Foto: Archiv Autoforum.cz Výfukové plyny mají vysoké stovky a znovu se ohřívají v katalyzátoru, výfuk ale tak vysokých teplot nedosahuje. A o motoru to platí dvojnásob. Výfukové plyny musí být po odchodu z motoru velmi horké, však před několika milisekundami byly plamenem ve spalovací komoře. A všichni, kteří někdy pracovali pod kapotou svého auta, vědí, že o svody se lze poměrně snadno spálit. Jak horké ale skutečně je výfukové potrubí? A jaké teploty dosáhne samotný motor, který všechny ty plameny krotí ještě v momentě, kdy nejsou jen odpadním teplem?
Přesně tyto otázky si položil náš přítel Jason Fenske a skutečnost přesně změřil pomocí termokamery, kterou se díval na spodek své Hondy S2000 po studeném startu. Je vidět, že svody se po startu zahřívají docela rychle, ovšem katalyzátoru to trvá trochu déle. Nejpomaleji se pochopitelně zahřívá trubka za katalyzátorem, zejména chvíli po startu. Je zjevné, že katalyzátor absorbuje velké množství tepla z výfukových plynů.
Katalyzátor a teploty Katalyzátor se při správné funkci docela silně zahřívá, což tady nevidíme přímo kvůli neodstraněnému tepelnému štítu, vidíme ale druhou lambda sondu v katalyzátoru - a ta bude později nejteplejším místem v záběru s hodnotami okolo 180 °C. Teplota uvnitř katalyzátoru je samozřejmě ještě mnohem větší - aby v katalyzátoru probíhaly správné chemické reakce, musí být teplota v něm přes 400 °C, alespoň u benzínového motoru. Na dalších záběrech vidíme, že koncové tlumiče nejsou příliš teplé ve srovnání se zbytkem výfukového systému. Také, že při vytočení motoru se rychle stávají nejteplejšími dostupnými místy kolena svodů, to je pochopitelné. Jejich vnější teplota dosáhne více než 200 °C, ale při jízdě to jistě bude vypadat jinak - na motor kladeny jsou větší nároky a v těchto místech, hned za motorem budou výfuky extrémně horké. Ve zbytku výfuku už to ale tak dramatické není a zejména jejich konce zůstávají překvapivě „chladné”.
Co to znamená pro provoz? Pokud jste tedy čekali vysoké stovky stupňů Celsia, mýlili jste se, opravdu vysokých teplot dosáhne výfuk jen krátce za motorem, navíc musí být motor pořádně zatížen. A ani motor nedosahuje mimořádně vysokých teplot, ostatně ani nemůže, přestal by fungovat, takže musí být ochlazován do mezí, v nichž dokáže fungovat olej, v nichž se teplota chladící kapaliny drží pod bodem varu. Vidíme tak hodnotu 150 °C přímo na motoru a něco mezi 100 a 130 stupni v motorovém prostoru.
A totéž platí i o pohledu termokamery. A totéž pohledem termokamery. Svody se zahřívají docela rychle, koncové tlumiče ale příliš horké nejsou......a motor se drží tam, kde musí.
Ale k čemu to vede prakticky? Lambda sonda, neboli snímač kyslíku, je zásadním prvkem emisního systému vašeho vozu. Zajišťuje, že směs paliva obsahuje správné množství kyslíku pro efektivní spalování šetrné vůči životnímu prostředí. V tomto příspěvku se krátce podíváme na to, co to lambda sonda je, jak funguje, kdy byste ji měli zkontrolovat a jak ji vyměnit.
Lambda sonda a její funkce
Lambda sonda se nachází uvnitř sběrného výfukového potrubí v blízkosti motoru, u vozů vybavených EOBD II (evropské vozy vyrobené po roce 2001) se druhá sonda nachází za každým z katalyzátorů, účelem je měřit výkonnost katalyzátorů. Sonda měří procento nespáleného kyslíku, aby zjistila, zda jej není příliš (příliš chudá směs) nebo málo (příliš bohatá směs). Výsledky jsou odesílány do řídicí jednotky motoru (ECU), takže množství kyslíku vstupující do motoru lze upravit na optimální úroveň. Ta se neustále mění na základě různých faktorů, včetně zátěže motoru (například v kopcích), zrychlení, teploty motoru a délky doby potřebné k zahřátí.
Na trhu jsou tři druhy lambda sond, ten nejstarší a nejběžnější je lambda sonda s oxidem zirkoničitým. Tento typ existuje v různých konfiguracích (jeden, dva, tři nebo čtyři kabely) v závislosti na tom, zda je sonda předehřívaná či nikoli. Druhý typ je lambda sonda s oxidem titaničitým, rovněž se čtyřmi dostupnými typy (viz obrázek), tento typ lze snadno identifikovat, protože průměr závitu je menší než u typu s oxidem zirkoničitým (vizuální vodítko: tyto sondy mají žluté a červené kabely). A konečně třetí typ je tzv. širokopásmová lambda sonda, také známá jako „sonda s 5 kabely“, je nejnovější a nejpřesnější. Širokopásmová lambda sonda je nejběžnější u nových vozidel vybavených dvěma lambda sondami na jednom katalyzátoru.
Jak lambda sonda funguje? Lambda sonda slouží k regulaci směsi paliva, přičemž ECU reaguje na měření ze sondy k určení potřebného množství paliva. To znamená, že směs paliva se bude konstantně měnit mezi bohatou a chudou, což katalyzátoru umožňuje fungovat s maximální efektivitou a současně vyvážit celkovou směs, aby emise byly co nejmenší. Pokud jednotka ECU neobdrží ze sondy žádná měření, například když motor právě nastartoval nebo pokud sonda nefunguje, použije pevně danou bohatou směs, čímž se zvýší spotřeba paliva a emise.
Pokud je lambda sonda nebo její vedení opotřebené či poškozené, vozidlo bude neustále cirkulovat bohatou směs, tudíž se zvýší spotřeba paliva a ostatní prvky emisního systému, jako např. katalyzátory, budou vystaveny riziku. Kdy byste měli lambda sondu zkontrolovat? Běžná lambda sonda má dlouhou životnost, ale přesto se může porouchat. Lambda sondu zkontrolujete tak, že zkontrolujete napětí u vedení signálu (obvykle černé barvy). Za normálních podmínek, po zahřátí motoru a za běžného chodu, byste měli naměřit mezi 0,1 až 0,9 V cca 2krát za sekundu při 2 000 ot/min. Pokud je lambda sonda vyhřívaná (tři nebo čtyři vedení), vezměte topné těleso a ohmmetrem změřte jeho odpor. Topné těleso se skládá ze dvou vedení stejné barvy, obvykle bílé nebo černé. Doporučujeme vždy zkontrolovat schéma zapojení vozu a teplotu měřit při běžné provozní teplotě motoru. Měřené napětí u vedení signálu je podobné napětí naměřenému u lambda sondy s oxidem zirkoničitým. Nízká hodnota napětí poukazuje na chudou směs, zatímco vysoké napětí (cca 1 V) odpovídá bohaté směsi. V rámci diagnostiky širokopásmových lambda sond je zapotřebí skenovací nástroj nebo osciloskop. Demontáž lambda sondy si usnadníte použitím speciálního nástrčkového klíče. V katalogu zkontrolujte správnou aplikaci, podobné aplikace mohou mít jinou reakční dobu, nemusí být stejné. Na závit nové sondy aplikujte mazivo, usnadníte si montáž a pozdější demontáž.
Lambda sondy lze popsat také podle typů: jednorázové vs vyhřívané, s různým počtem drátů a barvami. Projevy vadné lambda sondy Jelikož je lambda sonda vystavena extrémním teplotám, působením vibrací a agresivním látkám jsou kladeny vysoké nároky na její konstrukční kvalitu. Špatně fungující nebo přímo nefunkční sonda se projevuje nekultivovaným projevem motoru. Za studena motor cuká a může špatně startovat. Podstatným projevem je snížení výkonu a zvýšení spotřeby.
Problémy s výfukovým systémem a EGR
Výfukový systém je jednou z nejvíce namáhaných částí automobilu. Neustále čelí extrémním teplotám, kondenzaci vlhkosti, agresivním chemikáliím ve spalinách a mechanickému namáhání od vibrací i nerovností vozovky. Není divu, že patří k dílům s omezenou životností. Otázkou není, jestli se na něm poškození objeví, ale kdy. Nejčastějším a nejnápadnějším příznakem děravého výfuku je změna zvuku. Výfukový systém funguje jako sofistikovaný tlumič - svody odvádějí spaliny z válců, katalyzátor je čistí a tlumiče snižují hluk na přijatelnou úroveň. Pokud je poškození na svodech nebo prvním úseku potrubí (blízko motoru), uslyšíte ostrý, kovový zvuk připomínající praskání nebo tikání, zejména při studeném startu a akceleraci.
Důležité varování pro vůz s netěsným výfukem: zápach výfukových plynů v interiéru je varováním. Děravý výfuk před katalyzátorem může propouštět oxid uhelnatý - silně toxický bezbarvý plyn. Sladký zápach v kabině značí únik plynů do ventilace. Pravidelná prohlídka spodku vozidla může odhalit problém dříve, než se projeví zvukem nebo zápachem. Hledejte rezavé skvrny a odlupující se kov na povrchu trubek a tlumičů. Mokrá místa ukazují na kondenzaci v okolí netěsností.
Teploty ve výfukovém systému se dramaticky liší - od 600-900 °C u výfukových svodů až po 100-300 °C u koncového tlumiče. Pro opravu výfukových svodů, potrubí v blízkosti motoru a dalších silně tepelně namáhaných částí je zapotřebí materiál, který odolá teplotám přesahujícím 700 °C. Jednosložkové keramicko‑kovové lepidlo H2400 s odolností do 1 060 °C představuje špičku. Na trhu najdete řadu výfukových past a tmelů v cenové relaci 50-200 Kč; tyto produkty obvykle odolávají teplotám do 800-1 000 °C, ale po vytvrzení bývají křehké a pod vlivem vibrací drolí se. Bandáž kolem poškozeného místa a svorky jsou oblíbenou rychlou opravou pro lokální díry. Profesionální svaření je spolehlivé, ale vyžaduje přístup k prorezlému materiálu a zkušenosti.
Postup opravy lepidlem má několik fází: výfuk v okolí poškozeného místa očistěte, odmastěte, na menší díry naneste lepidlo H2400, pro větší otvory použijte podkladovou síťku. Každou vrstvu nechte schnout a poslední vrstvu vytvrďte tepelně. U výfuku lze vytvrzení dosáhnout horkovzdušnou pistolí nebo krátkým provozem motoru na volnoběh pro ohřátí výfuku. Keramicko‑kovové lepidlo H2400 je ideální pro opravu svodů a potrubí a po vytvrzení je plně vodotěsné a chemicky odolné. Opravu provádíte na vozidle ze spodní strany - výfuk musí být studený při aplikaci. Po opravě by těsnost měla být zajištěna a STK by neměla být problém.
Další důležité souvislosti: EGR ventil (ventil regulace spalin) je součástí a ilustruje, že recirkulace výfukových plynů snižuje NOx, ale zvyšuje tvorbu pevných částic. Příznaky vadného EGR ventilu zahrnují kolísání otáček, ztrátu výkonu a zvýšené emise. Čištění EGR ventilu může být efektivní a levnější řešení, ale pokud je poškozen, je nutná výměna. Při výměně zkontrolujte těsnění. EGR ventil lze vyčistit pomocí speciálních čističů, případně profesionálně ultrazvukovou čistírnou. V nouzovém režimu je lepší jet co nejbližší servis.
Pro vnitřní zvlášť u dieselů je důležité téma filtrů pevných částic (DPF) a jejich regenerace. Regenerace vyžaduje dostatečnou teplotu výfukových plynů (cca 400 °C) a správné dávkování paliva. Oxidační katalyzátor hraje klíčovou roli během regenerace DPF, a pokud selže, může dojít k bílé mlze sazí a dalším problémům. Životnost katalyzátoru a DPF spolu souvisí s jízdními podmínkami, typem oleje a spotřebou oleje. Vyměnit filtr nebo jej nechat vyčistit je značně rozdílné z hlediska nákladů a dopadů na účinnost systému.
Možné postupy čištění a opravy
Náklady na profesionální sváření výfuku se pohybují kolem 500-3 000 Kč podle rozsahu. Oproti tomu oprava keramicko‑kovovým lepidlem H2400 vyjde na 2 650 Kč za lepidlo plus 241 Kč za odmašťovač S1960. Při správné přípravě a dodržení postupu vydrží oprava řádky roky. Advanpure metoda nabízí šetrné čištění filtrů pevných částic až pro vozy s DPF; cena jednoho čištění je 7 990 Kč bez DPH pro osobní auto. Druhou alternativou je repasovaný filtr DPF, cena kolem 8 990 Kč s prací. Z druhovýroby lze pořídit filtry za 7 500-40 000 Kč.
Pro prevenci koroze výfuku doporučujeme delší jízdy a po zimě prohlédnout spodní část vozu. Antikorozní ochrana zinkovým sprejem ZN Metal může významně prodloužit životnost exponovaných míst.
tags: #teplota #vyfuku #za #katalyzatorem