéneket és szénmonoxidot oxidáció útján vízzé és széndioxiddá alakították.

    HC és CO ——> OXIDÁCIÓ ——> H2O és CO2

    Három gázkomponensre ható redukciós/oxidációs katalizátor (Three-Way Reduction/Oxidation Converter)

    A három gázkomponensre ható katalizátornak hármas hatása van. A nitrogénoxidokat nitrogénné és oxigénné redukálja, ugyanakkor – mint a két komponensre ható katalizátor – a szénhidrogéneket és szénmonoxidot vízzé és széndioxiddá oxidálja.

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

    Három gázkomponensre ható redukciós/oxidációs katalizátor levegőbefúvással (Three-Way + Air Reduction/Oxidation Converter)

    Ez a változat ugyanazt a módszert alkalmazza mint az előbbi: 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. Olyan ez, mintha két katalizátor működne egy házban.

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

    Három gázkomponensre ható szabályzott katalizátor:

    A három gázkomponensre ható katalizátorok általában ebbe a csoportba sorolhatók. 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. 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 2db lambda-szondával látják el, ebből az egyik a katalizátor előtt található, ez adja a keverékképzéshez szükséges adatokat míg a második szonda az un: kontroll szonda a katalizátor mögött található, és ez a szonda a katalizátor hatásfokát méri. Ezeknél a katalizátoroknál különleges tölteteket alkalmaznak, melyek garantálják a hosszabb élettartamot stabil alacsony szintű káros anyag kibocsájtást. Amennyiben a katalizátor hatásfoka csökken, a hátsó szonda azt az elektronikának jelzi ami a műszerfalon kijelzésre is kerül (motor hibakód jelenik meg), ill. néhány típusnál a motor vezérlése vészprogramra korlátolt üzemmódra kapcsol át.

    Előkatalizátor és fő katalizátor

    A fent leírt három katalizátor változatnak 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 bocsájtja 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. Ezt a gépkocsikban közvetlen a motor kiömlőjére építik úgy kialakítva, hogy a kipufogógáz a lehető legrövidebb idő alatt elérje a katalizátort.

    Az 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 régebbi típusoktól egészen a legmodernebb változatokig minden típusú gépkocsihoz elérhető kiváltó vagy univerzális katalizátor.

    Diesel katalizátorok, részecskeszűrők:

    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 részecskeszűrő mint nevéből adódóan is látszik a kipufogógázban lévő részecskéket főleg a kormot szűri ki. A dízel károsanyag-kezelés utolsó fontos eleme a NOx kibocsátás csökkentése. Ez történhet az SCR katalizátor vagy a NOx tároló katalizátor katalizátor segítségével, mely megköti a szegény-keverékes üzemben a kipufogógáz NOx tartalmát, és dús üzemállapotban redukálja a N 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 korommentes égés ugyan is erősen megnöveli a kipufogógáz nitrogén-oxid tartalmát, aminek a szintjét szintén lejjebb kellene szorítani.

    A DPF vagy részecske-szűrő:

    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. Ennek főként a tisztítása jelent gondot hiszen egy idő után eltömődik. Erre több fajta módszert is alkalmaznak a gépkocsigyárak a két legelterjedtebb az adalékanyag hozzáadása nélkül működő ill az adalékanyag hozzáadásával működő.

    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 kipufogó gázok hőmérséklete magasabb lesz. Így a regenerációhoz nincs szükség adalékanyagra.

    Adalék anyag hozzáadásával működő: Az adalék anyag hozzáadásával működő rendszereknél az adalék anyag feladata a koromszemcsék gyulladási hőmérsékletének csökkentése. A regeneráció az elektronika által befecskendezett adalékanyag hozzáadásával az adalékanyag használatával történik.

    Kérdése van? Írjon nekünk!

    Név (kötelező)

    E-mail (kötelező)

    Üzenete (kötelező)