Оглавление: Система выпуска ОГ ↓ Системы снижения токсичности… ↓
Система выпуска ОГ
Система выпуска отработавших газов (ОГ) состоит из выпускных коллекторов с каталитическими преобразователями, сажевого фильтра (DPF, только на некоторых дизельных моделях), глушителей и выпускной трубы. Кроме жёсткого крепления в определённых местах система выпуска ОГ имеет крепёжные резиновые кольца-подвесы. Они обеспечивают антивибрационное и исключающее какой-либо натяг крепление системы в горизонтальном положении, а также необходимое расстояние до днища автомобиля.
Системы снижения токсичности отработавших газов
Принцип функционирования системы управления двигателем построен таким образом, чтобы получать максимальную отдачу от двигателя при минимальном расходе топлива и содержании токсичных составляющих в ОГ. На рассматриваемые автомобили устанавливаются следующие системы снижения токсичности отработавших газов: система вентиляции картера (PCV), система улавливания топливных испарений (EVAP, только бензиновые модели), система циркуляции ОГ (EGR, только дизельные модели), сажевый фильтр (только некоторые дизельные модели), а также лямбда-зонды и каталитический преобразователь.
Для предупреждения о неисправностях систем снижения токсичности отработавших газов предусмотрена контрольная лампа "MIL" в комбинации приборов (см. Главу "Органы управления и приёмы эксплуатации"). Эта К/Л загорается, если превышается одно или несколько следующих предельных значений выбросов:
Система управляемой вентиляции картера (PCV)
Для устранения утечек несгоревших углеводородов в атмосферу двигатель полностью загерметизирован. Газы и пары масла, образующиеся в картере, подаются во впускной трубопровод и сгорают в цилиндрах вместе с топливом (кроме паров масла, задерживающихся в маслоотделителе).
Газы удаляются из картера за счёт разницы давления в картере и впускном трубопроводе (давление в картере выше) через клапан PCV, который открывается вакуумом из впускного трубопровода. Количество картерных газов зависит от оборотов коленчатого вала.
Система улавливания топливных испарений (EVAP)
Система EVAP устанавливается только на бензиновые модели и предназначена для снижения выброса в атмосферу несгоревших углеводородов. Основным элементом системы EVAP является адсорбер с гранулами активированного угля, адсорбирующими образующиеся в баке во время стоянки автомобиля топливные испарения. Заливная горловина топливного бака герметично закрывается крышкой. Пары топлива удерживаются в угольном адсорбере до тех пор, пока по сигналу ЕСМ не начнётся продувка адсорбера. Во время продувки пары топлива подаются через клапан продувки во впускной трубопровод, где они смешиваются с рабочей смесью и далее сгорают обычным образом в камерах сгорания (см. Часть А).
Для обеспечения нормальной работы двигателя на холостых оборотах и во время прогрева блок управления двигателем держит клапан закрытым. Таким образом предотвращается попадание несгоревшего топлива в каталитический преобразователь (при повышенных оборотах холостого хода смесь переобогащена). После прогрева двигателя клапан начинает открываться и закрываться, регулируя подачу паров топлива во впускной тракт.
Т.к. дизельное топливо труднолетуче, на дизельных моделях фильтр с активированным углем не используется. Удаление воздуха из топливного бака происходит прямо в атмосферу.
Система рециркуляции ОГ (EGR)
Эта система позволяет снизить количество оксидов азота (NO) в отработавших газах. Для этого небольшая часть отработавших газов через специальный клапан EGR подаётся назад во впускной трубопровод.
Отработавшие газы вводятся в заряд воздуха, входящего во впускной трубопровод, где они смешиваются с воздушно-топливной смесью и уменьшают максимальную температуру газов, уменьшая содержание оксидов азота (NOx) в отработавших газах.
Клапан EGR представляет собой шаговый электромотор с датчиком положения, полностью управляемый сигналом рабочего цикла, поступающим от ЕСМ. В качестве входного сигнала ЕСМ используется масса всасываемого двигателем воздуха.
Для снижения температуры возвращаемых отработавших газов на дизельных моделях используется радиатор EGR. Уменьшение температуры EGR не оказывает негативного воздействия на интенсивность нагнетания воздуха на впуске, поэтому поддерживаются оптимальные топливные характеристики.
Сажевый фильтр (дизельные модели)
Замечание: Не допускается использование химических топливных добавок (например, очистителя клапанов или ускорителя пуска холодного двигателя). Они содержат соединения металлов, при сгорании которых образуется зола, что приводит к загрязнению сажевого фильтра.
Сажевый фильтр поглощает частицы сажи, содержащиеся в отработавших газах дизельных двигателей. При температуре ОГ ниже 300°C частицы сажи скапливаются в сажевом фильтре. Для их удаления (сжигания) требуется регенерация сажевого фильтра.
Непрерывная регенерация происходит в рабочих диапазонах, в которых температура ОГ превышает температуру воспламенения сажи (более 350°C). Окисление сажи начинается под действием содержащейся в ОГ двуокиси азота (NO₂), при этом не происходит выделение тепла. Двуокись азота образуется в катализаторе окисления (см. подраздел ниже) из окиси азота (NO). При сжигании происходит медленное окисление частиц сажи на окись углерода (СО) и двуокись углерода (CO₂). Эффект непрерывной регенерации усиливается благодаря расположению рядом с двигателем.
При циклической регенерации для сжигания отфильтрованных частиц сажи отработавшие газы нагреваются примерно до 600°C. Специальные присадки не требуются. Этот процесс регулируется с помощью сигналов датчика противодавления ОГ и датчиков температуры ОГ. Также, каки непрерывная, циклическая регенерация происходит без ощутимого воздействия на динамические свойства автомобиля. Циклическая регенерация производится в зависимости от уровня нагрузки на двигатель. При этом происходит целенаправленное ограничение потока всасываемого воздуха дроссельной заслонкой в сочетании с одним или двумя дополнительными впрысками. В результате этого температура ОГ повышается примерно до 600°C. Содержащийся в отработавших газах остаточный кислород (О₂) способствует сгоранию сажи. При этом продолжительность регенерации сажевого фильтра может составлять около 20 минут. Циклическая регенерация сажевого фильтра производится, по меньшей мере, каждые 1000 км. В случае эксплуатации автомобиля на коротких расстояниях регенерация начинается раньше. ЕСМ рассчитывает срок регенерации на основании данных о пройденном расстоянии после каждого пуска двигателя, а также по средней скорости движения.
Каталитический преобразователь и лямбда-зонды
Для снижения количества вредных выбросов в атмосферу в систему выпуска ОГ встроен каталитический преобразователь: на бензиновых моделях - трёхфункциональный, а на дизельных - окислительный. Трёхфункциональные каталитические преобразователи служат для проведения следующих химических реакций: 2СО + О₂ → 2CO₂; 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O; 2NO + 2CO → N₂ + 2CO₂, а окислительные каталитические преобразователи преобразуют только CO и C₂H₆.
На бензиновых моделях система управления впрыском топлива имеет обратную связь, в которую включены лямбда-зонды, постоянно информирующие блок управления о составе ОГ. В зависимости от полученных данных, блок управления корректирует качество смеси, подаваемой в камеры сгорания и, таким образом, оптимизирует условия сгорания топлива.
Рабочая поверхность лямбда-зондов чувствительна к изменению содержания кислорода в ОГ. В зависимости от его концентрации меняется выходное напряжение датчика. Если смесь переобогащена (содержание кислорода в ОГ очень низкое), лямбда-зонд подаёт сигналы с низким напряжением. Напряжение увеличивается по мере обеднения смеси и увеличения содержания кислорода в газах. Наиболее эффективно преобразователь работает при оптимальном составе горючей смеси (14.7 частей воздуха на 1 часть бензина).
На дизельных моделях может использоваться широкополосный лямбда-зонд для коррекции количества впрыскиваемого топлива и оптимизации работы системы EGR.
Оригинал статьи доступен на онлайн-ресурсе AudiManual.ru