Методы снижения токсичности отработавших газов автомобилей

Методы, используемые для снижения токсичности отработавших газов двигателей с искровым зажиганием, делятся на две основные категории: конструктивные методы и очистка отработавших газов. Основные промышленно развитые страны стремятся внедрить у себя (или уже приняли) строгие нормы предельной токсичности отработавших газов. Выполнение этих норм требует использования систем снижения токсичности, включающих трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, который уже доказал свою эффективность в США, Европе и Японии

Снижение токсичности методом дозирования топлива

Рабочая смесь, качество которой определяется коэффициентом избытка воздуха λ, оказывает решающее влияние на состав отработавших газов.

Двигатель обеспечивает получение максимального крутящего момента при λ = 0,9 – эта величина обычно программируется для режима полной нагрузки двигателя. Оптимальная топливная экономичность достигается при смесях, характеризующихся λ = 1,1. Это совпадает с возможностью получения низких выбросов CO и CH. Однако выбросы оксидов азота (NO_x) при этом оказываются максимальными. Коэффициент избытка воздуха λ = 0,9 … 1,05 выбирается для режима холостого хода двигателя.

Слишком обедненная смесь приводит к появлению пропусков воспламенения, а так как смесь постепенно обедняется и далее, это влечет за собой быстрое увеличение выбросов СН.

Для предотвращения работы двигателя на сверхвысоких оборотах, когда требуется постоянное использование богатой смеси, осуществляется полное прекращение подачи топлива к двигателю.

Системы впрыска топлива позволяют добиться более точного контроля за составом смеси и значительно снизить количество выбросов отработавших газов.

Снижение токсичности отработавших газов точным смесеобразованием

Однородность смеси, ее послойное распределение и температура в зоне свечи являются основными факторами при определении способности смеси к воспламенению и последующему сгоранию с соответствующим влиянием на состав отработавших газов.

Однородные смеси и регулируемое послойное смесеобразование (богатая смесь у свечи зажигания и бедная смесь вблизи стенок камеры сгорания) представляют два пути совершенствования процесса смесеобразования.

На двигателях с одноточечным впрыском топлива для предотвращения отложения пленки топлива на стенках впускного трубопровода используется предварительный нагрев воздуха и впускного трубопровода.

Равномерное распределение

Максимальный коэффициент полезного действия (к.п.д.) двигателя может быть достигнут только при одинаковом коэффициенте избытка воздуха в каждом цилиндре.

Рециркуляция отработавших газов как способ снижения токсичности отработавших газов

Отработавшие газы направляются обратно в камеру сгорания для снижения максимальной температуры сгорания с целью снижения образования NO_x. Оптимизация системы EGR может также приводить к снижению расхода топлива. Система EGR используется любым из двух способов:

— внутренней рециркуляцией отработавших газов, обеспечиваемой соответствующей установкой фаз газораспределения (перекрытия клапанов);

— внешней рециркуляцией отработавших газов с применением управляемых клапанов.

Изменение фаз газораспределения

Большой угол перекрытия клапанов (при раннем открытии впускного клапана) позволяет увеличить внутреннюю рециркуляцию отработавших газов и поэтому может помочь в снижении выбросов NO_x. Однако, так как рециркулирующие отработавшие газы вытесняют свежую топливовоздушную смесь, то раннее открытие впускного клапана также ведет к уменьшению максимального крутящего момента. Кроме того, чрезмерная рециркуляция отработавших газов, особенно при работе двигателя на холостом ходу, может стать причиной перебоев в зажигании, что, в свою очередь, приводит к увеличению выбросов углеводородов (НС). Оптимальным решением является применение изменяемых фаз газораспределения, когда фазы газораспределения варьируются для оптимального приспосабливания процесса сгорания к условиям работы двигателя.

Влияние степени сжатия на количество токсичных компонентов отработавших газов

Ранее считалось, что повышение термического коэффициента полезного действия (к.п.д.) путем роста степени сжатия представляется эффективным мероприятием для улучшения топливной экономичности. Однако при этом одновременно увеличивается и максимальная температура сгорания, которая вызывает более высокую концентрацию выбросов NO_x.

Конструкция камеры сгорания

Снижение выбросов CH обеспечивается компактной камерой сгорания, имеющей минимальную площадь поверхности с отсутствием выемок. Центральное расположение свечи зажигания обеспечивает короткий путь распространения пламени, позволяя получить быстрое и относительно полное сгорание рабочей смеси, что приводит, кроме низких выбросов CH, к пониженному расходу топлива. Турбулизация рабочей смеси в камере сгорания обеспечивает более быстрое сгорание. Кроме создания двигателей, способных работать на обедненных смесях, оптимизация формы камеры сгорания дает возможность снизить концентрацию CH при λ = 1.

Создания вихревого движения смеси во впускном канале и оптимизация формы камеры сгорания позволяют использовать переобедненные рабочие смеси (λ = 1,4…1,6). Такие двигатели характеризуются низкой токсичностью и очень хорошей экономичностью, они не нуждаются в каталитической очистке отработавших газов. Разработки в области снижения выбросов NO_x у двигателей, работающих на переобедненных смесях, еще находятся в начальной стадии. Такие двигатели вплоть до настоящего времени с успехом применялись в Европе и Японии. Имелось только несколько моделей, использующих концепцию обедненных смесей, когда достигался компромисс между токсичностью отработавших газов и расходом топлива.

Система зажигания автомобилей

Конструкция свечи зажигания, ее положение в камере сгорания, а также энергия и продолжительность искрового разряда – все эти параметры оказывают существенное влияние на воспламенение смеси, продолжительность ее сгорания, а поэтому и на токсичность компонентов отработавших газов. Важность этих факторов возрастает в прямой зависимости от обеднения смеси (λ > 1,1). Установка момента зажигания оказывает решающее влияние как на токсичность, так и на расход топлива. При выборе момента зажигания приходится (иногда в ущерб расходу топлива) для снижения выбросов CH и NO_x выбирать более поздние углы опережения зажигания. Вместе с подачей в избытке кислорода это поднимает температуру в выпускной системе и позволяет дожигать СО и СН.

Этот метод приводит к снижению выбросов NO_x и несгоревших углеводородов, но за счет увеличенного расхода топлива. С другой стороны, если выбирается слишком большое опережение зажигания, это приводит к увеличению расхода топлива и выбросов NO_x и СН.

Вентиляция картера двигателя

Концентрация углеводородов в картере двигателя может во много раз превышать регистрируемую в отработавших газах. Система регулирования вентиляции картера перепускает картерные газы во впускной тракт двигателя, откуда они попадают в камеру сгорания для дожигания. Раньше эти газы выпускались неочищенными непосредственно в атмосферу; сейчас наличие системы снижения токсичности картерных газов является обязательным требованием.

Выхлопные газы и как с ними бороться. Причины и последствия ядовитых выбросов.

Выхлопные газы являются продуктом переработки углеводородного топлива. Отработавшие газы – большая проблема в современном мире, поскольку они являются причинами отравления окружающей среды, образования парникового эффекта, а так же появления смогов в городах. Смог является ядовитым туманом, который образуется в нижнем загрязненном слое атмосферы. Ультрафиолетовая радиация Солнца способствует окислению вредных веществ (оксида азота, углеводородов, альдегидов и др.). Смог негативно сказывается на здоровье человека, вызывая раздражение слизистой и способствуя появлению головной боли, отеков, различных осложнений и другие малоприятные симптомы.

В состав выхлопных газов входят следующие элементы:

Токсичные: оксид углерода, оксид углерода, альдегид, оксид серы, сажа и неканцерогенные угдеводороды

Нетоксичные: азот, кислород, пары воды, диоксид углерода

Причинами большого выброса ядовитых газов в атмосферу могут быть как неполное сгорание топлива в ДВС, так и загрязнение топлива всевозможными добавками и примесями. К сожалению, идеальный процесс сгорания топлива получить крайне сложно, поэтому ядовитые выбросы ДВС неизбежно опадают в атмосферу.

В настоящее время во многих странах существуют законы и нормы, ограничивающие содержание опасных веществ в газах, которые выделяют транспортные средства.

Снижение вредных выбросов

1. Правильная организация движения автотранспорта в условиях города. Устранение пробок и простоев автомобиля с работающем двигателем.
2. Использование пропана, бутана и другого нефтяного топлива, а так же природных газов.

Поддерживать ДВС в хорошем состоянии и вовремя устранять все неисправности.

Определяют токсичность отработавших газов на специальных стендах диагностики или при помощи газоанализаторов.

Кроме того, соответствие уровня токсичности выхлопов является одним из обязательных пунктов проверки при техосмотре автомобиля. Пройти технический осмотр в Брянске Вы можете в компании Гросс-Авто. Записаться на ТО онлайн можно на нашем сайте, в разделе Теосмотр. После прохождения процедуры Вы можете купить полис ОСАГО или КАСКО.

Если норма выхлопных газов окажется выше допустимого значения, наши специалисты автотехцентра Гросс-Авто помогут Вам в устранении данной проблемы и дадут советы по уходу за двигателем. В случае поломки ДВС и его составляющих, мастера компании Гросс-Авто готовы предложить Вам свои услуги по ремонту и диагностике дизельных и других двигателей. Так же мы выполняем ремонт газелей Камминс (cummins), регулировку ТНВД, замену масла в двигателе и акпп, сход-развал и другие услуги по обслуживанию автомобиля.

Как уменьшить звук глушителя в автомобиле своими руками

Есть любители прямоточного выхлопа, когда слышен громкий рев мотора. Но есть и те, кто думает как уменьшить звук глушителя. Если сделать тихий глушитель своими руками, то тогда ездить будет комфортнее, потому что в салоне станет тише. Особенно на отечественных автомобилях типа ВАЗ 2109 актуален вопрос, как сделать бесшумный глушитель. Если получится сделать на девятке тихий глушитель, то машина будет доставлять больше радости своему владельцу.

Способы как приглушить звук выхлопа

Перед тюнингом выхлопной системы надо разобраться с причинами, почему со временем звук работы мотора становится громче. Сама по себя работа мотора – это достаточно громкий процесс, но глушитель и другие узлы выхлопной системы отлично подавляют этот сильный шум. Без глушителя же шум мотора очень сильный.

Шум происходит из-за того, что в камере сгорания происходит взрыв топливной смеси, при этом выделяются газы, которые потом выходят в выхлопную трубу. Мы подробно не будем говорить про работу двигателя, об этом можно почитать в другой статье, а здесь мы будет говорить именно про то, как приглушить звук выхлопа.

От взрыва выделяется энергия, которая толкает поршень, а когда поршень ушел на необходимое расстояние, то открывается выпускной клапан, через который выходят отработанные газы и идут дальше через выхлопную систему. Чтобы эффективно поглощать шум используются детали из толстого металла. Так что, чем толще металл используется в выхлопной системе, тем тише будет ездить машина из-за того, что меньше будет вибраций.Самый первый берет шум на себя выпускной коллектор, поэтому он сделан таким большим и толстым, поэтому он лучше всего гасит шум, который идет из блока цилиндров. Даже если сравнить выхлопную трубу любой более менее нормальной иномарки с выхлопной трубой отечественного автомобиля, то видно, что в иномарках труба тяжелее и толще, поэтому и тише такая машина работает.

Именно поэтому когда едешь на старом ВАЗ 2114, то шум такой, что не слышно, что говорят пассажиры на задних сиденьях, поэтому и появляются мысли о том, как приглушить звук выхлопа.

В выхлопной системе есть еще резонатор, который нужен для снижения скорости газов по выхлопной трубе. А после резонатора идет глушитель. Выхлопные газы, когда проходят через резонатор, теряют долю энергии и дальше идут медленнее.

Самую большую долю своей энергии газы теряют в глушителе. Если рассматривать хороший глушитель, то в нем несколько отдельных корпусов, пройдя которые от шума мало что остается.

Как самостоятельно сделать самый тихий глушитель на автомобиль?

Когда вопрос с шумом во время эксплуатации автомобиля зашёл слишком далеко, и вы приняли решение сделать самый тихий глушитель на автомобиль, то надо начать с подготовки инструмента. Нам понадобятся:

• сварочный аппарат, подойдет инвертор или полуавтомат;
• углошлифовальная машинка и диски к ней;
• верстак с тисками.

Самый верный и недорогой способ сделать глушитель тише – вварить дополнительный резонатор. Это можно сделать и в гаражных условиях самостоятельно.

Дополнительный резонатор можно поставить между штатным резонатором и глушителем. Можно устанавливать уже готовый резонатор, его надо просто вварить в нужное место в трубе. Или можно собрать резонатор самостоятельно. Для тех, кто сомневается, станет ли тише выхлоп если вварить дополнительный резонатор, то ответ однозначен – выхлоп станет тише. Если все сделать правильно.

Как сделать дополнительный резонатор глушителя своими руками

Резонатор глушителя своими руками делается довольно просто, сейчас мы подробно обсудим каждый шаг. Для начала надо сделать наружный корпус, его можно сделать из любой стальной трубы с тонкими стенками: который выглядит вот так:

Концевая часть выглядит так:

Затем надо взять перфорированное железо с толщиной в 4,5 мм. Этого хватит и вставить его в концевую часть, как на фото далее:

Далее надо резонатор чем-то набить, для этой цели отлично подойдут обычные жестяные мочалки.

Затем надо натянуть корпус резонатора на эти мочалки, как на фото:

Затем надо взять заклепки и всю конструкцию заклепать, поэтому даже варить не обязательно, вот так:

Для тех, кто любит варить, можно и заварить концевые части к центральной части.

Когда все будет готово, надо обработать швы и можно покрасить термостойкой краской и после этого самый тихий глушитель на авто готов.

Возможные неудобства, связанные с тихим глушителем

Машина теперь будет работать тише, чего мы и хотели добиться, но могут быть и некоторые недостатки – увеличение общего веса выхлопной системы. Поэтому надо повесить более крепкие кронштейны, чтобы на неровной дороге выхлопная труба не оторвалась. Еще бывают случаи, когда вешают резиновые амортизаторы. Но по факту, самодельный резонатор будет весить примерно 2-3 кг.

Также надо протестировать в действии, как работает выхлопная система, чтобы газы нормально выходили через выхлопную трубу. Поэтому проверять надо на повышенных оборотах, тогда можно будет сделать правильные выводы. Но как правило, через такой резонатор газы будут выходить без затруднений.

А далее на видео еще один способ как уменьшить звук глушителя, сделав действительно очень тихую выхлопную систему: