Система отработанных газов

M18 › Блог › СИСТЕМА ВЫПУСКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ — БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ INGENIUM I4 ОБЪЕМОМ 2,0 Л

РАСПОЛОЖЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ

РАСПОЛОЖЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ

ОБЗОР
Бензиновый противосажевый фильтр (GPF) используется для снижения выбросов твердых частиц из системы выпуска отработавших газов бензинового двигателя.

ОПИСАНИЕ
БЕНЗИНОВЫЙ ПРОТИВОСАЖЕВЫЙ ФИЛЬТР
Бензиновый противосажевый фильтр (GPF) расположен в системе выпуска отработавших газов после каталитического нейтрализатора. Фильтр GPF захватывает частицы в отработавших газах, образующихся в бензиновом двигателе во время процесса сгорания. Сердцевина фильтра GPF представляет собой стальную емкость, заполненную кордиеритом.

Фильтр GPF захватывает частицы в отработавших газах, размеры которых больше, чем поры фильтра. Захваченные частицы представляют собой, в основном, углерод и углеводороды. Регенерация фильтра GPF обеспечивается при воздействии на эти частицы тепла и кислорода.

Фильтр GPF рассчитан на весь срок службы автомобиля.

ДАТЧИК ПРОТИВОДАВЛЕНИЯ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

ДАТЧИК ПРОТИВОДАВЛЕНИЯ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

1 Датчик противодавления отработавших газов
2 Соединение с системой выпуска отработавших газов
3 Вентиляционный шланг
4 Электрический разъем
Главное предназначение датчика противодавления отработавших газов — это контроль противодавления в системе выпуска отработавших газов для предотвращения повреждения двигателя. Тем не менее, если обнаружен очень высокий уровень противодавления в системе выпуска отработавших газов. Выходные данные датчика противодавления отработавших газов используются для запуска активной регенерации бензинового противосажевого фильтра (GPF).

Датчик противодавления отработавших газов установлен на кронштейне в задней части головки блока цилиндров. Датчик противодавления отработавших газов по проводному соединению отправляет сигнал давления в блок управления силовым агрегатом (PCM).

Датчик противодавления отработавших газов подсоединяется при помощи 2 шлангов. Шланги используются для следующих целей:

Вентиляционный шланг для выпуска в атмосферу
Соединительный трубопровод системы выпуска отработавших газов для противодавления отработавших газов.
Вентиляционный шланг не должен быть засорен и в него не должна присутствовать жидкость. Засорение и загрязнение вентиляционного шланга может привести к тому, что датчик противодавления отработавших газов начнет передавать в блок PCM неправильные данные.

Датчик противодавления отработавших газов оснащен 3-контактным электрическим разъемом. В этом 3-контактном разъеме расположены следующие электрические соединения:

Сигнал опорного напряжения 5 В от PCM
Сигнал противодавления отработавших газов к PCM
Соединение цепи массы.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
РЕГЕНЕРАЦИЯ
Накопление твердых частиц в бензиновом противосажевом фильтре (GPF) со временем приводит к уменьшению потока отработавших газов через систему выпуска отработавших газов. Снижение потока отработавших газов и увеличение давления отработавших газов приведет к снижению производительности и эффективности двигателя, если не выполнить регенерацию фильтра GPF.

Для регенерации фильтра GPF требуются 2 условия:

В отработавших газах должно быть достаточное количество кислорода, чтобы обеспечить окисление твердых частиц.
Температура системы выпуска отработавших газов должна быть достаточно высокой для того, чтобы твердые частицы начали реагировать с кислородом.
Регенерация фильтра GPF может осуществляться 2 способами:

Пассивная регенерация
Активная регенерация.
ПАССИВНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ
Работа и регенерация бензинового противосажевого фильтра (GPF) не влияет на работу двигателя в штатном режиме работы автомобиля. Пассивная регенерация GPF происходит в штатном режиме работы автомобиля.

Температура отработавших газов в бензиновом двигателе обычно намного выше, чем в дизельном. Температура отработавших газов составляет 300–500 °C (572–932 °F) во время движения в городском режиме и повышается до 700 °C (1292 °F) во время движения с постоянной нагрузкой (движение по шоссе). Однако в отличие от дизельных двигателей, отработавшие газы в бензиновом двигателе при нагрузке содержат очень мало кислорода.

Когда водитель отпускает педаль акселератора, блок управления силовым агрегатом (PCM) временно прекращает впрыск топлива. После этого воздух проходит через камеры сгорания двигателя без воспламенения, увеличивая уровень кислорода в отработавших газах. Поскольку температура в системе выпуска отработавших газов уже позволяет выполнить регенерацию, этот дополнительный кислород может использоваться для регенерации фильтра GPF при помощи окисления твердых частиц.

Такое окисление твердых частиц в режиме пассивной регенерации GPF не требует вмешательства водителя или PCM.

АКТИВНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ
При нормальных условиях движения пассивная регенерация бензинового противосажевого фильтра (GPF) является достаточной

для предотвращения образования чрезмерного количества сажи GPF,
ограничивающего поток отработавших газов в системе выпуска отработавших газов. При некоторых стилях вождения могут возникать проблемы с пассивной регенерацией GPF.
Примеры стилей вождения, которые могут затруднять пассивную регенерацию GPF:

Когда двигатели работают в течение длительного периода времени при неподвижном автомобиле. В этих условиях температура системы выпуска отработавших газов будет недостаточно высокой для выполнения пассивной регенерации GPF.
Повторяющиеся холодные запуски и поездки на короткие расстояния без прогрева двигателя. Эти условия могут привести к скоплению сажи в фильтре GPF, и при поездах на короткие расстояния не будет достигнута достаточная температура для выполнения пассивной регенерации.
Движение автомобиля с постоянной высокой нагрузкой (например, буксировка на высокой скорости) в течение продолжительного времени без отпускания педали. Эти условия могут стать причиной недостаточного содержания кислорода в отработавших газах, следовательно, выполнение пассивной регенерации GPF будет невозможно.
Если эти условия работы присутствуют в течение длительного времени,

PCM определит, что количество сажи в GPF превысило пороговое значение
На информационной панели щитка приборов (IC) будет отображаться сигнализатор GPF и соответствующие текстовые сообщения.
Водитель должен следовать инструкциям, отображающимся на информационной панели IC, чтобы запустить активную регенерацию GPF.

Блок управления силовым агрегатом (PCM) регулирует активную регенерацию GPF. PCM может увеличить количество кислорода в отработавших газах и/или температуру системы выпуска отработавших газов. Активная регенерация GPF занимает до 20 минут, понижая количество сажи в фильтре до низкого уровня.

Функция активной регенерации имеет различный отклик в зависимости от количества сажи в GPF и распознает 6 различных диапазонов количества сажи.

Эти 6 диапазонов определяются следующим образом:

Низкое количество сажи в GPF
Выполнена регенерация GPF
Активная регенерация не включена.
Возможна пассивная регенерация.
Количество сажи в GPF составляет менее 50 %
Активная регенерация не включена.
Возможна пассивная регенерация.
Количество сажи в GPF составляет более 50 %, но ниже высокого уровня 1 (100 %)
Активная регенерация включена.
Возможна пассивная регенерация.
Предупреждающие сообщения не отображаются на щиток приборов.
Количество сажи в GPF превышает высокий уровень 1 (100 %), но ниже высокого уровня 2 (125 %)
На щитке приборов отображается сообщение янтарного цвета о большом количестве сажи в GPF.
Водитель должен следовать инструкциям на информационной панели щитка приборов (IC), чтобы выполнить активную регенерацию с помощью блока PCM.
Активная регенерация включена.
Возможна пассивная регенерация.
Количество сажи в GPF превышает высокий уровень 2 (125 %), но ниже высокого уровня 3 (150 %)
На щитке приборов отображается сообщение красного цвета о заполнении GPF.
Водитель должен следовать инструкциям на информационной панели щитка приборов (IC), чтобы выполнить активную регенерацию с помощью блока PCM.
Блок PCM ограничивает выходной крутящий момент двигателя.
Активная регенерация включена.
Возможна пассивная регенерация.
Количество сажи в GPF превышает высокий уровень 3 (150 %)
На щитке приборов отображается красный сигнализатор в виде треугольника.
На информационной панели щитка приборов (IC) отображается предупреждающее сообщение "Ограничение мощности".
PCM управляет двигателем в аварийном режиме, ограничивая таким образом выходной крутящий момент двигателя до 30 % от максимального значения.
Во время движения активная регенерация невозможна.
Пассивная регенерация по-прежнему возможна.
Сервисная регенерация должна быть включена дилером в режиме холостого хода. Как правило, после завершения сервисной регенерации сажи не остается, а на щитке приборов отображается соответствующее сообщение зеленого цвета, информирующее о том, что GPF очищен.
Если после регенерации на холостом ходу сажа не удалена полностью из-за очень низкой температуры окружающего воздуха, дилер может выполнить следующие действия. Выключите и включите зажигание и убедитесь, что на щитке приборов (IC) не отображается сообщение об ограничении мощности. Теперь дилер

www.drive2.ru

Система рециркуляции отработавших газов EGR — DRIVE2

У многих спрашивал о странных буквах EGR — вот нашел простое объяснение.

Система рециркуляции отработавших газов (EGR – Exhaust Gas Recirculation) предназначена для снижения в отработавших газах оксидов азота за счет возврата части газов во впускной коллектор.

Оксиды азота образуются в двигателе под действием высокой температуры. Чем выше температура в камерах сгорания, тем больше образуется оксидов азота. Возврат части отработавших газов во впускной коллектор позволяет снизить температуру сгорания топливно-воздушной смеси, и, тем самым, уменьшить образование оксидов азота. При этом соотношение компонентов в топливно-воздушной смеси остается неизменным, а мощностные характеристики двигателя изменяются незначительно.

Система рециркуляции отработавших газов применяется как на бензиновых, так и на дизельных двигателях. На бензиновых двигателях внутреннего сгорания, оборудованных турбонаддувом, система рециркуляции отработавших газов не применяется.

На разных конструкциях двигателей система рециркуляции отработавших газов имеет различное устройство. Вместе с тем, можно выделить общие конструктивные элементы данной системы:

Схема системы рециркуляции отработавших газов

Схема системы рециркуляции отработавших газов

1.блок управления двигателем
2.сигнал датчика частоты вращения коленчатого вала
3.сигнал датчика массового расхода воздуха
4.сигнал датчика температуры охлаждающей жидкости
5.электромагнитный клапан управления рециркуляцией
6.электромагнитный клапан управления заслонкой охладителя
7.клапан рециркуляции отработавших газов
8.электропривод впускной заслонки
9.вакуумный привод заслонки охладителя
10.охладитель перепускаемых отработавших газов
11.вакуумный насос
12.каталитический нейтрализатор

Клапан рециркуляции непосредственно осуществляет перепускание отработавших газов из выпускной системы во впускной коллектор. Работа клапана основана на разряжении, возникающем во впускном коллекторе. За счет разряжения вакуумный преобразователь перемещает вал клапана. Величина открытия клапана определяет объем отработавших газов, поданных к впускному коллектору.

Управляющий клапан (другое наименование – активатор) регулирует величину разряжения, подающегося на клапан рециркуляции. Управляющий клапан представляет собой электромагнитный клапан. Работа клапана осуществляется по команде электронного блока управления в зависимости от режимов работы двигателя.

Принцип действия системы рециркуляции отработавших газов

На основании электрического сигнала от электронного блока управления открывается электромагнитный клапан. Разряжение из впускного коллектора подается на вакуумный преобразователь. Клапан рециркуляции открывается на определенную величину, и часть отработавших газов направляется во впускной коллектор.

Система рециркуляции отработавших газов не работает на холостом ходу, при холодном двигателе, а также при полностью открытой дроссельной заслонке.
Система рециркуляции отработавших газов
На современных двигателях рециркуляция отработавших газов производится под контролем системы управления двигателем. Конструктивно такая система рециркуляции включает дроссельный клапан с элетроприводом. Срабатывание системы происходит по команде блока управления двигателем на основании показаний входных датчиков. По сигналу включается электродвигатель и открывает дроссельную заслонку. Положение дроссельной заслонки контролируется потенциометрическим датчиком. Сигнал от датчика используется для определения величины перепускаемых газов.

На отдельных двигателях в системе рециркуляции отработавших газов применяется охлаждение газов. Охлаждение отработавших газов дополнительно снижает температуру сгорания и, тем самым, уменьшает образование оксидов азота. Охлаждение производится путем прохождения охлаждающей жидкости через клапан рециркуляции. Реже в системе рециркуляции отработавших газов используется специальный радиатор, включенный в систему охлаждения.

Системы современного автомобиля © Суслинников Александр, 2009-2012

www.drive2.ru

Система выпуска отработавших газов автомобиля

В соответствии с требованиями законодатель­ства система выпуска отработавших газов снижает содержание загрязняющих веществ в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания. Система выпуска отработавших га­зов также служит для снижения уровня шума и выпуска отработавших газов в удобном ме­сте автомобиля. При этом потери мощности двигателя должны быть сведены к минимуму. Вот о том, из каких компонентов состоит система выпуска отработавших газов автомобиля, мы и поговорим в этой статье.

Компоненты системы выпуска отработавших газов

Система выпуска отработавших газов состоит из выпускного коллектора, компонентов для очистки отработавших газов, шумопоглощаю­щих компонентов и различных соединителей этих компонентов.

Конструкция и компоновка этих компонен­тов на легковых и коммерческих автомобилях значительно различаются. В системах выпуска отработавших газов легковых автомобилей отдельные компоненты соединятся трубами, и вся система устанавливается под днищем ав­томобиля (см. рис. «Система выпуска отработавших газов» ). В зависимости от рабо­чего объема двигателя и типа используемого глушителя система выпуска отработавших га­зов легкового автомобиля имеет массу от 8 до 40 кг. Поскольку компоненты системы изнутри подвергаются коррозионному воздействию горячих газов и конденсата, а снаружи — влаги и соленой воды, они в основном изготавлива­ются из высоколегированных сталей.

Нормы Евро-4 требуют установки компо­нентов для очистки отработавших газов также и на коммерческих автомобилях. Обычно эти компоненты объединены в большую систему и крепятся к раме. Отдельные компоненты описаны ниже на примере системы выпуска отработавших газов легкового автомобиля. Особенности систем выпуска отработавших газов коммерческих автомобилей будут рас­смотрены в конце этого раздела.

Очистка отработавших газов автомобиля

Компоненты, предназначенные для очистки отработавших газов, включают каталитиче­ский нейтрализатор, необходимый для разло­жения газообразных загрязняющих веществ, входящих в состав отработавших газов, и фильтр (или сажевый фильтр), предназначен­ный для фильтрации мелких твердых частиц (в особенности для дизельных двигателей).

Каталитические нейтрализаторы устанавли­ваются в системе выпуска отработавших га­зов как можно ближе к двигателю, чтобы они могли как можно быстрее достичь своей ра­бочей температуры и, следовательно, эффек­тивно работать в условиях городского дви­жения. Решающим фактором здесь является температура каталитического нейтрализатора, которая для трехкомпонентных нейтрали­заторов составляет приблизительно 250 °С. Сажевые фильтры также устанавливаются в передней части систем выпуска отработавших газов, чтобы обеспечить более эффективное сжигание задержанных ими частиц сажи при более высоких температурах отработавших газов. Покрытия некоторых каталитических нейтрализаторов, например, нейтрализаторов аккумуляторного типа, предназначенных для нейтрализации оксидов азота (NO_x ) крайне чувствительны к температуре и поэтому уста­навливаются в области днища автомобиля.

Для двигателей с искровым зажиганием в основном применяются трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы. Дополни­тельные каталитические нейтрализаторы для нейтрализации NO_x устанавливаются только на двигателях с искровым зажиганием с систе­мой прямого впрыска топлива, работающих на бедной смеси. Для дизельных двигателей требуются окислительный каталитический нейтрализатор и сажевый фильтр. Для сни­жения содержания NO_x в отработавших газах требуется дополнительный аккумуляторный каталитический нейтрализатор типа SCR.

Для обеспечения максимально возможного преобразования выбросов в каталитическом нейтрализаторе или эффективной работы са­жевого фильтра необходимо оптимизировать поток отработавших газов, поступающих к этим компонентам. Это обычно достигается за счет специальной формы впускной воронки. Для дальнейшей оптимизации распределения требуются такие дополнительные компоненты, как завихряющие или смесительные эле­менты. Для систем SCR (селективное катали­тическое восстановление), в которых в систему выпуска отработавших газов впрыскивается реагент-восстановитель (добавка Adblue), тре­буется смеситель для обеспечения равномер­ного распределения газообразного NH₃ перед каталитическим нейтрализатором (см. рис. «Распыление и испарение реагента восстановителя в системе SCR» ).

Шумопоглощение в системе выпуска автомобиля

Основной причиной генерации шума являются пульсации газов в двигателе внутреннего сго­рания, т.е. вибрации газов, генерируемых в процессе сгорания топлива, и отработавших газов, вытесняемых через выпускные клапаны во время такта выпуска каждого рабочего цикла двигателя. Уровень этого вибрационного шума в некоторой степени снижается каталитическим нейтрализатором и сажевым фильтром. Однако этого оказывается недостаточно для того, чтобы Уровень шума не превышал значений, предпи­санных соответствующими нормами. По этой причине в средней или задней секции системы выпуска отработавших газов устанавливаются специальные глушители. В зависимости от количества цилиндров и мощности двигателя, в системе устанавливаются один, два или три глушителя. На автомобилях с V-образными дви­гателями левый и правый блоки цилиндров часто оборудуются отдельными каталитическими нейтрализаторами и глушителями.

Пределы уровня шума для автомобиля в Делом устанавливаются законодательством. Шум, производимый системой выпуска отрабо­тавших газов, составляет значительную часть общего уровня шума автомобиля. Это вызывает необходимость уделить особое внимание раз­работке эффективных глушителей. Хотя основ­ной целью является снижение уровня шума до допустимых пределов, дополнительной целью может быть создание специфичного для дан­ного автомобиля «брендового» звука.

Выпускной коллектор

Важным компонентом системы выпуска отра­ботавших газов является выпускной коллектор (см. рис. «Выпускной коллектор с каталитическим нейтрализатором» ) Он служит для вывода отработав­ших газов по выпускным каналам цилиндров в систему выпуска отработавших газов. Геометрическая форма и размеры выпускного кол­лектора (т.е. длина и сечения отдельных труб) оказывает влияние на рабочие характеристики двигателя, акустические характеристики си­стемы выпуска отработавших газов и темпера­туру отработавших газов. В некоторых случаях выпускной коллектор даже имеет дополнитель­ную теплоизоляцию для быстрого повышения температуры отработавших газов до рабочего уровня температуры каталитического нейтра­лизатора.

Каталитический нейтрализатор отработавших газов в системе выпуска

Каталитический нейтрализатор состоит из впускной воронки, выпускной воронки и моно­лита (см. рис. «Каталитический нейтрализатор с керамическим монолитом» ). Монолит содержит большое количество очень тонких, параллельных кана­лов, покрытых активным катализатором. Плот­ность каналов составляет от 60 до 190 ячеек на кв. см. Принцип действия активного каталити­ческого слоя описан ниже (см. «Каталитиче­ская очистка отработавших газов»).

Монолит может представлять собой ме­таллический или керамический материал.

Металлический монолитный блок

Металлический монолитный блок изготав­ливается из гофрированной металлической фольги толщиной 0,05 мм, намотка и пайка которой твердым припоем осуществляется при высокой температуре. Благодаря очень тонким стенкам между каналами, металлический монолитный блок оказывает отработавшим газам чрезвычайно низкое сопротивление. Это свойство часто используется на автомобилях с двигателями большой мощности. Металли­ческий монолитный блок может быть приварен непосредственно к воронкам.

Керамический монолитный блок

Керамический монолитный блок изготовлен на основе кордиерита. В зависимости от плотности ячеек, толщина стенок между ка­налами составляет от 0,05 мм (при плотности 190 ячеек/кв. см) до 0,16 мм (при плотности 60 ячеек/кв. см).

Керамические монолитные блоки обладают чрезвычайно высокой стойкостью к высоким температурам и тепловым ударам. Однако они не могут устанавливаться непосредственно в металлическом корпусе и требуют специаль­ных креплений. Эти крепления необходимы для компенсации различных коэффициентов температурного расширения стали и керамики, и защиты чувствительного монолитного блока от ударов. В процессе производства требу­ются чрезвычайная осторожность и внимание, в особенности в отношении тонкостенных монолитных блоков (<0,08 мм). Монолитный блок устанавливается на мате, находящемся между металлическим кожухом и монолитным блоком. Монтажный мат изготавливается из керамического волокна. Он обладает высокой эластичностью, что необходимо для сведения к минимуму механических нагрузок на моно­литный блок. Монтажный мат также служит в качестве теплоизолятора.

Один каталитический нейтрализатор может содержать несколько монолитных блоков с различными покрытиями. Для обеспечения равномерного прохождения отработавших газов через монолитный блок особое внима­ние следует уделить форме впускной воронки Внешняя форма керамического монолитного

блока зависит от пространства под кузовом автомобиля и может быть треугольной, оваль­ной или круглой.

Сажевый фильтр

Так же как монолиты каталитических нейтрали­заторов, сажевые фильтры могут быть метал­лическими и керамическими. Методы установки и крепления фильтра в металлическом корпусе аналогичны методам, применяемым в отноше­нии монолита каталитического нейтрализатора.

Так же как монолит каталитического ней­трализатора, керамический сажевый фильтр состоит из большого количества параллель­ных каналов. Однако, в этом случае эти ка­налы попеременно перекрыты (см. рис. «Керамический сажевый фильтр» ). Поэтому отработавшие газы вынуждены про­ходить через пористые стенки сотовой струк­туры. Сажевые частицы при этом осаждаются в порах стенок. В зависимости от пористости керамического тела эффективность филь­трации этих фильтров может достигать 97%.

Отложения сажи в сажевом фильтре вы­зывают постепенное увеличение сопротивле­ния потоку. По этой причине сажевый фильтр необходимо периодически регенерировать с использованием двух различных процессов. Детали этих процедур описаны ниже (см. «Очистка отработавших газов», системы управления дизельными двигателями).

Пассивный процесс в сажевом фильтре

В пассивном процессе сажа сжигается в ходе каталитической реакции. Для обеспечения этого процесса служит добавка к дизельному топливу, которая снижает температуру вос­пламенения частиц сажи до обычной темпе­ратуры отработавших газов.

Другие варианты пассивной обработки включают сажевые фильтры с каталитическим покрытием или процесс CRT (непре­рывная регенерация).

Активный процесс в сажевом фильтре

О ходе активного процесса осуществляется внешний нагрев фильтра до температур, не­обходимых для выжигания сажи. Этот нагрев может осуществляться при помощи горелки, Установленной перед фильтром, или посредством дополнительного впрыска топлива, Инициируемого системой управления двигателем, и использования предварительного каталитического нейтрализатора.

Глушители системы выпуска отработавших газов

Глушители предназначены для сглаживания пульсаций в потоке отработавших газов и мак­симально возможного снижения шума на выпу­ске. В глушителях применяются в основном два физических эффекта — резонанс и звукопогло­щение. Глушители различаются в зависимости от используемого эффекта. Однако, в основном в глушителях используется сочетание эффек­тов отражения и поглощения звука (см. рис. «Принцип действия глушителей» ).

Так как глушители вместе с выхлопными трубами образуют звуковой генератор с соб­ственной резонансной частотой, их расположе­ние влияет на уровни шумопоглощения. Же­лательно располагать выпускную систему под днищем кузова как можно дальше от кузова, чтобы частота собственных колебаний системы не приводила к резонансным колебаниям в кузове автомобиля. Для максимального сни­жения звуковых колебаний в кузове и тепло­изоляции днища кузова от выпускной системы глушители часто изготавливают с двойными стенками и теплоизолирующим покрытием.

Глушитель резонансного типа состоит из ряда камер различной длины, соединенных друг с другом трубами (см. рис. а, «Принцип действия глушителей» и «Глушитель с встроенным каталитическим нейтрализатором» ). Трубы и перегородки сделаны перфориро­ванными, что позволяет отработавшим газам проходить через них. Разность сечений труб и камер, отклонение отработавших газов и резонаторы, образуемые соединительными трубами и камерами, вызывают наложение звуковых волн и их частичное ослабление.

Таким образом, может быть достигнуто эф­фективное снижение уровня шума, особенно в диапазоне средних и низких частот. Чем больше в глушителе камер, тем эффективнее процесс глушения шума.

Глушители поглотительного типа

Глушители поглотительного типа имеют одну камеру, через которую проходит перфориро­ванная труба (см. рис. Ь, «Принцип действия глушителей» ). Камера заполнена звукопоглощающим материалом (базальт или стекловолокно). Звуковые колебания через отверстия в перфорированной трубе взаимодействуют со звукопоглощающим ма­териалом и преобразуются в теплоту.

Звукопоглощающий материал обычно состоит из минераль­ной ваты с длинным волокном и с объемной плотностью от 100 до 150 г/л. Степень глушения шума зависит от плотности, звукопоглощающих свойств ма­териала, а также длины и толщины стенки камеры. Глушение происходит в широком диапазоне звуковых частот.

Выдувание звукопоглощающего мате­риала наружу отработавшими газами пре­дотвращается за счет правильного выбора формы перфораций и благодаря тому, что труба проходит через минеральную вату. Иногда минеральная вата бывает защищена слоем стальной ваты из нержавеющей стали вокруг перфорированной трубы.

Поскольку отработавшие газы в глушителе поглотительного типа в основном проходят по прямой трубе, перепад давления на нем значительно ниже, чем на глушителе резо­нансного типа.

Конструкция глушителя

В зависимости от наличия свободного про­странства под кузовом автомобиля, глуши­тели имеют спирально намотанную оболочку или собираются из полуоболочек.

При изготовлении спирально намотанной оболочки одна или несколько заготовок из листового металла оборачиваются вокруг круглой оправки и соединяются продольными фальцами или посредством лазерной сварки. Затем в оболочку устанавливается полностью собранная и сваренная сердцевина. Она со­стоит из внутренних трубок, отражателей и промежуточных слоев. Затем наружные слои соединяются с оболочкой посредством фаль­цовки или лазерной сварки.

Часто глушитель со спирально намотанной оболочкой оказывается невозможно раз­местить в предусмотренном для него месте ввиду сложной формы доступного простран­ства в днище автомобиля. В таких случаях используются составные глушители, состоя­щие из двух полуоболочек, изготовленных методом глубокой вытяжки. Такие глушители могут принимать практически любую требуе­мую форму.

Общий объем глушителей системы вы­пуска отработавших газов легкового авто­мобиля равен приблизительно от восьми до двенадцати рабочих объемов двигателя.

Соединительные элементы системы выпуска

Для соединения каталитического нейтрали­затора и глушителей используются трубы. На автомобилях с двигателями очень низкой мощности могут использоваться конструкции, в которых каталитический нейтрализатор и глушитель встроены в один общий корпус.

Трубы, каталитический нейтрализатор и глушители соединяются посредством втулок и фланцев. Многие системы являются полностью сварными, что позволяет ускорить их установку.

Вся система выпуска отработавших газов крепится к днищу автомобиля при помощи эластичной подвески (см. рис. «Подвеска глушителя» ). Так как ви­брации от выпускных труб, вызываемые выпу­ском отработавших газов, могут передаваться на кузов и повышать шумность в салоне, то места крепления системы выпуска должны тщательно выбираться. Неправильно выбран­ные точки крепления могут создать проблемы с прочностью и, следовательно, долговечностью системы. В некоторых случаях эти проблемы могут быть решены при помощи амортизаторов вибраций. Колебания этих компонентов нахо­дятся в противофазе с колебаниями компо­нентов системы выпуска отработавших газов, эффективно поглощая их вибрацию.

Акустические колебания, генерируемые си­стемой выпуска отработавших газов в точке выпуска газов наружу (задняя выхлопная труба), а также в области глушителей, могут вызывать резонанс кузова. В зависимости от интенсивности вибрации двигателя, могут ис­пользоваться разделительные элементы (см. рис. «Разделительный элемент» ), служащие для изоляции системы выпу­ска отработавших газов от двигателя и снятия напряжений с компонентов системы выпуска отработавших газов. Разделительный элемент включает гильзу, состоящую из отрезков труб, один из которых может перемещаться внутри другого. Поверх гильзы устанавливается гоф­рированная труба, также называемая чехлом. Гильза служит для защиты чехла и ограничения линейного растяжения. Гофрированная труба выполняет функции разделения/изоляции за счет своей упругой структуры. Гофрированная труба защищена от внешних воздействий при помощи оболочки из проволочной сетки.

Таким образом, система выпуска отрабо­тавших газов с одной стороны должна быть достаточно жесткой, чтобы выдерживать вибрацию, а с другой стороны обладать до­статочной гибкостью, чтобы в максимальной степени исключить передачу усилий на кузов.

Устройства, задающие акустические параметры глушителей

Используются для снижения отдельных спек­тральных составляющих нежелательных ча­стот в шуме выпуска. Эти компоненты могут быть использованы для эффективного осла­бления звука в тех или иных диапазонах частот.

Резонатор Гельмгольца

Резонатор Гельмгольца состоит из трубы, расположенной вдоль направления движе­ния отработавших газов и определенного присоединенного к ней объема (см. рис. «Резонатор Гельмгольца» ). Объем газа действует в качестве пружины, в то время как газ, находящийся в трубной секции, действует в качестве массы. При резонансной частоте такая система массы и пружины обеспечивает очень высокую сте­пень ослабления звука в узкой полосе частот. Резонансная частота/зависит от величины объема V, а также от длины L и площади по­перечного сечения А трубы:

f = c/2π √(A/L·V)

где:

с — скорость звука

Резонаторы λ/4

Резонатор λ/4 включает закрытую с одной стороны трубу, ответвляющуюся от системы выпуска отработавших газов. Резонансная частота f такого резонатора зависит от длины отвода L и определяется как:

f = c/4L

Эти резонаторы также обеспечивают высо­кую степень ослабления звука в узкой полосе частот вокруг их резонансной частоты.

Заслонки отработавших газов

Заслонки отработавших газов чаще всего устанавливаются в задних глушителях. В за­висимости от частоты вращения коленчатого вала или интенсивности потока отработав­ших газов заслонка открывает или пере­крывает перепускную трубу глушителя или вторую выхлопную трубу (см. рис. «Заслонка отработавших газов, управляемая наружным разряжением» ). В ре­зультате уровень шума отработавших газов при низких частотах вращения коленчатого вала может быть значительно снижен без по­терь мощности при высоких оборотах.

Заслонки могут быть саморегулирующи­мися в зависимости от давления и скорости отработавших газов или иметь внешнее управление. В последнем случае необходимо обеспечить интерфейс с системой управле­ния двигателем. Это делает систему более сложной, но в то же время расширяет область ее применения.

Системы выпуска отработавших газов коммерческих автомобилей

В системах выпуска отработавших газов ком­мерческих автомобилей большинство опи­санных выше компонентов встроено в корпус, который крепится к раме автомобиля. Количе­ство каталитических нейтрализаторов и саже­вых фильтров зависит от того, в соответствии с какими нормами законодательства разрабо­тана система выпуска отработавших газов.

Система выпуска отработавших газов, отве­чающая требованиям Евро-4 и Евро-5

Вообще говоря, сажевый фильтр для систем, отве­чающих требованиям Евро-4 и Евро-5 не требуется. В таких системах используются только окисли­тельные каталитические нейтрализаторы и нейтра­лизаторы типа SCR. В качестве альтернативного решения дизельный двигатель может быть отрегу­лирован таким образом, чтобы содержание необра­ботанных NO_x в отработавших газах не превышало предельных значений, предусмотренных нормами Евро-4 и Евро-5. Однако в этом случае требуется наличие в системе выпуска отработавших газов са­жевого фильтра. На рис. «Система выпуска отработавших газов, отве­чающая требованиям Евро-4 и Евро-5» показана система выпу­ска отработавших газов, отвечающая требованиям норм Евро-4, с каталитическими нейтрализаторами типа SCR. В отличие от систем выпуска отрабо­тавших газов легковых автомобилей, здесь часто используются несколько каталитических нейтрали­заторов, установленных параллельно, с тем чтобы обеспечить требуемую площадь поверхности ката­лизатора в доступном пространстве. Для маршрути­зации отработавших газов и глушения шума служат перепускные трубы и отверстия. В зависимости от размера двигателя такие системы имеют объем от 150 до 200 л и массу порядка 150 кг.

Система выпуска отработавших газов, отве­чающая требованиям норм Евро-6 и ЕРА10

Для системы выпуска отработавших газов, отвечаю­щей требованиям последних норм (Евро-6 в Европе и ЕРА 10 в США) требуется наличие всех компонен­тов, т.е. окислительных каталитических нейтрали­заторов, сажевых фильтров и каталитических ней­трализаторов типа SCR (см. рис. «Система выпуска отработавших газов, отве­чающая требованиям норм Евро-6 и ЕРА10» ). Поэтому такие системы имеют еще больший объем и вес.

В настоящее время используются две концеп­ции. Либо все компоненты размещаются в одном корпусе, либо каталитические нейтрализаторы и сажевые фильтры размещаются в двух различных корпусах. Для обеспечения требуемой очистки отработавших газов используются следующие дополнительные компоненты. Для обеспечения функции SCR (селективное каталитическое вос­становление) требуется система дозирования мо­чевины, сопло (форсунка) которой должно быть расположено в удобном месте системы выпуска отработавших газов. Кроме того, для обеспечения надежной регенерации сажевых фильтров часто требуется наличие дозирующего устройства для впрыска в систему топлива. В обоих случаях рас­положение этих устройств должно быть выбрано таким образом, чтобы было обеспечено равномер­ное распределение и испарение жидкой мочевины и топлива. При необходимости, для приготовления добавок используются те или иные мешалки (см. раздел «Очистка отработавших газов»).

В корпусах также необходимо разместить различные датчики. В дополнение к датчикам давления для контроля нагрузки на фильтр, для контроля процесса преобразования NO_x требу­ются датчики температуры и концентрации NO_x. Для обеспечения надлежащего качества сигна­лов при любых условиях работы расположение датчиков в системе выпуска отработавших газов должно быть оптимизировано в зависимости от конструкции системы.

В следующей статье я расскажу о системах впрыска топлива бензиновых двигателей.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

press.ocenin.ru

Система выпуска отработанных газов. Внешние и внутренние факторы.

Полистав массу автомобильной литературы по ремонту, содержанию и тюнингу, в лучшем случае можно набраться знаний о способах крепления выпускного тракта к кузову. Еще эти книжки, в изобилии представленные на прилавках магазинов автозапчастей, поведают о вариантах конструкций соединения деталей магистрали для выхлопных газов. Даже производители нестандартных выпускных систем особо не утруждают себя сопроводительной информацией об особенностях своей продукции.

Нередко можно наблюдать картину, как озадаченный выбором покупатель докучает утомленному продавцу вопросами о параметрах того или иного образца глушителя, что вывешены на стендах или представлены в каталогах.

В первую очередь перед покупкой большинство интересуется, конечно же, звучанием потенциального приобретения. Внешность оконечных «банок» тоже имеет значение, несмотря на то, что глушитель лишь чуть-чуть выглядывает из-под заднего свеса машины. Неискушенному начинающему тюнеру буквально снится, как он проносится по улицам, оглушая окрестности мощнейшим ревом прямотока.

Впоследствии добрая половина и тех и других, наслушавшись рева прямоточных глушителей в ежедневных поездках по городу, умеряют свой пыл. Такой звук утомляет физически. Даже те длинноволновые колебания, что не слышит ухо, на человека действуют угнетающе.

Слегка приглушенный звук машины хорош, только когда хочется оторваться на покатушках. Практика иметь разные машины для повседневной эксплуатации и для отжига по полной программе на какой-нибудь специально отведенной для этих целей трассе стала распространенным явлением в мире. Тем не менее, подбор элементов системы выпуска отработанных газов не становится менее актуальным при подготовке повседневных тюнинговых тачек. Ведь дело не ограничивается поиском негромкого, но благородного звучания для авто, использующегося каждый день. После доработки мотора его повысившийся потенциал требует как лучшего дыхания на впуске, так и иных параметров выхлопной системы. И даже когда с мотором ничего не делали, кроме установки воздушного фильтра нулевого сопротивления, очень соблазнительно получить еще несколько лошадиных сил путем замены внешних компонентов и узлов, не залезая в нутро двигателя.

В последнем случае немаловажен эмоциональный фон. Поначалу многих цепляет голос прямотока, а обещанная им мощь мотора просто завораживает перспективами и вводит в заблуждение. Вера в силы техники, подтвержденные соответствующим аудиорядом, рисует в глазах владельцев прибавку на 5-10 л.с. И без корректных дорожных и стендовых замеров этих лошадиных фантомов не убить. Но далеко не всегда автомобиль, слышимый за несколько кварталов, преодолевает путь вдоль этих кварталов быстрее своих тихих попутчиков. Непосредственность сама громкость не является показателем правильно подобранного, а тем более настроенного выпускного тракта.

4k-tuning.ru

Система рециркуляции отработавших газов EGR: принцип действия

Система рециркуляции отработавших газов EGR разработана для повышения экологического класса двигателя автомобиля. Ее применение позволяет снизить концентрацию оксидов азота, присутствующих в выхлопе. Последние недостаточно хорошо устраняются катализаторами и, поскольку являются наиболее токсичными компонентами в составе отработавших газов, требуют применения дополнительных решений и технологий.

Принцип действия системы

EGR — аббревиатура от англоязычного термина Exhaust Gas Recirculation, что в переводе означает «рециркуляция отработавших газов». Основная задача такой системы заключается в перенаправлении части газов из выпускного коллектора в впускной. Формирование оксидов азота прямо пропорционально температуре в камере сгорания двигателя. При подаче отработавших газов из системы выхлопа в систему впуска уменьшается концентрация кислорода, что выступает катализатором в процессе сжигания топлива. В результате температура в камере сгорания снижается, а процент образования оксидов азота уменьшается.

Применяется система ЕГР для автомобильных двигателей, работающих на дизельном топливе и бензине. Исключение составляют только бензиновые автомобили с турбонаддувом, где использование технологии рециркуляции неэффективно из-за особенностей режима работы двигателя. В целом, благодаря технологии EGR достигается снижение концентрации оксида азота до 50%. Помимо этого уменьшается вероятность детонации, обеспечивается более экономный расход топлива (почти на 3%), а для автомобилей с дизельным двигателем характерно уменьшение количества сажи в выхлопе.

Основной деталью системы рециркуляции выхлопных газов является клапан EGR, который управляет потоком отработавших газов, поступающих во впускной коллектор. Он работает в условиях повышенных температур и подвергается высокой нагрузке. Снижение температуры может реализоваться принудительно, для чего нужен радиатор охлаждения (охладитель), который устанавливается между системой выпуска и клапаном. Он входит в общую систему охлаждения автомобиля.

В дизельных моторах клапан EGR открывается на этапе холостого хода. При этом 50% поступающего в камеры сгорания воздуха составляют отработавшие газы. С ростом нагрузки клапан постепенно закрывается. Для питания бензинового двигателя система рециркуляции работает, как правило, только на средних и малых оборотах двигателя, обеспечивая до 10% выхлопных газов в общем объеме воздуха.

Виды клапанов EGR

На данный момент существует три разновидности клапанов EGR, различающихся по типу привода:

• Пневмомеханический — простейшая (устаревшая) система привода рециркуляции выхлопных газов. Фактически, управление клапаном в этой схеме осуществляется за счет создания разрежения во впускном коллекторе автомобиля.
• Электропневматический. Пневмоклапан EGR приводится в движение электроклапаном, управляемым ЭБУ двигателя автомобиля на основании данных комплекта датчиков (противодавления выхлопных газов, температуры, положения клапана, давления на впуске, температуры охлаждающей жидкости). Он осуществляет подключение и отключение источника разрежения к клапану EGR, имея лишь два положения. В свою очередь, разрежение в такой системе может создаваться вакуумным насосом.
• Электронный. Клапан EGR такого типа приводится в движение непосредственно ЭБУ двигателя автомобиля. Он имеет три положения, что обеспечивает более плавное регулирование потока отработавших газов. Переключение положения электронного клапана EGR осуществляется соленоидами, которые открывают и закрывают его в различных комбинациях. В такой системе разрежение не задействуется.

Виды систем рециркуляции дизеля

Для дизельного двигателя используется несколько типов систем для рециркуляции отработавших газов EGR, cбор которых определяется экологическими стандартами автомобиля. В настоящее время их три:

• Высокого давления (соответствует стандарту Евро 4). Клапан EGR напрямую соединяет выпускной (устанавливается перед турбокомпрессором) и впускной коллекторы. В этой схеме применяется электропневматический привод. При закрытой дроссельной заслонке во впускном коллекторе давление снижается, в результате чего создается более высокое разрежение. Это приводит к увеличению поступающего потока выхлопных газов. С другой стороны, уменьшается интенсивность турбонаддува, поскольку на турбину поступает меньше отработавших газов. Когда дроссельная заслонка полностью открыта, EGR не работает.
• Низкого давления (соответствует стандарту Евро 5). В такой схеме клапан подключен к системе выпуска на участке между сажевым фильтром и глушителем, а в системе впуска — перед турбокомпрессором. Благодаря такому подключению снижается температура отработавших газов, также они очищаются от примесей сажи. При этом, в сравнении со схемой высокого давления, турбонаддув выполняется на полной мощности, поскольку через турбину проходит весь поток газов.
• Комбинированная (соответствует стандарту Евро 6). Представляет собой сочетание схемы высокого и низкого давлений, каждая из которых имеет собственный клапан рециркуляции. В обычном режиме эта схема работает по каналу низкого давления, а при повышенной нагрузке подключается канал рециркуляции высокого давления.

В среднем, клапан EGR служит до 100 тысяч километров пробега, после чего может засориться и выйти из строя. Далее, в большинстве случаев, автомобилисты, не понимая, для чего нужны системы рециркуляции, просто полностью удаляют их.

Подпишитесь на рассылку!

techautoport.ru

Системы нейтрализации отработавших газов на дизельных моторах. — Turbo-Union на DRIVE2

Введение : Работая над преамбулой к описанию систем нейтрализации выхлопных газов (Selective Catalytic Reduction ) задумался о освещении, так сказать, предистории возникновения данных систем. Частично о проблеме выброса ОГ (отработавших газов)я уже писал, разбирая систему возврата отработавших газов (EGR) и ее проблемы в конкретных конструктивных решениях, теперь пришло время поговорить о другом . Опору сделаем на конкретные параметры. Для оценки эффективности сгорания топлива в дизельном моторе есть два основополагающих фактора это количество частиц сажи и количество оксидов азота (NOx) которое измеряется в милиграммах на км .

Полный размер

Как видите данные показатели составляют значительную часть всех компонентов OГ влияющих на экологию негативно .При нормах Евро 3 (2000г) в ОГ допускалось содержание 500 мг NOx, в настоящее время, уже при нормах 2018 года (евро 6, 2018) их количество должно быть сокращено практически в 6 раз ! (80) . Надо отчетливо понимать, что приведение этого показателя в норму в принципе становится недостижимым только средствами инженерных решений при компоновке элементов ДВС и разработки их конструкции ( форма камера сгорания, система впуска, модернизации топливной системы и т.д.), а требует и непосредственной работы с самими выхлопными газами .Практически это означает, что любой дизельный ДВС не оснащенный этими двумя системами просто будет запрещен к эксплуатации в данных странах (что бы подчеркнуть важность данного вопроса, хочу напомнить, что согласно статистике, более 65% частного легкового автомобильного парка в таких странах как Бельгия, Франция, Испания и др. составляют автомобили именно с дизельным мотором, и вопрос, учитывая их законодательства, по допуску к эксплуатации стоит весьма остро ). Размышляя по вопросу дальнейших перспектив детища Рудольфа Дизеля и просматривая материалы по этому вопросу мне попалась очень интересная точка зрения, когда ужесточение экологических норм относительно дизельных моторов было связано с процентным соотношением выхода фракций при нефтепереработке (диз. топливо относительно бензина 20 к 45 в среднем ), правда не стоит забывать о коммерческом транспорте, подавляющее количество которого по- прежнему работает на дизельных ДВС (и это не электрический городской автобус, а автопоезда которые приносят весьма солидную прибыль, расскажите дальнобойщикам Австралии например, про преимущество электрической тяги или экономичность бензинового мотора)) .Но нам разумеется ближе то, что происходит у нас, а у нас ситуация совершенно иная, можно сказать, зеркальная. .Для начала, хочется отметить тот факт, что автомобили оборудованые сажевыми фильтрами и системой «Ad blue»(впрыск мочевины) официально не поставлялись ОД для реализации в России, скорее всего из- за больших претензий к качеству диз.топлива (и они по большей части обоснованы ), основополагающей примесью в котором была сера (она и приводила в негодность весьма недешевые компоненты этих систем). Я отлично помню, работая в структуре VW c 1999-2008 с какой гордостью (если не сказать с апломбом )) подавались тезисы «о самом чистом и в то же время экономичном дизельном моторе», о преимуществе этих моторов выраженном в цифрах, по Американскому континенту с его мизерным 1.5 % общей реализации выпуска дизельных автомобилей, все таки больше 56% были моторы VW . Не могу не отметить то, что эти 1.5 % и стали в дальнейшем «костью в горло», и думаю, на долгое время, поскольку нашлись пытливые виргинские товарищи которые смогли сопоставить то, что выделяет двс на дороге и при стандартном контрольном ездовом цикле . «слегка» отличаются)).Это «слегка», напоминаю, заключается в цифре СОРОК ! Жалко, что премий за такие «открытия» не существуют и Оскара не дают)), можете себе представить какой масштаб скандала, действительно натуральный дизельгейт . Обычным людям остается только сожалеть, о том что все это великолепие .

Полный размер

.в конце концов просто сгниет на стоянке в Потомаке )).Ведь все потуги со сменой программного обеспечения или установке(по акции) «специального сепаратора» воздушного потока (обычная сетка как на расходомере) не приведут к выполнению необходимых норм, а вывезти автомобили для реализации в другом месте слишком накладное мероприятие . Почему проблема таких огромных масштабов кардинально не решается мы разберем когда будем рассматривать компоненты системы впрыска мочевины в ОГ (универсальное обозначение системы «Ad Blue») более подробно . Итак, простите за длинное «предисловие «, пожалуй начнем рассматривать системы более подробно и первая по списку у нас будет система наиболее известная большому количеству автовладельцев с дизельными моторами под названием «Сажевый фильтр « .))

Часть 1 .Сажевый фильтр или DPF (Diesel Particulare Filter).

Возникновение частиц сажи (средний диаметр около 5мкм) при работе дизельного мотора неизбежно, поскольку обеспечить полное сгорание дизельного топлива по всему объему камеры сгорания невозможно, всегда найдутся зоны, где топливо полностью не сгорает (зоны переобогащения) . Да, разумеется, общее количество таких зон (и сажи как следствие) вы можете значительно снизить ( тут можно упомянуть в качестве влияющих факторов повышение давление впрыска при котором повышается температура цикла, изменение формы днища поршня для улучшения процесса сгорания, применение вихревых каналов вместе с вихревыми заслонками (которые владельцы, как правило, потом вырезают полностью устав оплачивать их периодическую замену)), однако, убрать эти зоны до величины погрешности все равно не получится, а если не получается повлиять на чистоту сгорания внутри мотора, значит надо придумать способ …улавливать не желательный продукт на выходе(напоминает биологический процесс не находите ?)) . Сама частица сажи тоже продукт комбинированный, адсорбирующая примеси на поверхности .

Полный размер

Почему же состояние сажевого фильтра сейчас вызывает гораздо больше опасений и разговоров чем, скажем обычный катализатор на бензиновых моторах ранее ? Дело в том, что рабочая среда катализаторов –газы (COх, NHx, NOx) требует только максимальную площадь воздействия каталитических элементов для которых вполне подходят идеально прямые по всей длине соты, с сажевым же фильтром нужно улавливать и взвешенные частицы, помимо нейтрализации описанных газов, а для этого прямые соты не подойдут, на первых типах выхлопных систем они конструктивно выполнялись отдельно, где нейтрализаторы каталитическое типа с прямыми сотами стояли до сажевого фильтра, в TDi последних выпусков они стали объединятся в один корпус, где сажевый фильтр работал в «межстеночном» пространстве, а сами прямые каналы были попеременно закрыты со стороны впуска и выпуска .

Полный размер

В итоге пришли вот к такой конструкции .

Полный размер

Так в чем «соль» постоянного обсуждения состояния этого узла среди владельцев автомобилей оборудованных такой системой ? Дело в том, что проходимость данного фильтра довольно жестко завязана на пожарную безопасность автомобиля и любое отклонение по сопротивлению потоку ОГ тут же вызывает принудительно ограничение мощности ДВС инициируемое ЭБУ (с соответствующей индикацией на комбинации приборов).

Полный размер

Если говорить простым языком, массу сажи, которую мы видим в параметрах, физически никто «взвесить» не может, определение величины достигается расчетным способом. Базовым показателем расчета является массовый расход воздуха( расходомер, еще одна его важная функциональная обязанность ) на основании которого и температуры ОГ (датчик температуры ОГ ) определяется объемный расход ОГ, учитывающ

www.drive2.ru

Что такое система рециркуляции отработавших газов в автомобиле?

Современные экологические требования заставляют автопроизводителей вплотную заниматься снижением токсичности выбросов при выхлопе. Для этого предназначается и система рециркуляции отработавших газов (EGR), снижающая концентрацию окисей азота путем их поступления во впускной коллектор.

Если топливо автомобиля сгорает при высоких температурах, то образуются оксиды азота – исключительно токсичные вещества. Возвращение части выхлопных газов в цилиндры  через впускной коллектор дает возможность понизить температуру, при которой сгорает топливо, уменьшая количество оксидов азота в выхлопе.

При этом мощность двигателя практически не падает, а расход топлива даже несколько снижается. Системы рециркуляции отработанных газов используются на всех типах автомобильных двигателей, исключения составляют только турбированные бензиновые моторы. На разных двигателях применяют конструкции:

• с высоким давлением;
• с низким давлением;
• варианты комбинированного типа.

Основной элемент каждой из этих систем – клапан рециркуляции отработанных газов, перенаправляющий поток выхлопа непосредственно во впуск. Любое нарушение в его работе приводит к неполадкам в работе двигателя.

Системы высокого давления

Система рециркуляции высокого давления используется на дизелях, соответствующих нормативам Евро 4 с содержанием оксидов азота, не превышающим 0,25 г/км. При этом клапан системы рециркуляции направляет определенную часть выхлопа назад во впускной коллектор. Он бывает с пневматическим или электроприводом.

Принцип работы системы основывается на том, что клапан ОГ (отработанных газов) за счет разрежения возникшего во впускном коллекторе для бензиновых двигателей или созданного при помощи вакуумного насоса у дизелей регулирует подачу выхлопных газов во впускной коллектор. Давление во впуске регулируется дроссельной заслонкой, при ее закрытии давление снижается и рециркуляция происходит активнее. При этом поток отработанных газов, попадающих на компрессор, уменьшается, снижая давление на нем.

Процесс рециркуляции контролируется электронным боком управления, который перемещает дроссельную заслонку, заставляя срабатывать клапан отработанных газов. Положение дросселя контролируется потенциометром. Иногда воздух, входящий во впускной коллектор, охлаждается дополнительным радиатором, что позволяет дополнительно снизить температуру в камерах сгорания для уменьшения концентрации оксидов азота. Этой же системой охлаждается и рециркуляционный клапан.

Системы низкого давления

Двигатели, соответствующие нормам Евро 5 с нормативом по оксидам азота 0,18 г/км, оснащаются системами рециркуляции выхлопа с низким давлением. В них отвод выхлопных газов происходит за сажевым фильтром. При этом рециркуляция выхлопных газов выполняется после их охлаждения в небольшом радиаторе, они проходят через клапан, регулирующий поток, а впуск осуществляется непосредственно перед турбиной  дизельных двигателей или впускной коллектор на бензиновых.

Поскольку отвод реализуется за фильтром, во впускной коллектор не попадают сажевые частицы, а температура газа понижается. В конечном счете, в выхлопе остается гораздо меньше окисей азота. При этом через нагнетатель проходят все выхлопные газы, поэтому давление, а значит, эффективность ее работы не снижается. 

Рециркуляция регулируется ЭБУ двигателя через дроссельную заслонку, непосредственно клапана с выпускной заслонкой. Все они имеют электропривод, контролируемый потенциометром. Величина их открытия определяется ЭБУ с учетом наполнения блока цилиндров топливом, давления наддува и других параметров работы двигателя.

Комбинированная система

В современных двигателях по стандарту Евро 6 с концентрацией оксидов азота, не превышающей 0,08 г/км, используется комбинированная система рециркуляции. В таких двигателях применены обе технологии – с высоким и низким давлением.

Главной остается система низкого давления, применяемая на двигателях Евро 5. Но в предельных режимах работы подключается система высокого давления, через которую выхлоп подается во впускной коллектор. При этом система высокого давления не оборудована дополнительным охладителем, температура газов регулируется за счет интенсивности ее работы.

Признаки проблемной EGR

Главным элементом системы является клапан ERG, регулирующий поток выхлопных газов, направленных в выхлопной коллектор. К основным признакам, сигнализирующим о поломке  системы относят:

1. Понижение мощности двигателя при нестабильности холостого хода, поток черного дыма при нажатии на акселератор на дизелях, повышение расхода топлива означает, что забит клапан ЕГР.
2. Уменьшение приемистости автомобиля при нажатии на газ и понижение мощности говорит о том, что клапан ERG заклинил в открытом положении.
3. При нестабильности оборотов, повышении дымности выхлопа, изменении мощности (в некоторых случаях она может повышаться), детонации топлива, появлении на приборной панели индикатора CHECK необходимо диагностировать состояние клапана ЕГР, так как именно он является причиной возникших проблем.

Почему не работает рециркуляции отработанных газов?

Существует несколько причины выхода из строя системы рециркуляции выхлопа:

1. Использование неочищенного топлива низкого качества. Нагар, который образуетcя от некачественного топлива портит клапан ERG уже через 20 тыс. км пробега.
2. Неправильно настроенная система зажигания тоже образует излишний нагар с теми же последствиями.
3. Попадание масла в выхлопные газы из-за износа поршневой, маслосъемных колпачков, других проблем с двигателем.
4. Неисправности в электронике, сбой в работе ЭБУ.
5. Превышение допустимого уровня масла в двигателе или износ топливных форсунок.
6. Износ клапана, который нужно менять или чистить после пробега 60-80 тысяч километров.

Ремонт или замена клапана

В большинстве машин клапан рециркуляции картерных газов находится в левой части двигателя или на перегородке под капотом. 

Снятие, обратная установка и чистка клапана EGR от нагара не вызывают никаких проблем. Чтобы проверить клапан EGR, его надо снять и подключить при помощи обычных проводов к аккумулятору автомобиля через разъем.  Если при этом раздается щелчок, клапан работает, после этого требуется ацетоном или другим растворителем убрать с него нагар. При монтаже требуется выполнение определенных правил:

• на резьбовое соединение клапана наносится высокотемпературный герметик;
• обязательно требуется новая прокладка, даже если старая с виду осталась целой;
• в инструкции к авто найти момент затяжного усилия резьбового соединения, чтобы избежать протечки;
• проверить правильность подключения и целостность подводных трубок.

Заглушка клапана ЕГР

Если клапан или датчик EGR выходит из строя, многие автовладельцы предпочитают просто заглушить или обойти систему рециркуляции. Это оправдано только на старых моторах, выпущенных до 2000 года. В них достаточно просто отключить разъем клапана, если при этом загорается индикатор CHECK, то потребуется дополнительно заглушить вакуумные трубки. В таких моторах, в результате износа часто в выхлопные газы идет сажа и масло, которые возвращаясь во впускном коллекторе при работающей системе рециркуляции, усиливают образование нагара, и чистка клапана ЕГР не улучшит ситуацию.  Недостаток отключения  – повышение расхода топлива за счет того, что двигатель плохо нагревается и быстро остывает, превышение достигает до 25%, особенно в дизелях. Непосредственно заглушка осуществляется специальной пластиной, которую устанавливают на клапан.

Если автомобиль оборудован сажевым фильтром с катализатором, этот процесс существенно осложняется. Клапан EGR в авто – это неотъемлемая часть рабочей системы двигателя, которая связана с другими элементами. Поэтому, чтобы заглушить его, требуется перепрограммировать ЭБУ автомобиля, это лучше сделать на специализированном СТО. Но при этом нужно знать, что после перепрошивки  перегретые выхлопные газы идут через катализатор, поэтому он быстрее выходит из строя, а его замена стоит очень дорого. Поэтому клапан ЕГР лучше заменить, если его отключение не требуется для повышения динамики двигателя.

Видео:Клапан ЕГР! Принцип работы. Глушить или нет?!

Заключение

Рециркуляция отработанных газов – это сознательное занижение динамики двигателя для уменьшения вредных выхлопов и увеличения ресурса его работы. Это осознают многие автомобилисты, принимая решение заглушить эту систему. Но если от двигателя не требуется получение полной отдачи, ее лучше не трогать, это позволит сохранить экологию, продлить срок службы двигателя и снизить потребление топлива, что существенно уменьшит эксплуатационные расходы.

avtocity365.ru

Система рециркуляции отработанных газов EGR, принцип работы

На чтение 3 мин. Просмотров 21 Опубликовано 30.03.2020

Система рециркуляции выхлопных газов (Exhaust Gas Recirculation — EGR) является одной из нескольких систем контроля выхлопных газов автомобиля.

Для чего нужна система EGR

Контроль за выхлопными газами помогает уменьшить количество оксидов азота (NOx). Оксиды азота обычно образуются в процессе сгорания в цилиндрах двигателя.

Их образование резко возрастает при более высоких температурах сгорания (выше 1600 ° C).

Более высокие температуры сгорания также вредны для двигателя. В результате высокой температуры может появиться детонация, когда топливовоздушная смесь воспламеняется в цилиндрах не от искры, а от чрезмерного нагрева.

Поскольку это происходит в неподходящее время, перед искрой, детонация увеличивает нагрузку на детали двигателя.

Длительная детонация может повредить клапаны, поршни и другие детали. Турбокомпрессор также выходит из строя раньше, когда подвергается чрезмерному нагреву.

Система EGR снижает температуру сгорания, отводя небольшую часть выхлопных газов обратно во впускной коллектор.

Как это работает? Выхлопные газы больше не являются горючими. Разбавление всасываемого воздуха выхлопными газами делает смесь воздух / топливо менее горючей.

Не все автомобили оснащены системой рециркуляции отработавших газов. Во многих новых автомобилях используется система изменения фаз газораспределения (variable valve timing — VVT) и другие средства для контроля температуры сгорания и выбросов оксидов азота.

Как контроллер двигателя управляет потоком системы EGR

Блок управления двигателя (ЭБУ) открывает или закрывает клапан EGR для управления потоком в системе. Клапан соединяет выпускной коллектор с впускным коллектором. Клапан EGR нормально закрыт.

Поток EGR отсутствует, когда двигатель холодный, на холостом ходу или при резком ускорении.

Поток рециркуляции отработавших газов достигает максимального значения во время неизменной скорости (крейсерский режим) при умеренной нагрузке.

В некоторых автомобилях клапан EGR управляется вакуумным приводом, как показано на рисунке ниже.

Современные автомобили имеют электрический клапан рециркуляции отработавших газов с шаговым двигателем.

Как контролируется поток системы EGR

Контроллер периодически тестирует систему EGR вместе с другими системами контроля выбросов. Если расход больше или меньше ожидаемого, ЭБУ обнаруживает неисправность и включает индикатор Check Engine на панели приборов.

EGR с датчиком температуры

Существуют разные способы контроля потока EGR. Некоторые автомобили используют датчик температуры EGR, установленный во впускной части системы EGR. Когда клапан рециркуляции выхлопных газов открывается, температура на стороне впуска поднимается от горячих выхлопных газов.

EGR с датчиком DPFE

В более старых автомобилях Ford использовался датчик DPFE (Delta Pressure Feedback EGR), который измеряет расход EGR на основании разницы давлений с обеих сторон измерительного отверстия в выхлопной части системы EGR.

EGR с электрическим клапаном

Современные автомобили используют электрический клапан рециркуляции отработавших газов. Некоторые автомобили также имеют кулер EGR.

ЭБУ управляет потоком EGR, открывая или закрывая клапан EGR с помощью шагового двигателя.

Поток EGR контролируется датчиком абсолютного давления в коллекторе (ДАД / MAP), датчиком массового расхода воздуха (ДМРВ) и датчиком кислорода.

elm3.ru

Нейтрализатор отработанных газов. Устройство и принцип действия

Назначение

Нейтрализатор отработанных газов предназначен для нейтрализации вредных веществ, находящихся в отработанных газах выпускной системы.

Принцип работы

Постоянные усилия разработчиков по улучшению процессов сгорания, оптимизации управления системами двигателя достигли определённой точки, при которой требовались новые методы и способы для уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу многочисленными автомобилями. Разработаны и применяются т.н. нейтрализаторы отработанных газов, которые устанавливаются в выпускной системе. В настоящее время используются нейтрализаторы нескольких типов:

• каталитические;
• термические;
• накопительные;
• и др.

В каталитических процесс нейтрализации интенсифицируется за счёт применения катализаторов, а в термических — за счёт высокой температуры с добавлением воздуха к отработанным газам.

Каталитические нейтрализаторы

Каталитические нейтрализаторы называют окислительными, т.к. они предназначены для окисления СО и СН, находящихся в отработанных газах. За короткое время, пока газы проходят через нейтрализатор, все реакции должны завершиться при температуре 250 — 800 град.

При температуре менее 250 град, эффективность нейтрализатора мала, а при температуре выше 1 000 гр. происходит «спекание» мелких кристаллов платины и разрушение активной поверхности, т.е. дезактивация нейтрализатора.

Рис. Окислительный нейтрализатор

На рисунке представлена конструкция каталитического нейтрализатора. 1 — керамическая пористая основа с нанесённым покрытием из платины и родия, 2 — изоляционные и теплоотводящие компоненты, 3 — датчик содержания кислорода в отработанных газах. Дезактивация катализатора особенно велика в первые 20 тыс.км. Особенно быстро дезактивация наступает при использовании этилированного бензина. Повторим, что рабочая температура в нейтрализаторе 400-700 гр., поэтому для быстрого прогрева и эффективной работы нейтрализатор располагают ближе к выпускному коллектору. Такое расположение является положительным фактором при холодном пуске и прогреве двигателя — нейтрализатор быстрее начинает работать, но при этом повышается его эксплуатационная температура, а это может способствовать дезактивации катализатора.

Блок-носитель каталитического нейтрализатора делают из керамики сотовой структуры, гофрированной фольги из нержавеющей стали или в виде сферических гранул из оксида алюминия, которые укладывают в металлический цилиндр, закрытый по торцам сетками. На поверхность носителя наносится каталитический материал и помещают внутрь корпуса из нержавеющей жаропрочной стали. Между блоком-носителем и корпусом ставится терморасширяющаяся прокладка. Для уменьшения вибрационных нагрузок нейтрализатор присоединяется шарнирными соединениями или компенсаторами колебаний.

Рис. Эффективная зона работы нейтрализатора

На рисунке показана зона эффективной работы нейтрализатора. Заштрихованная область — зона «стехиометрической» смеси, по оси абсцисс (В) отображено отношение «воздух-топливо», по оси ординат (А)-эффективность работы нейтрализатора.

В зоне «богатых» смесей — от 10 до 14,6 преобладают высокие концентрации оксида азота(NОх) и низкие СО и СН. Нейтрализаторы, преобразующие СО, СН, N0, называют трёхкомпонентными или бифункциональными. Для нейтрализации смеси оксида азота, получающегося в процессе сгорания смеси, используются реакции его восстановления до азота N2 и аммиака Nh4. В материалах, служащих катализатором при нейтрализации вредных веществ, используются платина, палладий, родий и др.

Трёхкомпонентные нейтрализаторы являются окислительными и восстановительными. В связи с тем, что состав вредных веществ резко меняется в зависимости от «обогащения» или «обеднения» топливовоздушной смеси, необходимо поддерживать работу двигателя в районе «стехиометрической» смеси.

Для выполнения такой задачи используется электронное управление работой двигателя с системой обратной связи (замкнутая система). Датчики, обеспечивающие работу обратной связи, называются: лямбда зондами (отношение «воздух-топливо») и устанавливаются до и после нейтрализатора, а также термометры газов в зоне процессов нейтрализации и окисления вредных веществ.

Термические нейтрализаторы

Термические нейтрализаторы представляют собой камеру, в которой при высокой температуре окисляются СО и СН. При работе двигателя на обогащенной смеси, требуется подача воздуха перед нейтрализатором. При работе на обеднённой смеси температура будет не высокой и требуется дополнительный прогрев нейтрализатора. Термический нейтрализатор начинает работать при температуре 600 гр, что существенно выше, чем у каталитических нейтрализаторов. Кроме этих требований, нужны более прочные и жаростойкие материалы, стойкость к высокой коррозионной агрессивности. Не получили широкого распространения.

Ранее отмечалось, что нейтрализатор не работает на режимах прогрева двигателя, т.к. температура в нём не достаточно высока, кроме того, двигатель в это время работает на обогащенных смесях и в отработанных газах нет достаточного количества кислорода, необходимого для окисления СН в нейтрализаторе.

Для ускоренного прогрева нейтрализатора уменьшается угол опережения зажиганием, или электрическим подогревом нейтрализатора путём сжигания перед ним топлива в горелке, или подачи воздуха в, поток отработанных газов с помощью специального насоса.

Рис. Методы подогрева нейтрализатора: 1 — топливная форсунка, 2 — нейтрализатор, 3 — свеча для поджигания смеси, 4 — воздушный насос

В некоторых системах используют «стартовый» нейтрализатор, который устанавливается перед или параллельно основному При параллельном расположении весь поток отработанных газов направляется в стартовый нейтрализатор, который быстро прогревается и начинает эффективно работать.

После прогрева двигателя поворотом заслонки поток газов направляется в основной нейтрализатор. На рисунке приведена одна из схем построения системы с параллельным и основным нейтрализаторами.

Рис. Система со стартовым нейтрализатором: 1 — двигатель, 2 — стартовый нейтрализатор, 3 — глушитель, 4 — основной нейтрализатор, 5 — кислородный датчик (лямбда-зонд), 6 — заслонка

При очистке отработанных газах дизельных двигателей внимание уделяется сокращению содержания твёрдых частиц и оксидов азота (NOx). Приведём краткое описание некоторых способов очистки ОГ, применяемых в дизельных двигателях.

Фильтр твёрдых частиц используется для сбора и их дальнейшей регенерации. Используется с окислительным нейтрализатором. Перед и после нейтрализатора и фильтра твёрдых частиц устанавливаются датчики давления и температуры, по которым косвенным способом определяется загрязнение элементов. Далее ЭБУ двигателем переводит работу двигателя на разные режимы для запуска системы регенерации твёрдых частиц.

Накопительный нейтрализатор NOx

Накопительный нейтрализатор NOx собирает на своей поверхности оксиды азота, а затем конвертирует их в азот (N2). При холодном пуске отработанные газы нагреваются для сокращения количества NOx. ЭБУ двигателем периодически обогащает, а затем обедняет рабочую смесь и, тем самым, создаёт условия для разложения оксидов азота.

Расположение

После выпускного коллектора сразу в подкапотном пространстве или под днищем автомобиля. Обычно снизу дополнительно защищен металлической сетчатой пластиной.

Неисправности

Засоряется от некачественных (или несгоревших) топлив и масел. Разрушается при уларах. Обычно двигатель не запускается при правильности всех параметров, т.к. отработанным газам некуда выходить — выпускная система забита.

Методика проверки

Если возникли подозрения на неисправность нейтрализатора, необходимо проверить давление газов перед нейтрализатором. Холостой ход — не более 0,9 bar и режим нагрузок (примерно 3000 оборотов) не более 2,5 bar. Если нет измерительного манометра — просто выкрутить кислородный датчик для выпуска отработанных газов. Если двигатель запустился, значит нейтрализатор «забит». Признаком неисправности нейтрализатора служат раскалённые газы, идущие из выпускной системы; перегрев двигателя и «хлопки» во впускной коллектор.

Ремонт

Нейтрализатор отработанных газов ремонту не подлежит. Пробивать отверстие в нейтрализаторе нельзя, можно разрезать и удалить все внутренности, что не приветствуется по причине нарушения экологических норм выброса отравляющих веществ. Лучше заменить на новый, как обычный сменный элемент со своим сроком службы (примерно 150 тыс.км.).

ustroistvo-avtomobilya.ru

система рециркуляции отработавших газов — Toyota Land Cruiser Prado, 3.0 liter, 2011 year on DRIVE2

Интересная статья.

EGR: система рециркуляции отработавших газов

Система рециркуляции отработавших газов ЕГР (англ. Exhaust Gas Recirculation) является решением, которое снижает уровень оксидов азота в отработавших газах бензинового или дизельного двигателя. Данная система применительно к современным ДВС отсутствует только на бензиновых турбомоторах.

Для дизельных двигателей выдвигаются различные требования касательно стандартов токсичности отработавших газов. По этой причине EGR дизельного мотора может быть реализована по различным схемам. Система рециркуляции отработавших газов ЕГР дизельного двигателя может быть:

* системой высокого давления;
* ЕГР низкого давления;
* комбинированной системой EGR;

Рекомендуем также прочитать статью об особенностях эксплуатации дизельного двигателя зимой. Из этой статьи вы узнаете о присадках в дизтопливо, свечах накала, подогреве солярки, а также о профилактических мерах для уверенного запуска дизельного мотора при отрицательных температурах.

Для чего нужна система EGR

Главной функцией системы EGR становится частичный возврат отработавших газов назад во впускной коллектор двигателя для дожигания. ЕГР дизельного двигателя позволяет сделать работу моторов подобного типа более мягкой и плавной, бензиновые агрегаты с EGR меньше страдают от детонации. Система рециркуляции отработавших газов способна улучшить эксплуатационные показатели дизельного или бензинового ДВС, понизить расход топлива. Выхлоп мотора с ЕГР становится менее токсичным.

egr

Главной задачей системы EGR является эффективное понижение уровня оксидов азота в выхлопе. Образование оксидов азота в процессе работы мотора вызвано высокой температурой. Рост температуры в камере сгорания ДВС приводит к активному увеличению содержания оксидов азота в топливно-воздушной смеси. Высокая температура в камере сгорания ДВС приводит к тому, что кислород и азот, которые содержатся в подаваемом воздухе, начинают взаимодействовать между собой.

Воздух попадает в разогретую камеру сгорания двигателя, где далее активно образуются окиси азота. Это означает, что кислород, который необходим для полноценного сжигания бензина в агрегатах данного типа начинает замещаться указанными оксидами азота. Рабочая смесь при условии недостатка кислорода сгорает не полностью, в результате чего теряется мощность двигателя, заметно повышается расход топлива, а также возрастает токсичность выхлопных газов ДВС.

check engine

Если вернуть часть отработавших газов во впускной коллектор, это позволяет немного снизить температуру сгорания топливно-воздушной смеси. Понижение температуры автоматически уменьшает интенсивность образования оксидов азота.

Попадание части отработавших газов обратно во впуск практически не изменяет требуемого соотношения базовых компонентов для получения качественной топливно-воздушной смеси, сам двигатель не теряет мощности на различных режимах, а также наблюдается экономия топлива.

Отключение клапана ЕГР

В Европе и других развитых странах к вопросам экологии подходят достаточно строго. На территории СНГ по вопросу ЕГР существует множество споров. Темами обсуждения среди автолюбителей становятся топики касательно того, как «заглушить» ЕГР дизельного или бензинового мотора, нейтрализовать систему рециркуляции отработавших газов, отключить клапан ЕГР дизеля и т.д.

.

Многие уверены, что система рециркуляции «душит» мотор и ЕГР отнимает мощность, не позволяя цилиндрам двигателя наполняться чистым воздухом в полной мере. К таковым относятся любители тюнинга дизельного мотора. Не менее частой причиной отказа от рециркуляции становится сильное загрязнение впускного коллектора и быстрый выход из строя датчиков системы, а также клапана EGR.

Все элементы системы рециркуляции страдают от нагара в условиях эксплуатации мотора на топливе низкого качества. Ремонт системы требует определенных финансовых з

www.drive2.com

Устройство и принцип функционирования системы выпуска отработавших газов

Выхлопная система (совокупность выхода отработанных газов) — предназначена для вывода отработанной смеси из состава рабочих систем транспортного средства. Помимо основной функции удаления газов, совокупность выхлопа отвечает за снижение шума при работе транспортного средства. Рассматриваемая система производит вывод сгоревших веществ из цилиндров двигательной системы, тем самым охлаждая рабочие компоненты ДВС. Еще одной, не менее важной функцией выхлопной совокупности в составе современного транспортного средства является поддержание уровня экологичности транспортного средства, поскольку именно система выпуска отработавших газов производит частичную очистку сгоревших веществ перед их выпуском в атмосферу.

Поскольку нормы экологии к современным автомобилям постоянно возрастают, продукты современного автомобилестроения имеют более совершенную выхлопную совокупность с хорошими показателями снижения токсичности. В последних моделях транспортных средств между трубкой приема газового потока и резонатором устанавливается катализатор, который отвечает за снижение уровня токсичных веществ перед выпуском газов в атмосферу. Помимо этого, данный элемент способствует более равномерной работе системы, что позволяет снизить уровень шума в ходе ее эксплуатации.

Сегодняшняя совокупность выпуска отработавших газов имеет в себе достаточно большое количество составляющих, среди которых: коллектор выпуска отработанных веществ, нейтрализатор, глушитель, патрубки соединения. Помимо всех указанных компонентов, выхлопная система дизеля оснащается сажевым фильтрующим элементом. Все компоненты выхлопной совокупности находятся в донной части транспортного средства.

Коллектор выпуска отработанных газов.

Данный элемент отвечает непосредственно за отвод сгоревшей топливной смеси из цилиндров двигательной системы. Также коллектор выпуска производит вентилирование рабочих цилиндров движка, поддерживая их оптимальный температурный режим. Несмотря на то что первичная функция выхлопной системы кажется простой и понятной, нельзя недооценивать ее роль в работе двигателя авто. Габариты и форма коллектора выпуска во многом определяет направление газового потока, что также влияет на уровень вибрации при прохождении сгоревшего топлива. В связи с этим выпускной газовый коллектор влияет на производительность двигательной системы.

Поскольку для своевременной подачи новой топливной смеси, необходим регулярный отвод отработанных газов из системы двигателя — процесс вывода сгоревшего топлива должен происходить согласно процессу подачи бензина. В ходе эксплуатации транспортного средства, коллектор выпуска отработанных газов постоянно работает в сложных температурных условиях. Для увеличения срока эксплуатации коллектора выпуска даже при постоянном воздействии высоких температур, его корпус изготавливают из специального чугунного сплава, который является устойчивым к воздействию больших тепловых нагрузок.

Труба глушителя.

Следующим элементом выхлопной системы, который непосредственно соединен с коллектором отвода сгоревшего топлива, является глушащая трубка. Для правильной работы выхлопной совокупности, производители транспортных средств были вынуждены предусмотреть в системе дополнительную изоляцию, для защиты от посторонних воздействий двигательной совокупности. Функцию снижения воздействий, поступающих от двигателя выполняет специальная муфта, изолирующая вибрацию. Данный элемент выходной совокупности транспортного средства имеет вид эластичного шланга, покрытого защитной оболочкой из стали.

Нейтрализатор.

Катализатор выполняет роль снижения уровня токсичных примесей в составе отработанных газов. Данный элемент получил широкое распространение в настоящем автомобилестроении в связи с увеличением требований экологии к транспортным средствам. В зависимости от производителя и марки транспортного средства, форма и место нахождения каталитического нейтрализатора могут различаться. Но, вне зависимости от структуры данного компонента выхлопной системы, его основной функцией остается снижение уровня токсичности в сгоревших газах.

Современные транспортные средства оснащаются более совершенными катализаторами, включающими в себя три фильтрующих компонентов. Такой каталитический нейтрализатор, снижает уровень содержания вредных веществ, входящих в состав отработанной топливной смеси. При такой конструкции выхлопной системы, отработанный газ выходит в окружающую среду практически без остатка углерода, оксида азота и оксида углерода.

Как было сказано выше, выхлопная совокупность транспортного средства, оснащенного дизельным двигателем имеет свои особенности. Основным отличает выходной совокупности на дизеле является наличие сажевого фильтра. Данный фильтрующий элемент, как становится понятно из названия, снижает показатель сажи в составе отработанной смеси перед ее отправкой в атмосферу. В некоторых выходных совокупностях, фильтрующий элемент напрямую соединяется с катализатором. Такая конструкция выходной совокупности зарекомендовала себя как наиболее совершенная и экологичная. Количество систем, контролирующих уровень экологии транспортного средства постоянно увеличиваются.

В составе автомобилей нового поколения, существуют следующие системы, обеспечивающие снижение уровня токсичности сгоревшей смеси: совокупность охлаждения картера, система обратной циркуляции сгоревших газов, система обнаружение паров топливной смеси.

Анализатор кислорода, передает электронному блоку управления двигателем показания воздушного потока в отработанной смеси. Благодаря полученным сигналам, совокупность, контролирующая работу двигателя, производит формирование оптимальной смеси топлива и воздуха. Несмотря на то что анализатор кислорода входит в состав выходной совокупности, основной его задачей остается поддержание правильной работы двигательной системы.

В составе современного транспортного средства как правило находятся несколько  анализатора. Один из них находиться перед катализатором, второй размещается сразу после него. Помимо указанных конроллеров, в системы выхода отработанной смеси, как правило, монтируются следующие анализаторы: датчик определения температуры отработанных газов, анализатор оксидов азота. Каждый из анализаторов, расположенных в составе выходной совокупности, принимает участие в формировании топливовоздушной смеси и выполняет важную функцию в ходе эксплуатации транспортного средства.

Глушитель, наиболее известный элемент системы выхода отработанной смеси. Данное устройство отвечает за снижение уровня шума при эксплуатации транспортного средства. Сам глушащий элемент включает в себя несколько составляющих: устройство предварительного снижения шума (резонатор) и элемент основного подавления шума. Небольшая совокупность постоянно изменяет направление движения газов, что приводит к уменьшению шума при выходе смеси.

Нередко, в ходе эксплуатации транспортного средства можно заметить посторонний шум, вызванный механическим повреждением одного из компонентов глушащего элемента. В случае большинства неисправностей, поврежденный элемент выхлопной системы заменяют на новый. При наличии специального оборудования и необходимых навыков для проведения сварочных работ, можно выполнить восстановление глушителя своими руками.

Зная основные элементы и принцип работы выхлопной системы, можно быстро определить причину неисправности и своевременно принять необходимые меры!

Система выпуска отработавших газов имеет относительно простое устройство, что дает возможность устранить большую часть поломок своими руками. Лучшим решением при повреждении того или иного элемента совокупности будет его замена. В большинстве случае, восстановленный глушитель быстро выходит из строя и подлежит обязательной замене.

carmend.ru

Смотрите также

• 
  Автоматическая коробка передач неисправности и их устранение
• 
  Что делать если двигатель пошел в разнос
• 
  Как сделать лебедку
• 
  Ваз 2109 карбюратор троит двигатель не тянет и дергается
• 
  На холостых плохо греет печка ваз 2114
• 
  Троит двигатель шевроле нива причины
• 
  Протяжка головки блока цилиндров ваз 2109
• 
  Надо ли доверенность на управление автомобилем
• 
  Защита пленкой авто
• 
  Ваз 2109 не работает задний правый поворотник
• 
  Какая охлаждающая жидкость лучше