Как работает система выпуска отработавших газов

Свойства и выбор.

Термолента представляет собой полосу текстиля, выполненного из волокон, обладающих высокой термической стойкостью.

Изначально основным материалом выступал асбест. После запрета его использования (попадающие в воздух волокна асбеста представляют серьезную угрозу для здоровья), ленту стали производить на основе других жаропрочных веществ. Сегодня изделия выполняют с применением кремнеземных нитей и составов на основе графита. Первые отличают более высокие рабочие температуры.

Новые технологии позволяют получать нити на базе керамики, карбона, керамзита, базальта. Применяются способы осаждения на волокнах частиц расплавов минеральных компонентов (технология LR), дающие в результате прочную ткань, устойчивую к экстремально высоким температурам, не содержащую вредных для экологии и здоровья человека веществ.

При выборе учитываются несколько характеристик:

  • Предельная температура. Подавляющее большинство материалов рассчитаны на температуру 800-1100 градусов без потери свойств. Такие ленты подойдут для теплоизоляции коллекторов нетурбированных двигателей, обмотки автомобильных глушителей, тюнинга выхлопных систем мотоциклов. Для турбо агрегатов требуются предельные показатели 1500 градусов и выше, которые также обеспечиваются некоторыми продуктами в ассортименте производителей.
  • Ширина полосы. Материал поставляется рулонами шириной от 25 мм и длиной 2м и более. Выбор определяется удобством намотки. Коллектор выпускной системы обматывают лентой шириной 25мм, для тюнинга мотоциклетных глушителей удобнее полоса 50 мм.

Цвет. Недавно номенклатуру составляли ленты белого, черного и бронзового цвета. Сейчас ассортимент производителей существенно расширен, что позволяет владельцам мотоциклов подобрать решение, точно соответствующее используемой цветовой гамме байка.

На рынке представлен широкий выбор ленты нескольких производителей:

Thermo-Tec. Продукция компании наиболее широко известна, включает максимально широкий набор предложений. Материалы производятся с использованием прогрессивных технологий, отличаются высоким качеством и износостойкостью (срок службы составляет около 3 лет). Цена начинается от 25-30 долларов США.

  • Nova – компания выпускает автомобильное оборудование и материалы. Продукция приемлемого качества отличается привлекательной ценой (средняя стоимость порядка $20).
  • Астра. Выпускает ленты неплохого качества, но уступающие по основным показателям продукции лидеров. Основное преимущество – низкая стоимость, практически не превышающая 1000-1500 рублей.

Видео с рекомендациями по выбору.

Отличия по типу двигателя

Существуют разные модели, температурный режим которых будет отличаться. Например, встречаются обычные моторы и форсированные, второй тип более сильно греется. Процессы горения в них происходят иначе, поэтому клапан термостата срабатывает в разное время. Кроме этого, у разных моделей устанавливаются различные системы охлаждения, работающие с конкретной скоростью и интенсивностью.

От того, как настроен и когда срабатывает датчик температуры, зависит момент включения вентилятора с электроприводом

Обратите внимание на то, что модели авто с инжектором и карбюратором имеют разные настройки, и термостат даже для одной и той же машины, но с разной системой питания требуется свой. Этот прибор напрямую влияет на нагрев двигателя, поэтому выбору в случае замены требуется уделить особенное внимание

Система охлаждения может быть открытой или закрытой в зависимости от конструкции силового агрегата. Открытый тип охлаждения сообщается с атмосферным воздухом, это означает, что он может и покидать ее, но уже в парообразном состоянии. Многие типы охлаждающей жидкости закипают при температуре 100 градусов. Если система закрытая, она оснащается специальными клапанами, которые связывают конструкцию с атмосферным воздухом. Они находятся в радиаторе и могут быть в крышке расширительного бачка. Если в системе резко повышается давление, она имеет возможность выпустить пар через эти клапана.

При закрытой системе антифриз может закипать не при 100 градусах, а при более высокой температуре – 110-120 градусов. Однако опасность такой системы заключается в том, что при ее разгерметизации мотор резко закипает. Это может произойти, например, при отказе клапанов. Все жидкости устремляются наружу, при этом давление в системе образуется высокое, что может вызвать ее серьезные повреждения.

Для современных моторов, которые в угоду экологии имеют несколько другую конструкцию, при которой тепловой режим двигателя становится больше, требуется применять специальные масла на синтетической основе. Они не только сами не закипают при всяких температурах и не оставляют нагар, но и способствуют лучшему охлаждению системы. При их использовании поддерживается стабильная рабочая температура бензинового двигателя.

Чтобы тепловой режим мотора для полного сгорания топлива выдерживался в требуемом качестве, нужны и другие масла, так как нередко использующаяся продукция просто не может обеспечивать полноценную защиту при высоких температурах. Это отрицательно сказывается на ресурсе силовых установок, не рассчитанных работать в подобных температурных режимах. Оптимальный тепловой режим в пределах 85-90 градусов обеспечивает экономию топлива и минимальный износ деталей в различных условиях и режимах работы. Для поддержания системы охлаждения всегда в рабочем состоянии рекомендуется периодически проходить диагностику для беспроблемной эксплуатации вашего автомобиля.

Неисправность топливной системы

Под данной неисправностью подразумевается любое нарушение или отказ, вызывающие обеднение или обогащение топливо-воздушной смеси.

Количество воздуха (или кислорода), необходимое и достаточное для полного окисления топлива (в СО2 и Н2О), называется теоретически необходимым количеством воздуха (или кислорода). В среднем для сгорания 1 кг топлива необходимо 14,8 кг воздуха. В действительности эта величина сильно зависит от состава бензина (способа получения) и может колебаться от 13,8 до 15,2.

Количество воздуха, при котором происходит сгорание топлива, может отличаться от теоретически необходимого. В этом случае сгорание происходит с избытком или недостатком воздуха. Для оценки соотношения между топливом и воздухом используется коэффициент избытка воздуха альфа — отношение количества располагаемого для сгорания воздуха к теоретически необходимому.

При альфа 1,0 (избыток воздуха) смесь называется бедной. Многоцилиндровый двигатель может устойчиво работать в диапазоне альфа от 0,5 до 1,15.

Влияние коэффициента избытка воздуха на процесс сгорания и тепловое состояние двигателя даны на рис. 3 и 4.У карбюраторных авиационных двигателей коэффициент избытка воздуха заключен в пределах 0,70…1,10. Чаще всего двигатели работают на богатой смеси с недостатком воздуха. Объясняется это тем, что двигатель развивает наибольшую мощность при богатой смеси 0,85…0,90. На взлетном режиме смесь обогащается до 0,75…0,80 для снижения рабочих температур головок цилиндров и выпускных клапанов. С уменьшением нагрузки (дросселированием) тепловое состояние двигателя становится менее напряженным, что дает возможность перейти на более бедные смеси. Работа на бедной смеси (1,05…1,10) сопровождается падением мощности (на 4…6%) и увеличением экономичности (на 10…15%) по сравнению с работой на составе смеси, соответствующей максимальной мощности двигателя. У многоцилиндровых двигателей, обычно страдающих неравномерностью распределения топлива по цилиндрам, приходится устанавливать состав смеси по наиболее бедно работающим цилиндрам. В этом случае редко удается обеспечить устойчивую работу при значениях альфа > 1,05 (для всего двигателя). Работа на бедных смесях возможна только при дросселировании, при мощностях порядка 0,6…0,9 номинальной мощности. На режиме малого газа смесь необходимо обогатить до 0,65…0,70 для обеспечения устойчивой работы и улучшения приемистости. Для надежного запуска холодного двигателя требуется еще большее обогащение смеси до 0,45…0,55.

Оптимальный состав топливо-воздушной смеси на всех режимах работы двигателя должен обеспечивать карбюратор. Шесть систем карбюратора:

• поплавковая камера,• пусковая система,• система холостого хода,• промежуточная система,• система частичной нагрузки,• система полной нагрузки

отвечают за приготовление топливовоздушной смеси на различных режимах работы двигателя.

Учитывая характеристику карбюратора можно сделать следующие выводы:1. Небольшое обогащение топливо-воздушной смеси сопровождается уменьшением температуры головки цилиндра и выхлопных газов.2. Небольшое обеднение топливо-воздушной смеси сопровождается значительным ростом температуры головки цилиндра и выхлопных газов. Наиболее опасно обеднение смеси на режимах 4500…5000 об/мин и 6000…6800 об/мин.3. Сильное обеднение или обогащение смеси вызывает значительное падение температуры головки цилиндра и выхлопных газов. Т.к. падает скорость сгорания, максимум давления достигается в более поздний момент, что вызывает жесткую работу двигателя.4. Сильное обеднение смеси (уменьшение подачи топлива) вызывает снижение мощности, происходит самопроизвольное падение оборотов, как правило до 4500 об/мин (наименьший удельный расход топлива).5. Сильное обеднение или обогащение смеси в одном из цилиндров сопровождается повышенными вибрациями, падением температур данного цилиндра, пропусками зажигания и полным отключением цилиндра.

Основные причины обогащения смеси:• загрязнения воздушного фильтра,• нарушение регулировки карбюратора (одной или нескольких систем),• повышенное давление топлива,• «тяжелый» воздушный винт.Основные причины обеднения смеси:• подсос воздуха в топливную систему или впускной патрубок,• нарушение регулировки карбюратора (одной или нескольких систем),• снижение производительности насоса,• засорение элементов топливной системы,• неправильная установка крейсерского режима (при движении РУД от высоких оборотов к низким).• «легкий» воздушный винт.

Количество и температуру выхлопных газов — под контроль!Пожалуйста, оцените эту страницу

По каким критериям выбирать герметик для глушителя

Несмотря на все разнообразие представленных в магазинах герметиков для глушителей автомобиля не стоит покупать первый попавшийся на глаза! Сначала нужно внимательно ознакомиться с его описанием, и лишь потом принимать решение о покупке

Так, при выборе того или герметика необходимо обращать внимание на следующие факторы

Температурный рабочий диапазон

Это один из важнейших показателей. Теоретически, чем выше максимально допустимая рабочая температура — тем лучше. Это означает, что герметик даже при длительной работе и высоких температурах не потеряет своих свойств длительное время. Однако на самом деле это не совсем так. Многие производители сознательно вводят потребителей в заблуждение, указывая максимально допустимую температуру, с которой герметик может справиться лишь малое время. Естественно, что такое значение будет выше. Поэтому нужно смотреть не только на максимально допустимое значение температуры, но и на время, которое рассчитан герметик при этой температуре.

Агрегатное состояние

В частности, жаростойкие герметики глушителя и выхлопной трубы делятся на силиконовые и керамические.

Силиконовый герметик после застывания остается немного подвижным, и при вибрации или мелких сдвигах обработанных деталей не теряет своих свойств. Такие используют на прокладках при соединении элементов выхлопной системы.

Керамические герметики (их еще называют пастами или цементами) после застывания становятся полностью неподвижными (каменными). Из-за чего применяется для замазывания трещин или проржавевших дыр. Соответственно, при возникновении вибраций они могут дать трещину.

Между элементами системы выхлопа автомобиля всегда есть небольшие сдвиги и вибрации. Тем более что и в движении машина постоянно вибрирует сама по себе. Соответственно, желательно применять пасту герметик для глушителя на основе силикона. Цемент для глушителя подойдет разве что непосредственно для обработки корпуса самого глушителя.

Тип герметика

Герметизирующие материалы, используемые для ремонта элементов системы выхлопа, делятся на несколько типов, отличающихся своими эксплуатационными характеристиками.

  • Клей для ремонта выхлопной системы. Подобные составы предназначены для заделки небольших отверстий и/или трещин в выхлопной трубе и прочих частей. Как правило, создается на основе стекловолокна и дополнительных присадок. Отличается тем, что быстро застывает (примерно за 10 минут). Устойчив к термическим нагрузкам, однако при сильных механических нагрузках может также дать трещину.
  • Монтажная паста. Обычно используется для обработки фланцевых и рукавных соединений. Как правило, используется при монтаже новых деталей или при ремонте и установке отремонтированных. Под воздействием высоких температур быстро застывает и долго держит свои свойства.
  • Герметик для глушителя. Это один из наиболее распространенных вариантов. Выполняется на базе силикона с термическими присадками. Может использоваться как в качестве профилактического, так и ремонтного средства. Силиконовый герметик можно использовать непосредственно в глушителе, трубах, резонаторе, выпускном коллекторе. Застывает не сразу.
  • Цемент для глушителя. Эти составы обладают очень большой твердостью и выдерживают наибольшую температуру. Однако их можно использовать для ремонта лишь неподвижных частей — корпусов глушителя, резонатора, а также для обработки стыков. Цемент очень быстро высыхает под воздействием высокой температуры.

Холодные двигатели

Пар из выхлопной трубы холодной машины

В течение первых двух минут после запуска двигателя автомобиля, который не эксплуатировался несколько часов, количество выбросов может быть очень высоким. Это происходит по двум основным причинам:

  • Требование об увеличенном соотношении воздух-топливо в холодных двигателях : при запуске холодного двигателя топливо не испаряется полностью, вызывая более высокие выбросы углеводородов и окиси углерода , которые уменьшаются только по мере того, как двигатель достигает рабочей температуры. Продолжительность этой фазы запуска была сокращена за счет достижений в области материалов и технологий, включая , меньшую длину всасывания и предварительный нагрев топлива и / или всасываемого воздуха.
  • Неэффективный каталитический нейтрализатор в холодных условиях : Каталитические нейтрализаторы очень неэффективны, пока не нагреются до их рабочей температуры . Это время было значительно сокращено за счет перемещения преобразователя ближе к выпускному коллектору и, тем более, размещения небольшого, но быстро нагреваемого преобразователя непосредственно у выпускного коллектора. Небольшой преобразователь справляется с выбросами при запуске, что дает достаточно времени для нагрева большего основного преобразователя. Дальнейшие улучшения могут быть реализованы разными способами, включая электрический нагрев, тепловую батарею, предварительный нагрев в химической реакции, нагрев пламенем и суперизоляцию.

Сравнительный расход топлива после запуска холодного двигателя (10 ° С )

Есть много споров нужен ли EGR на дизеле, система нужная, много плюсов, но как всегда есть и минусы, чего больше, каждый в праве выбирать сам. После покупки и установки двигателя OM 603 TD, была необходимость снять турбину и выхлопной подающий газы на турбину коллектор, на этом коллекторе есть клапан EGR, при снятии и осмотре этого клапана обнаружилось около 5-8 мм липкой массы на стенках клапана и подающей воздух в цилиндры трубы. Первое решение помыть и поставить все на место, но изучив тему подробней, EGR — удалю.

Подборку статей, и рассуждений в интернете выкладываю для рассмотрения и обсуждения.

Всё о EGR (система рециркуляции выхлопных газов)Назначение и принцип действия Как известно, наиболее токсичными составляющими выхлопных газов автомобилей являются углеводороды, оксиды углерода и оксиды азота. С первыми двумя довольно эффективно справляется каталитический нейтрализатор, оксиды же азота «отсеиваются» им недостаточно. Для уменьшения вредных выбросов оксидов азота и была создана EGR (Exhaust Gas Recirculation) – система рециркуляции выхлопных газов. Она не предназначена для улучшения технических характеристик мотора, а устанавливается исключительно из экологических соображений. Идея заключается в том, чтобы на определенных режимах работы двигателя подавать некоторую часть отработанных газов из выпускного коллектора во впускной. Повышенное содержание окислов азота в выбросах ДВС вызывается высокой температурой в камере сгорания. Катализатором реакции горения является кислород: чем больше кислорода – тем выше температура. А если подмешать к воздуху выхлопные газы, то содержание кислорода в нем уменьшится. В результате температура сгорания смеси и, соответственно, токсичность выхлопных газов понижаются. EGR устанавливается и на бензиновые (кроме турбированных), и на дизельные двигатели. За счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество оксидов азота. Кроме улучшения экологических показателей (выброс NOx снижается до 50%), имеются еще некоторые «побочные» положительные последствия. В бензиновых моторах порция выхлопных газов, снижая разряжение во впускном коллекторе, уменьшает насосные потери, что способствует снижению расхода топлива на 2-3%. Работа при пониженной температуре в бензиновых двигателях снижает риск возникновения детонации, а работа дизельных моторов становится более мягкой. Выброс сажи у дизелей с системой EGR уменьшается на10%. Алгоритм работы EGR зависит от типа двигателя. В дизелях клапан открывается на холостом ходу и подает до 50% объема воздуха на впуске. С ростом оборотов клапан пропорционально закрывается до полного закрытия при максимальной нагрузке. При прогреве мотора клапан также полностью закрыт. В бензиновых двигателях EGR не включается на холодном двигателе, на холостом ходу и на оборотах максимального крутящего момента. При низкой и средней нагрузке система обеспечивает 5-10% подаваемого на впуск воздуха. Стоит отметить, что EGR зачастую превращается в головную боль для наших автомобилистов. Система довольно капризна, при ее работе (особенно на отечественном топливе) клапан EGR, впускной коллектор и находящиеся в нем датчики покрываются нагаром, что приводит к нестабильной работе двигателя. Клапан EGR – деталь дорогостоящая, поэтому многие автовладельцы вместо его замены прибегают к глушению всей системы. А почему EGR не устанавливается на бензиновые турбодвигатели? На атмосферных двигателях система работает практически только на средних оборотах. А на моторах с турбонаддувом рабочий диапазон еще меньше — и выходит, что цель не оправдывает средства. Поэтому производители применяют другие способы снижения выбросов NOx: жидкостное охлаждение наддувочного воздуха (что снижает температуру в камере сгорания) и бесступенчатую систему изменения фаз газораспределения (обеспечивающую внутреннюю рециркуляцию отработавших газов). При внутренней рециркуляции часть выхлопных газов попадает обратно в цилиндр в моменты перекрытия клапанов, когда одновременно открыты и впускной и выпускной клапаны. Технически перекрытие можно организовать и с помощью подбора формы кулачков распредвала, но в этом случае рециркуляция будет осуществляться на всех режимах работы двигателя. В системах же бесступенчатого регулирования перекрытие клапанов по команде блока управления происходит только в необходимых режимах.

Влияние выхлопных газов на здоровье человека [ править | править код ]

Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ, доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4—5 % от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается. Непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются, образуя ядовитые кислородсодержащие соединения — составляющие смога.

Качество дожигания на современных катализаторах таково, что доля СО после катализатора обычно менее 0,1 %.

Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды — сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензпирен, кроме него, обнаружены производные антрацена:

Кроме того, при использовании сернистых бензинов в отходящие газы могут входить оксиды серы, при применении этилированных бензинов — свинец (тетраэтилсвинец), бром, хлор, их соединения. Считается, что аэрозоли галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога.

Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, вызывает общее ослабление организма — иммунодефицит. Кроме того, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний. Например, дыхательной недостаточности, гайморита, ларинготрахеита, бронхита, бронхопневмонии, рака лёгкого. Также выхлопные газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга. Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы. Также выхлопные газы повреждают ткани нервной системы и повышают риск развития деменции .

Отравления в замкнутом пространстве

Довольно часты случаи отравления выхлопными газами, в том числе с летальными исходами автомобилистов в гаражах, закрытых стоянках и внутри автомобилей (при утечке в салон), при плохой вентиляции. Также бывали случаи отравления выхлопными газами в квартирах домов, находящихся вблизи автостоянок (вдыхание выхлопных газов приводит к накоплению токсичных веществ в организме человека). Для борьбы с такими случаями вводятся строительные нормы вентиляции стоянок и сооружений, связанных с эксплуатацией и обслуживанием автомобилей.

Конструкция выпускной системы автомобиля

Для того, чтобы существенным образом снизить пагубное воздействие выбросов CO2 на окружающую среду, а также человеческое здоровье, современные автопроизводители оборудую свои автомобили качественным выхлопом. Он состоит из следующих компонентов:

  • коллектор выпускной – в данном случае речь идет про элемент, задействованный для отвода газов, а также последующего охлаждения, методом продувки цилиндров мотора. Коллектор чаще всего выполняется из крепких и жаростойких материалов, которые не будут подвергаться пагубному воздействию отработанных газов, которые могут на выходе разогреваться от 700 до 1000 градусов Цельсия;
  • приемная труба – это металлическая труба, которая имеет достаточно сложную форму. Элемент крепится при помощи фланца к коллектору или к турбокомпрессору;
  • нейтрализатор каталитического типа – это конструктивный элемент, который устраняет из отработки наиболее вредные примеси, переводя их водяной пар. Это устройство ставится почти на все авто с бензиновыми моторами, соответствующими экологическому классу Евро-2 и выше. Также данное приспособление преобразует углекислый газ в более безопасный азот;
  • пламегаситель – это наиболее бюджетный вариант вместо сажевого фильтра или катализатора. Применяется для снижения температуры отработанных газов, а также уменьшения энергии. Это приспособление практически не используется в современных автомобилях, так как никак не уменьшает токсичность выбросов;
  • лямбда-зонд – еще один важный атрибут выпускной системы, который контролирует величину кислорода в составе отработке. На сегодняшний день авто может оснащаться одним или сразу двумя датчиками соответствующего типа;
  • сажевый фильтр – данное приспособление применяется в обязательном порядке на дизельных моторах. Этот элемент позволяет удалить сажу из выбросов CO. В современных авто он может совмещать в себе также функции катализатора;
  • резонатор – этот компонент используется для снижения уровня шума, который вырабатывается в процессе выпуска отработанных газов, а также в результате работы самого силового агрегата;
  • трубопроводы – это вспомогательные конструктивные элементы, которые позволяют соединить всю выхлопную систему воедино, чтобы на выходе выбросы не загрязняли окружающую среду, а также не угрожали здоровью человека.

Следует понимать, что современные выхлопные системы далеко не всегда используют сразу все упомянутые компоненты, так как производители автомобилей берут за основу только определенные изделия, способные в полной мере очистить отработанные газы, а также снизить уровень шума авто.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий