Izduvni sistem se često nalazi pri dnu spiska automobilskih delova kojima iole redovno poklanjamo pažnju i zato vrlo često previđamo probleme ili odlažemo njegovu popravku. Pogađate već da to nikako ne može biti dobra ideja.
Izduvni sistem automobila (sistem izduvnih gasova), kolokvijalno nazvan auspuh (od iskvarenog prevoda nemačke reči Auspuff) ima nekoliko veoma važnih uloga. Najvažnije su svakako odvođenje otrovnih gasova koji nastaju prilikom sagorevanja goriva u motoru sa unutrašnjim sagorevanjem, njihovo hlađenje, kao i prigušivanja buke motora.
Izduvni sistem funkcioniše kao sistem koga čini nekoliko povezanih komponenti koje sakupljaju izduvne gasove iz cilindara motora i uklanjaju štetne materije dok istovremeno amortizuju zvučne talase (buku) i ispuštaju izduvne gasove dalje od vozila, odnosno od vozača i putnika. Vozilo sa neispravnim izduvnim sistemom pokazivaće probleme kao što su povećana potrošnja goriva, pojava šumova i drugih zvukova iz izduvne cevi, nagomilavanje opasnih gasova u putničkom prostoru, pojava neprijatnog mirisa (npr. miris pokvarenih jaja) itd.
Kako funkcioniše izduvni sistem automobila
Motori sa unutrašnjim sagorevanjem proizvode snagu koristeći energiju nastalu sagorevanjem visokokaloričnog goriva. To se odvija kroz serije malih, kontrolisanih eksplozija koje stvaraju pritisak kojim se pokreću klipovi motora. Kao sporedan efekat sagorevanja pojavljuju se različiti gasovi i buka. Gasovi koji nastaju kao nusproizvod uključuju ugljen-dioksid, vodenu paru, sumpor-dioksid, ugljen-monoksid, azotne okside, različite čestice i gasovite ugljovodonike među kojima su i policiklični aromatični ugljovodonici. Mnogi od ovih gasova ubrajaju se u otrove koji direktno utiču na zdravlje i u određenim okolnostima mogu imati i fatalne posledice.
Da bi se sprečilo da otrovni gasovi dospeju u kabinu gde ih ljudi mogu udahnuti, oni se moraju usmeriti do najudaljenijeg dela vozila i odatle otpustiti u atmosferu, gde će se razrediti do koncentracija koje nisu neposredno opasne po zdravlje. To je primarna funkcija izduvnog sistema automobila. Takođe, neprestane eksplozije unutar motora proizvode i zagađenje bukom, koje takođe negativno utiče na psihofizičko stanje ljudi (svaki pojedinačni takt motora bi bio glasan kao eksplozija gume točka). Savremeni izduvni sistemi automobila dizajnirani su da reše sve ove probleme.
Video: Za detaljnu demonstraciju kako funkcioniše izduvni sistem automobila, pogledajte YouTube video sa portala Automotive Basics.
Funkcije i delovi izduvnog sistema automobila
Izduvni sistem automobila ima tri osnovne funkcije:
- Usmeravanje izduvnih gasova iz motora ka zadnjem delu vozila,
- Smanjenje emisije toksičnih hemikalija u isparenjima,
- Smanjenje buke izazvane eksplozijama koje se javljaju tokom procesa sagorevanja goriva.
Sistem izduvnih gasova sastoji se od više komora i cevi koje se protežu od motora do izduvne cevi na zadnjem delu vozila, ukupnom dužinom od oko tri metra. Većina ima četiri glavna dela: izduvnu granu, katalizator (katalitički konvertor), cevi i lonac (prigušivač). Sistem počinje izduvnom granom, koja je povezana sa motorom i obavlja početni posao prikupljanja izduvnih gasova iz motora. Nakon toga, izduvni gasovi prolaze kroz katalitički pretvarač (katalizator). Ovaj deo sistema se zagreva do veoma visokih temperatura i pomaže da se dovrši sagorevanja goriva koje nije sagorelo u motoru. Nakon toga, izduvni gas prolazi kroz izduvni lonac (prigušivač), jedan ili više njih, i izbacuje se iz izduvne cevi u spoljašnju sredinu.
Pored ova četiri ključna dela funkcionalnog auspuha postoji mnogo drugih delova sa veoma važnim ulogama. Senzori kiseonika (lambda sonde) pomažu motoru da radi efikasno tako što meri nivo kiseonika u izduvnim gasovima i obaveštavaju centralni računar koji potom po potrebi modifikuje kvalitet gorivne smeše. Pored ovih delova, tu su i različite cevne spojnice, karbamid filter (smanjuje količinu štetnih gasova tako što ubrizgava vodeni rastvora ureje - karbamida u katalizator), zglobovi i držači koji sve komponente drže na okupu. Kod dizel motora u jednačinu se uključuje se i filter za dizel čestice (DPF, Diesel Particulate Filter).
Svaki deo ima različitu namenu, a da bi izduvni sistem ispravno funkcionisao, svi njegovi delovi moraju ispravno da funkcionišu.
Izduvna grana
Izduvna grana ili izduvni kolektor usmerava gasove iz svakog pojedinog cilindra motora ka ostatku izduvnog sistema. Ovaj deo obezbeđuje da otrovni gasovi ne uđu u unutrašnjost vozila. Obično je napravljen od livenog gvožđa ili čelika i ima naročitu konstrukciju sa krivinama koje povećavaju efikasnost prenošenja gasova. Kolektor ima pojedinačne cevi na jednoj strani koje se spajaju u izduvni razvodnik i izlaze na drugu stranu kao jedna cev.
Senzor kiseonika (O2 senzor ili lambda-sonda)
Zadatak senzora kiseonika je da meri količinu kiseonika u izduvnom sistemu, odnosno otpadnim gasovima. Na osnovu očitane vrednosti kiseonika senzor šalje informaciju računaru koji potom po potrebi dodaje ili smanjuje količinu goriva u mešavinu. Sama sonda je veličine prosečne svećice, a na promenu količine kiseonika reaguje promenom napona na električnom priključku. Uzgred budi rečeno, prvu lambda-sondu namenjenu automobilskim motorima predstavila je nemačka fabrika Robert Bosch GmbH 1976. godine, a prvi proizvođač koji je počeo da je ugrađuje bio je švedski Volvo.
Katalizator (katalitički pretvarač)
Kako mu ime nagoveštava, ovaj deo koristi katalizatore, supstance kao što su platina, paladijum, rodijum ili neka hemikalija, koje čine da druge hemikalije međusobno reaguju brže pri čemu ne menjaju sopstveni sastav. Procesi koji se ovde odvijaju su oksido-redukcijske reakcije tokom kojih se štetni gasovi pretvaraju u bezopasne ili manje štetne proizvode, vodenu paru i ugljen-dioksid. (Oksidacijom se ugljen-monoksid pretvara u ugljen-dioksid, a ugljovodonici u ugljen-dioksid i vodu). Ovo je, verovatno, najvažniji deo izduvnog sistema koga će mnogi vozači, kada dotraje, radije ukloniti nego zameniti. Međutim, ako je vaše vozilo prvobitno imalo ugrađen katalizator (obavezno se ugrađuje u vozila od 1986. godine), onda je po zakonu neophodno da ga ima uvek i ako se ukloni, automobil neće proći tehnički pregled, ili barem ne bi trebalo da ga prođe.
Filter za dizel čestice
U slučaju dizel motora, u priču o izduvnom sistemu ubacuje se i filter izduvnih čestica, komercijalno najčešće označen kao DPF (Diesel Particulate Filter). Koriste se kod dizel motora za uklanjanje čestica čađi. Nije zgoreg znati da će, prema dopunjenom Pravilniku o tehničkom pregledu vozila, počev od leta 2023. godine sva vozila u Srbiji morati da imaju ispravan katalizator, odnosno DPF filter, i ocena tehničke ispravnosti će zavisiti od nivoa štetnih materija u izduvnim gasovima.
Prigušivač izduvnog sistema (izduvni lonac)
Izduvni lonac, poznat i kao prigušivač, nalazi se blizu zadnjeg dela izduvnog sistema i njegova uloga je da smanjuje buku i isparenja (ubrzava protok gasova). Koristeći perforirane cevi izduvni lonac stvara suprotno usmerene zvučne talase koji se međusobno poništavaju i tako smanjuju nivo buke; često se u njemu nalaze i materijali koji dobro apsorbuju zvuk, čime se dodatno povećava efikasnost prigušivanja.
Rezonator
Slično izduvnom loncu, ova opciona komponenta menja kvalitet zvučnih vibracija iz motora i može se postaviti pre ili posle prigušivača. Glavni zadatak rezonatora je da modifikuje zvuk tako što eliminiše neprijatne frekvence, a propušta zvuk koji prija vozačevom uhu. Osim toga, rezonator može da poboljša efikasnost protoka izduvnih gasova i da, kao i dobro dizajniran prigušivač, doprinese boljim performansama motora i uštedi goriva.
Izduvne cevi
Kao poslednji deo izduvnog sistema, izduvna cev izlazi iz prigušivača i kod većine vozila se proteže pored zadnjeg branika. Na mnogim modernim automobilima služi i kao dekorativni element koji se često optače hromom.
Uobičajeni problemi sa izduvnim sistemom
Kao što bi se očekivalo, kvarovi na delovima izduvnog sistema obično se otkrivaju čulima sluha i mirisa. Osim drugačijeg zvuka i neugodnih mirisa u kabini, nagli skok potrošnje goriva i pad performansi motora prilikom ubrzavanja takođe mogu ukazati na neku „bolest“ izduva.
Postoje i neki znaci upozorenja koji mogu da ukažu na potencijalni problem sa izduvnim sistemom, prigušivačem, katalizatorom ili izduvnom cevi:
- Vibracije: ako automobil pojačano vibrira ili gubi snagu, to može biti uzrokovano neefikasnim odvođenjem izduvnih gasova.
- Lampica provere motora: neispravan katalizator može da uključi lampicu „check engine“ i ukaže na problem sa sagorevanjem.
- Zveckanje: neispravan katalizator može da proizvodi neprijatan zvuk zveckanja (kao da neko trese metalnu kutiju punu novčića).
- Glasni zvukovi koji dopiru s kraja vozila: veći nivo buke pri dodavanju „gasa“ baca sumnju na prigušivač ili izduvnu cev.
- Veća potrošnja goriva: postoji mali milion razloga za ovu pojavu, a neispravan izduvni sistem je jedan od njih.
Vizuelnim pregledom sistema najčešće se uočavaju oštećenja od rđe, koja mogu biti toliko ozbiljna da dovedu do poremećaja čitave strukture izduvnog sistema (izduvna cev može biti toliko oštećena ili korodirana da će se olabaviti i otpasti tokom vožnje). Čest prizor na dizalici su i olabavljeni nosači, oštećeni toplotni štitovi, deformisane izduvne cevi (usled udarca o čvrstu prepreku ili udarnu rupu). Ako je to slučaj, trebalo bi da servisirate izduvni sistem što pre, jer nedostajući nosači ili labavi delovi mogu da oštete druge skuplje delove. Treba znati da se korozija razvija brže ako vozilom uglavnom prelazite kratke relacije usled većeg nagomilavanja vode nastale kondenzacijom vodene pare koja nije isparila.
Uobičajeni problemi sa izduvnom granom: usled ekstremnog pritiska i toplote formiraju se pukotine koje vremenom postaju male rupe. Kvar nosača uzrokuje dodatni pritisak na izduvni kolektor.
Uobičajeni problemi sa senzorom kiseonika: vremenom se troše i daju manje tačna merenja. Lampica upozorenja na komandnoj tabli signalizira kada je vreme za zamenu.
Uobičajeni problemi sa katalitičkim pretvaračem: zagušenje ili blokada dovodi do primetnog nedostatka snage motora, pojačanog zagrevanja poda kabine, miris pokvarenih jaja (sumporna jedinjenja).
Uobičajeni problemi sa filterom za dizel čestice: začepljenja obično mogu da se reše servisiranjem filtera, ređe je potrebna kompletna zamena. Filter se može pročistiti i tokom vožnje van grada, pod nešto većim brojem obrtaja.
Uobičajeni problemi sa prigušivačem i izduvnim cevima: deformacije i oštećenja usled udaraca i korozije. Vozilo će zvučati glasnije ili primetno drugačije.
* * *
Na kraju, treba znati da da znaci upozorenja istrošenog ili oštećenog izduvnog sistema nisu uvek jasni, te da mnogi početni kvarovi prolaze nezapaženo, sve dok ne uzrokuju ozbiljnija i skuplja oštećenja. Zato stručnjaci preporučuju da se uz redovne servise vrše i provere izduvnog sistema kako bi se obezbedile optimalne performanse automobila, uključujući i ekonomičnu potrošnju goriva.
Koliko su štetni izduvni gasovi iz automobila?
Otpadni gasovi iz automobilskog motora mogu izazvati čitav niz zdravstvenih problema, od alergija i iritacije kože do srčanih bolesti i respiratornih problema. Dugotrajno ponovljeno izlaganje izduvnim gasovima dizela takođe može povećati rizik od raka pluća, što potvrđuje i Svetska zdravstvena organizacija. Količina izduvnih gasova kojoj su ljudi izloženi varira, ali oni koji žive u gusto naseljenim urbanim područjima najviše su izloženi riziku od razvoja zdravstvenih problema povezanih sa zagađenjem.
Automobili emituju izuzetno toksičan koktel izduvnih gasova i čvrstih čestica:
Ugljen-dioksid (CO2) – gas staklene bašte, glavni faktor koji doprinosi klimatskim promenama. U manjim koncentracijama nije neposredno toksičan za tkiva.
Ugljen-monoksid (CO) – nevidljivi gas koji nastaje kao rezultat nepotpunog sagorevanja goriva i veoma je toksičan. Simptomi trovanja uključuju vrtoglavicu, slabost, glavobolju, povraćanje i gubitak svesti. Ugljen-monoksid izaziva ove efekte kroz vezivanje za hemoglobin (ima veći afinitet prema ovom proteinu od kiseonika).
Azotni oksidi (NxOy) – Oksidi azota nastaju u svakom procesu sagorevanja, veoma su reaktivni i učestvuju u formiranju smoga kada dođu u kontakt sa drugim hemikalijama u vazduhu. Azotni oksidi snažno iritiraju respiratorni sistem, prodiru duboko u plućno tkivo, izazivajući respiratorne bolesti, zviždanje, stezanje bronhija, pa čak i plućni edem pri visokim koncentracijama. Zabeležen je i negativni uticaj na imunološki sistem, uticaj na razvoj hronične bolesti pluća, kao i oštećenje mirisa.
Sumpor dioksid (SO2) – Bezbojni gas koji miriše na spaljene šibice i prirodno se nalazi u sirovoj nafti. Pri sagorevanju stvara kiseline, što dovodi do korozije motora i formiranja smoga u atmosferi. Glavni zdravstveni efekti povezani sa udisanjem ovog gasa uključuju pojačano lučenje sluzi, bronhitis i bronhospazam (može da prodre duboko u pluća gde se pretvara u bisulfit i izaziva sužavanje disajnih puteva). Ostali zdravstveni efekti uključuju oštećenje vida (suzenje i zamućenje rožnjače), kao i pogoršanje postojećih kardiovaskularnih bolesti.
Ugljovodonici (HC) – Organska gasovita jedinjenja nastaju nepotpunim sagorevanjem goriva. Oni takođe isparavaju iz rezervoara za gorivo i mlaznica na benzinskoj stanici.
Benzen (C6H6) – Prirodno se nalazi u benzinu i dizelu u veoma malim količinama i takođe se emituje iz izduvnih gasova kao neizgorelo gorivo. Benzen je kancerogena supstanca.
Čestice – Dizel motori emituju u vazduhu čestice crne čađi i metala. Savremeni automobili su opremljeni filterima za dizel čestice (DPF) koji sprečavaju izbacivanje ovih štetnih čestica u atmosferu. Nekoliko epidemioloških studija je pokazalo da kratkotrajna i dugotrajna izloženost ovim česticama (naročito onima manjeg promera od PM2,5) do upale gornjih disajnih puteva, potom kardiovaskularnih oboljenja i povećane smrtnosti novorođenčadi. Pored ovih efekata, respiratorna oboljenja i negativni efekti na imuni sistem takođe se smatraju dugoročnim hroničnim ishodima.
