Устройства ограничения вредных выделений
15.05.2010
Устройства ограничения вредных выделений
Устройства ограничения вредных выделений работают для управления одним или несколькими источниками вредных выделений в атмосферу. Как показано, имеются несколько устройств для каждого такого источника.
Системы ограничения вредных выделений - это комбинация отдельных устройств и сложных систем управления, предназначенных для уменьшения вредных выделений в атмосферу. В то время как системы управления - это высоко компьютеризованные системы, устройства работают на базе химических и механических процессов. В этом разделе описываются три типа систем ограничения вредных выделений:
• Система принудительной вентиляции картера(PCV)
• Система рециркуляции отработавших газов (EGR)
• Система контроля за парами топлива (EVAP)
Картерные газы
Картерные газы контролируются клапаном принудительной вентиляции картера (PCV) и давлением во впускном коллекторе. Клапан PCV возвращает газы из картера двигателя обратно в двигатель для их дожигания.
Отработавшие газы
Отработавшие газы контролируются непосредственно каталитическим нейтрализатором и системой EGR. Каталитический нейтрализатор, когда через него проходят отработавшие газы, нейтрализует углеводороды, одноокись углерода и оксиды азота. Клапан EGR уменьшает уровень оксидов азота, посылая некоторое количество отработавших газов обратно в двигатель, при этом уменьшая температуру в камере сгорания.
Парообразование
Пары топлива контролируются угольным фильтром и специальными уплотнительными устройствами в топливной системе. Угольный фильтр впитывает пары из топливной системы, когда автомобиль припаркован и при определенных условиях движения.
Специальные уплотнительные устройства на топливной системе предотвращают вытекание паров из системы. Они включают в себя:
• Герметичный топливный бак
• Клапан управления очисткой, который проводит накопленные пары в двигатель
• Специальная крышка заливной горловины топливного бака и элементы крепления заливной горловины, предназначенная для предотвращения выделения паров при движении и дозаправке
• Угольный фильтр для хранения паров
Следующая таблица систематизирует некоторые из общих характеристик высокого уровня вредных выделений, перечисленных по типу выделения.
Выделение | Что это означает | Если уровень слишком высокий | Если уровень слишком низкий |
Углеводороды (НС) | Низкое показание НС - это норма. Топливо, которое касается более холодного металла камеры сгорания (стенок цилиндра, головки цилиндров и поршня) не горит. | НС - это лучший индикатор пропусков воспламенения, вызванных проблемами с зажиганием или чрезмерным обеднением смеси. Цилиндр с постоянными пропусками воспламенения может привести к тому, что содержание НС будет выше верхнего предела по анализатору. | Каталитический нейтрализатор нейтрализует углеводороды. Всегда лучше иметь как можно более низкое содержание углеводородов. |
Одноокись углерода (СО) | Наилучший индикатор соотношения "воздух/ топливо" | Указывает на то, что соотношение "воздух/ топливо" слишком богатое (слишком много топлива/ слишком мало воздуха). Недостаток кислорода (или слишком много углеводородов)означает наличие богатой смеси. | Не может быть слишком низким. Нулевое показание означает, что каталитический нейтрализатор работает правильно, и соотношение "воздух/ топливо" правильное. Каталитический нейтрализатор связывает СО с дополнительной молекулой кислорода, образуя О2. |
Двуокись углерода (СО2) | Показывает рабочую эффективность двигателя. Более высокие показания означают, что двигатель работает более эффективно. Содержание СО2 ниже 7% не будет поддерживать горение. | Указывает на богатую смесь в автомобиле, который имеет каталитический нейтрализатор и воздушный насос. Катализатор связывает СО с дополнительной молекулой кислорода, образуя СО2. | 10%-ное показание означает, что соотношение "воздух/ топливо" богатое или бедное. Также указывает на пропуски воспламенения или другие проблемы с зажиганием или с подачей топлива. |
Кислород (О2) | При сгорании должен быть использован весь кислород. Т.к. идеальное сгорание не достижимо, всегда будет оставаться немного кислорода (менее 2 %) | Протечка воздуха, система впрыскивания воздуха или бедная смесь могут вызывать показание кислорода, превышающее 1.5%. В смеси с бедным соотношением "воздух/ топливо" содержится чрезмерное количество кислорода (недостаток топлива). Излишек кислорода проходит через камеру сгорания нетронутым. | Теоретически показание должно быть нулевым. Большинство легковых автомобилей при нормальной работе имеют 1.5 % о2. |
Оксиды азота (NOx) | Единственный способ минимизировать NOX - это поддерживать температуру горения как можно более низкой. Отработавшие газы, добавленные в поток входящего воздуха, разбавляют воздух и уменьшают температуру горения. | Обычно вызываются неработающей или неправильно неработающей системой EGR. Система EGR возвращает отработавшие газы во впускной тракт. Высокое содержание NOX может быть вызвано детонацией, преждевременным зажиганием, обеднением воздушно-топливной смеси, увеличением опережения зажигания, ухудшением качества катализатора или нагаром в камере сгорания. | Некоторое количество оксидов азота всегда присутствует в отработавших газах. Слишком низкое содержание оксидов азота может указывать на богатое соотношение "воздух-топливо". |
Система принудительной вентиляции картера (PCV)
В отличие от других систем ограничения вредных выделений, система PCV не управляется РСМ. Система PCV управляется давлением во впускном коллекторе, которое по сути является вакуумом.
Т.к. никакие поршневые кольца не могут обеспечить совершенное уплотнение между камерой сгорания и картером двигателя, газы с высоким содержанием углеводородов могут проходить за поршневые кольца и скапливаться в картере двигателя. Законы, касающиеся токсичности выхлопа, предписывают, чтобы эти газы не попадали в атмосферу.
Все газы в картере двигателя и головке цилиндров проходят по соответствующим шлангам во впускной коллектор. Затем эти газы входят в камеру сгорания.
В современных автомобилях для измерения количества газов, удаляемых из картера двигателя, используется система, реагирующая на давление. При высоком уровне вакуума во впускном коллекторе газы из картера двигателя проходят через клапан PCV во впускной коллектор.
При низком вакууме во впускном коллекторе клапан PCV закрывается. Газы из картера двигателя проходят в систему впуска через воздушный фильтр.
Рециркуляция отработавших газов
Система рециркуляции отработавших газов (EGR) обеспечивает рециркуляцию отработавших газов в систему воздухозабора, что позволяет уменьшить температуру внутри камеры сгорания. Система EGR включает в себя клапан EGR, расположенный между выпускным и впускными коллекторами. Диафрагменный блок под воздействием вакуума открывает седло клапана EGR.
Вакуум забирается из впускного коллектора и регулируется вакуумным регулятором EGR (EVR) таким образом, чтобы клапан EGR открылся настолько, чтобы рециркуляция отработавших газов в системе с замкнутым контуром соответствовала заданному значению, заложенному в память РСМ.
Система контроля за парами топлива (EVAP)
Система контроля за парами топлива предотвращает вытекание в атмосферу паров топлива, находящихся в топливном баке.
Угольный фильтр заполняется гранулами активированного угля и имеет три соединительных шланга.
Шланг, идущий от топливного бака, соединяется с предохранительным клапаном (на случай опрокидывания) (на топливном баке), а другой шланг соединяется с электромагнитным клапаном продувки угольного фильтра. Впуск свежего воздуха происходит под действием атмосферного давления.
Пары топлива из топливного бака проходят в угольный фильтр через предохранительный клапан (на случай опрокидывания). Углеводороды, присутствующие в парах топлива, всасываются в гранулы активированного угля.
Когда электромагнитный клапан, управляемый РСМ, открывается, вакуум, присутствующий в системе впуска, заставляет пары топлива входить в систему впуска из угольного фильтра через шланг N 3 и прямо из топливного бака через шланг, идущий от топливного бака. Для вентиляции системы служит атмосферное давление.
Угольный фильтр EVAP
Пары бензина взрывоопасны и содержат углеводороды. При наличии протечек в топливной системе возможно возгорание двигателя.
В топливном баке всегда присутствуют пары топлива. Топливный бак должен иметь достаточно места для расширения топлива, чтобы пары могли заполнять свободное пространство. Система контроля за парами топлива забирает пары топлива из топливного бака и возвращает их в двигатель для последующего сгорания. Система работает постоянно, независимо от того, работает ли двигатель или нет.
Система контроля за парами топлива состоит из фильтра с активированным углем, магистралей, идущих от топливного бака к угольному фильтру и от угольного фильтра к впускному коллектору, двухходового клапана, электромагнитных клапанов очистки угольного фильтра и специальной крышки топливного бака. Однако, компоновка и отдельные элементы могут варьироваться от модели к модели.
Каталитический нейтрализатор
Катализатор - это вещество, которое поддерживает или инициирует химическую реакцию. Катализатор подлежит многократному использованию, т.к. он не расходуется при химической реакции.
Каталитический нейтрализатор -это часть системы выпуска. Каталитический нейтрализатор использует химическую реакцию для преобразования вредных побочных продуктов сгорания в безопасные. Это преобразование происходит непрерывно по мере прохождения отработавших газов через нейтрализатор.
Каталитические нейтрализаторы очень чувствительны к изменениям соотношения "воздух/ топливо". При нормальных условиях движения РСМ устанавливает стехиометрическое (14.7:1) соотношение, потому что это диапазон, в котором каталитический нейтрализатор наиболее эффективен. Каталитические нейтрализаторы также чувствительны к температуре и для максимально эффективного режима должны достигнуть температуры 260 °С - 538 °С (500°F-1000°F).
В системе понижения токсичности выхлопа для определения эффективности каталитического нейтрализатора используются передние и задние кислородные датчики. Поскольку в процессе окисления потребляется кислород, показание заднего кислородного датчика должно быть намного ниже, чем показание переднего кислородного датчика. Если эти два показания соответствуют друг другу или близки к этому соответствию, система понижения токсичности выхлопа регистрирует неправильное функционирование каталитического нейтрализатора.
Клапан PCV
Некоторая часть отработавших газов просачивается через поршневые кольца и выходит из камеры сгорания. Эти газы, называемые картерными, собираются в картере двигателя. Т.к. эти газы содержат несгоревшее топливо и пары масла, потенциально они являются взрывчатыми веществами.
Картерные газы, которые просачиваются из картера двигателя, помимо опасности взрыва вызывают выделение углеводородов и одноокиси углерода. Система PCV предотвращает вредные выделения и устраняет опасность взрыва.
Система PCV проводит картерные газы из картера двигателя во впускной коллектор. Проходя оттуда, эти газы смешиваются с впускаемым воздухом и возвращаются в камеру сгорания.
Так же рекомендуем прочитать Вам интересную статью Кузовные детали
Комментарии
Пока нет комментариев