Auto-noginsk.ru

Авто Ногинск
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Регулировка токсичности отработанных газов

Регулировка токсичности отработанных газов

Полностью исключить наличие токсичности в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания нельзя. Предупредить излишнее относительно нормы количество токсичных веществ можно путем соблюдения режимов технического обслуживания, периодичности проведения регулировок и качественного их выполнения; снижения расхода топлива; повышения качества ремонта. Следует отметить, что повышение токсичности отработавших газов при большом расходе топлива происходит из-за неправильной регулировки карбюратора, засорения воздушных фильтров, повышения уровня топлива в поплавковой камере карбюратора. На расход топлива и на токсичность влияет также техническое состояние газораспределительного механизма — изменение тепловых зазоров и подгорание выпускных клапанов, а также система зажигания — изменение зазоров в прерывателе-распределителе и свечах зажигания.

У некоторых автомобилей при обслуживании больниц, курортов двигатели оборудуют системами нейтрализации выпускных газов. Снижение концентрации токсичных веществ здесь достигается воздействием на рабочий процесс и применением устройств для нейтрализации и очистки газов в выпускном трубопроводе — нейтрализаторов и очистителей.

Нейтрализаторы бывают термические и каталитические. В них происходят химические реакции, в результате которых уменьшается количество газовых компонентов токсичных веществ. Механические и водяные очистители применяют для очистки газов от сажи и капелек масла.

Термический нейтрализатор представляет собой камеру сгорания, которая размещается в выпускном тракте двигателя для дожигания продуктов неполного сгорания топлива. Такой нейтрализатор устанавливают на месте выпускного трубопровода. Однако термические нейтрализаторы на режимах холостого хода и малых нагрузках малоэффективны, так как температура выпускных газов недостаточна для быстрого протекания реакции.

Каталитические нейтрализаторы более эффективны, в них применены катализаторы из благородных металлов — платины и палладия, родия. Эти катализаторы обеспечивают более высокую скорость окисления СО и СН при невысоких температурах. У выпускных газов при этом почти исчезает неприятный запах, сгорает сажа. Катализаторы на базе обычных металлов уступают предыдущим по активизации процессов окисления при невысоких температурах. В каталитическом нейтрализаторе выпускные газы поступают в камеру и в контактную зону коробки катализатора, очищенные газы поступают в атмосферу. Коробка сменная, рассчитана на 1500—2000 ч работы и обеспечивает очистку газов почти на 75 %. При втором ТО коробку очищают. Для этого газовой горелкой ее нагревают до температуры 800—900° С и выжигают сажу.

Предусмотрено оборудование всех современных автомобильных карбюраторных двигателей, автомобильных дизелей системами нейтрализации отработавших газов при работе в карьерах, на рудниках, где недостаточен воздухообмен.

Снизить токсичность отработавших газов позволяет применение форкамерно-факельного зажигания карбюраторных двигателей, а также работающих на газе автомобилей, электромобилей, двигателей с двухстадийным сгоранием топлива; разработка и применение малотоксичных антидетонаторов, противодымных присадок к топливу.

Закон об охране атмосферного воздуха устанавливает, что выбросы загрязняющих веществ в атмосферу автомобилями, самолётами и другими передвижными средствами и установками должны контролироваться с целью сокращения содержания вредных веществ. Производство и эксплуатация машин, в выбросах двигателей которых содержание загрязняющих и токсичных веществ превышает установленные нормативы, не допускается. Нарушение этих правил влечет за собой административную, материальную и уголовную ответственность. Действует ГОСТ 25478—82 «Допустимые нормы содержания окиси углерода и дым-ности отработавших газов», который содержит необходимые для контроля токсичности данные (табл. 7).

Читайте так же:
Регулировка шайбы эур калина
7. Нормы объемной окиси углерода (СО) в отработавших газах автомобилей, %, не более
Режим работы двигателяПериод выпуска автомобилей
до 01.07.1978 г.,; 01.07.1978 г. до 01.01.19SO г.после 01.01.1980 г.
Минимальная частота вращения коленчатого вала3,52,01,5
Частота вращения коленчатого вала, равная 0,8 номинальной2,01,51,0

Проверку содержания окиси углерода в отработавших газах выполняют на прогретом двигателе в режиме холостого хода и при частоте вращения коленчатого вала, равной 0,8 номинальной. Полученные данные сравнивают со значениями табл. 7. Для проверки применяют газоанализаторы моделей И-СО НИИАТ, ГАИ-1, НИИАТ-651 и другие. Увеличенное содержание окиси углерода на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя свидетельствует о неправильной регулировке системы холостого хода карбюратора, а на большой частоте вращения — о неисправности главной дозирующей системы или неплотности прилегания клапанов экономайзера и ускорительного насоса.

На двигателях автомобилей ИЖ-2715, ВАЗ-2121, ВАЗ-2109, УАЗ-31512 устанавливают карбюраторы, имеющие системы снижения токсичности отработавших газов. Снижение токсичности обеспечивается уменьшением расхода топлива. Электронный блок 13 (рис. 1) такой системы управляет электромагнитным клапаном 12, который на режимах принудительного холостого хода (ПХХ) закрывает топливный жиклер, прерывая подачу топливной смеси. Регулировки карбюраторов таких автомобилей выполняют одновременно с регулированием содержания окиси углерода в отработавших газах.

Система снижения токсичности отработавших газов автомобиля ВАЗ-2109

Рис. 1. Система снижения токсичности отработавших газов автомобиля ВАЗ-2109:

1 — карбюратор; 2 — воздушная заслонка; 3 — пусковое устройство; 4 — прокладка; 5 — тепловой экран; 6 — впускная труба; 7 — подогрев системы холостого хода; 8 — винт качества смеси; 9 — рычаг привода дроссельных заслонок; 10 — упорный винт; 11 — канал системы холостого хода; 12 — электромагнитный клапан; 13 — блок управления; 14 — выключатель зажигания; 15 — аккумуляторная батарея; 16 — электронный коммутатор; 17 — катушка зажигания; 18 — провода высокого напряжения; 19 — датчик-распределитель

Нейтрализация токсичности отработавших газов автомобиля

В данной статье рассмотрены вопросы экологической чистоты выхлопа и токсичности в конструкции двигателя и автомобиля. Как следует решить их с помощью регулировки токсичности у двигателей современных автомобилей. В последние годы, ужесточение норм токсичности коснулось и дизелей — на многих моделях автомобилей с дизельными двигателями.

Экологические требования к автомобилю и его двигателю являются в настоящее время приоритетными. Экологическая чистота выхлопа закладывается в конструкцию двигателя и автомобиля в целом еще при проектировании. Далее в эксплуатации характеристики токсичности должны оставаться стабильными. Регулировка токсичности у двигателей современных автомобилей в большинстве случаев или не требуется или сильно ограничена. В то же время у двигателей автомобилей прошлых лет выпуска, особенно с карбюраторами, токсичность выхлопа напрямую связана с техническим состоянием системы питания и зажигания и их регулировкой. Поэтому в настоящее время ремонт двигателя, какой бы сложный он ни был, не может считаться квалифицированным и качественным, если токсичность выхлопа двигателя после ремонта превышает установленные допустимые пределы [1].

Читайте так же:
Регулировка яркости света для ваз

Основная доля вредных веществ, содержащихся в отработавших газах двигателей и загрязняющих окружающую среду, состоит из окиси углерода СО, окислов азота NOx, углеводородов CnHm (или просто СН). а также углерода С (сажи) у дизелей. Из перечисленных веществ СО, СН и С являются продуктами неполного сгорания топлива. Количество NOx в выхлопных газах связано, в основном, с высокой температурой сгорания. Окислы азота образуются в двигателе при взаимодействии кислорода и азота, содержащихся в воздухе. Чем выше температура сгорания, тем больше образуется NOx. На температуру сгорания влияют конструктивные факторы (например, степень сжатия) и режим работы двигателя (состав смеси, нагрузка). У бензинового двигателя наибольшее влияние на образование вредных веществ оказывает состав смеси. При а = 1.0-1.10 концентрация NOx в выхлопных газах максимальна, а выбросы СО и СН близки к минимальным

Уменьшение количества и изменение качественного состава вредных веществ, выбрасываемых в окружающую среду с отработавшими газами, достигается целым комплексом мероприятий. Среди них следует отметить ряд конструктивных разработок — специальные конструкции камер сгорания для работы на бедных смесях, в том числе с различными типами форкамер, рециркуляция отработавших газов, т.е. подача их части на вход в двигатель, системы регулирования фаз газораспределения, уменьшающие перекрытие клапанов на пониженных режимах и т.д. Однако даже при использовании в конструкции двигателей всех самых передовых решений удовлетворить нормам токсичности, установленным, например, в США, Японии и странах Европы, не удается [5]. Вследствие этого современные автомобили с бензиновыми двигателями снабжаются каталитическими нейтрализаторами.

Нейтрализатор состоит из носителя, заключенного в корпус. Носитель представляет собой керамический материал (сотовой 11 конструкции или в виде шариков), покрытый тонким слоем катализатора из благородных металлов, например, платины, палладия, родия. При температуре поверхности катализатора свыше 250-300°С, содержащиеся в отработавших газах окислы углерода СО эффективно окисляются, а их концентрация в выхлопных газах снижается во много раз. Окисление углеводородов СН происходит при более высокой температуре (400°C). Окисление СО и СН происходит в присутствии свободного кислорода воздуха, небольшое количество которого образуется в результате сгорания:

Такие реакции могут происходить в широком диапазоне изменения состава смеси — необходимо только, чтобы отработавшие газы имели коэффициент, а более 1,0, что достигается работой двигателя на обедненной смеси или подачей в систему выпуска дополнительного воздуха.

Подобные нейтрализаторы получили широкое распространение на автомобилях с начала 80-х годов, в том числе, с карбюраторной системой подачи топлива. Однако последовательное ужесточение норм токсичности потребовало создания нейтрализаторов, снижающих не только концентрацию СО и СН, но и одновременно окислов азота NОх. Такие нейтрализаторы называются трехкомпонентными.

2NO + 2Н2 -> N2 + 2H2O ; (4)

2NO + 5Н2 -> 2ÑНз + 2Н2О (при а < 1). (5)

Для одновременного уменьшения выбросов СО, СН и NOx необходимо поддерживать определенный состав смеси в цилиндрах двигателя (а около 1,0) с очень высокой точностью — порядка ±1% . Чтобы обеспечить такую точность поддержания состава смеси, на современных двигателях устанавливают электронные системы управления подачи топлива и снижения токсичности с обратной связью по сигналу датчика концентрации кислорода. Именно ужесточением норм токсичности (а не требованиями экономичности или мощности) объясняется повсеместное внедрение на автомобилях сложных электронных систем топливоподачи. Сложность этих систем со временем, вероятно, будет увеличиваться вместе с дальнейшим ужесточением норм токсичности [3].

Читайте так же:
Как регулировать сцепление камаз 5320

Следует отметить высокую чувствительность каталитического нейтрализатора к качеству применяемого топлива. В частности, использование этилированного бензина приводит к так называемому «отравлению» катализатора с разрушением покрытия и даже самой керамической основы катализатора.

Помимо нейтрализатора, на многих японских и американских двигателях устанавливают так называемые термические реакторы. Такие устройства позволяют при подмешивании к отработавшим газам воздуха доокислить СО и СН, снижая их концентрацию за счет реакции с кислородом воздуха при высокой температуре (свыше 500°С). Реакторы особенно эффективны на режимах богатой смеси при больших нагрузках, не выходят из строя со временем, однако не дают полного окисления СО и СН, поэтому применяются как дополнительные устройства перед нейтрализатором.

Рециркуляция отработавших газов применяется на двигателях не менее широко. Основная задача рециркуляции — снижение выбросов NOx. Это особенно важно, когда в нейтрализаторе не обеспечено точное поддержание состава смеси (подобная ситуация характерна для карбюраторной системы питания). Рециркуляция предполагает отбор выхлопных газов в количестве до 10-12% и подачу их на вход двигателя на режимах средних и полных нагрузок.

Поскольку каждая из рассмотренных систем выполняет свою задачу, на практике, особенно на японских автомобилях, они нередко встречаются одновременно — термический реактор, система рециркуляции и каталитический нейтрализатор. Это предполагает существенное усложнение функций системы управления. На двигателях японских автомобилей прошлых лет выпуска с карбюраторами это выражалось в значительном числе пневмоклапанов и шлангов в системе управления двигателя.

В отличие от бензиновых двигателей дизели имеют существенно более низкий уровень выбросов СО, NOx и СН. Наиболее низкий уровень выбросов СО и СН достигается обычно на режимах средних нагрузок (рис. 2). Большие различия в уровне и характере изменения выбросов в зависимости от состава смеси у дизелей по сравнению с бензиновыми двигателями связаны с иной природой процесса сгорания — у бензинового двигателя с помощью свечи поджигается хорошо перемешанная смесь воздуха и паров топлива, а в дизеле происходит самовоспламенение в факеле распыляемого топлива в зонах с концентрацией топлива около а = 1.

В выхлопных газах дизеля присутствуют, иногда в больших количествах, частицы углерода (сажа). Это происходит из-за наличия зон богатой смеси в струе распыляемого топлива. Сажевыделение дизеля создает характерный черный дым выхлопа и так же, как и другие вещества, ограничивается нормами токсичности. Снижение сажевыделения достигается более ранним впрыском (ограниченным, правда, «жесткостью» сгорания и повышением нагрузок на детали) и ограничением подачи насоса. Среди конструктивных мероприятий следует отметить увеличение скорости впрыска и качества распыливания топлива за счет увеличения давления подачи, а также электронное регулирование подачи. Дымление двигателя резко возрастает при приближении состава смеси к стехиометрическому (а = 1), поэтому дизели, несмотря на то, что вблизи а = 1 мощность и крутящий момент максимальны, имеют ограничение a по пределу дымления. Сравнительно низкий уровень СО, СН и NOx в отработавших газах дизеля не требовал в прошлом установки специальных устройств для снижения токсичности. Однако в последние годы ужесточение норм токсичности коснулось и дизелей — на многих моделях автомобилей с дизельными двигателями уже появились системы снижения токсичности выхлопа, включающие рециркуляцию выхлопных газов, каталитический нейтрализатор и специальный сажевый фильтр.

Читайте так же:
Как регулировать педаль сцепления ваз 2110

Пять признаков неисправности каталитического нейтрализатора отработавших газов

Каталитический нейтрализатор является чрезвычайно важной частью системы контроля выбросов отработавших газов. Он предназначен для снижения токсичности газов путем преобразования вредных загрязняющих веществ в безопасные для здоровья воду, углекислый газ и азот.

Конечно же, каждый владелец автомобиля должен обращать внимание на любые признаки неисправностей и не затягивать с решением возникшей проблемы.

Неисправен каталитический нейтрализатор

5 признаков неисправности каталитического нейтрализатора:

1. Нажатие педали акселератора не приводит к ускорению автомобиля

Каталитический нейтрализатор работает в связке с блоком управления силовым агрегатом (РСМ) и другими устройствами снижения токсичности выбросов. Если каталитический нейтрализатор не работает должным образом, проблемы также возникнут с функционированием системы контроля выбросов отработавших газов.

2. Двигатель не запускается или глохнет через несколько минут

Если двигатель не запускается или запускается, а потом глохнет, следует обратиться в ближайшую автомастерскую для его проверки.

Ошибка каталитического нейтрализатора

3. Включение индикатора Check Engine («Проверьте двигатель»)

Включение этого индикатора, расположенного на приборной панели, вызывает, пожалуй, самую большую панику. Каталитический нейтрализатор относится к тем системам, которые могут активировать индикатор Check Engine. Как в случае с любыми другими неисправностями, самым разумным будет доставить автомобиль к квалифицированному специалисту для проверки. Также нелишним будет выяснить, по какой причине на приборной панели загорается тот или иной индикатор.

4. Внезапное увеличение расхода топлива

Если необходимость заправки автомобиля возникает все чаще, это с высокой вероятностью говорит о том, что пришло время отправиться в автомастерскую, чтобы проверить каталитический нейтрализатор. Если дело не в катализаторе, выясните, по какой другой причине может увеличиваться расход топлива.

Неисправность каталитического нейтрализатора

5. Плохие результаты проверки отработавших газов на токсичность

Любому человеку для поддержания здоровья желательно ежегодно проходить медосмотр. То же самое относится и к любому транспортному средству. Ежегодный техосмотр автомобиля обеспечивает безопасность его эксплуатации, позволяя вовремя устранить небольшие проблемы и тем самым избежать аварийных ситуаций на дороге.

Приезжайте в наши автосервисы Shell ЗАО Москвы для полной диагностики Вашего автомобиля!
Обещаем — качественную диагностику и недорогой и качественный ремонт Вашего железного коня!

Выхлопные газы

Выхлопны́е га́зы (отходящие газы) — отработавшее в двигателе рабочее тело.

Выхлопные (отходящие) газы являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы выхлопных (отходящих) газов — основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов, являющихся частой причиной отравления в замкнутых пространствах. Количество выделяемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ определяется массовым выбросом газов и составом отходящих газов.

Читайте так же:
Регулировка вут уаз 452

Содержание

Количество отходящих газов автомобилей [ править | править код ]

В основном определяется массовым расходом топлива автомобилями. Расход по расстоянию нормируется и обычно указывается производителями (одна из потребительских характеристик). В отношении суммарного объема выходящих из глушителя выхлопных газов приблизительно можно ориентироваться на такую цифру — один килограмм сжигаемого бензина приводит к образованию примерно 16 килограммов смеси различных газов.

  • k — карбюраторный двигатель
  • i — инжекторный двигатель
  • D — дизельный двигатель
  • плотность бензина при +20С колеблется от 0,69 до 0,81 г/см³
  • плотность дизельного топлива при +20С по ГОСТ 305-82 не более 0,86 г/см³

Состав автомобильных выхлопных газов [ править | править код ]

Бензиновые двигателиДизели
N2, об.%74—7776—78
O2, об.%0,3—8,02,0—18,0
H2O (пары), об.%3,0—5,50,5—4,0
CO2, об.%0,0—16,01,0—10,0
CO*, об.%0,1—5,00,01—0,5
Оксиды азота*, об.%0,0—0,80,0002—0,5
Углеводороды*, об.%0,2—3,00,09—0,5
Альдегиды*, об.%0,0—0,20,001—0,009
Сажа**, г/м 30,0—0,040,01—1,10
Бензпирен-3,4**, г/м 310—20⋅10 −610×10 −6

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.

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 [1] .

Отравления в замкнутом пространстве [ править | править код ]

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.

Пути снижения выбросов и токсичности [ править | править код ]

Стимулом к сокращению объёмов предполагается заинтересованность в сокращении расхода топлива (крупная статья расходов в автомобильном транспорте).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector