Uitlaatsysteem voor MAN / Mercedes vrachtwagens, bussen en bestelwagens

Het uitlaatsysteem van een MAN of Mercedes vrachtwagen, bus of bestelwagen is veel meer dan enkel een afvoer voor uitlaatgassen afkomstig van de motor. Het uitlaatsysteem zorgt ervoor dat die uitlaatgassen veilig afgevoerd worden, het geluid wordt gedempt en schadelijke emissies worden beperkt terwijl de motor efficiënt blijft werken. Het speelt een essentiële rol in motorprestaties en de algemene betrouwbaarheid van het voertuig. In moderne voertuigen is het uitlaatsysteem technisch complex en nauw verweven met de motorsturing en de elektronische monitoring. Door hoge temperaturen, drukverschillen en intensief gebruik is slijtage onvermijdelijk. Bij Braem vind je een uitgebreid assortiment uitlaatonderdelen waarmee herstellingen correct, duurzaam en conform de professionele normen uitgevoerd kunnen worden.

De functie van het uitlaatsysteem binnen het voertuig

Via de uitlaatcollector en de turbo worden de uitlaatgassen afkomstig van de motor naar buiten geleid weg van de cabine en het chassis. Hiervoor wordt de turbo d.m.v. uitlaatbuizen en uitlaatflexibels verbonden met de uitlaatdemper(s). Deze uitlaatdemper absorbeert en beperkt het geluid. Dit geluid ontstaat door drukpulsen t.g.v. de verbrandingsslagen van de motor wanneer de uitlaatkleppen openen en de uitlaatgassen pulserend uit de motor stromen. De uitlaatdemper zet deze energie om in warmte. Het uitlaatsysteem zorgt ervoor dat er minder schadelijke stoffen in de atmosfeer komen. Dit gebeurt door roet op te vangen d.m.v. een roetfilter , ook wel Diesel Particulate Filter (DPF) genoemd. Giftige gassen worden omgezet naar minder schadelijke stoffen in de katalysator. Stikstofoxiden worden d.m.v. AdBlue afgebroken in het SCR-systeem (Selective Catalytic Reduction).

Samenwerking met de motor

Het uitlaatsysteem, die verbonden is met de motor, zorgt voor tegendruk en weerstand zodat uitlaatgassen gecontroleerd kunnen afgevoerd worden. Zo kan de motor efficiënt werken zonder vermogensverlies. Zonder tegendruk zouden de uitlaatgassen te snel en ongecontroleerd uit de motor verwijderd worden. Hierdoor krijgen we een slechte verbranding en werkt de turbo niet optimaal. Tegendruk zorgt dat de druk in de cilinders hoger blijft aan het einde van de verbranding wat de uitstoot en efficiëntie helpt verbeteren. Te hoge tegendruk zorgt er dan weer voor dat de motor wordt overbelast waardoor het brandstofverbruik stijgt. De roetproductie verhoogt.

Belangrijkste onderdelen van het uitlaatsysteem en het motormanagement om de Euronorm te bekomen

Een Euronorm is een Europese milieustandaard die aangeeft hoeveel schadelijke stoffen een voertuig maximaal mag uitstoten in de atmosfeer. De Euronorm wordt steeds verstrengd omdat er strenger wordt opgetreden tegen luchtvervuiling en de impact van voertuigen op de gezondheid en het klimaat. Sommige steden vormen een milieuzone. Om deze zone te betreden moet het voertuig voldoen aan een bepaalde Euronorm.

Hoe kan deze Euronorm bekomen worden :

• De uitlaatcollector en de turbo verzamelt de uitlaatgassen van de motor en brengt ze naar het nabehandelingssysteem.
• De katalysator, ook wel Diesel Oxidation Catalyst (DOC) genoemd zet koolmonoxide (CO) en onverbrande koolwaterstoffen (HC) om in CO2 en water en helpt bij regeneratie van de roetfilter.
• De Diesel Partikel Filter (DPF) vangt roetdeeltjes op en verbrandt ze tijdens de regeneratie.
• Het AdBlue-systeem spuit een ureumoplossing in de uitlaatstroom waardoor uitstoot van stikstofoxiden (NOx) gereduceerd wordt.
• Het SCR-systeem (Selective Catalytic Catalyst) zet NOx om in stikstof (N2) en water (H2O) met behulp van AdBlue.
• Het ASC-systeem (Ammonia Slip Catalyst) vangt het overtollige AdBlue op zodat het niet in de atmosfeer terecht komt.
• Een voertuig die gemaakt is met een bepaalde Euronorm moet tijdens zijn werking voldoen aan deze Euronorm. Het motormanagement zorgt ervoor dat de motor en het uitlaatsysteem samen werkt waardoor de Euronorm gegarandeerd wordt. Motorsensoren en sensoren van het nabehandelingssysteem meten fysische grootheden en zetten die om in elektrische signalen die via kabelbomen verstuurd worden naar de motorstuurdoos die ook wel ECU (Engine Control Unit) wordt genoemd. De ECU verwerkt alle meetdata afkomstig van de sensoren en gebruikt die informatie om de motor en het nabehandelingssysteem aan te sturen (= motormanagement). Het zet de bekomen elektrische signalen om in meetwaarden die vergeleken worden met de referentiewaarden die nodig zijn om de Euronorm te behalen.
• Bij afwijkingen stuurt de ECU de omliggende systemen aan zodat de meetwaarden terug voldoen aan de referentiewaarden.

Flexibele verbindingen en bevestigingspunten

De motor beweegt tijdens het rijden t.g.v. starten en stoppen, accelereren en afremmen. Deze motor is via silentblokken gemonteerd in het chassis. De uitlaatdemper is ook op het chassis gemonteerd waardoor het ook onderhevig is aan bewegingen tijdens het rijden. De motorbewegingen en de uitlaatdemperbewegingen zijn verschillend. Een uitlaatflexibel wordt tussen motor en uitlaatdemper gemonteerd om bewegingsverschillen op te vangen. Het uitlaatflexibel zorgt er ook voor dat lengteveranderingen van de uitlaatbuizen t.g.v. thermische uitzetting opgevangen worden. Het zorgt er ook voor dat motortrillingen zich niet verspreiden doorheen de volledige uitlaat en de cabine. Het voorkomt hoge krachten op de turbo en de uitlaatcollector. De uitlaatdemper wordt niet rechtstreeks, maar via silentblokken op het chassis gemonteerd. Het zorgt voor trillings-isolatie en het voorkomt wrijving van metaal op metaal waardoor snelle slijtage van de uitlaatonderdelen vermeden wordt.

Veelvoorkomende slijtage en herkenbare symptomen

Het uitlaatflexibel beweegt bij rijden constant om de bewegingsverschillen op te vangen. Deze bewegingen verhogen wanneer de motorsteunen versleten zijn. Daardoor scheurt het flexibel wanneer het versleten is. De hete uitlaatgassen van de motor zorgen ervoor dat de uitlaatbuizen onderhevig zijn aan thermische vervorming waardoor ze kunnen vervormen. Daardoor passen ze niet meer perfect op elkaar waardoor lekkages ontstaan. T.g.v. de weersomstandigheden roesten onderdelen en kunnen er scheuren en gaten ontstaan. Water door regen belandt hierdoor in het uitlaatsysteem en zorgen voor een chemische reactie. Zo wordt zwavel afkomstig van brandstof door een reactie met water omgezet in zwavelzuur. Dit zorgt voor inwendige corrosie. Stikstofoxiden (NOx) reageren met waterdamp waardoor salpeterzuur (HNO3) ontstaat. Dit zuur tast staal, lassen en de sensoren aan. Hierdoor maakt het voertuig een sissend geluid bij accelereren. Uitlaatgassen verlaten het uitlaatsysteem in de motorruimte. Er ontstaan trillingen. De tegendruk wordt te laag en veroorzaakt een slecht werkende turbo. Veel korte ritten, een slechte regeneratie, problemen met de verstuivers en olieverbruik van de motor zorgen ervoor dat de roetfilter vol met roet en as zit. De DPF kan smelten of verbrandt. Er ontstaan interne scheuren. De motor verliest vermogen of gaat in noodloop. Het brandstofverbruik stijgt en er komen foutcodes op het instrumentenpaneel.

Werking van het AdBlue-systeem en signalen die wijzen op problemen

AdBlue wordt toegevoegd aan de uitlaatgassen om de uitstoot van stikstofoxiden (NOx) te reduceren. AdBlue is een mengsel van ureum en gedemineraliseerd water. Het is niet brandbaar, niet giftig, maar wel corrosief voor sommige metalen en kristalliseert bij opdroging. AdBlue wordt gestockeerd in de AdBlue-tank en wordt via de AdBlue-pomp gedoseerd aangeleverd aan de AdBlue verstuiver. Deze verstuiver zit gemonteerd in een uitlaatbuis na de roetfilter en verstuift AdBlue in de hete uitlaatgassen. Door de hitte ontleedt het ureum zich tot ammoniak (NH3) en CO2. In de SCR-katalysator reageert ammoniak met de stikstofoxiden (NOx) waardoor stikstof (N2) en water (H2O) ontstaat. Dit zijn onschadelijke stoffen die gewoon de lucht in gaan. Een NOx-sensor meet hoeveel stikstofoxiden (NO en NO₂) er in de uitlaatgassen zitten.

Deze meting gebeurt continu tijdens het rijden en is cruciaal voor het goed functioneren van het Euro-6 emissiesysteem (SCR met AdBlue). De motorstuurdoos (ECU) gebruikt de NOx-waarde om te bepalen hoeveel AdBlue moet worden ingespoten. Wanneer de NOx-waarde te hoog is moet er meer AdBlue ingespoten worden. Wanneer er te veel AdBlue wordt ingespoten ontstaat er ammoniak-slip. Dat betekent dat er ammoniak (NH₃) ongebruikt door de SCR-katalysator heen gaat en mee naar buiten komt met de uitlaatgassen, in plaats van volledig te reageren met de stikstofoxiden. Het teveel aan ammoniak zorgt ervoor dat de SCR-katalysator die niet meer verwerkt krijgt. Bij Euro 6 motoren zitten twee NOx-sensoren gemonteerd. De ene is gemonteerd voor de SCR-katalysator en meet hoeveel stikstofoxiden in de katalysator gaan. De andere is gemonteerd na de SCR-katalysator en meet hoeveel stikstofoxiden uit de katalysator gaan. De ECU vergelijkt deze waarden om te controleren of de SCR het NOx echt afbreekt. Een slecht werkend AdBlue systeem activeert een storingslamp in de cabine waardoor de chauffeur op de hoogte gehouden wordt en is te herkennen door een sterke geur t.g.v. het niet verwerkte ammoniak.

Het belang van tijdige herstelling of vervanging van AdBlue-onderdelen

Een slecht werkend AdBlue-systeem zorgt ervoor dat de motor niet meer voldoet aan de gevraagde Euro-norm. Een voertuig die de norm niet haalt vervuilt meer dan toegestaan en overschrijdt de wettelijke limieten. Gebruik van een te vervuilend voertuig is strafbaar en wordt bij keuring afgekeurd. Het krijgt rijverbod. Bij slechte AdBlue-werking gaat het voertuig in noodloop. De ECU zet de motor in noodloop (limitering van vermogen) om emissies te beperken, motorschade te voorkomen, veiligheid te garanderen en wetgeving af te dwingen. In het uiterste geval volgt er startblokkering na aftelteller. Het betekent dat het voertuig niet meer kan starten als een bepaalde storing niet binnen een bepaalde tijd of afstand is verholpen.

Gevolgen en oorzaken van verhoogde tegendruk voor de motor

Tegendruk van het uitlaatsysteem t.o.v. de motor is noodzakelijk voor het goed werken van de motor. Echter te hoge tegendruk veroorzaakt directe gevolgen zoals vermogensverlies, slechte acceleratie en verstikking van de motor bij hoge toerentallen. Het veroorzaakt hogere uitlaatgastemperaturen waardoor de uitlaatkleppen die gemonteerd zijn in de cilinderkop kunnen verbranden. In het slechtste geval vervormt de cilinderkop. De turbo verslijt sneller. Er ontstaat schade aan de pakkingen waardoor een goede afdichting niet meer gegarandeerd kan worden. Te hoge tegendruk zorgt voor een slechte spoeling van de cilinders. De verbrandingsgassen worden niet optimaal verwijderd waardoor de vulling met zuurstof daalt. We krijgen een onvolledige verbranding waardoor er meer roet en koolafzetting is. Het EGR-systeem wordt overbelast. Een verhoogde tegendruk voor de motor (uitlaattegendruk) ontstaat wanneer de uitlaatgassen niet vrij kunnen wegstromen. Veelal is dit een gevolg van een verstopping in de uitlaat. De katalysator kan gesmolten zijn, de roetfilter kan vol zitten, een uitlaatflexibel kan ingeklapt zijn en er kan een deuk aanwezig zijn in een uitlaatbuis. Een slechte werkende motor t.g.v. slecht werkende injectoren kan ervoor zorgen dat het brandstofmengsel slecht of onvolledig verbrandt. Dit zorgt voor hogere productie van roet waardoor het uitlaatsysteem verstopt.

Herstellen, vervangen of reinigen van uitlaatonderdelen

Gescheurde uitlaatflexibels of uitlaatbuizen moeten vervangen worden. Bij het lassen van uitlaatonderdelen gebeuren er een aantal technische, metallurgische en praktische processen die belangrijk zijn voor de werking en levensduur van de uitlaat en de motor. De uitlaat wordt plaatselijk sterk verhit. Het materiaal zet uit bij lassen en krimpt terug bij afkoeling waardoor de onderdelen vervormen. De juiste afdichting van de uitlaatonderdelen wordt niet meer gegarandeerd waardoor uitlaatgassen op de verkeerde plaats het uitlaatsysteem verlaten. Onderdelen gemaakt uit roestvast staal verliezen door lassen hun corrosiebestendigheid. Een roetfilter (DPF) kan oververzadigd zijn met roet en as waardoor regeneratie vanuit het voertuig niet meer mogelijk is. Deze roetfilters kunnen bij vrachtwagens die voldoen aan de Euro 6 Euronorm gedemonteerd worden. Ze kunnen gereinigd worden in een machine d.m.v. persluchtpulsen. Daardoor wordt het as uit de poriën geblazen. Ze kunnen ook thermisch gereinigd worden waardoor roet verbrand wordt tot as. Een katalysator kan niet worden hersteld en moet bij interne schade worden vervangen.

Uitlaatsystemen afgestemd op gebruik van het voertuig

Bij vrachtwagens zijn er meestal drie mogelijke uitlaatuitmondingen. Welke wordt gekozen, hangt af van gebruik, voertuigtype en omgeving. Een zijwaartse uitlaatmonding (side-exit) wordt gebruikt bij voertuigen voor stadsdistributie en is minder windgevoelig. Een uitlaatmonding omhoog (stack/vertical) wordt gebruikt bij vrachtwagens die offroad moeten werken. De gassen worden boven de cabine afgevoerd waardoor er minder hinder is voor chauffeur en collega’s op de werf. Een uitlaatmonding naar achteren (rear-exit) wordt vooral gebruikt bij voertuigen met een korte wielbasis.

Praktisch advies vanuit ervaring

Zet de motor af en laat de motor en het uitlaatsysteem afkoelen zodat de monteur zich niet verbrandt. Het dragen van handschoenen en een veiligheidsbril is aangeraden. Lees de foutcodes uit via de boordcomputer of via een diagnose-apparaat die aangesloten is op de OBD-stekker (On Board Diagnostics). Controleer het drukverschil van de roetfilter (DPF). Controleer de goede werking van lambdasonden en NOx-sensoren. Controleer het voertuig op alarm- en storingslampjes in het instrumentenpaneel. Doe een visuele controle. Controleer uitlaatflexibels, uitlaatbuizen en uitlaatdempers op roest, scheuren en losse lasnaden. Controleer de ophangpunten en de benodigde rubbers. Laat indien nodig de roetfilter reinigen. Controleer het AdBlue-systeem. AdBlue is niet giftig maar is corrosief. Gebruik daarom ook hier handschoenen en een veiligheidsbril. Vermijd contact van AdBlue met verf en metalen oppervlakken. Het zorgt voor vlekken en corrosie. Zorg dat de werkplaats goed geventileerd is bij vullen of reinigen. Vervang de AdBlue-filter. Controleer het systeem op verstopping. AdBlue kristalliseert bij verdamping van het water waardoor verstoppingen optreden. AdBlue kan bevriezen bij vriestemperaturen onder de -11°C. Samengevat kunnen we zeggen dat AdBlue kristalliseert wanneer water verdampt en ureum achterblijft als witte kristallen, meestal rond tank, leidingen of injectoren. Monteer de nieuwe of herstelde onderdelen op de juiste manier. Sluit sensoren en kleppen aan. Her-programmeer waar nodig zodat foutcodes verdwijnen. Laat de motor draaien op werktemperatuur en controleer het uitlaatsysteem op rook of lekkages.

De meerwaarde van Braem voor uitlaatonderdelen

Braem beschikt over een ruime voorraad uitlaatonderdelen voor MAN en Mercedes vrachtwagens, bussen en bestelwagens. Dankzij snelle levering en technische expertise kunnen herstellingen efficiënt uitgevoerd worden.

Klanten kiezen voor Braem vanwege :

• Goede kwaliteit door een goede kwaliteitscontrole
• Braem beschikt over de benodigde apparatuur om DPF-filters te regenereren
• Technische ondersteuning bij demontage en montage
• Snelle levering binnen Europa en daarbuiten
• Transparante garantie en retourvoorwaarden

Een goed functionerend uitlaatsysteem is essentieel voor prestaties, betrouwbaarheid en naleving van emissienormen. Met de juiste onderdelen en expertise blijft het voertuig optimaal inzetbaar.