Výfukový systém odvádí výfukové plyny z motoru vznikající jeho spalováním. Další úlohou výfuku je snížení hluku tvořeného spalováním v motoru. Výfukový systém odvádí škodlivé výfukové plyny mimo vozidlo, aby nedošlo k jeho proniknutí do kabiny. Výfuk je navržen pro každý motor zvlášť, aby byl zachován správný zpětný tlak uvnitř motoru, čímž je zaručeno správné plnění a vyprázdnění spalovacího prostoru.
Problematika úprav výfuků a jejich rizika
Doporučení: Velice často se setkáváme s různými "úpravami" výfuků. Není výjimkou vsazením jiných dílů (především z vozu Škoda kvůli ceně) snížení průměru výfukového potrubí někdy i více než o polovinu. V takovém případě dochází k enormnímu zvýšení tlaku uvnitř motoru a nedostatečnému odvodu spalin. Také zvětšení průměrů výfukového potrubí, odebráním některého z tlumičů výfuků se naruší správný tok palivové směsi/výfukových plynů v hlavě motoru. Toto může mít negativní vliv na výkon motoru a spotřebu paliva.
Výfuk je jedním z nejvíce namáhaných součástí automobilu. Díky výraznému střídání teplot, působením kyselé vody vzniklé kondenzací výfukových plynů, podléhá celé výfukové potrubí extrémní korozi. Z venkovní strany na výfuk působí voda, nečistoty na cestách (kameny a jiné předměty). Dalším faktorem, který na výfuk negativně působí, jsou vibrace, které namáhají ohyby výfukového potrubí a především spoje výfuku.
Katalyzátory, lambda sonda a DPF
Katalyzátor je velice jemné síto malých komůrek potažených vrstvou vzácných kovů (platina, paladium, rhodium atd.). Katalyzátor díky chemické reakci snižuje obsah kysličníku uhelnatého a uhlovodíků ve výfukových plynech. Vedlejším produktem této reakce je voda, která kondenzuje ve výfukové soustavě. Katalyzátor je u novějších modelů automobilů jak u benzínových, tak u dieselových motorů. Technicky se jedná o totožný katalyzátor, rozdíl je ve složení vrstvy vzácných kovů a hustotě kanálků. Starší dieselové motory musí mít kvůli kouřivosti katalyzátor se sníženou hustotou komůrek. Originální keramické katalyzátory mají keramickou vložku, avšak kovové katalyzátory nejsou tak citlivé na mechanické poškození a mají širší použití, včetně dieselových motorů i LPG/CNG.
Lambda sonda je čidlo, umístěné před katalyzátorem případně v tělese katalyzátoru. Toto čidlo vyhodnocuje množství kyslíku ve výfukových plynech. Na základě těchto údajů řídící jednotka motoru upravuje poměr paliva a vzduchu pro zachování optimálního spalování. Nefunkční lambda sonda má za následek nedokonalé spalování, které ve většině případů vede ke zvýšení spotřeby paliva, snížení výkonu motoru a vyšší kouřivosti.
Od roku 1996 jsou pro snížení emisí výfukových plynů dieselové motory doplněny mimo katalyzátorů o filtr pevných částic DPF/FAP. Tyto filtry pevných částic mají za úkol dohořívání sazi vzniklých spalováním motorové nafty. Tlumič výfuku je tvořen několika komorami, přes které jsou pomocí děrovaných trubek vedeny výfukové plyny tak, aby došlo ke snížení jejich rychlosti a tím i snížení rezonancí výfuku. Filtr pevných částic DPF/FAP je keramickou vložkou připomínající síto s velmi jemnými kanálky, které zachycují jemné částice (saze). Za tyto filtry jsou vděčni ekologové; pro motoristy však představují výzvu kvůli nákladům a údržbě.
U dieselových motorů díky nižší spotřebě paliva dochází k menší produkci CO2, množství prachových částic je ovšem až stonásobně vyšší než u benzínových motorů. Životnost DPF filtru bývá 100 000-120 000 km, při častých dlouhých jízdách se může prodloužit až na 200 000 km. Největším problémem bývá městský syndrom - časté krátké jízdy zamezující dokonalé regeneraci filtru.
AdBlue a SCR pro srovnání emisí
V rámci plnění emisních norem EURO 6 u dieselu bývá využíván systém SCR (selektivní katalytická redukce) s AdBlue (močovina). AdBlue snižuje NOx ve výfukových plynech za vzniku amoniaku, který reaguje ve SCR katalyzátoru na dusík a vodu. Naplnění nádrže AdBlue je důležité, systém má svůj provozní při anebo varianta Twintec BNOx-System, který zahřívá močovinu a podporuje rychlejší redukci NOx i po studeném startu. Z praxe jsou uvedeny srovnání: VW Passat 1,6 TDI s konvenčním systémem 431 mg NOx/km versus 49 mg NOx/km se systémem s dodatkovým generátorem čpavku.
Vznik a zdraví: výfukové plyny a jejich účinky na člověka
Výfukové plyny motorových vozidel jsou vážným ekologickým a zdravotním problémem. Složení imisí závisí na palivu, typu motoru a stavu zařízení na snížení emisí. PM10, PM2.5 a NOx patří k nejvýznamnějším škodlivinám v městském ovzduší a mají doložené souvislosti se zhoršením zdravotního stavu, zejména u dětí a seniorů. NO2, ozón a další fotochemické oxidanty mohou redukovat funkce dýchacího systému a ovlivňovat imunitu. Studie ukazují souvislosti mezi vyššími koncentracemi NOx, PM a zhoršením plicních funkcí a zvýšeným výskytem respiračních obtíží, alergií a onemocnění srdce a cév.
Podrobněji: inhibice respiračního systému, snížení FEV1 a FVC, zvýšená mortalita a hospitalizace z důvodu dýchacích a kardiovaskulárních problémů. WHO doporučuje regulovat PM10 i PM2,5 a udržovat expozici na bezpečné úrovni. Expozice NO2 a O3 má dále komplexní vlivy na imunitní odpověď a zhoršuje bronchiální hypersenzitivitu, zejména u dětí a astmatiků.
Praktické kapitoly pro provoz a údržbu výfukového systému
- Průběžná kontrola stavu výfukového potrubí, tlumičů a spojů - vyvažování tlaku a minimalizace úniků.
- Řádná instalace pružných členů v blízkosti motoru a použití systémů Interlock.
- Správné měření průměrů výfukových trubek před a za pružných členů; délková rezerva 2-3 cm.
- Pečlivé provedení montáže DPF filtru - kontrola všech senzorů a tlakových trubek, obnovení ECU do původního stavu po výměně.
- V případě odstranění DPF je nutné přeprogramovat řídící jednotku a zohlednit emisní kontroly; odhalení takových zásahů bude pravděpodobně trestáno.
- AdBlue/SCR systémy - zajištění správné těsnosti výfuku a provozuschopnosti vstřikovače močoviny, aby nedocházelo k tvorbě krystalů na stěnách výfuku a snížení emisí NOx.
- Regenerace DPF - pasivní regenerace při jízdách po dálnici a aktivní regenerace s tlakovými senzory při zvýšené teplotě plynů; životnost filtru bývá 100 000-120 000 km, případně déle při vhodných jízdních podmínkách.
Tlumiče výfuku: funkce, typy a údržba
Tlumič výfuku redukuje hluk vznikající při spalování paliva a zároveň podporuje optimální průtok výfukových plynů. Kromě tlumení hluku mohou tlumiče ovlivňovat výkon motoru a chování výfukového systému. U klasických vozidel se často používají komorové tlumiče s oddělenými komorami a překážkami, které snižují rychlost plynu a tím i hluk. Moderní tlumiče z nerezové oceli nabízejí lepší odolnost vůči korozi a dlouhou životnost, což zvyšuje jejich atraktivitu pro náročnější řízení.
Nejčastější projevy poškozeného tlumiče: zvýšená hlučnost, změna zvuku motoru, úniky výfukových plynů a snížení výkonu. Výměna tlumiče bývá nutná při poškození nebo korozi; doporučuje se prohlédnout i další komponenty výfukového systému. Při volbě koncového tlumiče je vhodné zvažovat materiál - například nerezové varianty zajišťují delší životnost a lepší odolnost vůči korozi. Sportovní tlumiče mohou zlepšit průtok výfukových plynů a zvuk, ale mohou měnit zvukový profil vozidla, který nemusí odpovídat legislativě.
Ekologické normy aEmisní systémy v praxi
EU norma EURO 6 vyžaduje sofistikované emisní systémy. Pro vozidla s naftovým motorem se často využívá SCR s AdBlue. Nádrže AdBlue mají kapacitu a provozní spotřebu typickou pro moderní dieselové motory a vyžadují pravidelnou kontrolu hladiny. Pokud dojde k nedostatečnému vstřikování močoviny, hrozí pokles výkonu motoru a nárůst emisí. Implementace SCR s generátorem čpavku může zajistit rychlejší účinnost i po studeném startu.
What is AdBlue II Selective Catalytic Reduction SCR II DEF II BS6 Norms, PART 2
Ekonomika a údržba filtrů DPF
Situace na trhu ukazuje, že cena originálních DPF filtrů bývá vysoká, avšak náhradní díly mohou být výrazně levnější. Renovované filtry mohou vést ke snížení výkonu a vyšším nákladům v dlouhodobém horizontu, proto je vhodné zvažovat kvalitu renovací a ověřovat servisní firmy z více zdrojů. Nezbytné je také přeprogramování ECU po výměně DPF a důkladné diagnostické testy before a po výměně filtru, aby bylo možné ověřit funkčnost a minimalizovat riziko reklamace.
Největší rizika při zaneseném DPF zahrnují opožděnou reakci plynového pedálu, pokles výkonu, zvýšenou spotřebu paliva a zahlcení řídicí jednotky - v krajních případech nouzový režim motoru. Pravidelná diagnostika a testování pomáhá identifikovat možné vedlejší problémy a zajistit správnou funkci celého systému.