Как работает система выпуска отработанных газов? Система выпуска
Как работает система выпуска отработанных газов?
Система выпуска отработанных газов предназначена для удаления продуктов горения из двигателя и вывода их в окружающую среду. При этом должно обеспечиваться уменьшение величины шумового загрязнения до допустимых пределов. Как и любой другой комплекс устройств, данная система состоит из нескольких основных элементов, таких как выпускные клапан и канал, глушитель, резонатор, а также соединительные трубки и хомуты. Система выпуска обладает простым и понятным принципом действия - отработанные газы через трубопровод поступают в дополнительный глушитель, а затем в основной, при этом максимально снижается как уровень шума, так и концентрация вредных веществ. Интерес представляет внутренняя структура глушителя. Последний состоит из множества заслонок и перегородок, заключенных в цельный корпус. Шахматный порядок расположения всех этих "препятствий" на пути продуктов сгорания способствует значительной потере их скорости. В результате на выходе получаются так называемые "успокоенные" газы, которые впоследствии растворяются в атмосфере.
К примеру, благодаря данному устройству задерживаются и возвращаются обратно многие вредные соединения (оксид азота, углеводороды, окислы углерода). Рассмотрим несколько подробнее систему возврата окиси азота во впускной коллектор. Основная причина образования данного соединения - высокая температура в камере сгорания. Уменьшение концентрации этого вещества можно осуществить путем снижения рабочих значений температур. Наиболее просто и эффективно это осуществить посредством возврата некоторой части образованных выхлопов. Подобная рециркуляция отработанных газов способствует снижению температуры сгорания топливной смеси, однако состав последней и соотношение веществ остаются неизменными. Кроме того, колебание мощностных показателей можно считать незначительным.Система выпуска отработанных газов многих современных моделей автомобилей содержит в своей структуре катализатор, который предназначен для нейтрализации и очистки выхлопов.
Основными видами неисправностей данной системы автомобиля можно назвать увеличение уровня шума и повышение концентрации вредных веществ выхлопов. Система выпуска отработанных газов в связи со своим низким расположением относительно поверхности земли может быть частично или полностью повреждена. Кроме того, поездки по неровным участкам с большой вероятностью способны привести к нарушению плотности соединительных частей. Все это влечет за собой потерю целостности системы и, соответственно, увеличение шумового загрязнения от вашего автомобиля. В свою очередь негативное изменение состава отработавшей смеси газов может стать результатом неправильных настроек систем управления или же загрязнения выпускных устройств.
Система выпуска отработанных газов для долгого и эффективного использования предъявляет некоторые требования к эксплуатации: соединительные трубы, резонатор и глушитель не должны непосредственно соприкасаться с остальными конструктивными элементами автомобиля. Эта предосторожность обеспечит не только долгую работу средств вывода выхлопных газов, но и обезопасит соседствующие системы.
19 Сентября, 2013
комплекс труб для отвода газов
Какую роль играет и что такое система выпуска отработавших газов? У каждой машины имеется выхлопная труба, знаем, что она нужна далеко не для красоты, хотя автопроизводители очень часто используют её в качестве декоративного элемента.
Как появилась система выпуска отработавших газов?
Было бы здорово, если бы в процессе работы мотор никаких побочных продуктов кроме высокой мощности и хорошего крутящего момента не создавал. Но, к сожалению двигатели внутреннего сгорания в этой части несовершенны и выдают внушительные порции ненужных отработавших газов, которые состоят из продуктов горения топлива.
Интересно, что задачей отвода газов и снижения шума работающего силового агрегата инженеры озадачились одновременно с изобретением ДВС, правда, в те далёкие годы система выпуска представляла собой трубу с простым глушителем, перед которым был врезан специальный клапан.
Ввиду очень малой мощности двигателей у водителя было две альтернативы – или ехать тихо, или быстро.
Дело в том, что газы, покидающие цилиндр, создают обратное давление, на преодоление которого тратится часть мощности, поэтому, чтобы ослабить влияние выхлопной трубы и глушителя, первым автомобилистам приходилось открывать клапан, и тогда газы без каких-либо помех покидали слабенький мотор, не оказывая на него никакого влияния.
Но в таком случае приходилось мириться с оглушительным грохотом, что тоже было не всегда хорошо. Что ж, отличная задача для инженеров – сделать систему выпуска отработавших газов и тихой, и эффективной, и даже экологичной. Как они с ней справились, рассмотрим далее.
Что придумали современные инженеры?
Современная система выпуска отработавших газов в целом схожа у всех автомобилей и выполняет функции отвода, снижения шума работающего мотора и, конечно же, фильтра особо вредных веществ, дабы они не попали в атмосферу. Как правило, ключевыми элементами конструкции выступают такие:
Выпускной коллектор
Путь отработавших газов начинается с выпускного коллектора.
Его форма может быть разной, но функция одна – собирать со всех цилиндров продукты горения, которые, к слову, очень горячие. Из-за этого коллектор изготавливают из чугуна или других жаропрочных сплавов.
Катализатор
Фишкой современных авто, появившейся в угоду экологам, является каталитический нейтрализатор (катализатор). Это, по своей сути, фильтр, собирающий наиболее вредные вещества из газов – оксид азота, оксид углерода и углеводороды.
Сажевый фильтр
Сажевый фильтр, устанавливаемый на дизелях, играет аналогичную роль. Далее по трубам и гибким соединительным элементам (сильфонам) газы попадают в глушитель.
Глушитель, патрубки
На самом деле глушителей два – предварительный (резонатор) и основной. Данные элементы делают всё, чтобы мотор вашего авто звучал тихо и не пугал прохожих и других участников движения своим рёвом. Все вышеперечисленные важные детали системы выпуска отработавших газов соеденены патрубками. Конфигурация патрубков у каждой марки автомобиля своя, соответствующая конструкции двигателя и деталей кузова.
Каждому из перечисленных элементов мы посвятим отдельную статью, поэтому внимательно следите за нашими публикациями.
Немного о тюнинге
В завершение скажем несколько слов о тюнинге. Да-да, система выпуска отработавших газов довольно часто подвергается доработкам, что в итоге отражается не только на звучании, но и на производительности двигателя.
Как мы уже вспоминали ранее, газы из-за имеющихся хитросплетений выхлопной системы и её элементов могут создавать обратное давление, из-за чего теряется до 4% мощности. Поэтому в спортивной технике, а также в машинах, побывавших в руках тюнеров зачастую устанавливают трубы бОольшего диаметра, прямоточные глушители и другие штуки, снижающие влияние этого эффекта.
На этом, друзья, разрешите откланяться. Следите за публикациями о выхлопной системе!
а
auto-ru.ru
Система выпуска автомобиля, основные признаки неисправности
Система выпуска отработанных газов авто предназначена непосредственно для удаления газов с главного цилиндра и подавления шумов мотора. Система выпуска газов устроена из немногих компонентов, что хорошо начинающим автолюбителям, им не придётся обращаться в автосервис при мелких неисправностях.
Система выпуска
Строение системы выпуска
Система выпуска отработанных газов каждой машины состоит из таких деталей:
- Клапан выпуска газов;
- Коллектор;
- Труба глушителя;
- Катализатор;
- Основной глушитель;
- Хомуты для соединения.
Принцип работы
В коллекторе и выпускном канале авто происходит процесс отфильтровывания газов для их дальнейшего выпуска в атмосферу. Также для этого существует в цепи и катализатор. Он состоит из более широкой трубы, в которой находится керамическая или похожего материала сетка, напоминающая пчелиные соты. Резонатор играет главную роль в защите атмосферы планеты от углеводорода окиси азота и других вредоносных элементов, которые возникают при сгорании топлива. Большинство автовладельцев при покупке нового авто или старой машины вырезают его сразу, для улучшения динамических характеристик авто. Но это противоречит законом некоторых европейских держав.
Катализатор
В дальнейшем газы проходят лабиринт из труб, при этом падает скорость, и в следствии падает шумность. И выходят в наружу.
Основные признаки неисправности системы выпуска
В первую очередь о неполадках в системе выпуска свидетельствует большой шум, он появляется в результате повреждения выпускного канала или глушителя за катализатором. Или в результате потёртости прокладок соединения или ослабления хомутов.
Для решения этой проблемы автовладельцы заваривают с помощью сварочных аппаратов дырки, которые прогорели из-за высокой температуры. Или же меняют деталь на новую.
Также автолюбители следят, чтобы на выхлопных трубах присутствовали все крепления, так как при соприкосновении к кузову машины и его деталям может издаваться неприятный звук, который при езде будет передаваться в салон. Или проплавит изоляцию стояночного тормоза, что выведет его из строя.
Следует также аккуратно преодолевать неровные участки дороги, потому что при зацепе выхлопной трубой камня или самой земли её легко повредить. Что произведёт к её поломке и траты достаточно большой суммы денег на ремонт или покупку новой. А система выпуска отработанных газов является одним из дорогих элементов авто.
Конечно, это не все виды поломок, а только часто наблюдаемые. Автопроизводители рекомендуют при неисправности системы выпуска все же покупать новые детали, а не чинить их, потому что это повлияет на расход топлива авто и его ходовые характеристики.
Как работает система выпуска
Похожее
auto4style.ru
Системы выпуска отработанных газов автомобилей
Системы выпуска отработанных газов автомобилейАвтомобиль, оснащенный двигателем внутреннего сгорания, нуждается в системе, через которую бы осуществлялся выпуск отработанных газов. Она называется системой выпуска отработавших газов. Система появилась одновременно с изобретением двигателя, и вместе с ним, на протяжении многих лет, совершенствовалась и модернизировалась.
Системы выпуска отработанных газов автомобилей
Система выпуска предназначена для отвода отработавших газов от цилиндров двигателя, их охлаждения и уменьшения шума при выбросе в атмосферу. Двигатель выбрасывает через выпускной канал цилиндра отработавшие газы в выпускной коллектор. С этого момента начинается их движение по системе выпуска. Смотрите рис. 2.33.
Продукты сгорания из выпускного коллектора направляются в приемную трубу резонатора (дополнительного глушителя), а потом и основного глушителя.
Внутри обоих устройств установлены перегородки с большим количеством отверстий. Газы, с шумом попадающие в глушитель, вынуждены пройти длинный путь по его закоулкам. При этом звуковая волна существенно ослабевает, а газы охлаждаются.
А Вы знали?
Что на работу системы выпуска расходуется до 4% мощности двигателя. Поэтому на спортивных автомобилях и мотоциклах такая система выпуска не применяется — на соревнованиях стоит оглушительный шум и хорошо заметен смог от отработавших газов. А вот на всех остальных механических транспортных средствах (т.е. транспортных средствах, оборудованных двигателем) наличие и исправность системы выпуска обязательны.
Все соединения в системе выпуска отработавших газов должны быть герметичны. Выпускные элементы двигателя соединяются через специальные жаростойкие прокладки, трубы глушителя вдеваются друг в друга и стягиваются хомутами.
В отличие от большинства отечественных автомобилей системы выпуска многих иномарок снабжены еще одним элементом — катализатором (каталитическим дожигателем) отработавших газов, где происходит нейтрализация вредных веществ. Поэтому такой катализатор еще называют нейтрализатором.
В нем дожигаются несгоревшие остатки топлива и фильтруются газы перед выбросом в атмосферу. В нейтрализаторе основные токсичные компоненты отработавших газов — окись углерода СО, углеводороды СН и окись азота N0 — в результате химических реакций превращаются в нетоксичные газы.
К сожалению, катализаторы могут работать только с двигателями, потребляющими высококачественный неэтилированный бензин. В противном случае они тут же засоряются и выходят из строя.
Эксплуатация системы выпуска отработавших газов
Каталитический нейтрализатор, основной и дополнительный глушители, а также соединительные трубы не должны прикасаться к металлическим частям кузова, амортизаторам и тросу стояночного тормоза. К примеру, «ручник» нередко выходит из строя только из-за того, что горячая труба прожгла или оплавила оболочку тросика. Поэтому основной глушитель должен надежно «висеть» на резиновых амортизаторах, поддерживая при этом в подвешенном состоянии и дополнительный глушитель с трубами.
Давление и температура в системе выпуска отработавших газов весьма велики, поэтому лучший ремонт при повреждении элементов системы – это их замена. Попытки «залепить» дыры в глушителе даже специальной клеящей лентой или пастой, как правило, не дают ожидаемого эффекта. Через пару недель или чуть позже, опять образуются дыры, но теперь уже в бюджете хозяина машины, так как «залатанную» трубу или глушитель все же приходится менять.
При эксплуатации автомобиля с каталитическим нейтрализатором необходимо помнить о том, что долговечность нейтрализатора зависит, как говорилось уже раньше, от качества бензина.
И помните! Нейтрализатор моментально выйдет из строя, если в топливный бак был залит этилированный бензин, правда, такой бензин в наше время еще надо поискать.
Основные неисправности системы выпуска отработавших газов
Все проблемы системы можно легко определить на слух. Повышенный шум в ее работе возникает из-за прогара или механического повреждения основного или дополнительного глушителей, труб либо разгерметизации соединений.
Для устранения этой неисправности поврежденные элементы системы выпуска отработавших газов следует заменить на новые. При наличии сварочного оборудования можно попробовать заварить те дыры в трубах и глушителях, которые еще можно заварить.
Повышенное содержание окиси углерода в выхлопных газах и потеря мощности двигателя могут стать следствием частичного или полного выхода из строя каталитического нейтрализатора. Устраняется такая неисправность только заменой нейтрализатора.
Также, не следует ставить автомобиль на высокой сухой траве или в других местах, где возможен контакт выпускных труб и глушителей с легковоспламеняющимися материалами.
Как делают выхлопную систему авто
Принцип работы выхлопной системы
По материалам: avto-opel.com
Загрузка ...Поделиться "Системы выпуска отработанных газов автомобилей"
Системы выпуска отработанных газов автомобилей
5 (100%) проголосовало 2avto-opel.com
Назначение, устройство и работа системы выпуска отработавших газов
Строительные машины и оборудование, справочник
Категория:
Устройство эксплуатация камаз 4310
Назначение, устройство и работа системы выпуска отработавших газовСистема предназначена, для выброса в атмосферу отработавших газов, частичного отвода тепла от двигателя, а также для снижения шума при работе двигателя.
Она состоит из двух выпускных коллекторов, двух приемных труб, гибкого металлического рукава, глушителя.
Каждый выпускной коллектор обслуживает один ряд цилиндров и крепится к блоку цилиндров тремя болтами. Коллекторы соединены с головками цилиндров патрубками. Разъемное выполнение соединения коллектор-патрубок-головка позволяет компенсировать тепловые деформации, возникающие при работе двигателя.
Рис. 52. Индикатор засоренности воздухоочистителя:1 — диск; 2 — красный бара бан
Рис. 53. Схема системы питания двигателя воздухом и выпуска отработавших газов: 1 — газоотводящая трубка сапуна; 2 — сапун; 3 — маслосливная трубка сапуна; 4 — впускной воздухопровод двигателя; 5 — выпускной коллектор; 6 — глушитель
Приемные трубы объединены тройником и соединены с глушителем гибким металлическим рукавом, который компенсирует погрешности сборки и температурные деформации деталей системы. В каждой приемной трубе установлена заслонка вспомогательного тормоза.
На автомобиле установлен комбинированный активно-реактивный глушитель. Активный глушитель работает по принципу преобразования звуковой энергии в тепловую, что осуществляется установкой на пути газов перфорированных перегородок, в отверстиях которых поток газов дробится и пульсация затухает. В реактивном глушителе используется принцип акустической фильтрации звука. Этот глушитель представляет собой ряд акустических камер, соединенных последовательно.
Рис. 54. Система выпуска отработавших газов:1 — двигатель; 2 — левая приемная труба; 3 — правая приемная труба; 4 — пневматические цилиндры вспомогательного тормоза; 5 — вспомогательные тормоза; 6 — тройник; 7— рукав приемных труб; 8 — глушитель; 9 — рама
Отсос газов из картера двигателя осуществляется через сапун и газоотводящую трубку. Сапун установлен на двигателе. Удаление газов, проникающих в картер двигателя, происходит за счет разности давлений в картере двигателя и атмосферного.
—
Система выпуска отработавших газов предназначена для отвода в атмосферу отработавших газов, снижения шума их выпуска, частичного отвода тепла от двигателя и отсоса пыли из воздушного фильтра. Для уменьшения противодавления на выпуске, из цилиндров двигателя отработавшие газы отводятся вначале раздельно из каждого цилиндра с последующим соединением их в один поток.
Система выпуска отработавших газов автомобилей КамАЗ-5320 и КамАЗ-4310 включает в себя два выпускных коллектора, две приемные трубы, гибкий металлический рукав и глушитель.
Выпускной коллектор обслуживает один ряд цилиндров. Он изготавливается из серого чугуна и состоит из четырех выпускных патрубков и коллектора. Выпускные патрубки соединяют коллектор с выпускными отверстиями головок цилиндров. Патрубки крепятся с наружных сторон головок блока тремя болтами к каждой головке, коллекторы — тремя болтами к блоку. Разъемное выполнение соединения коллектор — патрубок — головка позволяет компенсировать тепловые деформации, возникающие при работе двигателя» и повышает герметичность стыков. Уплотнение прилегающих фланцев выпускных патрубков к головкам блока обеспечивается устанавливаемыми между ними металлоасбестовыми прокладками.
Приемные трубы изготовлены из специальной стали, стойкой против коррозии, от воздействия высоких температур и химических агрессивных веществ, содержащихся в отработавших газах. С одной стороны они через уплотнительные прокладки соединяются с фланцами коллекторов, с другой стороны объединены тройником и через гибкий металлический рукав соединены с глушителем. В каждой выпускной трубе установлены заслонки моторного тормоза.
Гибкий металлический рукав компенсирует температурные деформации деталей системы и погрешности сборки вследствие нарушения соосности деталей.
Глушитель активно-реактивный предназначен для уменьшения шума выпуска отработавших газов и отвода их в направлении, наименее мешающем водителю, транспортным средствам, и пешеходам. Он изготовлен из листовой стали и подвешен эластично снизу к раме автомобиля. Конструкция глушителя неразборная. Внутри корпуса глушителя размещены перегородки и перфорированная труба. Активная часть глушителя работает по принципу преобразования звуковой энергии в тепловую за счет установки на пути газов перфорированной трубы, в отверстиях которой происходит дробление: потока газов и затухание его пульсации. В реактивной части глушителя используется принцип акустической фильтрации звука в ряде последовательно соединенных акустических камер, образованных. перепородками.
Газы, выходящие из глушителя через эжектор, создают разрежение в трубопроводе, соединенном с полостью первой ступени очистки воздушного фильтра- посредством патрубка отбора, пыли.
Система выпуска отработавших газов автомобиля Урал-4320 имеет конструктивные отличия, связанные с установкой узлов вспомогательной тормозной системы, газоотборника заслонки отключения эжектора и клапана для преодоления глубоких бродов.
Глушитель прикреплен хомутами к раме. Приемные трубопроводы глушителя: фланцами через, прокладки соединены с выпускными коллекторами и кронштейном прикреплены к коробка передач. Возможные смещения приемных труб воспринимаются компенсаторами. Эжектор трубой соединен с патрубком отсоса шли из воздушного фильтра. В трубе смонтирована заслонка отключения эжектора. На приемных трубах глушителя установлены заслонки вспомогательной тормозной системы с пневматическими цилиндрами управления ими. Подробнее конструкция и работа вспомогательной тормозной системы рассмотрены в главе «Тормозные системы». В левую приемную трубу вварен газоотборник, используемый для дезактивации и дегазации автомобиля. При преодолении брода на конце выпускной трубы установлен клапан с заслонкой. Шарнир заслонки при установке клапана должен находиться сверху. В процессе движения усилиями выхлопных газов заслонка клапана открывается, обеспечивая их выход. В случае внезапной остановки двигателя заслонка закрывается и предохраняет систему выпуска газов от попадания воды.
Рис. 2.50. Система выпуска отработавших газов автомобиля Урал-4320:1—клапан для преодоления брода; 2 — выпускная труба; 3 — эжектор; 4— труба эжектора; 5 — хомут; 6 — корпус эжектора; 7 — заслонка эжектора; 8 — рычаг заслонки эжектора; 9 — газоотборник; 10, 13 — тормозные механизмы (заслонки) вспомогательной тормозной системы; 11,15—пневматические цилиндры привода заслонок вспомогательной тормозной системы; 12—приемные трубы глушителя; 14 — кронштейн; 16 — компенсаторы; 17 — глушитель; 18 — хомут; 19 — корпус вспомогательной тормозной системы; 20 — заслонка вспомогательной тормозной системы
При работе двигателя и открытой заслонке эжектора в трубопроводе и полости воздушного фильтра создается разрежение, обеспечивающее отсос пыли в выпускную трубу глушителя. В случаях преодоления брода или использования комплекта специальной обработки автомобиля для предохранения фильтрующего элемента воздушного фильтра заслонка эжектора закрывается, рычаг заслонки эжектора при этом устанавливается перпендикулярно к продольной оси трубопровода. При переводе рычага заслонки эжектора через среднее положение заслонка эжектора под действием пружины закрывает отверстие. После преодоления брода или отключения газоотборника заслонка эжектора должна быть открыта, при этом рычаг заслонки эжектора должен быть установлен вдоль трубопровода;.
Читать далее: Техническое обслуживание системы питания топливом
Категория: - Устройство эксплуатация камаз 4310
Главная → Справочник → Статьи → Форум
stroy-technics.ru
Система выпуска отработавших газов
Система выпуска обеспечивает снижение концентрации загрязняющих веществ в отработавших газах, выделяемых двигателем. ОГ должны выходить в атмосферу с допустимой шумностью и при минимальных потерях мощности. 
Рис. 3.21. Системы выпуска отработавших газов легковых автомобилей без каталитического нейтрализатора (а) и с нейтрализаторами(б):
1 — передний глушитель;2 — центральный глушитель;3 — задний глушитель;4 — каталитические нейтрализаторы
Система выпуска отработавших газов легковых автомобилей (рис. 3.21) состоит из трех основных элементов (некоторые из этих элементов могут использоваться и в выпускных системах грузовиков).
Каталитический нейтрализатор осуществляет очистку отработавших газов двигателей с искровым зажиганием (в настоящее время нейтрализаторы используются и в дизелях). Его размещают как можно ближе к двигателю для быстрого нагревания до рабочей температуры. Так как нейтрализатор должен играть роль первичного глушителя, его снабжают устройствами, которые кроме очистки отработавших газов обеспечивают снижение шума выпуска. В зависимости от размеров автомобиля и двигателя предусматривают установку одного или большего числа глушителей. НаV-образных двигателях левые и правые ряды цилиндров часто имеют свои нейтрализаторы или глушители, которые затем объединяются трубопроводами в одну линию с установкой в ней еще одного общего нейтрализатора.
Выпускными патрубками обеспечивается объединение всех выпускных окон в головке цилиндров в один выпускной коллектор, или большее их число, а также соединение друг с другом каталитических нейтрализаторов и глушителей. Длина и площадь поперечного сечения патрубков и тип соединений влияют на мощность и акустические параметры двигателя. Поэтому система выпуска ДВС с большими рабочими объемами часто имеет две выпускные трубы.
Система выпуска крепится к днищу автомобиля с использованием упругих элементов. Так как вибрация от труб, вызываемая выпуском отработавших газов, может передаваться на кузов и повышать шумность в салоне, то места крепления системы выпуска должны тщательно выбираться. Шум выпуска у среза выпускной трубы может также привести к возникновению резонансных колебаний кузова. Общий объем глушителей на легковом автомобиле должен быть приблизительно в 3 — 8 раз больше рабочего объема двигателя. Масса системы выпуска составляет 8... 40 кг.
Каталитический нейтрализатор содержит керамические блочные носители с покрытием из активного каталитического вещества. Для компенсации неодинакового теплового расширения стали, из которой изготавливают корпус нейтрализатора, и керамического материала и для защиты блочного носителя от ударных нагрузок и вибрации применяют два типа упругих монтажных элементов.
Монтажный элемент в виде проволочной сетки изготавливают из термо- и коррозионно-стойкой стали. Он должен противостоять довольно высоким температурам, а также пульсирующим воздействиям отработавших газов на режимах высоких нагрузок и скоростей.
Монтажный элемент в виде «подушки» изготавливают из керамического материала, состоящего из волокон силиката алюминия с вкрапленными частицами слюды, которые соединяют посредством акрилового латекса. Полученная таким образом «подушка» при высокой температуре растягивается и запрессовывается на заданное место с образованием монолита. Так как подушка сама по себе является хорошим изолятором, то исключается необходимость в дополнительной теплоизоляции.
Повышенная температура отработавших газов может привести к разрушению монолитных блоков при воздействии на них чрезмерных давлений газов. Если же температура отработавших газов недостаточно высока, то малое давление газов, воздействующее на монолитные блоки, может вызвать их перемещение и повреждение. Пульсирующий характер движения отработавших газов может стать причиной эрозии «подушки».
Часто для ограничения линейного расширения и обеспечения лучшего перемешивания отработавших газов используются несколько последовательно устанавливаемых монолитных блоков. Равномерность прохождения газов через монолитный блок достигается созданием в нейтрализаторе впускного канала определенной формы. Геометрическая форма керамического блока, определяемая монтажным пространством под кузовом автомобиля, может быть треугольной, овальной или круглой.
Альтернативой керамическому монолитному блоку является каталитический нейтрализатор на металлическом носителе сотовой конструкции. Он изготавливается из гофрированной жаростойкой металлической фольги толщиной 0,05 мм, намотка и пайка которой твердым припоем осуществляются при высокой температуре. Поверхность фольги покрывается пористым слоем вторичного носителя с активным катализатором. Благодаря тонким стенкам фольги при тех же габаритах, что и у керамического нейтрализатора, может быть размещено большее число каналов. Это уменьшает сопротивление прохождению отработавших газов.
Каталитические нейтрализаторы создают дополнительный шум. Причина этого — наличие узких каналов, по которым распространяется газ, из-за чего образуется множество небольших источников звука. Звуковые волны частично гасятся за счет интерференции и поглощения. При проектировании выпускной системы необходимо подбирать каталитический нейтрализатор таким образом, чтобы избежать высоких уровней сопротивления движению ОГ, в значительной мере влияющих на вибрационные характеристики всей системы выпуска ОГ и мощностные показатели двигателя.
Глушители предназначены для сглаживания пульсаций давления в потоке отработавших газов и максимально возможного снижения шума при их выпуске. В глушителях применяются в основном два физических эффекта — резонанс и звукопоглощение. В большинстве глушителей используется сочетание этих эффектов. Так как глушитель вместе с выпускным трубопроводом образует звуковой генератор с собственной резонансной частотой, его расположение влияет на уровень шумопоглоще-ния. Желательно располагать выпускную систему под днищем кузова как можно дальше от него, чтобы ее собственные колебания не вызывали резонансных явлений 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.
Резонаторные глушители состоят из камер различной длины, соединенных между собой трубами. Различия в площадях поперечных сечений труб и камер, отклонения потока отработавших газов и наличие резонаторов, образованных соединительными трубами и камерами, обеспечивают эффективное глушение шума, особенно на низких частотах. Чем больше камер, тем эффективнее процесс глушения. Однако такой глушитель имеет большую массу и характеризуется относительно большими потерями мощности.
Шумопоглощающие глушители имеют одну камеру, заполненную звукопоглощающим материалом, через которую проходит перфорированная труба. Звуковые колебания через отверстия в этой трубе взаимодействуют со звукопоглощающим материалом и преобразуются в теплоту. Звукоизолирующий материал обычно состоит из длинноволокнистой минеральной ваты (на основе базальта или силикатов), плотность которой составляет 120... 150 г/дм3. Степень глушения шума зависит от плотности и звукопоглощающих свойств материала, а также длины и толщины стенки камеры. Глушение происходит в широком диапазоне звуковых частот.
Для обеспечения требуемых акустических параметров глушителей, т.е. снижения отдельных спектральных составляющих нежелательных частот в суммарном шуме выпуска, применяют различные устройства.
Резонатор Гельмголъца (сквозного типа) осуществляет снижение шума в области собственных частот колебаний.
Перфорированные трубки с отверстиями действуют подобно разбрызгивателям воды. Один большой источник шума, а именно трубка, преобразуется в множество небольших звукоиз-лучающих точек, образованных отверстиями в ней (аналогично отверстиям в распылителе). При этом вследствие интерференции звуковых волн и завихрения потока отработавших газов достигается эффект широкополосного фильтра.
Сопла Вентури уменьшают низкочастотный шум. Они сконструированы таким образом, что скорость газового потока в горловине сопла всегда меньше скорости звука. Расширяющийся патрубок должен устанавливаться под таким углом, при котором отсутствует свистящий звук.
Для удаления из отработавших газов дизелей твердых частиц в выпускной системе размещают сажевые фильтры: фильтры с металлической «шерстью», керамическими фильтрующими элементами, спиральные фильтры с керамическим заполнителем и др.
Фильтры с керамическими элементами находят наиболее широкое применение. В отличие от каталитического нейтрализатора со свободным проходом отработавших газов в сажевом фильтре каналы выполнены с чередованием открытых и закрытых концов, а отработавшие газы с частицами сажи пропускаются через пористые стенки ячеистой конструкции без покрытия. Сажевые частицы при этом осаждаются в порах стенок. В зависимости от пористости керамического материала эти фильтры могут задерживать 70...90% твердых частиц.
Для нормальной работы при длительных условиях эксплуатации такие фильтры должны подвергаться регенерации через определенные промежутки времени с дожиганием сажевых частиц. При использовании процесса химической очистки специальные присадки к топливу уменьшают температуру воспламенения сажевых частиц до температуры отработавшего газа. Недостатком этого процесса является дополнительный выброс вредных веществ в атмосферу из-за наличия этих специальных присадок.
При осуществлении процесса термической очистки к фильтру подключается нагревательный элемент, с помощью которого температура отработавших газов повышается приблизительно до 700 °С. Процесс регенерации фильтра чаще всего выполняется при неработающем двигателе. Выбор длительности регенерации фильтра зависит от продолжительности его работы или противодавления выпуску. Для регенерации фильтра во время работы двигателя используют два. одинаковых фильтра, которые попеременно подвергают очистке. Однако такой способ считается весьма неэкономичным.
Еще один способ очистки связан с подачей части потока отработавших газов во время регенерации через глушитель; при этом оказываются неочищенными только 5 % отработавших газов. Проводится разработка нагревательных элементов, позволяющих одновременно фильтровать газы и регенерировать фильтр (полнопоточная регенерация).
Глава 4
infopedia.su
Система выпуска отработавших газов
Особенности устройства
Система выпуска отработавших газов состоит из выпускного коллектора, каталитического нейтрализатора, приемной трубы глушителей, глушителей. Необходимый для работы с регулируемым каталитическим нейтрализатором датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд) установлен в корпусе каталитического нейтрализатора.
Приемная труба глушителей крепится к каталитическому нейтрализатору, установленному на фланце выпускного коллектора. Все детали соединены друг с другом с помощью резьбовых соединений и могут заменяться по отдельности. Самостопорящиеся гайки и прокладки после снятия следует заменять новыми. Резиновые кольца крепления элементов системы выпуска и резиновые буфера следует проверять на отсутствие трещин и повреждений, а при необходимости – заменять. При установке новой системы выпуска отработавших газов рекомендуется заменять и все элементы крепления.
Снятие и установка системы выпуска
Автомобили с двигателями рабочим объемом 1,1 и 1,3 л
|
Рис. 2.267. Элементы системы выпуска, расположенные в моторном отсеке двигателя рабочим объемом 1,3 л: 1 – прокладка выпускного коллектора; 2 – выпускной коллектор; 3 – теплозащитный кожух выпускного коллектора |
Элементы системы выпуска, расположенные в моторном отсеке двигателя рабочим объемом 1,3 л, показаны на рис. 2.267.
|
Рис. 2.268. Элементы системы выпуска, расположенные в моторном отсеке двигателя рабочим объемом 1,1 л: 1 – прокладка выпускного коллектора; 2 – выпускной коллектор; 3 – теплозащитный кожух выпускного коллектора; 4 – датчик концентрации кислорода |
Элементы системы выпуска, расположенные в моторном отсеке двигателя рабочим объемом 1,1 л, показаны на рис. 2.268.
Проверка технического состояния
|
Рис. 2.269. Выпускной коллектор |
Проверьте выпускной коллектор (рис. 2.269) на отсутствие повреждений или трещин.
|
Рис. 2.270. Прокладка выпускного коллектора |
Проверьте прокладку выпускного коллектора (рис. 2.270) на отсутствие отслаивания или повреждения.
|
Рис. 2.271. Приемная труба и глушители системы выпуска: 1 – прокладка приемной трубы глушителей; 2 – подушка подвески приемной трубы глушителей; 3 – дополнительный глушитель; 4 – основной глушитель |
Приемная труба и глушители системы выпуска показаны на рис. 2.271.
|
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ Снятие и проверку деталей системы выпуска проводите только на холодной системе. |
Снятие
|
Рис. 2.272. Фланец крепления основного глушителя к дополнительному глушителю |
Отсоедините основной глушитель от дополнительного (рис. 2.272).
Снимите основной глушитель, отсоединив подушки подвески.
Отсоедините дополнительный глушитель от основного глушителя.
Снимите дополнительный глушитель, отсоединив подушку подвески.
Отсоедините каталитический нейтрализатор от приемной трубы глушителей.
Отсоедините приемную трубу глушителей от каталитического нейтрализатора (на двигателе, работающем на неэтилированном бензине) или от выпускного коллектора (на двигателе, работающем на этилированном бензине).
Отверните болт хомута крепления приемной трубы глушителей и гайки ее крепления.
Проверка технического состояния
Проверьте глушители и трубы на отсутствие коррозии и повреждений.
Проверьте подушки подвески и ленточные хомуты на отсутствие трещин и признаков старения.
Установка
Установите каталитический нейтрализатор, приемную трубу глушителей, дополнительный глушитель и основной глушитель в порядке перечисления и временно закрепите их.
Затяните крепления элементов системы выпуска, следя за тем, чтобы они не касались кузова.
Автомобили с двигателями рабочим объемом 1,5 и 1,6 л
|
Рис. 2.273. Элементы системы выпуска, расположенные в моторном отсеке: 1 – прокладка выпускного коллектора; 2 – выпускной коллектор; 3 – датчик концентрации кислорода; 4 – каталитический нейтрализатор; 5 – теплозащитный кожух выпускного коллектора |
Элементы системы выпуска, расположенные в моторном отсеке, показаны на рис. 2.273.
|
Рис. 2.274. Приемная труба и глушители системы выпуска: 1 – прокладка приемной трубы глушителей; 2 – подушки подвески приемной трубы глушителей; 3 – дополнительный глушитель; 4 – основной глушитель |
Приемная труба и глушители системы выпуска показаны на рис. 2.274.
Снятие
|
Рис. 2.275. Фланец крепления основного глушителя к дополнительному глушителю |
Отсоедините основной глушитель от дополнительного (рис. 2.275), отвернув гайки крепления и вынув болты.
Снимите основной глушитель, отсоединив подушки подвески.
|
Рис. 2.276. Соединительный хомут приемной трубы глушителей и дополнительного глушителя |
Отсоедините дополнительный глушитель от основного глушителя и приемной трубы глушителей (рис. 2.276).
Снимите дополнительный глушитель, отсоединив подушку подвески.
|
Рис. 2.277. Элементы крепления приемной трубы глушителей к каталитическому нейтрализатору |
Отверните болты хомутов крепления приемной трубы глушителей и гайки ее крепления к каталитическому нейтрализатору (рис. 2.277).
Отверните болт крепления приемной трубы к дополнительному глушителю.
Установка
Установите приемную трубу глушителей, дополнительный и основной глушители в перечисленном порядке, временно закрепите их.
Затяните крепления элементов системы выпуска, следя за тем, чтобы они не касались кузова.
|
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ Снятие и проверку деталей системы выпуска проводите только на холодной системе. |
Проверка герметичности системы выпуска отработавших газов
На автомобилях с регулируемым каталитическим нейтрализатором отсутствие герметичности соединений системы выпуска перед датчиком концентрации кислорода может привести к следующим неполадкам:
– трудности при пуске двигателя;
– двигатель останавливается;
– неравномерная работа двигателя на холостом ходу;
– рывки при ускорении.
|
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ Условие проверки – двигатель холодный или температуры руки. Для проверки необходим источник сжатого воздуха. |
Пустите двигатель и прослушайте на работающем двигателе систему выпуска отработавших газов на отсутствие утечек отработавших газов.
Остановите двигатель.
Вставьте пистолет источника сжатого воздуха (компрессора) в выхлопную трубу и уплотните тряпкой.
Установите давление сжатого воздуха 6 бар. Включите пистолет.
Покройте средством для определения мест утечек места соединения головки блока цилиндров и выпускного коллектора, выпускного коллектора и приемной трубы глушителя, приемной трубы глушителя и каталитического нейтрализатора и проверьте на образование пузырьков.
Устраните нарушения негерметичности системы выпуска.
Автомобили с каталитическим нейтрализатором в системе выпуска отработавших газов
Автомобили Hyundai серийно оснащают каталитическим нейтрализатором. При его наличии обязательно использование неэтилированного бензина. Автомобили с управляемым каталитическим нейтрализатором, кроме того, должны быть оснащены устройством регулируемого смесеобразования.
Под устройством регулируемого смесеобразования понимается система впрыска топлива, в которой соотношение топливо/воздух может постоянно изменяться в зависимости от условий эксплуатации и содержания кислорода в отработавших газах.
Команды управления устройство смесеобразования получает от датчика концентрации кислорода (лямбда-зонда), который установлен перед каталитическим нейтрализатором или в выпускном коллекторе и обдувается потоком отработавших газов. Лямбда-зонд – это электрический датчик, регистрирующий остаточное содержание кислорода в отработавших газах и выдающий соответствующий электрический сигнал. Величина сигнала позволяет сделать вывод о составе топливовоздушной смеси. В доли секунды лямбда-зонд может выдать соответствующий сигнал на электронный блок управления, за счет этого состав смеси может постоянно корректироваться. Это, с одной стороны, необходимо, так как постоянно изменяются условия эксплуатации (например, полный газ, холостой ход), с другой стороны, потому что
оптимальное дожигание происходит в каталитическом нейтрализаторе только в том
случае, если в отработавших газах имеется достаточное количество частиц углерода (несгоревшего бензина).
Таким образом, чтобы при температуре 300–800 °С в каталитическом нейтрализаторе вообще могло происходить дожигание, в отработавших газах должно содержаться большее количество топлива, чем требуется для полного сгорания в цилиндрах двигателя. В связи с этим при эксплуатации автомобиля, оснащенного двигателем с каталитическим нейтрализатором, расход топлива увеличивается примерно на 5%. Каталитический нейтрализатор находится в моторном отсеке автомобиля на месте переднего глушителя. Нейтрализатор состоит из керамического сотового блока, покрытого благородным металлом-катализатором – платиной или родием. Для крепления чувствительного к ударам керамического блока используется эластичная жаропрочная проволочная сетка.
Используемый каталитический нейтрализатор представляет собой так называемый трехкомпонентный каталитический нейтрализатор. Это означает, что в нем одновременно происходит окисление окиси углерода (СО) и углеводородов (СН) и снижение содержания оксидов азота (NOx).
Правила эксплуатации автомобилей с каталитическим нейтрализатором в системе выпуска отработавших газов
Чтобы избежать повреждения датчика концентрации кислорода (лямбда-зонда) и каталитического нейтрализатора, нужно обязательно выполнять следующие указания.
Обязательно заправляться неэтилированным бензином.
Если по ошибке было залито этилированное топливо, необходимо заменить выпускной коллектор и каталитический нейтрализатор. Перед установкой новых элементов системы выпуска не менее двух раз следует полностью заправить топливный бак неэтилированным бензином.
Пуск прогретого двигателя толканием или буксировкой недопустим. Следует использовать электрический кабель для пуска двигателя. Несгоревшее топливо при воспламенении может привести к перегреву каталитического нейтрализатора и его последующему разрушению.
Следует избегать частых холодных пусков, следующих один за другим. В противном случае в каталитическом нейтрализаторе собирается несгоревшее топливо, сгорающее при нагревании со взрывом, при этом повреждается нейтрализатор.
При трудностях при пуске двигателя не давайте стартеру долго работать, так как во время пуска происходит впрыск топлива. Следует найти и устранить неисправность, а затем пускать двигатель.
При перебоях в работе системы зажигания до определения причины неисправности не допускайте впрыска топлива при пуске двигателя.
Не проверяйте наличие искры при снятом наконечнике свечи зажигания.
Нельзя проводить баланс-тест отключением высоковольтного провода зажигания одного из цилиндров. При отсоединении высоковольтного провода зажигания отдельного цилиндра, даже с помощью специального тестера, несгоревшее топливо будет попадать в каталитический нейтрализатор.
При перебоях в работе системы зажигания избегайте работы двигателя с высокой частотой вращения коленчатого вала. Устраните неисправность как можно быстрее.
Не паркуйте автомобиль на высохшей листве или траве. Температура системы выпуска отработавших газов в месте установки каталитического нейтрализатора очень высокая, излучение тепла происходит даже после выключения двигателя.
При заливке моторного масла необходимо следить за тем, чтобы максимальный уровень масла на щупу не был превышен. В противном случае его излишек может попасть в каталитический нейтрализатор и повредить покрытие или полностью разрушить его.
Полезные сведения и советы
Как уберечь нейтрализатор
Замена отказавшего нейтрализатора обойдется недешево, поэтому хорошо бы заранее знать, как обстоит дело с нейтрализаторами на рынке автомобильных запчастей и какие проблемы возникают при их эксплуатации.
До недавнего времени мы знали о нейтрализаторе только следующее: это такая штука, которая непонятно зачем нужна, непонятно как работает, наш бензин ее «убивает», в общем одни неприятности. Вырезать – и никаких проблем! Но постепенно мы начали привыкать к тому, что нейтрализатор – вещь все-таки небесполезная, по крайней мере мысли о «хирургическом вмешательстве» в систему выпуска отработавших газов посещают все реже и все меньшее количество голов.
Весной, когда сотрудники ГИБДД начинают «борьбу за чистоту воздуха», на нас сваливается еще одна проблема – нужно отрегулировать СО. Владельцы машин, оборудованных нейтрализаторами, об этом даже не задумываются, а посты проверки СО проезжают без дрожи в коленках и боязни за свой кошелек. Правда, тот же кошелек может прилично «похудеть» по другой причине. Штрафы за превышение уровня СО покажутся копеечными по сравнению с расходами на покупку и замену нейтрализатора, если он выйдет из строя. Вот почему надо знать, как с ним обращаться, а для этого сначала следует разобраться, как он устроен и как работает.
Как работает нейтрализатор
При сгорании топливовоздушной смеси образуется ряд вредных для здоровья человека продуктов – оксид углерода (СО), различные углеводороды (СН) и оксиды азота (NО) и пр. Несмотря на то что эти вещества и составляют всего 1% общего объема выхлопа (остальное – это азот, двуокись углерода и водяной пар), они очень вредны и требуют нейтрализации. Существует несколько способов борьбы с вредными составляющими выхлопа, например обеднение смеси, на которой работает двигатель, или рециркуляция отработавших газов, но ни один из них не сравнится по эффективности с результатом работы каталитического нейтрализатора.
Как говорят специалисты, каталитический нейтрализатор – это простое устройство, в котором происходит сложный химический процесс. Внутри корпуса из нержавеющей стали находится керамический или металлический «кирпич» с сотовой структурой. У этого монолита огромная площадь поверхности, причем вся она покрыта тончайшим слоем специального сплава – собственно катализатора, содержащего платину, родий и палладий. Именно эти редкие металлы отвечают за чудесные свойства нейтрализатора, они же определяют его высокую стоимость.
Отработавшие газы «омывают» поверхность монолита, и, когда температура достигает «критического» значения +270 °С, начинается каталитическая реакция. Оксид углерода превращается в двуокись (углекислый газ), углеводороды – в воду и опять же в двуокись углерода, а оксиды азота – в воду и азот. Все это для окружающей среды менее вредно.
Каталитические нейтрализаторы способны довольно эффективно снижать токсичность выхлопа, при этом они практически не влияют на потребление топлива и мощность двигателя. При наличии нейтрализатора слегка возрастает обратное давление выхлопа, от чего двигатель теряет 2–3 л.с., но это практически вся «плата» за очистку отработавших газов. Однако установка каталитического нейтрализатора – не идеальное решение. Теоретически он должен служить бесконечно, так как вышеупомянутые металлы служат лишь катализатором, который при химической реакции, как известно, не расходуется. На практике продолжительность жизни нейтрализатора имеет предел...
Причины отказа нейтрализатора
Отказ каталитического нейтрализатора может произойти по нескольким причинам, хотя обычно это процесс постепенный, уловить который без специального оборудования невозможно.
«Сердцевина» большинства нейтрализаторов изготовлена из керамики – материала, известного своей хрупкостью. Автомобиль может на скорости попасть в выбоину, удариться обо что-то или даже просто «чиркнуть» корпусом нейтрализатора по камню, от чего каталитический «кирпич» может треснуть. После этого потеря «сердцевиной» своих рабочих качеств – дело времени.
Нейтрализаторы нового поколения, содержащие металлический монолит, не столь уязвимы по этой части. Разбить их, конечно, можно, но во всяком случае это не так просто.
Кроме физического разрушения, существует еще одна частая причина выхода нейтрализатора из строя – топливо. Он чрезвычайно чувствителен к составу топлива. Если бензин этилированный, то тетраэтилсвинец, содержащийся в нем, откладывается на активной поверхности каталитического «кирпича» и быстро «загрязняет» ее, от чего всякие реакции прекращаются. Уж, кажется, на заправках и наконечники шлангов ставят разного размера, и раздаточные колонки красят в разные цвета, и пишут об этом на каждом углу, а все равно потребители иногда путают и заливают не тот бензин. А ведь достаточно «сжечь» полбака такого бензина, чтобы «убить» нейтрализатор.
Но не только этилированный бензин – враг нейтрализатора. Его можно погубить и неэтилированным, если неисправна система управления двигателем, не полностью сгорает топливовоздушная смесь или двигатель сильно изношен.
Тройные каталитические нейтрализаторы («тройные» потому, что катализатором служит совокупность трех металлов) устанавливают только на те машины, двигатели которых оборудованы замкнутой системой контроля выхлопа. Перед нейтрализатором установлен датчик концентрации кислорода, который оценивает состав отработавших газов и передает эти данные в центральный блок электронной системы управления двигателя. В зависимости от содержания кислорода в газах центральный блок регулирует состав горючей смеси и зажигание так, чтобы поддерживались их оптимальные значения. Это служит главной защитой нейтрализатора и обеспечивает экономию топлива, высокую экономичность двигателя. Нейтрализатор не переносит больших отклонений в ту или иную сторону в составе смеси. Плохо отрегулированный двигатель с повышенным содержанием углеводородов в выхлопе просто гробит нейтрализатор. Слишком бедная смесь может вызвать резкий перегрев нейтрализатора, от чего снова пострадает монолит, только уже «физически». Таким образом, «жизнь» нейтрализатора зависит от исправности системы управления двигателем.
Многое зависит и от исправности самого кислородного датчика. С «возрастом» он становится «ленивым» или совсем выходит из строя, что сказывается на составе рабочей смеси и соответственно исправности нейтрализатора.
Испортить нейтрализатор может и выхлоп сильно изношенного двигателя, сжигающего масло. Последнее, попадая вместе с выхлопом в нейтрализатор, «запекается» на поверхности монолита, подобно лаку, и не дает нейтрализатору работать.
Есть и другие вредные факторы. Например, свечи. Неподходящие свечи не будут давать полного сгорания, что может вызвать в нейтрализаторе губительную реакцию расплавления.
Будьте осторожны при использовании присадок к бензину или моторному маслу. Большинство водителей об этом не задумываются, а ведь присадки тоже могут вредно воздействовать на нейтрализатор. Если на продукте не написано «совместим с каталитическим нейтрализатором», лучше не рискуйте.
Еще один опасный случай – пуск двигателя буксировкой. При этом может происходить попадание в нейтрализатор чистого бензина. Это отравляет нейтрализатор, а также может вызвать мгновенную реакцию и даже взрыв.
Еще следите за тем, куда едете, старайтесь не попадать в глубокие лужи. Рабочая температура нейтрализатора составляет около +900 °С. Внезапное попадание его в воду может быть фатальным.
В целом замечено, что на срок службы нейтрализатора влияют и условия эксплуатации. Больше страдают нейтрализаторы на машинах, эксплуатируемых в городском режиме, когда двигатель часто пускают и останавливают. Тем не менее при длительной езде с высокой скоростью за городом нейтрализатор также страдает, но уже от перегрева.
Наконец, вы поступите разумно, если станете регулярно осматривать систему выпуска. Если сломаны кронштейны или отвалились резиновые подушки подвески глушителей, выхлопная труба будет вибрировать, передавая на нейтрализатор ненужные нагрузки.
carmanz.com
