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Die Abgasanlage gehört zu den längsten Bauteilen am Fahrzeug und fällt dir sofort auf, sobald du unter dem Auto stehst.
Doch wie werden die Abgase vom Motor bis hinter das Auto geführt? Wie wird der Schall gedämpft? Und wieso ist die Abgasanlage wichtiger als du denkst?
simpleclub hilft dir dabei das Thema zu verstehen!
Abgasanlage einfach erklärt
Die Abgasanlage besteht aus verschiedenen Komponenten und sorgt grundsätzlich dafür, dass die schädlichen Abgase aus dem Motor sicher bis hinter das Fahrzeug geleitet werden.
Außerdem werden die lauten Abgasgeräusche durch verschiedene Schalldämpfer in der Abgasanlage reduziert.
Die Abgase werden nicht nur unter dem Fahrzeug hergeleitet, sondern auch teilweise durch den Katalysator gereinigt.
Abgasanlage Definition
Die Abgasanlage hat als Hauptaufgaben das Ableiten der Verbrennungsgase aus dem Fahrzeug sowie die Reduktion der Schall- und Abgasemissionen.
Abgasanlage Aufbau
Die Abgasanlage besteht aus verschiedenen Komponenten, die durch einzelne Rohre miteinander verbunden sind. Direkt am Motor sitzt der Auspuffkrümmer. Die Abgase werden hier für jeden Zylinder einzeln in den Krümmer geleitet.
Danach strömen die Abgase durch den Katalysator, wobei jeweils vor und nach dem Katalysator eine Lambdasonde sitzt.
Die Schalldämpfung findet danach in den Mittel- und Nachschalldämpfern statt. Nicht jede Abgasanlage ist gleich aufgebaut, jedoch ist der grundsätzliche Aufbau ähnlich.
Die Abgasanlage muss komplett gasdicht sein, damit die Geräuschdämpfung funktioniert und das Eintreten von Abgasen in den Innenraum verhindert wird.
Der Aufbau der Abgasanlage, die jeweiligen Komponenten und deren Größen sowie die Querschnitte der einzelnen Rohre sind von den Herstellern perfekt aufeinander abgestimmt.
Dadurch werden der Geräuschpegel und der Abgasgegendruck auf ein bestimmtes Maß reguliert. Verändert man die Struktur der Abgasanlage, kann dies zu Problemen führen.
Abgasanlage Aufgaben
Die Abgasanlagen in Fahrzeugen haben grundsätzlich folgende Aufgaben:
Die knallartigen Abgase aus dem Brennraum so dämpfen, dass ein bestimmter Geräuschpegel nicht überschritten wird.
Das Eindringen der Abgase in den Fahrgastinnenraum verhindern.
Schadstoffe im Abgas mithilfe des Katalysators auf vorgeschriebene Werte mindern.
Den Leistungsverlust des Motors beim Dämpfen der Abgase gering halten.
Einen bestimmten Klang erzeugen (Sportwagen).
Die Abgase treten durch das Auslassventil aus. Jedoch stehen die Abgase beim Austreten unter einem Druck von bis zu 5 bar.
Dadurch entsteht ein knallartiges Geräusch, welches extrem laut ist. Lautstärken werden oft in Dezibel angegeben und mit der folgenden Tabelle kann die Lautstärke des Abgasgeräusches eingeordnet werden.
Geräuschart | Lautstärke (in dB) |
|---|---|
Atmen | 10 dB |
Leichter Wind | 30 dB |
Regen | 55 dB |
Staubsauger | 70 dB |
Zulässiges Fahrgeräusch Pkw | 75 dB |
Motor ohne Schalldämpfung | 100 dB |
Schmerzgrenze | 120 dB |
Kampfflugzeug | 140 dB |
Grenzwerte Fahrgeräusche
Das maximale Fahrgeräusch eines Fahrzeugs darf bestimmte Werte nicht überschreiten. Bei Verbrennern ist das lauteste Geräusch bedingt durch die Abgasanlage.
Damit Fahrzeuginsassen, sowie Außenstehende nicht beeinträchtigt werden, gibt es bestimmte Grenzwerte für die Lautstärke verschiedener Fahrzeugtypen.
Fahrzeugart | Lautstärke (in dB) |
|---|---|
Mofa | 70 dB |
Kraftrad | 75-80 dB |
Pkw | 75 dB |
Lkw bis 75 kW | 77 dB |
Lkw über 150 kW | 80 dB |
Die Abgasanlage ist aufgrund ihrer Position und Einbauart vielen Beanspruchungen ausgesetzt:
- Hohe Temperaturen und extreme Temperaturschwankungen.
- Korrosion im kompletten Außenbereich durch Witterung und Streusalz.
- Innenkorrosion durch kondensierte Verbrennungsgase.
- Starke mechanische Beanspruchungen durch Steinschläge, Motorschwingungen und Karosseriebewegungen.
Um den Beanspruchungen standzuhalten, werden in den verschiedenen Teilen der Abgasanlage unterschiedliche Werkstoffe verwendet.
- Vorderer Teil (hohe Temperaturen): Rostfreier warmfester Edelstahl, beständig gegen Heißkorrosion.
- Schalldämpfer (aggressive Kondensate): Innerer Blechmantel aus rostfreiem Edelstahl, äußerer Blechmantel aus unlegiertem Stahl aber Aluminium beschichtet gegen Korrosion.
Abgasanlage Schalleffekte
Um den Schallpegel zu minimieren werden in der Abgasanlage verschiedene Schalleffekte genutzt. Die Schalldämpfer werden so gebaut, dass sie die einzelnen Effekte verarbeiten können.
Zu den wichtigsten Arten gehören die Reflexion, der Interferenzeffekt und die Absorption.
Reflexion
Bei dem Effekt der Reflexion werden Schallwellen zurückgeworfen, wenn sie auf ein Hindernis treffen. In der Natur sind dies beispielsweise Bäume oder Berge. Den Effekt des Echos kann man dort selber sehr gut beobachten.
Im Schalldämpfer funktioniert das Reflektieren der Schallwellen ähnlich. Nur läuft der Prozess dort in einem kleinerem Raum ab.
Hier sind verschiedene Kammern durch offene Rohre miteinander verbunden. Die Rohre sind teilweise perforiert. An den perforierten Stellen treten die Schallwellen aus und werden in verschiedene Richtungen gelenkt.
Dadurch werden die Schallwellen an den Kammerwänden und Rohren zurückgeworfen und löschen sich dabei gegenseitig aus.
Diese Art von Schalldämpfer eignet sich für die Dämpfung mittlerer und tiefer Frequenzen.
Interferenz
Beim Interferenzeffekt werden die Schallwellen aufgeteilt. Es wird eine Art Abzweigung für den Abgasstrom geschaffen. Somit hat ein Teil der Schallwellen einen unterschiedlich langen Weg zu durchlaufen.
Der Abgasstrom wird nach der Abzweigung wieder zusammengeführt und durch das Überlagern der Schallwellen an der Stelle heben sich diese teilweise auf.
Absorption
Beim Effekt der Absorption werden Schallwellen von bestimmten Materialien aufgesaugt.
Im Dämpfer gelangen die Schallwellen meist in ein poröses Material, wo die Energie des Schalls aufgenommen und durch die entstehende Reibung in Wärme umgewandelt wird.
Absorptionsschalldämpfer bestehen aus einer oder mehreren Kammern, die mit Schallschluckstoff gefüllt sind. Dafür werden Glasfasern oder Steinwolle verwendet.
Der Abgasstrom wird durch das perforierte Rohr durchgeleitet. Die Schallwellen gelangen durch die Perforation in das Dämpfmaterial und werden dort geschluckt.
Hiermit werden vor allem höhere Frequenzen aufgefangen. Absorptionsdämpfer werden oft als Nachschalldämpfer eingesetzt.
Abgasanlagen Beispiele
Die einzelnen Dämpfungseffekte können auch in mehr als nur einen Schalldämpfer integriert werden. In manchen Fahrzeugen werden sogenannte kombinierte Schalldämpfer eingebaut.
Bei diesen werden mehrere Dämpfungsarten in einem einzigen Schalldämpfer untergebracht.
A Interferenzeffekt: Schallwellen heben sich beim Überlagern auf.
B Absorptionskammer: Schluckstoff nimmt höhere Frequenzen auf.
C Reflektionskammern: Schallwellen werden von Hindernissen reflektiert und lösen sich auf.
Dadurch, dass die einzelnen Dämpferkomponenten unterschiedliche Frequenzen aufnehmen, kann man diese wie in dem Beispiel gut vereinen.
Die höheren Frequenzen werden in den Absorptionskammern abgebaut und die tiefen Frequenzen in den Reflektionskammern.
Somit kann der Hersteller bei manchen Fahrzeugen die Abgasanlage vom Umfang reduzieren, indem ein kompakterer Schalldämpfer genutzt wird, der aber trotzdem verschiedene Schallwellen aufnehmen kann.
Arbeitsumgang
Die Abgasanlagen sind von den einzelnen Herstellern gut aufeinander abgestimmt. Wenn man Stellen der Abgasanlage verändert, müssen bestimmte Teile mit Genehmigung verwendet werden.
Ansonsten können die Abgase unter Umständen nicht mehr ausreichend gereinigt und gedämpft werden.
Die Grenzwerte für Schallemissionen und für den Ausstoß von Feinstaub und Stickoxiden müssen eingehalten werden, ansonsten kann das dazu führen, dass man die Fahrerlaubnis für das Fahrzeug verliert. Deshalb ist die korrekte Funktion der Abgasanlage extrem wichtig.
Folgende Dinge sollten bei der Inspektion eines Fahrzeugs beachtet werden:
- Abgasanlage auf undichte Stellen prüfen.
- Rostige Teile je nach Zustand austauschen.
- Aufhängungspunkte der Abgasanlage überprüfen.
- Auf ungewöhnliche Geräusche achten.
Abgasanlage Zusammenfassung
Die Abgasanlage besteht grundsätzlich aus Auspuffkrümmer, Katalysator, Mittel- und Nachschalldämpfer und dem Endrohr.
Die Abgasanlage übernimmt einige Aufgaben. Zu den wichtigsten gehört das Reduzieren des Motorschallpegels und das Mindern der Schadstoffe im Abgas.
Außerdem wirken verschiedene Beanspruchungen auf die Abgasanlage:
- Temperatur, Korrosion, mechanische Belastung.
Die Schallwellen werden mit verschiedenen Schalldämpfertypen aufgefangen. DIe wichtigsten Schalleffekte sind Reflexion, Interferenz und Absorption.
Reflexion: Schallwellen werden von Hindernissen zurückgeworfen und heben sich danach auf.
Interferenz: Schallwellen werden getrennt und zusammengeführt. Beim Überlagern lösen sie sich auf.
Absorption: Schallwellen werden vom Dämmmaterial aufgenommen und geschluckt.
Beim Arbeiten an der Abgasanlage sollten die richtigen Teile verwendet werden, damit die Betriebserlaubnis des Fahrzeugs erhalten bleibt. Die wichtigsten Regeln zur Inspektion sollten beim Arbeiten am Auto beachtet werden.
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