Tendencje oraz kierunki rozwoju układów wydechowych

, 10 sierpnia 2015, 11:42

Historycznie rzecz biorąc, układy wydechowe stosowane w starszych pojazdach miały głównie ograniczać emitowany poziom hałasu przy jednoczesnym zapewnieniu odpowiedniej mocy – nie przejmowano się zbytnio poziomem emisji spalin.

Autor artykułu: Fryderyk Smoliński z firmy Inter Cars SA

Dla przeciętnego zjadacza chleba układ wydechowy to układ połączonych ze sobą metalowych puszek o różnych kształtach i wymiarach. Tajemnica tkwi jednak w ich wnętrzu. Otóż wewnątrz każdego tłumika znajduje się system przegród i innych drobnych elementów okryty materiałem wygłuszającym, który to system ukierunkowuje przepływ spalin w jego wnętrzu i zapewnia wymaganą przez obowiązujące normy emisję hałasu dla różnych prędkości obrotowych silnika. Tak więc projektowanie układu wydechowego nie jest łatwe i wymaga specjalnego laboratorium (komora ciszy) z oprzyrządowaniem do pomiaru hałasu. Widziałem takie laboratorium u jednego z wiodących polskich producentów tłumików. Jest on w stanie wyprodukować tłumiki spełniające najwyższe wymagania.

Katalizator

Pod koniec lat osiemdziesiątych do układu wydechowego wprowadzono nowy element – katalizator. Były one powszechnie montowane od 1992 na terenie Unii Europejskiej w związku z potrzebą spełnienia wymagań normy EURO 1, a ich zastosowanie w pojazdach pozwoliło na ograniczenie emisji szkodliwych substancji o 90% w stosunku do lat ubiegłych. Dużym problemem dla użytkowników była jednak ich wysoka cena, szczególnie katalizatorów dedykowanych do konkretnych marek (z wkładem ceramicznym lub metalowym), posiadających odpowiednie homologacje dopuszczające pojazd do ruchu. Z tego powodu na rynku pojawiły się katalizatory uniwersalne przeznaczone dla określonych przedziałów pojemności, typów silnika (benzynowy lub wysokoprężny), produkowane w różnych kształtach (owalny, płaski itp.) i wymiarach – znacznie tańsze od dedykowanych. Nie posiadają jednak one wymaganych homologacji i pojazdy w nie wyposażone nie mogą być dopuszczone do ruchu na terenie Unii Europejskiej pomimo tego, że i w nich stosowane są wkłady ceramiczne lub metalowe. Obecnie obserwujemy spadek sprzedaży katalizatorów uniwersalnych i odwrotnie proporcjonalny do niej wzrost dedykowanych. Ma na to wpływ fakt, że katalizator w układzie wydechowym jest już standardem, co przekłada się na spadek ich cen. Wracając jeszcze do wkładów. Który katalizator jest lepszy? Z wkładem ceramicznym czy metalowym? Otóż nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Spotkałem się z opiniami, że katalizatory ceramiczne są mniej odporne na uszkodzenia mechaniczne, natomiast obydwa działają tak samo i mają jednakową trwałość. Fakt, że metalowe są droższe od ceramicznych, ale z punktu widzenia producentów nie jest ważny zastosowany w nich materiał tylko uzyskanie homologacji. Oznacza to, że mogą być one ceramiczne i metalowe – nie ma tutaj żadnej zasady.

Sonda Lambda

Następnym ważnym elementem wprowadzonym do układu wydechowego była sonda lambda. Początkowo jedna (przed katalizatorem), potem następna (za katalizatorem). Ich zadaniem jest sterowanie dawką paliwa na podstawie analizy składu spalin w układzie. Mierzą one różnicę zawartości tlenu w układzie i poza nim w wysokiej temperaturze. Zbierane dane są ciągle przekazywane do jednostki sterującej ECU (Electronic Control Unit), która na ich podstawie zmniejsza bądź zwiększa dawkę paliwa. Dzięki zastosowaniu sond lambda uzyskano obniżenie zużycia paliwa przy zachowaniu odpowiedniej mocy oraz jeszcze mniejszą emisję spalin. Sondy chronią również układ wydechowy przed samozapłonem.

DPF – filtr cząstek stałych

Układy wydechowe wyposażone w katalizator i sondy lambda sprawdzały się do momentu, kiedy obowiązywały normy od EURO 1 do EURO 3, jednak wprowadzenie jeszcze bardziej rygorystycznych norm poziomu emisji czyli EURO 4, EURO 5 a obecnie EURO 6 wymusiło zastosowanie dodatkowo nowego elementu w układzie wydechowym. Mowa tutaj o DPF, czyli filtrze cząstek stałych. W jego wnętrzu znajduje się materiał z dużą ilością kanalików zwężających się w kierunku wylotu spalin. Te kanaliki przechwytują niewypalone cząsteczki sadzy, co w jeszcze większym stopniu zmniejsza emisję spalin, dzięki czemu wymagania norm EURO 5 i EURO 6 są spełnione. Oczywiście po pewnym czasie niewypalona sadza blokuje DPF, dlatego też przewidziano kilka sposobów jego regeneracji, z których najbardziej powszechną jest jego samoregeneracja podczas eksploatacji pojazdu. Dokonuje się ona poprzez dostarczenie do niego zwiększonej dawki paliwa lub specjalnego addytywu (tzw. DPF mokre stosowane w grupie PSA i VW) –  zablokowana w kanalikach filtra sadza jest wypalana. Proces ten odbywa się w wysokiej temperaturze około 600°C, a zadaniem addytywu jest obniżenie temperatury wypalania do 450°C, co ma znaczący wpływ na bezpieczeństwo i trwałość układu wydechowego. Zmianą dostarczanej dawki paliwa steruje komputer, który przy określonym stopniu napełnienia filtra odpowiednio ją modyfikuje. Informacje do komputera dostarczane są przez system czujników ciśnienia oraz temperatury spalin, a więc następne nowe elementy w układzie wydechowym. Mierzą one różnicę temperatury i ciśnienia spalin przy ich wlocie i wylocie. Ich liczba oraz miejsca montażu zależą od typu pojazdu, przeważnie są zamontowane przed i za filtrem cząstek stałych. Proces rozpoczęcia samoregeneracji DPF jest sygnalizowany specjalną kontrolką na desce rozdzielczej i tu ważna uwaga – otóż kontrolka niekoniecznie sygnalizuje zapchanie DPF – może sygnalizować również awarię czujników bądź przewodów łączących. Dlatego też warto jest kontrolować stan całego układu wydechowego w warsztatach dysponującym odpowiednim oprzyrządowaniem, tym bardziej, że po dokonaniu wymiany jakiegoś elementu konieczne jest wykonanie resetu powstałych wcześniej błędów po to, aby sterowanie dawką paliwa przez ECU było prawidłowe.

Jak widać nowoczesne układy wydechowe są bardzo złożone i ściśle powiązane z układem wtryskowym i elektroniką. Są jednak przyjazne dla środowiska. Jako ciekawostkę powiem, że poziom emisji spalin przez jeden pojazd wyposażony w stary układ wydechowy jest równy emisji wydzielanej przez blisko 100 pojazdów z nowoczesnym układem wydechowym. Optymalizacja spalania przedłużyła również trwałość elementów w układzie do około 10 lat.

Zastosowanie katalizatorów oraz DPF ma jeszcze jeden wpływ na układ wydechowy. Otóż te elementy zastępują w znacznym stopniu stosowane dawniej tłumiki przednie, a obecnie i środkowe. W niedalekiej przyszłości nowoczesny układ wydechowy będzie się składał z DPF spełniającego również rolę katalizatora oraz tłumika końcowego. Tak jak kiedyś w przypadku katalizatorów, tak i powszechność stosowania DPF wpłynie na stopniowe obniżanie ich ceny, co powinno przełożyć się na wzrost liczby ich wymian i ograniczenie procederu ich wycinania w celu ograniczenia kosztów naprawy. Liczymy również na coraz większą świadomość ekologiczną użytkowników.

 

Na koniec chciałbym powiedzieć, że oferta w zakresie układów wydechowych w Inter Cars SA jest dostosowywana i stale modyfikowana do aktualnych potrzeb klientów. Obejmuje ona części zarówno do starszych, jak i nowoczesnych układów wydechowych. W zakresie tłumików i katalizatorów oferujemy produkty uznanych marek jak: Eberspaecher (dla wymagających użytkowników), Bosal, Walker, Asmet i JMJ. Posiadamy również własną markę tłumików 4Max. W ciągłej sprzedaży posiadamy DPF uznanego w Europie producenta BM Catalysts oraz wiodącego ich producenta z Polski JMJ. Prawidłową pracę układu wydechowego zapewniają sondy lambda oraz czujniki ciśnienia i temperatury spalin, dostępne w naszej sieci od renomowanych producentów takich jak: NGK, Denso i M&D.

Szeroka oferta elementów montażowych, takich jak obejmy, wieszaki, śruby, złącza siatkowe i uszczelki, zapewnia szybki i poprawny montaż układu wydechowego w warsztatach. Staramy się zapewnić w jak najszerszym stopniu możliwość wymiany całego układu wydechowego od tego samego producenta, aby zachęcić do jego wymiany kosztem nieopłacalnych i czasochłonnych napraw. Nie oznacza to oczywiście braku możliwości skompletowania układu z elementów od różnych producentów. Jesteśmy również otwarci na uwagi oraz sugestie naszych klientów odnośnie oferty. Proszę o ich wysyłanie na adres mailowy: Fryderyk Smoliński fsmolins@intercars.eu.

Dowiedz się więcej

Zwykły płyn chłodzący a płyn „Longlife”
Zwykły płyn chłodzący a płyn „Longlife”

Większość płynów chłodzących dostępnych na rynku to płyny tradycyjne, które prawidłowo działają przez dwa lata. Zawierają krzemiany, fosforany oraz aminy jako czynniki hamujące korozję, które z biegiem czasu tracą swoje właściwości. Ważne jest więc, aby tradycyjne płyny chłodzące wymieniane były co dwa lata, gdyż ma to znaczący wpływ na sprawność i żywotność układu chłodzenia. Jednak […]

Komentarze

Brak komentarzy