Uitlaat onderdelen

Uitlaat – kosten voor het vervangen van het uitlaatsysteem


Structuur van het uitlaatsysteem


Het uitlaatsysteem van moderne auto’s is veel complexer dan je op het eerste ogenblik wellicht denkt. De belangrijkste taak van de uitlaat ligt in het zuiveren van de uitlaatgassen die door de verbranding in de motor worden geproduceerd, met behulp van de katalysator, en ze veilig langs het passagierscompartiment naar de open lucht te leiden. Bovendien verminderen de geluiddempers de trillingsenergie van de uitlaatgasstroom door middel van absorptie, resonantie en reflectie. Deze onderdrukken het geluidsniveau bij het einde van de uitlaatpijp tot onder de wettelijke grenswaarden. Momenteel bedraagt het maximaal toegestane volume 72 tot 75 decibel, afhankelijk van het vermogen van de auto. De bijbehorende EU-verordening voorziet echter ook in strengere richtwaarden voor het toelaten van auto’s in de toekomst. Vanaf 1 juli 2024 mogen auto’s niet meer boven de grenswaarden van 68 dB(A) tot 72 dB(A) komen. Dit komt ongeveer overeen met een televisie op kamervolume of een gesprek tussen vrienden. Vele automobilisten zweren echter bij een krachtig motorgeluid; fabrikanten ontwerpen uitgekiende geluidsdesigns om hieraan te voldoen. Met behulp van dit ontwerp dient het uitlaatsysteem bepaalde geluidsfrequenties te versterken en andere juist te dempen. In dit artikel stellen we de belangrijkste onderdelen van de uitlaat voor en bieden we informatie over het kostenplaatje als je de uitlaat wil laten vervangen.

Het uitlaatsysteem is gemonteerd aan de onderkant van het chassis met behulp van een elastische ophangingsconstructie en bestaat normaal gesproken uit een katalysator met twee lambdasondes, een uitlaatspruitstuk, een of twee geluiddempers en een uitlaatpijp. Indien nodig voor het specifieke motormodel kan het systeem ook twee afzonderlijke buizenstelsels hebben. Tijdens het rijden wordt de uitlaat blootgesteld aan zeer hoge belastingen, wat dus ook hoge eisen stelt aan het uitlaatmateriaal en de -constructie. Vooral in het voorste deel van het systeem – nabij de motor – treden hoge drukken op en loopt de temperatuur flink op.

Abgasanlage

Afbeelding: W.Bader (CC BY-SA 3.0 DE)

Het uitlaatsysteem is ook onderhevig aan mechanische belasting – door steenslag, bewegingen van het chassis, motortrillingen en af en toe komt het systeem ook in aanraking met de weg. Uiteindelijk dienen de onderdelen van een uitlaat ook bestand te zijn tegen corrosie – zowel van binnen als van buiten.


De katalysator

Scheikundigen spreken van katalysatoren indien een stof een chemische reactie teweegbrengt of beïnvloedt zonder daarbij zelf een veranderingsproces aan te gaan. En dat is ook precies wat er van een katalysator in een auto gevraagd wordt: het zet schadelijke uitlaatgassen om in onschadelijke gassen. De schadelijke stoffen zijn hierbij koolmonoxide, stikstofoxiden en onverbrande koolwaterstoffen, die na katalyse de uitlaat als kooldioxide, stikstof en water verlaten. Een voertuigkatalysator wordt daarom ook wel een driewegkatalysator genoemd. Elke moderne auto is uitgerust met een katalysator.

Een katalysator bestaat uit een tonvormige roestvrijstalen behuizing met een trechtervormige inlaat en uitlaat. Binnenin bevindt zich een keramisch of metalen blok met kleine gaatjes met kanalen die er in de lengte doorheen lopen. Als de uitlaatgassen door deze kanalen stromen, komen ze in contact met de roestvrijstalen-coating (de zogenaamde washcoat) van het katalysatorblok. Deze coating zet het chemische reactieproces in gang. Om het reactieproces zo efficiënt mogelijk te laten verlopen, dient de temperatuur zo rond de 800°C te liggen en de lambdawaarde rond de 1 te schommelen. Bovendien moet de katalysator hierbij een zo groot mogelijk oppervlak hebben. Onder optimale bedrijfsomstandigheden kan een driewegkatalysator meer dan 90% van de vervuilende emissies van een verbrandingsmotor omzetten en dus onschadelijk maken.

Schnittmodell Katalysator

Afbeelding: Staalfabriek (CC BY-SA 2.0)

Katalysator Walker

Waarom moeten katalysators vervangen worden?

De levensduur van een katalysator is beperkt. Afhankelijk van het model en de belasting, en onder normale rijomstandigheden, gaat een katalysator ongeveer 80.000 tot 100.000 kilometer mee. Het euvel ligt hierbij in de washcoat die de katalytische edelmetalen bevat. Trillingen en schokken kunnen ervoor zorgen dat de coating loskomt van het honingraatlichaam van de katalysator. Bovendien raakt een katalysator na verloop van tijd verstopt. Olie en additieven blokkeren het oppervlak van de katalysator en zitten hiermee de chemische reactie in de weg. Lood in brandstof is hierbij de voornaamste boosdoener. Als je dus in het buitenland onderweg bent en per ongeluk de verkeerde brandstof tankt kun je er mee rekenen dat dit ook het einde van je katalysator betekent. Het enige wat dan nog helpt is het vervangen van het systeem. Slechte prestaties van de katalysator kunnen ook het gevolg zijn van een te koude katalysator. Indien de katalysator zijn normale bedrijfstemperatuur regelmatig niet bereikt tijdens korte ritten kan deze verstopt raken. Dit laat zich meestal verhelpen door een lange rit over de snelweg te maken.


Kosten voor het vervangen van de katalysator

Bij het vervangen van een katalysator komen er kosten kijken voor de aanschaf van het auto-onderdeel zelf alsook installatiekosten. Deze variëren aanzienlijk en zijn afhankelijk van het voertuigmodel en de garage waar je de katalysator uit laat wisselen. Het is dus de moeite waard om verschillende opties te vergelijken. Voor de katalysator moet je minstens 250 euro uittrekken, maar de kosten kunnen ook oplopen tot 1000 euro. Let in ieder geval op de homologatie, oftewel de certificering van de katalysator, die zichtbaar in de behuizing van het systeem moet worden aangebracht. Tijdens een apk-keuring wordt een katalysator zonder certificering als aanzienlijke tekortkoming aangemerkt waardoor de auto niet door de keuring komt. Voor de installatie van een katalysator en de bijbehorende afdichting hebben geschoolde monteurs meestal één tot twee werkuren nodig. Bij kleine auto’s zullen de kosten voor het vervangen van de katalysator bij ongeveer 200 tot 500 euro liggen. Voor wat chiquere modellen uit het middensegment kunnen de kosten oplopen tot wel 2.000 euro .


Lambdasonde

Moderne benzinemotoren werken met een bepaalde massaverhouding tussen lucht en brandstof, de zogenaamde verbrandingsluchtverhouding, de luchtverhouding of het luchtnummer. Deze schommelt rond de waarde λ = 1. Bij een waarde van één vindt er volledige verbranding plaats. Dit betekent dat alle brandstofmoleculen in de motor volledig reageren met de zuurstof in de atmosfeer. De hoeveelheid lucht die beschikbaar is komt dus volledig overeen met de hoeveelheid lucht waarbij de totale geïnjecteerde brandstof volledig wordt verbrand (‘stoichiometrische brandstofverhouding’). De lambdasondes worden in moderne voertuigen direct voor en achter de katalysator geïnstalleerd en vergelijken het restzuurstofgehalte in het uitlaatgas met het zuurstofgehalte van de atmosferische lucht. Bij alle λ-waarden die onder de 1 liggen spreken we van een ‘vet’ of "rijk" mengsel. In deze geval bevatte het mengsel meer brandstof dan de toegevoerde lucht verbranden kon. Als de gemeten λ-waarden daarentegen boven de 1 liggen, spreken we van een ‘arm’ mengsel. In deze gevallen domineert de hoeveelheid lucht het mengsel.

De lambdasondes geven hun gemeten waarden door aan de regeleenheid van de mengregelaar, waarbij de controlesensor vóór de katalysator geïnstalleerd is en de testsensor achter de katalysator de gemeten waarden verifieert. Als de gemeten lambdawaarde tussen de λ = 0,97 en λ = 1,03 schommelt, levert de katalysator optimale reinigingsprestaties – dit wordt ook wel het ‘lambdavenster’ genoemd. Motoren met een rijk mengsel van ongeveer λ = 0,85 bereiken daarentegen de hoogste prestaties. Deze prestaties gaan dan echter ten koste van de efficiëntie en dit leidt tot een hoger brandstofverbruik.


Kosten voor het vervangen van een lambdasonde

Het vervangen van een lambdasonde kost bij kleine en middenklasse wagens ongeveer 200 tot 250 euro. Bij grotere auto’s stijgen de prijzen licht, alhoewel deze vergeleken met het vervangen van verschillende andere onderdelen bescheiden blijven. Over het algemeen wordt de defecte sonde eenvoudigweg losgekoppeld en vervangen, en de bijbehorende foutcodes gewist.


De geluiddempers

Zoals de naam al aangeeft, zorgen de geluiddempers ervoor dat de geluidsuitstoot van het verbrandingsproces wordt verminderd. Hierbij wordt het geluidsniveau voornamelijk op twee manieren verlaagd: door absorptie en door reflectie. Bij reflectie wordt het geluid gedempt door strategisch geplaatste obstakels en variaties in de dwarsdoorsnede van de verschillende uitlaatpijpen. Zo kan het geluid zich niet voortbewegen maar wordt het gereflecteerd of afgebogen. Hierdoor heffen de geluidsgolven elkaar gedeeltelijk op. Dit wordt bij een reflecterende geluiddemper bijvoorbeeld mogelijk gemaakt door kamers van verschillende afmetingen te gebruiken, die ook worden doorkruist door buizen. De gasstroom passeert de demper hierbij niet meer in één doorgaande beweging. Reflecterende geluiddempers maken ook gebruik van interferentie-effecten. De uitlaatgasstroom wordt opgedeeld en door buizen van verschillende lengtes geleid. Wanneer de golven elkaar weer ontmoeten, overlappen ze elkaar gedeeltelijk. Dit reflectie-effect verzwakt met name de intensiteit van de middelhoge en lage frequenties.

Bij geluidsabsorptie worden de geluidsgolven geabsorbeerd door een poreus materiaal. Tijdens dit proces wordt geluidsenergie door middel van wrijving omgezet in warmte. Als geluidsabsorberend materiaal kan onder meer steenwol of glasvezel gebruikt worden. Het uitlaatgas stroomt bijna ongehinderd door een geperforeerde buis in de demper, terwijl de geluidsgolven door de kleine gaatjes in het geluidsabsorberende materiaal dringen. Dit absorbeert voornamelijk de hogere frequenties. Omdat beide soorten geluiddemping – reflectie en absorptie – gericht zijn op het dempen van verschillende frequenties, worden ook vaak gecombineerde reflectie-absorptiedempers gebruikt.

Schalldämpfer von Walker

Kosten voor het vervangen van een geluiddemper

De kosten voor het vervangen van de eind- of hoofddemper liggen tussen de 300 en 400 euro voor een kleine auto zoals de Volkswagen Polo. Bij auto’s van de klasse daarboven (VW Golf, Audi A3, enz.) liggen de kosten tussen de 50 en 100 euro hoger. De prijzen stijgen dus naarmate de voertuigklasse stijgt. Een nieuwe hoofddemper voor een Mercedes E-Klasse kost ongeveer 750 tot 1000 euro. Bij het vervangen van de voorste of middelste geluiddemper hoef je echter met slechts een fractie van de kosten te rekenen: in een kleine auto en bij auto’s die vergelijkbaar zijn met de Volkswagen Golf hoef je hiervoor slechts 50 tot 100 euro uit te trekken. Bij hogere voertuigklassen zul je hiervoor natuurlijk weer iets duurder uit zijn. Als je de volledige uitlaatpijp, inclusief de leidingen van de katalysator, wil laten vervangen dien je met ongeveer 400 tot 600 euro te rekenen voor kleine auto’s, met ongeveer 550 tot 750 euro bij auto’s die vergelijkbaar zijn met een Volkswagen Golf en met ongeveer 900 tot 1500 euro voor auto’s van de hogere middenklasse.


Kosten voor uitlaatspruitstukken, uitlaatpijpen en montagedelen

Afhankelijk van de conditie van het uitlaatsysteem kan het ook raadzaam zijn om de verbindingsleidingen alsook de eindpijp te vervangen. Zo kun je zekerstellen dat de afdichting van het uitlaatsysteem langdurig in orde blijft. Over het algemeen voldoet een eenvoudige visuele inspectie om vast te stellen of deze vervanging nodig is. Indien er uitgebreide roestplekken, of zelfs gaten, te vinden zijn is dit een duidelijk teken dat het tijd is om het systeem te vervangen. In vergelijking met de andere onderdelen van het uitlaatsysteem zijn de onderdeelkosten van de verschillende buizen bescheiden. Reken met 30 tot 50 euro per buis plus de installatiekosten. De buizen zijn meestal echter gemakkelijk te bereiken en kunnen vaak snel worden vervangen. Bij het vervangen van het uitlaatspruitstuk ligt dit anders, deze is namelijk direct aan de motor geflensd. Het onderdeel is gemaakt van gietijzer of roestvrij staal en dient ook vervangen te worden wanneer er lekkages optreden die niet meer gerepareerd kunnen worden. Afhankelijk van het voertuigmodel duurt dit tussen de 2 en 3 uur. Samen met de kosten van het uitlaatspruitstuk zelf bedragen de totale kosten van de vervanging ongeveer 400 tot 600 euro.


Tip: Lees ook onze magazine pagina over het vervangen van de uitlaat!

Wij maken gebruik van cookies om onze sites betrouwbaar en veilig te laten werken en om je relevante inhoud te laten zien. Hiervoor verzamelen wij gegevens over onze gebruikers en over de manier waarop zij gebruikmaken van ons aanbod en met welke apparaten zij dit doen.

Als je 'Oké' zegt, ga je hiermee akkoord en geef je ons toestemming om deze gegevens aan derden door te geven, bijvoorbeeld aan onze marketingpartners. Dit houdt eventueel ook het verwerken van je gegevens in de VS in. Je kunt jouw instellingen op elk moment weer aanpassen. Meer informatie hierover vind je in onze privacyverklaring.