Температура выхлопных газов дизельного двигателя – АвтоТоп
Температура – отработавший газ
Температура отработавших газов в моторных цилиндрах двухтактных газомоторных двигателей и компрессоров колеблется от 350 до 480 С, а в четырехтактных газомоторных двигателях при номинальной нагрузке от 510 до 520 С. [1]
Температура отработавших газов в выпускной трубе четырехтактных двигателей зависит от типа двигателей и составляет для карбюраторных двигателей 750 – ь 850 К и для дизелей 600 – ь 700 К. [2]
Температура отработавших газов не должна быть ниже 70 С. [3]
Температура отработавших газов зависит в основном от тех же факторов, что и температура в конце процесса расширения. Дальнейшее обеднение смеси приводит к снижению температуры отработавших газов, так как, несмотря на увеличение продолжительности сгорания, максимальна температура цикла уменьшается. [4]
Температура отработавших газов в двигателе внутреннего сгорания достаточно высока, поэтому водяные пары, содержащиеся в них, не могут конденсироваться и уносят с собой скрытую теплоту парообразования.
[5]
Температура отработавших газов ( при выпуске из цилиндра) по мере увеличения догорания на линии расширения повышается. Обычно в дизелях на участке догорания выделяется 10 – 20 % всего тепла, введенного с топливом в цилиндр. Тепло, полученное при догорании, является с точки зрения превращения его в механическую работу менее ценным. Догорание происходит в условиях уменьшенной концентрации кислорода при понижающихся давлении и температуре. В современных дизелях средняя скорость выделения тепла за процесс сгорания составляет примерно 150 – 300 ккал / кг град; за время догорания она снижается примерно с 40 – 50 ккал / кг град до нуля. [6]
Температура отработавших газов зависит от частоты вращения коленчатого вала, состава смеси, скорости распространения фронта пламени, момента зажигания или впрыска и других факторов. [7]
Температура отработавших газов зависит от нагрузки и скоростного режима двигателя. С увеличением частоты вращения и нагрузки повышается температура отработавших газов. [9]
Температуру отработавших газов регулируют путем изменения подачи порции топлива насосами, что осуществляется перемещением регулирующей рейки в ту или иную сторону. При увеличении выхода рейки путем ввертывания регулировочного винта подача топлива увеличивается, а при уменьшении ( винт вывертывают) подача топлива уменьшается. Передвижение рейки топливного насоса на одну риску изменяет температуру отработавших газов примерно на 22 – 25 С. [10]
Температуру отработавших газов регулируют изменением количества подаваемого топлива обоими насосами данного цилиндра. При этом нельзя спиливать или передвигать упор, установленный на рейке насоеа при определении его подачи на стенде. [11]
Температуру отработавших газов в нейтрализаторах повышают, уменьшая теплопотери теплоизоляцией корпуса нейтрализатора, применяя специальные экраны, используя тепло реакции окисления, а также кратковременно уменьшая угол опережения зажигания. [12]
Повышение температуры отработавших газов против максимально установленной ( 430 С) или при разности температуры между отдельными цилиндрами более 60Э С может привести к появлению трещин на головке или задиру поршней. Поэтому температуру отработавших газов проверяют при всех реостатных испытаниях дизель-генераторной установки, как правило, при максимальной мощности дизеля и 850 об / мин коленчатого вала и температуре выходящей воды из дизеля 70 – 80 С, масла 60 – 75 С. [13]
Наиболее точно определение температуры отработавших газов может быть выполнено калориметрическим методом. Но применение его в условиях обычных испытаний довольно сложно. [14]
У дизеля Д100 температуру отработавших газов и давление сгорания корректируют изменением регулируемых параметров обоих топливных насосов данного цилиндра. После регулировки нагрузки по цилиндрам проверяют величину выхода реек топливных насосов. Считают нормальным, когда разность зазоров между упором рейки и корпусом насоса для всех насосов дизеля Д100 не превышает 0 3 мм, а дизеля Д50 – 0 1 мм. [15]
Условия работы дизельного двигателя основаны на различных соотношениях, которые являются типичными для следующих процессов.
В дизельном двигателе топливо впрыскивается непосредственно в сильно сжатый горячий воздух, результатом чего будет самовоспламенение топлива. Таким образом, дизельный двигатель не связан с ограничениями по зажиганию подобно двигателю с искровым зажиганием (бензиновый двигатель). Поэтому, считая, что количество воздуха в камере сгорания остается постоянным, то необходимо будет регулировать только количество топлива.
Система впрыска топлива имеет, таким образом, решающее значение для работы двигателя. При всех оборотах и нагру нагрузках система отвечает за дозировку топлива и за его равномерное распределение при подаче. В дополнение к этому нужно принимать во внимание давление и температуру поступающего воздуха.
Таким образом, в каждый момент времени при работе двигателя требуется следующее:
- правильное количество впрыскиваемого топлива;
- правильный момент впрыска;
- правильное давление впрыска;
- правильная временная последовательность;
- правильное расположение точки в камере сгорания.
В дополнение к требованиям по оптимальному смесеобразованию, для дозировки необходимо принимать во внимание такие рабочие ограничения для конкретного двигателя и конкретного автомобиля, которые перечислены ниже:
- ограничение по дымности;
- ограничение по давлению сгорания;
- ограничение по температуре выхлопных газов;
- ограничения по оборотам двигателя и крутящему моменту;
- ограничения для конкретного автомобиля и нагрузок.
Ограничение по дымности
Так как значительная часть процесса смесеобразования имеет место при сгорании, то происходит локальное переобогащение и увеличение черного дыма в выхлопе, которое происходит даже при умеренном избытке воздуха. Соотношение «воздух-топливо», которое приводит к выбросам дыма, находящимся у разрешенного предела, является критерием того, насколько качественно используется воздух. Двигатели с предкамерой работают при ограничении по дымности с избытком воздуха в 10 — 25%, тогда как двигатели с непосредственным впрыском имеют избыток воздуха в 40 — 50%.
Ограничение по давлению сгорания
У дизельных двигателей из-за того, что испаренное топливо, смешанное с воздухом, сгорает резко при сильном сжатии в процессе воспламенения, будем говорить о «жестком» или «шумном» сгорании. Высокие пиковые давления, которые будут результатом этого, требует довольно крепких двигателей. Усилия, которые образуются при сгорании, становятся причиной периодически изменяющейся нагрузки на детали двигателя и на основе их размеров и срока службы эти детали накладывают ограничения на давление при сгорании.
Ограничение по температуре выхлопных газов
Ограничение по температуре выхлопных газов дизельного двигателя определяется по высоким термическим нагрузкам деталей двигателя, окружающим горячую камеру сгорания, по тепловому сопротивлению выхлопной системы и по температурной зависимости концентрации токсичных веществ в выхлопных газах.
Ограничение по оборотам двигателя
Подача избыточного воздуха в дизельном двигателе и регулирование количества топлива уже производятся с учетом того, что при постоянном числе оборотов мощность двигателя зависит лишь от количества впрыскиваемого топлива. Если топливо подается в дизельный двигатель без соответствующего уменьшения крутящего момента, то обороты двигателя возрастут. Если количество впрыскиваемого топлива не уменьшится до того, как будут достигнуты критические обороты двигателя, то двигатель «перекрутиться» и может выйти из строя. В связи с этим для дизельных двигателей абсолютно необходимо ограничение оборотов или их регулирование. Когда дизельный двигатель используется как привод какого-либо механизма, обуславливается определенное число оборотов, которое поддерживается постоянным или остается в допустимых пределах независимо от нагрузки.
Когда дизельный двигатель используется на автомобиле, то водитель должен иметь возможность, пользуясь педалью акселератора («газа»), выбирать желаемую скорость, причем обороты двигателя не должны упасть ниже предела холостого хода во избежание остановки при отпускании педали. Поэтому мы сделаем различие между регуляторами с изменяемым числом оборотов и регуляторами минимального и максимального числа оборотов в качестве систем управления.
Принимая во внимание все специфические требования, можно определить характерные кривые (графики) для рабочего диапазона двигателя. Эти графики показывают количество впрыскиваемого топлива как функцию числа оборотов и нагрузки, а также компенсации требуемой температуры и давления воздуха. Количество впрыскиваемого топлива соответствует средней потребности всех цилиндров и среднему количеству при определенном числе оборотов.
Рис. 1. Количество впрыскиваемого топлива; 2. Обороты двигателя; 3. Запуск; 4. Холостой ход; 5. Полная нагрузка; 6. Двигатель с турбонаддувом; 7. Контроль крутящего момента; 8. Двигатель без наддува; 9. Коррекция атмосферного давления; 10. Температурная компенсация; 11. Регулирование оборотов.
Как показывает следующий пример, конкретные рабочие условия предъявляют высокие требования к точности работы системы впрыска. Количество топлива при полной нагрузке для 4-цилин-дрового 4-тактного двигателя с мощностью 75 кВт и удельным расходом топлива в 200 г/кВт ч делает необходимым общий расход топлива в 15 кг/час. Это эквивалентно 288000 ходам впрыска за 1 час для 4-тактного двигателя, работающего при 2400 об/мин.
Переходя к одному ходу впрыска, это будет означать количество топлива в 59 мм3 за один ход впрыска. По сравнению с этим примером, дождевая капля имеет объем примерно в 30 мм3. Система впрыска топлива должна обеспечить такую точную дозировку для одного цилиндра и для однородного распределения в отдельном цилиндре в многоцилиндровом двигателе.
Удельный расход топлива
Рис. Удельный расход топлива:
1. Бензиновый двигатель. Дизельный двигатель: 2. Предкамера/вихревая камера; 3. Непосредственный впрыск; За. Турбонаддув; Зв. Достижимая возможность; 4. Удельный расход топлива; 5. г/кВт; 6. Число оборотов: 2500-3000 об/мин; 7. Среднее давление; 8. Бар.
Теоретически определенное количество впрыскиваемого топлива служит в качестве исходной величины для конструирования системы впрыска. Характеристика полной нагрузки ограничивается путем ограничения по дымности двигателя в диапазоне более низких оборотов и путем допустимой температуры выхлопных газов или деталей в диапазоне более высоких оборотов. Действительно требуемые количества топлива определяются на двигателе в соответствии с эмпирическими величинами. Системы обычно конструируются в предположении высоты на уровне моря, т.е. величины мощности уменьшаются до этого уровня: если двигатель работает на высоте, превышающей уровень моря, то количество топлива должно быть скорректировано в соответствии с барометрической формулой, известной из физики. Уменьшение плотности воздуха на 7% на каждые 1000 м высоты используется как исходная величина.
Однако, в противоположность удельному расходу топлива, который определяется на теплом двигателе при постоянных условиях проверки, лишь расход топлива в движении обеспечит величины, используемые на практике.
Автомобили, в частности, работают главным образом на коротких расстояниях с частыми запусками холодного двигателя и в диапазоне низких оборотов. Необходимое обогащение на холодном двигателе приведет к явным различиям в расходе топлива.
Сравнительный расход топлива после запуска холодного двигателя (10 ° С )
Рис. Сравнительный расход топлива после запуска холодного двигателя (10 ° С ):
1. Бензиновый двигатель 1,1л-37кВт; 2. Дизельный двигатель 1,5л-37 кВт; 3. Расход топлива, л; 4. Пройденное расстояние, км.
Есть много споров нужен ли EGR на дизеле, система нужная, много плюсов, но как всегда есть и минусы, чего больше, каждый в праве выбирать сам. После покупки и установки двигателя OM 603 TD, была необходимость снять турбину и выхлопной подающий газы на турбину коллектор, на этом коллекторе есть клапан EGR, при снятии и осмотре этого клапана обнаружилось около 5-8 мм липкой массы на стенках клапана и подающей воздух в цилиндры трубы. Первое решение помыть и поставить все на место, но изучив тему подробней, EGR — удалю.
Подборку статей, и рассуждений в интернете выкладываю для рассмотрения и обсуждения.
Всё о EGR (система рециркуляции выхлопных газов)
Назначение и принцип действия
Как известно, наиболее токсичными составляющими выхлопных газов автомобилей являются углеводороды, оксиды углерода и оксиды азота. С первыми двумя довольно эффективно справляется каталитический нейтрализатор, оксиды же азота «отсеиваются» им недостаточно. Для уменьшения вредных выбросов оксидов азота и была создана EGR (Exhaust Gas Recirculation) – система рециркуляции выхлопных газов. Она не предназначена для улучшения технических характеристик мотора, а устанавливается исключительно из экологических соображений.
Идея заключается в том, чтобы на определенных режимах работы двигателя подавать некоторую часть отработанных газов из выпускного коллектора во впускной. Повышенное содержание окислов азота в выбросах ДВС вызывается высокой температурой в камере сгорания. Катализатором реакции горения является кислород: чем больше кислорода – тем выше температура. А если подмешать к воздуху выхлопные газы, то содержание кислорода в нем уменьшится. В результате температура сгорания смеси и, соответственно, токсичность выхлопных газов понижаются.
EGR устанавливается и на бензиновые (кроме турбированных), и на дизельные двигатели. За счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество оксидов азота. Кроме улучшения экологических показателей (выброс NOx снижается до 50%), имеются еще некоторые «побочные» положительные последствия. В бензиновых моторах порция выхлопных газов, снижая разряжение во впускном коллекторе, уменьшает насосные потери, что способствует снижению расхода топлива на 2-3%. Работа при пониженной температуре в бензиновых двигателях снижает риск возникновения детонации, а работа дизельных моторов становится более мягкой. Выброс сажи у дизелей с системой EGR уменьшается на10%.
Алгоритм работы EGR зависит от типа двигателя. В дизелях клапан открывается на холостом ходу и подает до 50% объема воздуха на впуске. С ростом оборотов клапан пропорционально закрывается до полного закрытия при максимальной нагрузке. При прогреве мотора клапан также полностью закрыт. В бензиновых двигателях EGR не включается на холодном двигателе, на холостом ходу и на оборотах максимального крутящего момента. При низкой и средней нагрузке система обеспечивает 5-10% подаваемого на впуск воздуха.
Стоит отметить, что EGR зачастую превращается в головную боль для наших автомобилистов. Система довольно капризна, при ее работе (особенно на отечественном топливе) клапан EGR, впускной коллектор и находящиеся в нем датчики покрываются нагаром, что приводит к нестабильной работе двигателя. Клапан EGR – деталь дорогостоящая, поэтому многие автовладельцы вместо его замены прибегают к глушению всей системы.
А почему EGR не устанавливается на бензиновые турбодвигатели? На атмосферных двигателях система работает практически только на средних оборотах. А на моторах с турбонаддувом рабочий диапазон еще меньше — и выходит, что цель не оправдывает средства. Поэтому производители применяют другие способы снижения выбросов NOx: жидкостное охлаждение наддувочного воздуха (что снижает температуру в камере сгорания) и бесступенчатую систему изменения фаз газораспределения (обеспечивающую внутреннюю рециркуляцию отработавших газов). При внутренней рециркуляции часть выхлопных газов попадает обратно в цилиндр в моменты перекрытия клапанов, когда одновременно открыты и впускной и выпускной клапаны. Технически перекрытие можно организовать и с помощью подбора формы кулачков распредвала, но в этом случае рециркуляция будет осуществляться на всех режимах работы двигателя. В системах же бесступенчатого регулирования перекрытие клапанов по команде блока управления происходит только в необходимых режимах.
Типы конструкций
Хотя принцип работы всех систем одинаков, их конструктивное исполнение отличается большим разнообразием. В любой системе EGR главной деталью является клапан. Отличия состоят в способе управления его работой и, соответственно, составе элементов. Впервые EGR появились на американских автомобилях еще в начале 70-х годов прошлого века. Они были пневмомеханическими, то есть управлялись только разряжением впускного коллектора. Как и любая механическая система, она не отличалась высокой точностью работы. С внедрением электронных систем управления двигателем EGR стали электропневматическими (Euro-2 и -3), а в дальнейшем появились и полностью электронные (Euro-4 и -5).
Клапан EGR может устанавливаться на впускном коллекторе, во всасывающем тракте, или непосредственно на блок дроссельных заслонок. Так как в дизельных двигателях система EGR перепускает большее количество отработанных газов, то и клапаны в таких системах имеют перепускное отверстие большего диаметра по сравнению с бензиновыми. В некоторых дизелях, особенно турбированных, давление на впуске может превышать давление на выпуске, что делает невозможным рециркуляцию выхлопных газов. В таких случаях для создания необходимого пониженного давления во впускной трубопровод устанавливаются регулирующие (вихревые) заслонки.
В пневмомеханических системах клапан удерживается в закрытом состоянии пружиной. При подаче разрежения в вакуумную полость мембрана преодолевает сопротивление пружины и открывает клапан. Выхлопные газы по каналу проходят в задроссельную зону впускного коллектора. Патрубок клапана EGR подключается к впускному коллектору в области дроссельной заслонки. На холостых оборотах и при торможении дроссельная заслонка закрыта, разрежение над заслонкой практически отсутствует, клапан EGR закрыт. При средних нагрузках двигателя дроссельная заслонка приоткрыта, и так как под ней возникает разрежение, то клапан EGR открывается. При полной мощности дроссельная заслонка открыта, разрежение в области дроссельной заслонки слабое, клапан EGR будет закрыт.
В электропневматических системах работой клапана управляет контроллер двигателя на основании показаний датчиков. В зависимости от того, какой датчик является основным, различают четыре типа систем:
с датчиком противодавления выхлопных газов;
с датчиком температуры выхлопных газов;
с датчиком положения клапана EGR;
с датчиком давления на впуске МАР (либо датчиком массового расхода воздуха МАF) вместе с датчиком кислорода (лямбда — зондом).
Кроме того, используются и другие датчики системы управления двигателем, например: датчик положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости и др. На разных двигателях состав датчиков может меняться. ЭБУ в нужные моменты подает управляющие сигналы на электроклапан, который подключает или отключает источник разрежения к пневмоклапану EGR, Электроклапан имеет только два положения: открыт и закрыт. В более совершенных системах используется электропневматический преобразователь, который обеспечивает плавное регулирование степени рециркуляции. Для создания разряжения в некоторых конструкциях EGR может использоваться вакуумный насос.
В электронных системах EGR управление клапаном осуществляет непосредственно блок управления двигателем без использования вакуума. Существует две основные конструкции цифровых клапанов EGR: с тремя или двумя разновеликими отверстиями. Отверстия закрываются соленоидами в разных комбинациях. При трех отверстиях можно получить 7 различных уровней рециркуляции, при двух отверстиях – три уровня. Еще более совершенным является клапан, степень открытия которого определяет ЭБУ через шаговый электродвигатель. Таким образом, получается плавное регулирование потока выхлопных газов.
На некоторых двигателях в системе EGR применяется дополнительное охлаждение газов. Для этого клапан рециркуляции включается в штатную систему охлаждения. Такая мера позволяет еще больше снизить выброс оксидов азота.
Неисправности и обслуживание
Со временем детали системы EGR даже в исправном двигателе покрываются нагаром. Больше подвержены этому явлению дизеля из-за содержащейся в их «выхлопе» сажи. Частые поездки на короткие расстояния ускоряют процесс загрязнения. А в неисправном двигателе он усиливается многократно. Причинами могут быть применение некачественного топлива, нарушения в работе системы питания, общий износ двигателя, повышенное содержание масла во впускном тракте. Излишек масла появляется при неисправностях системы вентиляции картера, изношенных маслосъемных колпачках или направляющих клапанов, неисправностях турбокомпрессора (износ подшипников, забитая маслосливная магистраль), завышенном уровне масла или применении масла, несоответствующего двигателю.
От отложений нагара в первую очередь страдает клапан EGR. Нагар мешает клапану плотно закрываться, нарушает подвижность штока. В конечном итоге клапан в каком-то положении заклинивает, что приводит к нарушениям в работе двигателя. Проявляются эти нарушения по-разному, в зависимости от того, в каком положении «завис» клапан. Кроме того, последствия заклинивания клапана разнятся в зависимости от типа двигателя и особенностей конструкции самой системы EGR. Чаще всего неисправности системы EGR приводят к неравномерному холостому ходу (плаванье оборотов, заниженные или завышенные обороты) и двигатель часто глохнет. Также могут наблюдаться рывки и хлопки в глушителе при разгоне и дергания и хлопки на впуске при сбросе оборотов, падение мощности, затрудненный запуск. На бензиновых моторах появляется детонация и пропуски воспламенения, а работа дизелей становится «жесткой». На турбодизельных моторах незакрывающийся клапан EGR снижает производительность турбины. На некоторых автомобилях блок управления при нарушениях в работе системы EGR переводит двигатель в аварийный режим.
Иногда клапан EGR под воздействием высоких температур прогорает, что равносильно его заклиниванию в открытом состоянии. Причинами прогара могут быть неправильная работа системы управления клапаном, высокое противодавление выхлопных газов, неисправный перепускной клапан турбокомпрессора. Иногда к таким последствиям приводит тюнинг двигателя с целью поднятия давления наддува.
Необходимо отметить, что все вышеописанные неприятности характерны для пневмоклапанов, управляемых разряжением. Электрические же клапана гораздо меньше подвержены закоксовыванию. Парадоксально, но их ресурс ниже, чем у пневмоклапанов из-за механического износа подвижных деталей. Увеличившиеся зазоры забиваются сажей, причем очистке клапан не поддается, необходима только замена.
Однако не во всех проблемах, связанных с пневмо — EGR, повинен клапан. Иногда виноваты детали вакуумной системы или управляющие элементы. Поэтому не стоит торопиться демонтировать клапан, вначале нужно проверить, подается ли на него разряжение. На большинстве автомобилей вакуумом управляются не только клапан EGR, но и, например, клапан регулирования давления турбокомпрессора, заслонки во впускном коллекторе, заслонки климатической установки, усилитель тормозов и т.д. (все зависит от конкретной модели). Повреждение любой вакуумной трубки или заедание клапана, подсос воздуха во впускном коллекторе скажется на работе EGR. К нарушениям может приводить и неисправный управляющий электроклапан, подающий разрежение на пневмоклапан, и неисправный датчик, входящий в систему управления EGR.
Ресурс различных систем EGR составляет от 70 до 100 тысяч километров (в отечественных условиях около 50 тысяч). После этого ее компоненты подлежат замене. Это в идеале. Однако желающих платить немалые деньги находится немного. Несложное и своевременное обслуживание системы поможет продлить ей жизнь. В пневмоклапане EGR необходимо периодически очищать седло и шток от нагара с помощью жидкости для очистки карбюратора. Делать это нужно осторожно, чтобы жидкость, агрессивная к резине, при попадании на диафрагму клапана не повредила ее. В системах с управляющим электроклапаном в нем, как правило, имеется фильтр, защищающий вакуумную систему от загрязнения. Его необходимо очищать.
Когда EGR начинает давать сбои, многие автовладельцы предпочитают заглушить ее. Как правило, это делается с помощью вырезанной из тонкой жести прокладки, устанавливаемой под клапан. Среди специалистов мнения о глушении системы расходятся. Одни считают его совершенно безвредным, а некоторые даже полезным. Вторые же полагают, что в результате повышается температура в камере сгорания, а это увеличивает риск появления трещин в головке блока цилиндров.
Простое механическое глушение клапана и удаление вихревых заслонок (там, где они есть) не всегда приводит к желаемым результатам. На турбодизелях возможны проблемы с регулированием давления наддува и повышенным износом турбины. На современных двигателях клапан EGR необходимо «удалять» и программно – перепрошивкой блока управления. В противном случае контроллер будет постоянно выдавать ошибку или даже переводить двигатель в аварийный режим.
источник: Работа EGR
Как известно, единственно верного мнения не бывает, потому привожу еще такую информацию:
На сегодняшний день среди как владельцев автомобилей, так и среди многих Диагностов бытует мнение о бесполезности системы рециркуляции отработанных газов. Аргументы приводятся самые разные. Действительно, мощности автомобилю она не добавляет, а для Диагностов лишняя головная боль при выявлении неисправностей системы управления двигателем. Единственный и неоспоримый «плюс» системы — снижение содержания оксидов азота в выхлопе. Правда в связи с низкой экологической культурой нашего общества этот аргумент никак не перевешивает те «минусы», о которых говорили выше. Но так ли всё обстоит на самом деле? Недавно, для себя сделал настоящее открытие, которое в корне изменило моё отношение к этой проблеме.
Оказывается, не всё так просто, как может показаться на первый взгляд. Для этого вспомним ещё раз назначение этого клапана и в целом всей системы.
Клапан EGR-жизненно важный элемент контроля выпускных газов современного двигателя внутреннего сгорания. Его задача минимизировать образование оксидов азота (NOx), образующихся в процессе сгорания топлива. Клапан возвращает часть выхлопных газов обратно в камеру сгорания, разбавляя топливо – воздушную смесь, тем самым понижая температуру в камере ниже 2500 градусов F. Именно с этого уровня начинается образование оксидов азота.
Неправильное функционирование клапана ухудшает работу двигателя. Если клапан открыт в большей степени, чем необходимо – двигатель начинает неустойчиво работать на различных режимах, уменьшение степени рециркуляции отработанных газов ведёт к снижению мощности на некоторых режимах работы и к возможному появлению детонации, как следствию высокой температуры в камере сгорания. Так же, теряется контроль образования оксидов азота. То есть, это и есть случай простого глушения канала клапана EGR. Образовавшиеся при этом оксиды азота попадают с пропущенными мимо компрессионных колец выхлопными газами в полость блока двигателя и начинают непосредственно контактировать с моторным маслом.
А теперь внимание! Контакт оксидов азота с моторным маслом приводит к его деградации! Они, (NOx), укорачивают срок службы масла, увеличивая его азотирование и уменьшая способность масла к нейтрализации кислот, а также снижая его моющие свойства. В результате таких преобразований масло начинает густеть и (или) в нём появляются сгустки «грязи». Понятное дело, что всё это реально приближает капитальный ремонт двигателя, но это уже другая тема. Оптимальные настройки двигателя и заявленный производителями срок службы моторного масла, вот что такое правильная работа системы EGR и её клапана!
К выше написанному привожу цитату лучшего друга, инженера-конструктора по образованию, в мнении которого по вопросам связанным с дизельными двигателями никогда не сомневался
Цитата:
Температура повышается это да…Но проникновение оксидов азота чрез кольца и деградация масла это конечно бред…От части это правильно, но это настолько мало, что этим даже в формулах пренебрегают при конструировании камеры сгорания… У обычного СО намного больше плотность проникновения и то о деградации им картерного масла никто не говорит…К примеру капля воды(Та которая аш два о) при попадании в масло деградирует масло в сотни раз больше чем отработавшие газы за весь срок службы двигателя…Если так интересна механическая часть, то надо почитать литературки про проектирование выпускного коллектора, системы турбоннаддува, промежуточного охлаждения наддувочного воздуха при применении ЕГР…И узнать, что снятие егр(либо его глушение, либо неправильная работа клапана) приведут к изменению фаз газораспределения в сторону большей продувки выпускнго клапана, а следовательно применению другого распредвала, коллектора и остальных деталей, что для двигателя очень важно… Поэтому применение любых систем связанных с использованием отработавших газов только «душит» двигатель, но хорошо влияет на качество отработавших газов…В доказательство могу предоставить протоколы испытаний двигателей любого экологического стандарта с предоставлением характеристик и температурных режимов двигателя…
и еще одно:
Цитата:
Вспомнил ещё… Общался я как-то с одним конструктором по этой проблемке…Так вот если подойти к автомобилю со стороны выхлопной трубы и провести пальцем по внутреннему диаметру этой трубы, то вся рука будет в саже…А сажа это несгорешее топливо, оксиды серы и грубых металлов…Так вот ЕГР и перепускает эту сажу обратно во впускной коллектор и саму камеру сгорания…Сажа как известно не горит, и все эти металлы несгоревшие царапают стенки цилиндра, ДЕГРАДИРУЮТ масло, забивают все датчики во впускном коллекторе, ухудшаю распыл форсунок и бла бла бла…
Вся эта информация приводится, чтобы вы, прочитав, сами пришли к мнению глушить вам егр или нет и каковы возможны последствия.
На своем авто я заглушил EGR, перед этим отмыл подающую трубу от сажи и нагара.
Работа была проделана в процессе Запуск двигателя OM603 и женидьба кузова.
Тепло ДВС и ГТУ. Анализ температурного уровня и тепловой мощности, отводимой в дизельных ДВС. Часть №4.
Содержание:
4. АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНОГО УРОВНЯ И ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ, ОТВОДИМОЙ В ДИЗЕЛЬНЫХ ДВС
Наравне с двигателями внутреннего сгорания, работающих на природном газе, бензине и прочих топлив, воспламенение которых происходит от свечи зажигания, широкое применение получили двигатели, работающие на дизельном топливе, где принцип работы, а следовательно и термодинамических цикл двигателя в значительной степени отличается от цикла двигателем внутреннего сгорания со свечой зажигания. Отличие в цикле, главным образом, характеризуется степенью сжатия в ступени двигателя, что в свою очередь отражается на температуре выхлопных газов двигателя.Рисунок №9. Зависимость температуры выхлопных газов дизельного двигателя
после турбины турбонаддува от электрической мощности генератора.
Минимальное значение температуры выхлопных газов равно 452°С при электрической мощности 1 020 кВт, а максимальное значение температуры выхлопных газов равно 586°С при электрической мощности 88 кВт. Сравнивая эти данные, которые были приведены на рисунке №5, можно сделать вывод о том, что в дизельных двигателях температура выхлопных газов примерно на 1,15 раз выше, чем в газовых двигателях. Как уже было отмечено выше, это принципиальным образом зависит от термодинамических процессов, а также от принципа работы двигателей.
На рисунке №10 представлена зависимость тепловой мощности, уносимой продуктами сгорания дизельного топлива от электрической мощности генератора. При построение графика принималось во внимание, что тепловая мощность, уносимая продуктами сгорания топлива получается при охлаждении продуктов сгорания от температуры газа при выходе из турбины компрессора наддува до температуры 120 °С. Для получения тепловой мощности, которая получится при полном охлаждении продуктов сгорания – т.е. до температуры окружающей среды, которую можно принять 25°С – можно воспользоваться коэффициентом пересчета, равным 1,15 … 1,35. Это среднее отношение тепловой мощности, которая получена при охлаждении выхлопных газов до температуры 25°С к тепловой мощности, которая получена при охлаждении выхлопных газов до температуры 120°С. Данный коэффициент получен для двигателей, работающих на природном газе или ему подобных газах и является в известной степени приближенным.Рисунок №10. Зависимость тепловой мощности, уносимой продуктами сгорания дизельного топлива
от электрической мощности генератора (левая шкала). Зависимость доли теплоты в общем
тепловом балансе, которая уносится выхлопными газами, от электрической мощности.
На рисунке №11 представлена зависимость тепловой мощности, отводимой с рубашкой охлаждения двигателя в зависимости от электрической мощности генератора, привод которого осуществляется двигателем.
На рисунке №12 представлена зависимость тепловой мощности, отводимой с рубашкой охлаждения и с выхлопными газами при их охлаждении до температуры 120 °С от электрической мощности генератора, привод которого осуществляется двигателем.
Рисунок №11. Зависимость тепловой мощности, отводимой с рубашкой охлаждения
двигателя в зависимости от электрической мощности генератора,
привод которого осуществляется двигателем по левой шкале.
Доля теплоты по правой шкале.
Рисунок №12. Зависимость тепловой мощности, отводимой с рубашкой
охлаждения и с выхлопными газами при их охлаждении до температуры 120 °С
от электрической мощности генератора, привод которого осуществляется двигателем.
Доля теплоты по правой шкале.
Из представленных соотношений можно в первом приближении оценить долю теплоты, которая покидает двигатель с рубашкой охлаждения, с выхлопными газами, а также тепло охлаждения воздуха в интеркулере.
© Н.Д. Денисов-Винский
Измерение температуры выхлопных газов автомобилей с датчиками от TT Electronics
Многие разработчики интересуются датчиками для измерения температуры выхлопных газов для экологически чистых двигателей. Важная часть информации необходимой для сокращения выбросов дизельных двигателей внутреннего сгорания заключается в знании температуры выхлопных газов — давайте подробнее рассмотрим эту тему. Начиная с начала 90-х годов для защиты окружающей среды, законодатели во всем мире начали ограничивать количество загрязняющих веществ, выделяемых автотранспортными средствами. При этом, не смотря на озабоченность по поводу выбросов CO2 бензиновыми двигателями, основной акцент делается на выбросы дизельными двигателями.
В результате, несмотря на все негативные моменты, на сегодняшний день дизельные транспортные средства значительно чище, чем 10-15 лет назад. Было сделано много улучшений, но одно из самых важных это датчики, которые измеряют температуру выхлопных газов непосредственно в выхлопной трубе. Начиная с момента введения в 2008 году стандарта выбросов EURO 5, который требует использования сажевых фильтров для дизельных двигателей, TT Electronics активно участвует в выполнении этого требования.
Сажевые фильтры требуют температурного зондирования для процесса регенерации
Разработки такого рода TT Electronics начали вести в 2005 году. В то время TT Electronics смогла приобрести лицензию на очень надежную конструкцию температурного датчика. Впоследствии, основываясь на многолетнем опыте разработки температурных датчиков и благодаря дополнительным инвестициям в инженерные разработки, TT Electronics усовершенствовала конструкцию датчика выхлопных газов для массового производства.
Термопарные датчики PT 200
Прочная конструкция является ключевой для суровых условий эксплуатации в выхлопной трубе дизельных двигателей
Результатом является очень надежный датчик температуры, основанный на пассивном измерительном элементе сопротивления, который выдает различные значения сопротивления при разных температурах. В качестве материала сопротивления используется платина, так как этот элемент характеризуется номинальным сопротивлением 200 Ом при 0°C (термопары PT 200).
Важнейшим преимуществом этого высокотемпературного датчика является его прочная конструкция. Измерительный элемент встроен в монолитно закрытую трубку, изготовленную из специальной нержавеющей стали с использованием специальной керамической порошковой смеси. Безпузырьковое заполнение наконечника датчика гарантирует, что вибрация двигателя не повлияют на его срок службы. Кроме того, датчик может быть согнут в диапазоне от 0° до 120°, а специально разработанные уплотнители гарантируют долгий срок службы даже в суровых условиях использования в выхлопной трубе и вокруг нее.
Следующий уровень высокотемпературных конструкций — до 1200°C
Опыт, накопленный TT Electronics за последние несколько лет, позволил разработать новое поколение высокотемпературных датчиков. Целью этой разработки было создание датчика, подходящей для использования в транспортных средствах для измерения температуры до 1200°C, что имеет место в бензиновых двигателях.
Доступны различные электронные интерфейсы
Электрический сигнал обрабатывается электронным способом. Пользователи могут выбирать между различными цифровыми интерфейсами. На сегодняшний день TT Electronics реализовала PWM, SENT и CAN (в соответствии с SAE J1939). Как и весь датчик, электронный блок соответствует классу защиты IP69K (с его соединительным разъемом).
PT 200 подходит для измерения температуры в диапазоне от −40°C до 1200°C. Благодаря широкому диапазону рабочих температур датчик можно использовать в любой точке выхлопной трубы бензиновых двигателей. Производители двигателей с турбонаддувом могут также использовать этот датчик в выпускном коллекторе (перед турбонагнетателем), чтобы предупреждать о чрезмерных температурах, которые может быть опасны для турбонагнетателя.
Для следующего поколения бензиновых двигателей потребуются двойные датчики высокой температуры
С введение новейшего экологического стандарта (EURO 6c), бензиновые двигатели с прямым впрыском также должны будут оснащаться фильтрами твердых частиц. Они используют несколько иные процессы регенерации, которые, подобно фильтрам твердых частиц в дизельных двигателях, должны работать при более высоких температурах и требуют измерения температуры в двух точках.
Именно для этого применения TT Electronics разработала термопарный датчик в виде двойного модуля, который объединяет два датчика с одним электронным блоком. Помимо преимуществ, связанных с затратами, это позволяет устанавливать датчики с допусками +/- 1°C.
| | Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация / / Физический справочник / / Тепловые величины: теплоемкость, теплопроводность, температуры кипения, плавления, пламени. Удельные теплоты сгорания и парообразования. Термические константы. Коэффициенты теплообмнена и расширения / / Температуры, кипения, плавления, прочие… Перевод единиц измерения температуры. Воспламеняемость. / / Температура продуктов сгорания, выходящих газов, температура выхлопных газов, температура выпуска, вытяжная температура, температура выхлопа, температура выхлопных газов, температура отходящих газов — различные процессы, природный газ, сжиженный газ… Поделиться:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Температура выхлопной трубы автомобиля
Всё об выхлопной системе автомобиля — Советы автолюбителям
Работоспособность двигателя, практически полностью, зависит от качества обработки горючей жидкости. В процессе сгорания топлива, высвобождается требуемое количество энергии, однако, параллельно этому, выделяется газ, в котором система не нуждается. Данный газ заполняет рабочее пространство, создавая препятствия для поступления следующей партии топлива, для проведения повторного сжигания. В целях вывода отработанных газов, была разработана соответствующая система, позволяющая оперативно избавляться от выделяемых отходов.
При накоплении большого количества газа, создается давление, которое воздействует на поршень, открывающий дорогу для дальнейшего прохождения. Чтобы в процессе вывода не возникало определенных сложностей, со стороны выхода газов создается разряженное пространство. Именно для этих целей используется совокупность элементов, именуемая выхлопной системой.
Наличие разряженного воздуха является очень важным моментом. Но, для чего он необходим? Чтобы было понятнее, создается некий эффект, позволяющий мгновенно высасывать продукты распада, наподобие пылесоса. Благодаря этому, рабочее пространство максимально возможным образом освобождается от отходов для проведения процесса обработки топлива сначала. Разряженность достигается путем создания условий, при которых возникают силы инерции газов, действующие своеобразным образом. В процессе выхода отработанных газов, давление изменяется в сторону увеличения, после чего, происходит разряжение.
Основными источниками, препятствующими нормальному выделению газов, могут быть дополнительные изгибы системы, неисправности некоторых элементов, либо гофра, установленная с некоторыми отклонениями от стандартных показателей. В результате этого, камера наполняется топливной смесью в недостаточном процентном соотношении. Это способствует снижению физических характеристик двигателя. Чтобы себя застраховать, некоторые водители используют выхлопные системы прямоточного типа, в большинстве случаев, с более широким диаметром трубы. Таким образом исчезают все препятствия на пути выхода отработанного газа.
Читайте также: Как удалить наклейку с кузова автомобиля
Строение прямоточной системы вывода отработанных газов подразумевает наличие коллектора и катализатора. Основной задачей последнего является очистка выходящих газов от ядовитых веществ, снижая вредное воздействие до минимальных показателей. Структура коллектора может быть различной, все зависит от количества цилиндров двигателя.
В качестве основного устройства, отвечающего за снижение скорости передвижения газов, берется резонатор. За счет этого в разы уменьшается уровень производимого шума. В данном случае, резонатор выступает в роли первичного средства. Следующим элементом является глушитель, который предназначен для снижения уровня шума до минимума. Глушитель может быть оборудован датчиками и фильтрами, улавливающими сажу, с последующим распознаванием ее структуры.
Выхлопная система спортивного типа
Для начала, основное внимание уделяется строению выхлопной системы стандартного автомобиля. В основном, такие системы имеют 2-3 участка, которые препятствуют быстрому перемещению газа. Сажевый фильтр, в такой системе, отсутствует. Резонатор имеет пониженное сопротивление. Выпускной коллектор, в данном случае, является одним из самых слабых мест.
Строение коллектора определяется длиной элемента. В случае с коротким звеном системы, целесообразнее использовать конструкцию, состоящую из четырех отводов, перетекающих в одну трубу. Если звено длинное, то форма изменяется согласно требуемым условиям. В этом случае, четыре отвода разделяются на пары, образуя две парные трубы, также перетекающие в одну.
Определенная структура коллектора формируется под те или иные нужды. В случае с коротким коллектором, преследуется цель обслуживания мощных автомобилей, обладающих высокими скоростными возможностями. Так же, он используется в случае повышения характеристик мощности при модернизации. Вариант с длинным коллектором целесообразнее использовать в условиях городского движения. Здесь стоит отметить, что изменение параметров системы выхлопа предусматривает установку новых настроек в системе подачи горючего.
Читайте также: Принцип работы ДВС
Монтаж резонатора осуществляется в месте с понижающимся давлением газа. Таким образом, можно повысить мощность двигателя. Мощность системы увеличивается в связи с повышением оборотов. Почему увеличиваются обороты? Обороты увеличиваются, в первую очередь, за счет того, что отражатель повышает скорость движения продуктов распада. Таким образом, продуваемость камер моторного отсека становится значительнее. Монтируя глушитель, на максимально далеком расстоянии от резонатора, можно добиться снижения воздействия на процесс разряжения воздуха. В соединительных целях используется особый вид гофра.
Включая в структуру системы широкую трубу, можно добиться неплохого результата по глушению звука, не превышающего отметки в 100 децибел. Однако, если такая труба будет соответствовать параметрам типа А, изменится мощность двигателя в сторону повышения возможностей, но звук будет не соответствовать разрешенным стандартам, составляющим 120 децибел. Для городской местности это является нарушением.
Герметик, как средство восстановления системы
Используя какую-либо технику, ее некоторые элементы со временем изнашиваются. Автомобильные детали не исключение. Кузов и подвеска изготавливаются из более прочных материалов, так как изначально готовятся к работе в жестких условиях. Однако некоторые другие элементы, где воздействие не столь значительное, имеют менее долговечную основу. В качестве примера можно привести тормозные колодки, эксплуатация которых ведется в достаточно агрессивных условиях.
Читайте также: Как выбрать автополироль для кузова автомобиля
Режим работы выхлопной системы, в общем, также достаточно агрессивный. Система выхлопа располагается в нижней части автомобиля, поэтому механические повреждения возникают на постоянной основе. Однако, это не основной фактор. Более серьезные разрушительные последствия возникают в следствии воздействия высокой температуры, в совокупности с химическими элементами. Чтобы иметь представления, о каких температурах идет речь, нужно принять во внимание, что коллектор нагревается до 1300 °С. Из этого можно сделать вывод о том, что материал должен иметь высокую степень плавления. Здесь используется чугун с высокой устойчивостью к нагреванию. На стыках элементов, температура, в среднем, ниже на 150-200 °С.
Высокие температуры свойственны внутреннему участку, внешние структуры находятся в более выгодном положении. Однако, внешняя часть подвергается резкому изменению температуры, вызванному окружением. Помимо этого, различного рода химические реагенты могут также оказывать угнетающее воздействие на целостность поверхности.
Взяв во внимание все выше перечисленное, средний срок службы выхлопной системы составляет от 3-5 лет. Если материалы корпуса дешевые, то этот показатель еще ниже. Как правило, в процессе эксплуатации, более серьезному воздействию подвергаются участки соединения элементов. Чтобы избежать протечек и утраты герметичности применяются специализированные герметики, температура разрушения которых чуть больше 1000 °С.
Если статья была Вам полезна, можете поделиться материалом в социальных сетях:
Смотрите как нагревается выхлопная система автомобиля
У многих из нас всегда есть страх перед выхлопной системой. Все мы знаем, что вся выхлопная система нагревается из-за горячих выхлопных газов, поступающих из двигателя, в результате чего немало людей получали от нее ожоги. Особенно об этом знают владельцы мотоциклов, в которых выхлопные трубы расположены в непосредственной близости к ногам. Но как сильно на самом деле нагревается выхлопная система? Все ли элементы системы нагреваются равномерно? Смотрите подробный ролик об этом на примере автомобиля Honda S2000, который снят с помощью специального тепловизора.
Это очередной ролик из серии автомир глазами теплокамеры. Автор этих роликов на этот раз снял видео о работе выхлопной системы автомобиля. Видео снято с самого запуска двигателя. Затем автор после хорошей прогазовки показал нам, как нагреваются все компоненты выхлопной системы.
Отличный ролик, который детально показывает нам систему отвода горячих газов из камеры сгорания двигателя.
Обратите внимание, на видео наложены данные о температуре различных компонентов выхлопной системы (верхний левый угол). Как видите например глушитель, вопреки страхам, на самом деле нагревается не очень сильно. Хотя отдельные компоненты выхлопной системы действительно очень горячие.
Правда стоит отметить, что видео снято, когда автомобиль стоит на месте на холостом ходу. А как будет выглядеть выхлопная система глазами тепловой камеры во время движения автомобиля? Это также интересно было бы посмотреть. Надеемся, что автор ролика ответит на этот вопрос в скором времени.
Для тех кто не видел другие ролики снятые с помощью тепловой комеры вот список:
| Что происходит с замороженным двигателем: Взгляд с помощью тепловизионной камеры |
| Смотрите как нагреваются шины во время бробуксовки |
| Вот насколько разогреваются тормоза, если ехать на зажатом ручнике | Видео |
| Вот что происходит если завести двигатель без масла |
Выпуск отработавших газов: все не так просто, как может показаться | Автокомпоненты. Бизнес. Технологии. Сервис
Параметры, определяющие качество
На эффективность подавления шума и безопасность использования всей выхлопной системы влияют в первую очередь такие факторы, как конструкция глушителя, диаметр внутренних труб, надежность и способ крепления элементов системы к шасси. Также чрезвычайно важным является качество швов и уплотнений, используемых в соединениях и деталях системы.
Глушители, поставляемые на вторичный рынок, часто отличаются от оригинальных конструкций, устанавливаемых автопроизводителем при выпуске автомобиля. Даже крупные компании, производящие глушители, упрощают оригинальную конструкцию, если она оказывается слишком, на их взгляд, нетехнологичной. Существуют и такие поставщики запчастей, которые умышленно предельно упрощают заводские конструкции выпускных систем. Снижая собственные затраты, они имеют возможность предложить покупателю очень дешевые, по сравнению с оригинальными конструкциями, продуктовые линейки.
Изменение конструкции глушителя, при сохранении его оригинальных параметров и, главное, характеристик, требует проведения ряда тестов и исследований. Производители, меняющие конструкции без каких-либо согласований и тестов своих изделий, часто реализуют их на рынке, а затем их продукция нарушает нормальную работу всей выхлопной системы автомобиля.
Еще одним важным фактором, определяющим выбор выхлопной системы, является использование соответствующих диаметров труб в глушителе. Ведь можно сконструировать глушитель, используя трубы заниженного, от оригинала, диаметра, и он будет существенно понижать шумовой фон. Но подобное «дросселирование» потока выхлопных газов обязательно отразится на снижении эффективности работы двигателя.
Нельзя не остановиться на проблеме материалов, используемых в глушителях. На выхлопную систему действуют такие вредные внешние факторы, как резкие изменения температуры, например при езде во время дождя. Неблагоприятно влияет на элементы системы выпуска отработавших газов и эксплуатация в зимний период, когда на детали действуют низкие температуры; контакт со снегом, солью вызывает образование очагов коррозии. А если учесть, что и внутренняя поверхность элементов глушителя подвергается воздействию кислых сред, то становится понятно, почему выбор материала глушителя влияет не последним образом на срок его службы.
Глушители, устанавливаемые на автозаводе, как правило, изготовлены из листов и труб, материалом которых являются нержавеющие и жаропрочные стали. Из-за высокой цены этих материалов детали системы выпуска газов, предназначенные для реализации на вторичном рынке, делают из рядовой стали, но обрабатывают с обеих сторон антикоррозионным покрытием, главным образом на основе алюминия. Покрытие наносится слоем 80…120 г/м2, толщина определяет устойчивость поверхности к коррозии. Качество покрытия можно оценить визуально: если слой нанесен тонкий, то поверхности деталей не блестят, а имеют матовый алюминиевый оттенок.
Важна, безусловно, для продления срока службы системы выпуска газов толщина самого металла глушителя, поскольку чем он толще, тем дольше изделие прослужит.
Кроме стали в конструкции глушителя используются материалы, поглощающие или же отражающие звуки. С функциями шумоподавления хорошо справляется стекловолокно. Материал характеризуется отличными характеристиками глушения шума и, по сравнению с другими звукоизолирующими технологиями, не наносит вреда окружающей среде. Стекловолокно не поглощает конденсат, но способствует его испарению из глушителя. Этот материал не меняет своих свойств даже при температуре +900°С. Технология текстурирования стекловолокна позволяет тщательно заполнить «карманы» глушителя.
Важно помнить, что все элементы системы выпуска отработавших газов следует монтировать в строгом соответствии с предназначенными для них местами на днище кузова.
Выхлопная система должна быть закреплена без напряжений, ее расположение должно обеспечивать возможность свободного смещения под действием изменения окружающей и внутренней температуры. При замене отработавшей свой ресурс выхлопной системы на новую эластичные резиновые элементы также меняются.Необходимо также добавить, что при установке нового глушителя надо обратить внимание на эстетичный вид и антикоррозионную защиту сварных швов, на кронштейны крепления, расположенные на трубах и резонаторах. Металл креплений должен быть определенной толщины, а сами крепления должны быть приварены сварными швами достаточной длины. Сварка частей системы является важнейшим фактором, влияющим на надежность всей выхлопной системы, которой приходится постоянно воспринимать динамические нагрузки различной силы.
Катализаторы на страже чистоты «выхлопа»
Как известно, назначением выхлопной системы является отвод из двигателя отработавших газов, а также снижение шумового эффекта, возникающего в результате пульсации давления выходящих газов. Однако в современных авто выхлопная система выполняет также важнейшую роль и по очистке отработавших газов. С этой целью в выхлопные системы вводятся такие компоненты, как каталитические нейтрализаторы, кислородные датчики, сажевые фильтры и некоторые другие устройства.
В связи с различием в технологиях очистки вредных выбросов каталитические реакторы, предназначенные для «дизелей», нельзя использовать в бензиновых двигателях, и наоборот. В дизельных двигателях задачей очистных устройств является снижение выбросов окиси углерода, которая образуется при работе на обедненной смеси. Снижение выбросов оксида азота в значительной степени обеспечивает действие используемой в двигателях системы рециркуляции отработавших газов (EGR), а также применение системы селективной каталитической нейтрализации (SCR). Хотя в России данная технология, в связи с целым рядом недостатков, а именно высокой ценой, низкой температурой замерзания одного из главных компонентов данной технологии, всего –11,5°С, повышенными требованиями к качеству дизтоплива, используется достаточно редко.
Задачей каталитического нейтрализатора, больше известного в народе под названием катализатор, является преобразование вредных соединений, образующихся в процессе сгорания топлива в двигателе, в несколько менее вредные для экологии вещества. В двигателях с искровой системой зажигания катализаторы окисляют и снижают вредность трех соединений. NOx, или оксид азота, преобразуется в N2 или нейтральный азот, углеводород CH превращается в h4O, а окись углерода CO становится углекислым газом CO2. Поэтому в бензиновых двигателях каталитический нейтрализатор называют трехкомпонентным.
Химические реакции происходят при рабочей температуре катализатора 350…800°С. Для оптимального осуществления процесса сгорания топлива необходимо сохранение стехиометрического состава горючей смеси. Для такой смеси устанавливается специальный коэффициент избытка воздуха λ = 1. Это значит, что для сгорания 1 кг топлива без образования остаточного кислорода потребуется 14,7 кг воздуха. Кстати, при использовании в качестве топлива пропана соотношение воздух/топливо меняется и будет равно 15,6:1.
В качестве материалов, ускоряющих прохождение реакций в катализаторах,используют металлы – палладий, платину, родий, рутений. Эти материалы напыляются на монолитный блок, находящийся внутри реактора и напоминающий своим внешним строением пчелиные соты.Конечно, сгорание происходит и при λ 1, однако только при λ = 1 уровень выбросов вредных соединений минимальный. Надо сказать, что впрыск точно дозированной смеси могут обеспечить только инжекторные устройства, контролируемые и управляемые бортовым компьютером. Поэтому катализаторы работают в основном в автомобилях с инжекторной системой подачи топлива, а в машинах, где горючую смесь готовит карбюратор, используются очень редко.
Каталитические блоки бывают керамическими и металлическими. Керамическая конструкция характеризуется разделением на квадратные, в сечении, соты, с толщиной стенок между каналами 0,05…0,15 мм. В стальных блоках стенки значительно тоньше, всего 0,03…0,07 мм. Такое строение позволяет стальным блокам пропускать больший поток выхлопных газов. Металлические блоки значительно чаще керамических устанавливают на новые автомобили, они отличаются большим тепловым сопротивлением, поэтому, например, только стальные каталитические решетки используют в двигателях, работающих на газе.
К преимуществам керамических блоков можно отнести более благозвучный для человеческого уха звук, издаваемый ими при работе, чем образующийся при прохождении выхлопных газов через металлические «соты». Однако керамический блок отличается гораздо менее прочной структурой, чем металлический, стойкость его к механическим повреждениям низкая, и очень часто они выходят из строя по причине появления трещин, образовавшихся от ударов. Также керамические блоки хуже металлических переносят перепады температур, поэтому, как писалось выше, «керамику» не применяют в двигателях, работающих на газе.
Эксплуатация катализатора – в жестких рамках
Катализатор относится к устройствам автомобиля, состояние которых водителю достаточно сложно диагностировать самостоятельно. Повреждение каталитического нейтрализатора легко обнаружить в результате проведения анализа выхлопных газов, однако выполнить это можно только на диагностическом стенде. Наиболее важным показателем является процентное содержание окиси углерода СО в «выхлопе». В автомобиле с поврежденным катализатором содержание СО достигает от 1,5 до 4%, тогда как нормально работающий катализатор снижает этот показатель примерно до 0,03%, а часто и до более низкого уровня.
Однако симптомы «утраты трудоспособности» катализатора можно обнаружить в процессе эксплуатации автомобиля. Потеря мощности, проблемы с запуском, шумная работа двигателя – все это может быть признаком того, что катализатор поврежден. Также следует проверить, в каком состоянии находится окончание выхлопной трубы. Если оно сильно закопчено, покрыто сажей, это верный знак того, что выхлопная система, и особенно катализатор, может иметь серьезные дефекты.
Рабочий ресурс современных катализаторов постоянно увеличивается, однако большинство производителей рекомендуют менять катализатор после 120…150 тыс. км пробега. Бывают, конечно, случаи, когда катализаторы выхаживают и по 250 тыс. км, но это относится к разряду исключений.
Для продления «жизни» катализатора необходимо тщательно следить за тем, что попадает в заправочный бак машины. Даже незначительное количество этилированного бензина может необратимо повредить катализатор. Поэтому особенно опасно заправлять автомобиль где-то на трассе, приобретая уже разлитое в канистры горючее.
Кроме того, использование топлива низкого качества, загрязненного, приводит к тому, что за счет высокой температуры выхлопных газов внутренняя часть катализатора может расплавиться. Нормальная работа катализатора происходит примерно при 600°С, а некачественное топливо может повысить температуру до 900°С.
Необходимо также систематически контролировать состояние свечей зажигания. Отсутствие искры в одном из цилиндров будет приводить к стеканию несгоревшего бензина в выхлопную систему, что негативно отразится на состоянии катализатора.
Каталитический нейтрализатор может быть разрушен одним ударом о бордюр или выступающий камень, при движении по пересеченной местности. Следует также опасаться резкого охлаждения катализатора, которое может произойти, например, при пересечении автомобилем глубокой лужи.
Кислородный датчик
Сокращение вредных выбросов в выхлопных газах в значительной степени зависит от кислородного датчика, или лямбда-зонда. Конструкция этих устройств претерпела с годами значительные изменения: если изначально это были обычные датчики, то сегодня это уже микропроцессорные системы.
Очистка выхлопных газов первоначально производилась только с использованием каталитических нейтрализаторов. В их функции входило ускорение химической реакции, в результате которой вредные соединения должны были преобразоваться в менее вредные. В 70-х гг. прошлого века был изобретен кислородный датчик. Соединение этого прибора с катализатором позволило значительно поднять уровень очистки отработанных газов. Лямбда-зонд нагревается быстрее катализатора, а значит, система управления двигателем быстрее начинает получать сигналы об изменениях содержания кислорода в выхлопных газах, которое, как известно, определяет оптимальный для сгорания состав топливно-воздушной смеси.
Важным параметром является температура кислородного датчика: при низкой температуре датчик не функционирует, а при слишком высокой либо при частых значительных температурных перепадах могут возникать поломки датчика, снижается его срок службы.
Чтобы стабилизировать температурный режим работы кислородных датчиков, сделать их независимыми от температуры отработанных газов, современные лямбда-зонды оснащают электрическими подогревателями. Постоянная рабочая температура позволяет получать сигналы от датчика в большем диапазоне режимов работы двигателя, что увеличивает в целом чистоту выхлопных газов автомобиля. Благодаря появлению независимых от окружающей температуры подогреваемых датчиков стали применять монтаж сразу двух кислородных датчиков – до и после катализатора. В этом случае контроль количества кислорода в смеси значительно более точен, а функционирование всей выхлопной системы более надежно. Кроме того, таким образом легко контролировать эффективность работы катализатора.
Один из наиболее известных производителей кислородных датчиков – японская компания Denso. Первые датчики компания выпустила в 1977 г., и за прошедшие годы Denso поставила сотни миллионов своих датчиков производителям автотехники по всему миру. Сегодня высокотехнологичные конструкции Denso доступны покупателям вторичного рынка, причем качество продукции не уступает качеству датчиков, идущих на конвейеры ведущих автостроителей.
Программа выпуска Denso охватывает 277 позиций и 1700 модификаций. Большая их часть – уникальные разработки инженеров компании. Среди таких разработок – датчики циркониево-оксидные, цилиндрического либо плоского исполнения, с подогревом и без такового, титановые датчики, лямбда-зонды для обедненных смесей, линейные A/F и другие.
Не менее известна продукция фирмы NGK. За последние 30 лет компания реализовала более 600 млн кислородных датчиков марки NTK. В течение последнего десятилетия предприятие стало одним из основных поставщиков подобных компонентов, как на вторичном рынке, так и при комплектации новых машин.
Технологии, связанные с производством кислородных датчиков, были освоены компанией NGK еще в 80-х гг. прошлого века, а объемы продаж датчиков NTK увеличивались год от года. До 1999 г. было реализовано 100 млн датчиков, в 2003 г. объем реализации составил 200 млн ед. За следующие четыре года объем возрос вдвое. Сегодня, когда датчики марки NTK уже отметили свое 30-летие, в компании утверждают, что в мире за этот период было продано более 700 млн датчиков.
Увеличению спроса на лямбда-датчики способствуют все более и более жесткие экологические нормы, вводимые в мире. Например, в начале нынешнего века, перед введением OBD II (On-Board-Diagnosis II), требованиями предусматривалась установка одного регулировочного кислородного датчика, но с введением OBD II каждый вновь зарегистрированный автомобиль должен иметь, кроме регулирующего датчика, еще и диагностический. Автомобили с двумя выхлопными трубами должны оборудоваться сегодня не менее чем двумя датчиками каждого вида.
Еще одним фактором, обуславливающим рост продаж датчиков, стало появление двигателей с пониженным расходом топлива, растет число регистрируемых мотоциклов, которые в Европе сегодня оснащаются трехкомпонентными катализаторными нейтрализаторами и кислородными датчиками.
Лямбда-зонды тоже ломаются
Одной из причин значительных объемов продаж кислородных датчиков является то, что поврежденный датчик ремонту не подлежит, а меняется на новый.
Однако лямбда-зонды, изготовленные известными производителями, как правило, не ломаются в течение всего срока эксплуатации транспортного средства, если, конечно, на них не воздействуют внешние причины, например механические удары, приводящие к появлению трещин в керамических элементах либо к обрыву соединения корпуса и кабеля. Загрязнение датчика оседающими на него твердыми частицами, вылетающими вместе с выхлопными газами, приводит к задержке его реагирования на изменения в составе выхлопных газов и, как следствие, вызывает неверные действия электронного модуля, управляющего работой двигателя. Также и влияние влаги, попадающей в места электросоединений, появление коррозии на металлических поверхностях контактов отражаются на качестве сигналов, передаваемых датчиком.
Итак, как мы видим, если учесть при выборе элементов системы выпуска отработавших газов все необходимые для долгой и надежной работы факторы, то можно действительно получить качественно и надежно работающую систему, а достаточно высокая цена ее будет вполне оправданна.
Температура выхлопной трубы автомобиля
В процессе работы двигателя, сгораемое топливо в камерах превращается в энергию и отработанные газы, которые нуждаются в удалении, поскольку необходимо освободить пространство для следующей смеси топлива. Поршень приводится в движение выделяемой энергией, при этом она же служит силой выдавливания отработанных газов из системы. Чтобы этот процесс происходил беспрепятственно, важно создать на другой стороне разреженную среду.
С этой целью в конструкции автомобиля используют трубы для выхлопных систем, нередко, для соединения которых, используется гофра.
Почему же разреженный воздух в системе так важен? Именно благодаря такому состоянию воздуха достигается быстрое освобождение камеры от газов. Получается что-то вроде эффекта пылесоса. Поэтому камера становится максимально свободной для приема новой порции топливной смеси. Каким же образом достигается разреженность в системе? Этот эффект образуется в результате действия сил инерции газов. После выброса выхлопных газов, давление повышается, а следом создается разреженная атмосфера.
Препятствовать процессу покидания газов из цилиндра могут дополнительные изгибы в системе, а также всевозможные элементы или неисправности, как то неправильно смонтированная гофра. Как следствие, в камеру поступает неполная порция топливной смеси, и общая мощность двигателя значительно снижается. Для избегания подобных проблем, нередко используют прямоточные выхлопные системы, порой с увеличенным диаметром трубы. Это позволяет отработанным газам беспрепятственно покидать систему.
Прямоточная система состоит из коллектора, который может разветвляться на количество цилиндров в двигателе. Следующим элементом является катализатор, который обеспечивает частичное очищение газов.
После этого выхлоп направляется в резонатор, где происходит снижение скорости движения газов и первичное глушение шума выброса. Затем на пути системы расположен глушитель, который снижает до минимума шумы выхлопа. В этой части могут располагаться датчики и фильтр сажи. Каждый из узлов может соединять с другим гофра.
Если взять для примера стандартную выхлопную систему, то, как правило, она насчитывает несколько мест, которые затрудняют скорое и беспрепятственное перемещение газов в системе. Отсутствует сажевый фильтр, а резонатор в такой системе идет с пониженным сопротивлением. Наиболее же уязвимое место в такой системе – это выпускной коллектор. Его необходимо менять в первую очередь.
Конструкция коллектора зависит от его длины. К примеру, короткий будет иметь конструкция 4-1. Это означает, что четыре отвода будут сходиться в одну трубу. Если же это длинный участок, то, скорее всего, он имеет конструкцию 4-2-1. Согласно такой схеме четыре отвода соединяются попарно, то есть в две трубы, а затем эта пара в одну трубу. Короткий вариант конструкции коллектора больше подходит для мощных машин и тех, кто любит скорость, поскольку прибавляет мощности при 6000 тыс. оборотов в минуту. Второй же вариант больше подойдет для городского движения. При этом следует помнить, что изменение конфигурации выхлопной системы приводит к необходимости настройки в системе подачи топлива автомобиля, а гофра поможет соединить участки.
Что касается резонатора, то его необходимо установить на том участке системы, где давление газов понижается. Это необходимо для повышения мощности двигателя.
На этом участке отражателем нагнетается скорость движения газов, увеличивается объем продувки камер двигателя, что приводит к повышению общей мощности за счет увеличения оборотов. И чтобы снизить влияние на уменьшение разреженности воздуха в системе, глушитель следует установить на максимальном удалении от резонатора. Для их крепления подойдет специальная гофра.
Можно сказать, что в стандартной системе широкий фрагмент трубы на конце участка играет роль глушения звука выхода отработанных газов до отметки в 100Дб. Но если произвести замену наконечника на тип А, тогда мощность двигателя значительно увеличивается. При этом и громкость выхлопа также возрастает до недопустимых, в пределах города норм, 120Дб.
В процессе эксплуатации автомобиля любая деталь подлежит износу. Элементы кузова и подвески прослужат дольше, поскольку при изготовлении они рассчитаны на работу в агрессивной среде и условиях. Есть узлы и детали, которые подвержены более быстрому износу и устареванию. К ним можно отнести тормозные колодки (изнашиваются при прямом использовании), шестерни в коробке переменных передач, которые подвержены большим нагрузкам, гофра и прочее. Что же можно сказать о выхлопной системе?
Этот узел также подвержен механическим повреждениям, со стороны тех же камней на дороге. Но больший урон ей приносит агрессивная среда химических веществ, содержащихся в выхлопных газах и высокой температуры. Например, температура коллектора при работе достигает 1300 градусов. Чтобы избежать расплавления, его изготавливают из жаропрочного чугуна. На стыке коллектора и трубы, который соединяет гофра, температура может доходить до 1100 градусов, а катализатор может достигнуть температуры в 1050 и т.д.
Однако, такие температуры достигаются внутри самой системы, а не снаружи, поэтому там обстановка чуть полегче. Но при этом на внешнюю часть воздействует перепад температур окружающей среды, а также всевозможные химические соединения, которыми устраняют гололед на проезжей части.
Таким образом срок службы выхлопной системы составляет около 3-4 лет, а если ее корпус выполнен не из легированной стали, то и того меньше.
Основная нагрузка приходится на места соединения узлов. Особенно из различных материалов. При этом часто используется гофра. Во избежание протекания отработанных газов и нарушения герметичности используют герметик для выхлопной системы, способный выдержать до 1090 градусов.
Неисправность глушителя очень просто установить. В этом случае даже не нужен визуальный осмотр. Глушитель, требующий ремонта слышно за версту. Громкий неприятный звук способен заставить обернуться даже самого выдержанного человека.
Глушитель, который появился на заре автомобилестроения, позволил внести покой в городские кварталы городов, которые зачастую нарушал рёв моторов первых транспортных средств. Громкий чихающий звук несовершенных моторов давил на барабанные перепонки и распугивал местную детвору.
Приближение автомобиля в конце 19 века было слышно за квартал. Использование глушителя позволило решить эту звуковую проблему. Машины стали ездить тише не нарушая сон и покой городских обитателей.
Глушитель автомобиля является составным элементом системы отведения выхлопных газов, образующихся при работе двигателя. Его главная задача заключается в принудительном подавлении шума, возникающего при отводе отработанных газов сгорающего топлива.
Первые глушители являли собой примитивную конструкцию относительно слабо, подавляющую шумы. В результате высоких температур выхлопных газов низкокачественный материал элемента приходил в негодность и начинал резонировать во время работы мотора.
Качественный современный глушитель способен эффективно подавлять шумы преобразую их в приятное «урчание» из выхлопной трубы. Материал, используемый для производства изделия отличается высоким уровнем устойчивости к перепадам температурного режима и коррозии.
Конструкция и устройство глушителя практически всех моделей автомобилей от различных производителей не отличаются между собой. Она проста и тем не менее эффективна.
Именно она принимает первая раскалённые отработанные газы из камеры сгорания мотора. Очень часто их температура может достигать 1000 градусов.
Именно поэтому приёмная труба изготавливается из тугоплавких материалов устойчивых к высоким температурам. Как правило, производители автомобилей используют сплав чугуна и стали
Его задача заключается в нейтрализации максимального количества вредных веществ в отработанных газах до менее опасных элементов. Работа катализатора направлена на минимизацию ущерба для окружающей среды, в которую поступают выхлопные газы
3. Передний глушитель
Он ещё называется резонатором, так как поглощает звуки, издаваемые проходящими через него выхлопными газами автомобиля. Кроме всего прочего, он минимизирует вибрацию, снижая скорость прохождения газов.
Именно передний глушитель снижает шумность транспортного средства, принимая на себя основной удар поступающих с высокой скоростью раскалённых газов от сгораемого топлива
Окончательно снижает шумность работы машины и отводит в окружающую среду выхлопные газы. Их температура снижается до минимального безопасного уровня.
Работа глушителя и всей системы отвода выхлопных газов сопряжена с высокими температурами. Всё это приводит с течением времени к повреждению поверхности глушителя.
Каждый без исключения водитель слышал как работает повреждённый глушитель. Шумность автомобиля в движении особенно на низких передачах существенно возрастает. Всё это создаёт определённый дискомфорт для водителя и прочих участников дорожного движения.
Слабым звеном любого глушителя, конечно же является сварочный шов. Он при интенсивном использовании машины начинает истончаться под воздействием высокой температуры.
В конечном итоге материал прогорает и начинать пропускать выхлопные газы. Посторонний звук, появляющийся при работе мотора является одним из первых признаков появления проблемы.
Зачастую активное использование машины в зимний период времени приводит к коррозийному поражению поверхности глушителя. Процессы образования очагов ржавчины ускоряются при использовании на дорогах солевой противогололёдной смеси и перепадов температуры.
Практически каждый автомобиль на своём веку «видел» смену и ремонт глушителя не менее одного раза за период эксплуатации.
Важность конструктивного элемента выхлопной системы не нужно преуменьшать. Именно глушитель способен нормализовать работу мотора и комфортную езду на машине.
Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах. Читайте, комментируйте и задавайте вопросы. Подписывайтесь на свежие и интересные статьи сайта.
Понравилась статья? Поделись с друзьями!
Система выхлопа в дизельных двигателях с турбонаддувом ATD и AXR
Перед системой выхлопа стоит задача отводить отработанные газы и при этом поддерживать количество вредных веществ в отработавших газах на минимальном уровне (режим работы каталитического конвертора). Кроме того, системой выхлопа снижаются до минимума шумы, возникающие при сгорании.
Конструкция системы выхлопа зависит от модели двигателя. Детали системы выхлопа свинчены между собой или соединены зажимными хомутами и могут заменяться по отдельности.
Теплозащитные экраны на пути прокладывания труб препятствуют сильному тепловому излучению на нижние детали кузова. После демонтажа все самоконтрящиеся гайки и прокладки должны всегда заменяться. Крепежные кольца и резиновые буферы тоже заменяются.
Срок службы системы выхлопной трубы
Выхлопная труба в вашем автомобиле рассчитана на 60 000 км пробега. Разумеется, срок ее службы зависит также от условий эксплуатации вашего автомобиля. Если вы преимущественно ездите на короткие расстояния, то внутри системы выхлопа выпадает значительно больше конденсата, сажи и агрессивных кислот, чем при поездках на дальние расстояния с хорошо прогретым двигателем.
- Выхлопную трубу с установленным каталитическим конвертором реже поражает коррозия, чем другие узлы, т.к. там газы сгорания вытекают еще с температурой от 800 до 1000°С.
- В выхлопной трубе и оконечном глушителе отработанные газы значительно снижают свою температуру; в оконечном глушителе у них температура всего 150–300°С. Поэтому в оконечном глушителе появляется больше всего водяного конденсата. Он смешивается с продуктами сгорания, образуя агрессивные кислоты, вызывает сквозную коррозию металла выхлопной трубы изнутри наружу.
- Передние части системы выхлопа при движении на большие расстояния могут страдать от температурных нагрузок, когда горячий металл при дожде постоянно подвергается воздействию холодного душа. Материал может треснуть или сломаться.
- Брызги воды или соленая вода способствуют коррозии снаружи. Удары камнями или о твердый грунт так же, как и колебания, возникающие при дефектных подвесках трубы или их отсутствии, тоже сокращают срок службы выхлопной трубы.
- Следует избегать неблагоприятных условий, которые могут привести к появлению высоких температур в каталитическом конверторе. Автомобиль нельзя припарковывать так, чтобы он оказывался вблизи легко воспламеняющихся материалов.
- Применение дополнительной антикоррозийной защиты или антикоррозийных средств для выпускного коллектора и выхлопных труб, каталитических конверторов и теплозащитных экранов не продлит жизнь системе выхлопа. Эти вещества могут воспламениться во время поездки.
Снижение токсичности выхлопных газов
Топливо в основном состоит из углерода и водорода. При сгорании углерод соединяется с атмосферным кислородом, образуя углекислый газ (CO2), водород, соединяясь с кислородом (O2), образует воду (h5O). Например, из 1 л дизельного топлива образуется около 0,9 л воды, которая за счет теплоты сгорания незаметно удаляется через систему выхлопа. Зимой после запуска холодного двигателя вы часто можете наблюдать белые клубы выхлопа. Это водяной конденсат.
Даже в дизельном двигателе, работающем в отличие от бензинового двигателя с большим количеством воздуха, возникают ядовитые вещества, хотя и в сравнительно меньшем количестве. Снижение токсичности выхлопных газов необходимо для соблюдения строгих стандартов на отработанные газы и для дизельных двигателей TDI.
Для того чтобы система выхлопа работала безупречно, нужно обязательно заливать в бак только неэтилированный бензин. Каталитический конвертор выходит из строя из-за свинца, содержащегося в этилированном бензине. Кроме того, никогда не нужно ездить до полного опустошения топливного бака. Нерегулярная подача топлива приводит к перебоям в зажигании, за счет чего несгоревшее топливо попадает в систему выхлопа. Это может привести к перегреванию и повреждению каталитического конвертора.
Турбонагнетатель обеспечивает чистое сгорание
При большом количестве воздуха в камере сгорания топливо сгорает «чисто». Такие составные части отработавших газов, как окись углерода и сажа, образуются в очень незначительных количествах. Турбонагнетатель обеспечивает подачу большего количества всасываемого воздуха.
За счет этого при относительно небольших количествах впрыскиваемого топлива при сгорании возникает избыток воздуха. Это приводит к пониженному количеству вредных веществ в выхлопе. Турбонагнетатель использует отработанные газы, несущиеся со сверхзвуковой скоростью через выпускной коллектор, в качестве энергии привода. Газы проходят через корпус турбины, где ускоряют ротор насоса более чем до 100 000 об/мин. Ротор посредством вала приводит в действие колесо компрессора. Оно всасывает свежий воздух в корпус компрессора и отжимает его в камеры сгорания. Турбокомпрессорный наддув снижает количество вредных веществ в отработавших газах и шум, кроме того, повышает выход мощности и степень эффективности.
Вторичный воздух для запуска холодного двигателя
За счет системы вторичного воздуха достигается ускоренное нагревание и благодаря этому ранний режим готовности каталитического конвертора после запуска холодного двигателя.
Принцип: за счет чрезмерного обогащения рабочей смеси на этапе запуска холодного двигателя в отработавших газах содержится повышенная доля несгоревших углеводородов. За счет вторичного вдувания воздуха в каталитическом конверторе улучшается последующее окисление и, таким образом, уменьшается эмиссия вредных веществ. Высвобождающаяся энергия сокращает время подготовки к работе каталитического конвертора, за счет этого улучшается качество отработавших газов на стадии прогревания двигателя.
Функционирование: блок управления двигателем управляет через реле вторичным насосом для наддува вторичного воздуха. Воздух поступает к универсальным клапанам. Параллельно настраивается клапан наддува вторичного воздуха, который пропускает пониженное давление к универсальным клапанам для наддува вторичного воздуха. Благодаря этому каждый универсальный клапан открывает путь вторичному воздуху к выпускным каналам в головке блока цилиндров.
От вакуумной коробки трубопровод идет через возвратный клапан (к впускному трубопроводу) к клапану наддува вторичного воздуха. Свежий воздух поступает от корпуса воздушного фильтра к насосу вторичного воздуха.
Сигнальная лампочка отработавших газов
Если блок управления двигателем распознает сбои в работе, то это показывается путем включения сигнальной лампочки отработавших газов. Сигнальная лампочка отработавших газов может включаться в мигающем или постоянном режиме. В любом случае вы должны обратиться в мастерскую для того, чтобы опросить запоминающее устройство неисправностей.
Если лампочка горит в прерывистом режиме, то налицо дефект, который при этом состоянии движения может вызвать повреждение каталитического конвертора. В этом случае можно ехать только при пониженной мощности. Если лампочка горит постоянно, то это означает, что имеется неисправность, ухудшающая состав отработавших газов. Нужно считать информацию в запоминающем устройстве неисправностей блока управления двигателем и автоматической коробкой передач.
В бензиновых и дизельных двигателях, наряду с турбонаддувом и системой рециркуляции выхлопных газов, чистоту отработавших газов обеспечивают каталитические конверторы. В бензиновых двигателях это регулируемые каталитические конверторы с лямбда-зондами, в дизельных двигателях нерегулируемые каталитические конверторы окисления. Этот каталитический конвертор преобразует окись углерода и углеводороды в углекислый газ и воду.
Регулируемый каталитический конвертор в разрезе:
Упомянутая система рециркуляции отработавших газов обеспечивает снижение окиси углерода. К этой системе относятся клапан рециркуляции отработавших газов, который при прогретом двигателе часть газов отводит назад в камеру сгорания. Это снижает температуру сгорания и, следовательно, долю вредных веществ в выхлопе.
Конструкция каталитического конвертора окисления: в корпусе из высококачественной стали 1 размещается ячеистое керамическое тело 2. Оно покрыто слоем оксида алюминия 3, за счет чего его поверхность увеличивается в 700 раз. На этот опорный слой методом напыления нанесен в качестве катализатора благородный металл платина 4.
Выброс твердых частиц является особенностью дизельных двигателей. Она значительно более высокого уровня, чем у бензиновых двигателей. Частицы большей частью состоят из углерода (сажи). Остаток составляют связанные с сажей соединения углеводорода, аэрозоли топлива и смазочных масел, а также сульфаты в зависимости от содержания серы в используемом топливе.
Частицы сажи представляют собой цепи частиц углерода с очень большой специфической поверхностью, к которой присоединены несгоревшие или сгоревшие частично углеводороды. В большинстве случае это альдегиды (с большим количеством молекул) с назойливым запахом. Вызванное ими загрязнение, снижение видимости и запах, безусловно, вредны для окружающей среды.
Кроме запахов, присоединившихся к саже, предполагается ее вредное воздействие на здоровье. По этому поводу нет документального подтверждения, но, тем не менее, при разработке современных дизельных двигателей, разумеется, первостепенное значение имеет устранение твердых частиц.
Рециркуляция отработавших газов
Возможностью снижения неизбежных высоких температур в камерах сгорания дизельного двигателя, несущих ответственность за высокую долю окиси углерода, является впуск отработавших газов. За счет рециркуляции отработавших газов может уменьшаться количество окиси углерода также и в бензиновых двигателях. Для этого из выхлопных газов двигателя системой, регулируемой клапанами, отделяется часть потока. У клапана рециркуляции в Polo конусовидная форма толкателя, которая позволяет получить различное поперечное сечение отверстия при разном подъеме клапана. При этом возможны также промежуточные величины. Количество дозируется и направляется обратно во впускной трубопровод в зависимости от нагрузки на двигатель.
Оценка потенциала дизельного двигателя: при повышенном качестве топливно-смазочных веществ и при применении самой современной технологии достигается уровень требований EN 4.
Разумеется, отработавшие газы не могут сжигаться еще раз, т.к. в них почти не содержится способных к сгоранию веществ. Но при этом уменьшается приток свежего воздуха для сгорания, и это влияет на снижение температуры и, следовательно, на снижение доли окиси углерода.
Управление клапана зависит от характеристик блоков управления двигателем. В бензиновом двигателе функция самодиагностики блока управления системой зажигания/впрыска Motronic J220 контролирует регулировку рециркуляции отработавших газов. В двигателях TDI настройка системы рециркуляции отработавших газов осуществляется блоком управления непосредственным впрыском дизельного двигателя J248 посредством клапана системы рециркуляции отработавших газов N18 непосредственно к клапану рециркуляции отработавших газов.
В каждом случае принцип работы заключается в том, чтобы отвести назад как можно больше отработавших газов, не нарушая работы двигателя. Чем лучше это удается сделать, тем сильнее понижается температура в камерах сгорания, что приводит к снижению эмиссии окиси углерода.
Из-за значительно отличающейся конструкции впускного и выпускного коллектора система рециркуляции отработавших газов в 4-цилиндровом двигателе TDI с буквенным обозначением AXR выглядит несколько по-другому.
Рециркуляция отработавших газов в 3-цилиндровом бензиновом двигателе AWY и AZQ
Найдите эффективное и надежное дизельный двигатель температура выхлопных газов
Alibaba.com предлагает удивительный ассортимент высококачественных, высокопроизводительных и эффективных. дизельный двигатель температура выхлопных газов для различных целей и приложений. Продукты, предлагаемые в этой категории, отличаются высоким качеством и обеспечивают стабильную работу в течение длительного времени без каких-либо сбоев. Эти. дизельный двигатель температура выхлопных газов изготовлены из материалов оптимального качества, которые обеспечивают максимальную долговечность и подходят или совместимы со всеми типами моделей автомобилей. Эти. дизельный двигатель температура выхлопных газов также производятся с использованием самых передовых технологий, обеспечивающих точность и надежность этих продуктов. Покупайте их у ведущих поставщиков и оптовиков на сайте, которые предлагают их по конкурентоспособным ценам и предложениям.Широкий ассортимент. дизельный двигатель температура выхлопных газов, представленные на сайте, изготовлены из металлов, чугуна, FRP, АБС-пластика и многих других, что увеличивает срок службы продуктов. Эти. дизельный двигатель температура выхлопных газов используются в нескольких областях, начиная с подачи масла и заканчивая уходом за двигателем и многим другим. Эти продукты являются экологически чистыми и не содержат ничего, что могло бы нанести вред окружающей среде или вашему автомобилю. Эти. дизельный двигатель температура выхлопных газов также устойчивы к температуре и могут выдерживать более высокие температуры с превосходной надежностью.
Alibaba.com предлагает в ваше распоряжение большое количество различных файлов. дизельный двигатель температура выхлопных газов, которые доступны в различных размерах, формах, цветах и областях применения в зависимости от требований. Эти дельные. дизельный двигатель температура выхлопных газов доступны в нескольких категориях, таких как датчики давления, датчик кислорода, датчик уровня масла, датчик давления воздуха на впуске и многие другие. Эти. дизельный двигатель температура выхлопных газов абсолютно новые по состоянию и подходят для всех транспортных средств различной вместимости.
Просмотрите несколько. дизельный двигатель температура выхлопных газов диапазоны на Alibaba.com и воспользуйтесь скидками, чтобы сэкономить свои деньги. Эти продукты имеют сертификаты ISO, CE, ROHS и полностью настраиваются. Они также доступны как OEM-заказы.
Рост рынка датчиков температуры выхлопных газов
По мере повышения рабочих температур двигателей растет и рынок датчиков температуры выхлопных газов (EGT). В настоящей статье мы рассмотрим причины, по которым эти теплозащитные датчики становятся все более важной частью современного автомобиля, а также то, как благодаря партнерству с поставщиком оригинальных компонентов системы управления двигателем, таким как Delphi Technologies, они могут стать не менее важной частью вашего бизнеса.
Несколько лет назад вы могли бы определить, насколько мощным и быстрым был автомобиль, по объему его двигателя. Но не сегодня! Стремясь к соблюдению все более строгих законов о выбросах, производители транспортных средств находят более действенные способы получения большей мощности из меньшего количества топлива. Эта тенденция носит название «даунсайзинг» (уменьшение рабочего объема двигателя). Что же получается в результате? Меньшие по объему, более экономичные двигатели, которые благодаря использованию турбокомпрессоров и нагнетателей имеют такую же, если не большую мощность, чем их предшественники.
Все это звучит очень позитивно, верно? Однако есть и обратная сторона. Как и во всех системах с наддувом, двигатель и его внутренние компоненты подвергаются воздействию повышенного давления и температуры. Это делает их более уязвимыми к повреждениям. Эта проблема существовала до тех пор, пока не появились датчики температуры выхлопных газов.
Первоначально разработанные для отслеживания состояния каталитического нейтрализатора датчики температуры выхлопных газов в последние годы становятся все более сложными. Теперь их основная задача — защита основных компонентов дизельных и бензиновых двигателей от высоких температур. Таким образом, если датчик обнаруживает выделение слишком большого количества тепла, ЭБУ вмешивается в работу двигателя и принимает соответствующие меры для понижения температуры, например, путем снижения давления наддува в случае с турбокомпрессором, или увеличения количества впрыскиваемого топлива в случае с каталитическим нейтрализатором. В дизельных двигателях они также используются для контроля температуры дизельного сажевого фильтра (DPF), с целью достижения правильной температуры для его регенерации. Все это делает их важной частью любого современного автомобиля …
… а также вашего бизнеса! На многих современных автомобилях устанавливается более трех этих компонентов, часто выходящих из строя, и в своей автомастерской вы наверняка столкнетесь с вышедшими из строя датчиками, которым требуется высококачественная замена. Чтобы помочь вам воспользоваться этой быстро растущей возможностью, мы недавно добавили датчики температуры выхлопных газов в нашу обширную линейку электронных автокомпонентов. Благодаря использованию тонкопленочных резисторных датчиков температуры последнего поколения они обеспечивают большую защиту от воздействия окружающей среды и механических нагрузок, а также обладают улучшенным временем отклика — менее 11 миллисекунд при резком повышении температуры до 300 °C — и широким диапазоном рабочих температур — от -40 °C до 900 °C. Новая линейка продуктов включает в себя более 55 деталей, охватывающих более 480 модификаций автомобилей (в зависимости от производителя/модели/размера двигателя), включая такие модели, как Audi A3, Volkswagen Golf и Vauxhall/Opel Astra.
По мере развития тенденции к уменьшению объема двигателя вырастут и рабочие температуры двигателей. Вырастут и возможности для участников вторичного рынка. Поэтому, чтобы получить свою долю прибыли на этом быстро растущем рынке, выбирайте качественные датчики температуры выхлопных газов от поставщика оригинальных компонентов системы управления двигателем, такого как Delphi Technologies.
Основы температуры выхлопных газов — Diesel Power Magazine
Во-вторых, после давления масла, температура выхлопных газов (EGT) может быть самым критическим рабочим параметром вашего дизельного двигателя, потому что чрезмерное EGT может вызвать множество проблем, которые подпадают под категорию расплавления. как в переносном, так и в прямом смысле. У каждого материала есть точка плавления, у некоторых ниже, чем у других, и когда вещи становятся слишком горячими, дорогие детали внутри или прикрепленные к вашему двигателю начинают свариваться или распадаться на выхлопную трубу.
Многие люди знают, что чрезмерное EGT — это нехорошо, но равное количество людей немного сбивает с толку из-за всех подбрасываемых чисел относительно того, что на самом деле составляет высокий EGT и где разместить датчик датчика EGT, так как их выхлопной тормоз или большой даунпайп имеет штуцер, а коллектор — нет. Здесь мы дадим вам несколько подсказок с оговоркой, что каждый двигатель отличается, и, как и оценки пробега EPA, ваш EGT будет отличаться. Также обратите внимание, что, как и любую температуру, EGT можно измерить по многим шкалам, поэтому для единообразия каждое значение температуры, упомянутое в этой статье, дается в градусах Фаренгейта.
Одним из элементов путаницы является очевидное отсутствие стандарта в измерении и установке пределов EGT. В то время как один производитель двигателей может сказать, что максимальное значение EGT измеряется на расстоянии не более 6 дюймов от головки блока цилиндров, между цилиндрами № 3 и 4, в центре трубы, другой производитель будет использовать другую формулу. Хорошая новость заключается в том, что большинство инженеров основывают EGT на «температуре на входе в турбину», то есть в потоке выхлопных газов непосредственно перед их входом в турбокомпрессор.
Вы можете измерить EGT в каждом выпускном отверстии, как это делают многие разработчики двигателей, но поскольку этот поток газа является индивидуальным импульсом, среднее значение не такое высокое, как у турбины.Кроме того, вам понадобится довольно дорогая термопара и система сбора данных для точного измерения таких быстрых колебаний.
При достаточной настойчивости часто можно найти максимальное значение EGT для входной или выходной турбины; последнее часто является результатом измерения одного и того же двигателя одновременно в двух точках. Однако дельта не может считаться постоянной для разных двигателей или состояний настройки одного и того же двигателя.
Другой элемент включает условия, в которых измеряется максимальное значение EGT.Очевидно, что стенды с двигателями и испытательные стенды довольно согласованы, но если вы тащите этот тяжелый игрушечный ящик на 7 процентов с включенным кондиционером, потому что на улице 110 градусов, ваш двигатель может достичь максимального EGT быстрее, чем во время тестов строителей. , и он может не так сильно падать между входом и выходом турбины из-за потока воздуха под капотом.
Все чаще и чаще обычные турбокомпрессоры с изменяемой геометрией создают различные перепады давления на турбонагнетателе, поскольку по мере движения лопастей температура и давление в выхлопе изменяются.При максимальной нагрузке WOT и высоком наддуве разница между входом турбины и выходом турбины имеет тенденцию совпадать с обычным турбонаддувом, но нагрузки с частичной дроссельной заслонкой на средних оборотах не могут.
Если вы помните школьную химию, ту кастрюлю с макаронами, которую вы варили прошлой ночью, или последний раз, когда вы случайно оперлись на воздушный компрессор, вы вспомните, что температура повышается с давлением. Фактически, это принцип, который приводит в действие ваш дизельный двигатель, используя сжатие для выработки тепла, достаточного для запуска процесса сгорания.
Когда выхлопные газы выходят из вашего двигателя через турбонагнетатель, тепловая энергия и давление в них используются для приведения в движение крыльчатки компрессора, тем самым рассеивая часть тепловой энергии в выхлопных газах. В результате пиковое значение EGT обычно падает на 300-400 градусов между входом турбины (TI) и выходом турбины (TO).
Подчеркните слово «пик» в приведенном выше обобщении, потому что без некоторого давления наддува будет расходоваться мало тепловой энергии при прохождении выхлопных газов через турбину. На холостом ходу турбокомпрессор практически не работает, и измеримая разница в EGT впереди или позади него не будет столь значительной.Следует также помнить, что отношения давлений турбокомпрессора (давление в компрессоре к давлению на выходе из компрессора) не всегда коррелируют с уровнями наддува.
Чтобы лучше понять, как обычно обстоят дела с числами, мы обратились к Banks Engineering, Edge Products и TTS Power Systems. Мы также оснастили тестовый мул пирометром Westach с двойным считыванием и идентичными датчиками, причем одна термопара находится на коллекторе коллектора примерно на 1 дюйм перед корпусом турбокомпрессора, а другая — в выхлопном тормозе примерно на 1 дюйм позади колеса турбины.
Мул — это ранний пикап Dodge с 12-клапанным двигателем Cummins 5.9 и роторным ТНВД Bosch. Даже с меньшим по размеру корпусом с перепускными клапанами, большим промежуточным охладителем и «отрегулированным» насосом этот двигатель не соответствует уровням мощности современных грузовиков: последнее шасси демонстрировало мощность 228 л.с. при 2400 об / мин и 643 фунт-фут при 1350 об / мин. Однако с полностью механической системой впрыска правая нога имеет прямое управление топливной нагрузкой (без электронного управления перепускным клапаном или VGT), а с механической коробкой передач мы могли бы курить ее по своему желанию.Дым означает не полностью сгоревшее топливо и более высокий EGT, поэтому характеристики можно было легко заметить, не вытаскивая этот ящик с игрушками за город.
Показания нашего тестового мула совпали с предсказаниями; цифры являются приблизительными из-за шкалы датчиков и переходных процессов. Хотя мы не совсем достигли проектного максимума этого двигателя, мы получили до 1200 турбин на входе и 875 турбин на выходе, а при полном открытии дроссельной заслонки и сильном наддуве дельта (разница) оставалась в диапазоне 300-350 градусов в диапазоне 1200 об / мин. где это повышение доступно.В крейсерских условиях с наддувом 5-7 фунтов на квадратный дюйм среднее падение давления на турбонагнетателе составляло 100-150 градусов, а на холостом ходу разница была меньше ширины стрелки на манометре. При включенном выхлопном тормозе и противодавлении от 30 до 40 фунтов на квадратный дюйм вход и выход турбины были почти идентичны, как и следовало ожидать. Посмотрите на прилагаемые графики дополнительные примеры различных условий.
Опрос производителей двигателей выявил некоторые ограничения, все измеряемые как температура на входе в турбину, для пикапов 2006 модельного года; Информация за 2007 год все еще дорабатывается, поскольку меняются виды топлива и увеличиваются размеры двигателей.Все три пикапных дизеля доступны в других рабочих циклах, приложениях и номиналах, и из-за изменений материалов, оборудования, такого как поршни, клапаны и седла, коллекторы, турбины и т. Д., И программного обеспечения, могут иметь разные пределы EGT в эти приложения. Обратите внимание, что это рекомендации, так как многие переменные влияют на долговечность двигателя.
Duramax 6.6L в звукоснимателях GM (Kodiak / Top Kick и G-Van используют другой рейтинг) имеет ограничение в 1365 непрерывных звуков, из которых 1435 разрешено для переходных процессов продолжительностью пять минут или меньше.
Ford обозначил EGT как информацию о развитии, которую он не раскрывает, и эту точку зрения поддержал производитель Power Stroke, International. Фактически, International не часто использует этот термин с появлением турбин с изменяемой геометрией, но допускает, что с точки зрения дизайна обычно предполагается, что максимальное EGT (на входе турбины) при полной нагрузке будет около 1200 на уровне моря, выше на уровне моря. высота. International также напомнила нам, что существует множество факторов, влияющих на надежность и долговечность, и давать оценку EGT одеялу было бы безответственно.В сочетании с тем, что мы приобрели на вторичном рынке, штатный 6,0-литровый Power Stroke, работающий нормально, вероятно, не будет показывать больше 1200, и большинство тюнеров послепродажного обслуживания стараются удерживать ограничение на уровне 1250.
Нам также не удалось получить максимальное значение EGT или подобное от Cummins Engine. Основываясь на показаниях серийных двигателей и опыте послепродажного обслуживания (прочтите об обломках), кажется, что 1350 является безопасным числом для двигателей P7100 и более поздних версий. Как и в случае со всеми другими двигателями, если вы получите исходные данные до модификации, у вас будет хорошее представление о том, что можно считать безопасным в долгосрочной перспективе.
Поскольку подача топлива способствует нагреву, вы можете использовать пирометр для индикации экономии — круиз на 500-600 вместо 700-800, вероятно, улучшит экономию топлива. Выхлопной дым указывает на несгоревшее топливо и означает высокий EGT, но большинство термопар пирометра приборной панели не улавливают всплесков, когда вы нажимаете дроссель и создаете клуб дыма, и этот кратковременный высокий EGT не повредит двигателю.
Какую точку крепления датчика вы используете? Любой из вариантов подходит для стандартного двигателя, хотя предпочтение, особенно для модифицированного двигателя, — это турбина.Большинство инженеров используют температуру на входе турбины — турбину гораздо легче повредить, чем выхлопную трубу, — и это исключает любую переменную перепада давления из уравнения. Фактически, некоторые из сервисных центров, с которыми мы говорили, больше даже не измеряют выход турбины, потому что вход турбины всегда является более высоким и более быстрым показателем во время разработки, а электроника, которая сливает топливо на основе показаний EGT, должна получать питание от турбины.
Некоторые потребители беспокоятся о поломке датчика термопары и выходе из строя турбонагнетателя, но это случается крайне редко; мы не слышали о таком событии десятилетиями.Кроме того, если он стал настолько горячим, что термопара стала мягкой или устала, вероятно, этому предшествовало катастрофическое событие, которое имело место в предыдущих работах. Куда бы вы ни поместили зонд, сделайте EGT последним датчиком, который вы просматриваете перед отключением, чтобы вы не запекали масло в смазочных каналах и не решали судьбу турбо.
Возможно, что угодно сломается. Но если вы следите за гонками на дизельном топливе и видели двигатель трактора Cummins, который сломался при наддуве 100 фунтов на квадратный дюйм, вы знаете, что отказались не прокладка головки, турбо или термопара — это был блок двигателя!
Power Stroke EGT Эти данные относятся к 2006 г.0L Power Stroke в условиях частичной нагрузки. Обратите внимание, что при более низких настройках дроссельной заслонки выделяется меньше тепла и падение давления на турбонагнетателе ниже. Аномалия «впитывания тепла» показана в последней строке, когда грузовик завершил длительное движение (обратите внимание на скорость) и дроссельная заслонка закрыта, поэтому температура на входе турбины упала быстрее, чем температура на выходе из турбины, из-за всего тепла, накопленного в турбине. и его чугунный корпус.
| Об / мин | Температура на входе турбины | Температура на выходе из турбины | Delta | TPS | миль / ч |
| 3, {{{900}}} | 950 | {{{720}} } | 230 | 22% | 55.7 |
| 3,800 | 1,060 | 790 | 270 | {{{57}}}% | 53,0 |
| 2,500 | 1,030 | {{{760}}} | 270 | 60% | 53,8 |
| 2,500 | 660 | 540 | 120 | 0% | 44,4 |
| 2400 | 980 | 750 | 230 | 55% | 52.4 |
| 1700 | 1040 | 800 | {{{240}}} | 48% | 54,1 |
| 650 (простоя) | 690 | 705 | -15 | 0% | 65,8 |
Duramax EGTA stock ’05 Duramax LLY был протестирован в условиях полной нагрузки, все при полностью открытой дроссельной заслонке. По мере увеличения оборотов двигателя и снижения температуры на входе температура на выходе из турбины падает еще быстрее, что позволяет предположить, что заправка увеличивается, а наддув остается постоянным — это невозможно сказать без дополнительных данных.
| Об / мин | Температура на входе турбины | Температура на выходе из турбины | Дельта |
| 3, {{{200}}} | 1,235 | 810 | 425 |
| 3,000 | 1255 | 865 | 390 |
| 2,800 | 1,270 | 900 | 370 |
| 2, {{{600}}} | 1,280 | 925 | 355 |
| 2400 | 1,270 | 935 | 335 |
Насколько жарко — слишком жарко?
EGT вызывают серьезную озабоченность, потому что дизельный двигатель может начать перегреваться при длительной нагрузке, т.е.е. буксировка в гору, резкое ускорение и т. д. Проблема часто более заметна на дизелях с механическим управлением, в которых отсутствует отказоустойчивость или средства прерывания подачи топлива в случае, если двигатель начинает перегреваться. Дизели с электронным управлением могут потреблять топливо независимо от действий водителя, скорости двигателя и нагрузки, если обнаружена проблема. EGT вызывают наибольшую озабоченность в сильно модифицированных дизельных двигателях, особенно в тех, которые имеют компоненты или устройства, которые значительно улучшают соотношение воздух-топливо.
Соотношение воздух-топливо в дизельных двигателях
Стехиометрическое соотношение воздуха и топлива при сгорании дизельного топлива составляет 14,6: 1. При этом соотношении все имеющееся топливо теоретически вступает в реакцию со всем присутствующим воздухом и полностью сгорает. Однако дизельный двигатель отличается от других циклов внутреннего сгорания тем, что он может работать в широком диапазоне соотношений A / F без неблагоприятных осложнений (например, свечей зажигания в газовых двигателях, работающих на богатой смеси). Дизельный двигатель будет работать относительно холодно, когда соотношение A / F бедное или больше стехиометрического.Для бедной смеси имеется избыточное количество доступного воздуха, хотя теоретически все доступное топливо сгорает. Напротив, дизельный двигатель будет иметь тенденцию работать относительно горячим, когда соотношение A / F больше или меньше стехиометрического. В обогащенном состоянии имеется чрезмерное количество топлива и, следовательно, недостаточно кислорода для полного сгорания всего топлива. В результате при работе на богатой смеси из выхлопной трубы выделяется сажа (черный дым). Чем выше соотношение A / F, тем больше дыма и тем выше температура выхлопных газов (EGT).
На практике дизельный двигатель не может полностью сжечь топливо при стехиометрическом соотношении A / F. Это явление связано с тем, что дизельное топливо и воздух не воспламеняются как однородная смесь в камере сгорания — воздух и топливо смешиваются только после впрыска топлива и почти мгновенно самовоспламеняются. Таким образом, топливу и воздуху просто не хватает времени, чтобы смешаться и полностью сгореть при стехиометрическом соотношении A / F в двигателе с воспламенением от сжатия. Поскольку несгоревшее и / или частично сгоревшее топливо является по существу отработанным двигателем, дизельные двигатели обычно работают на обедненной смеси со стехиометрическим соотношением.
Что касается температуры выхлопных газов, то чем богаче смесь A / F, тем выше EGT и тем больше образуется черного дыма (сажи). Дым имеет тенденцию появляться в виде легкой дымки в диапазоне A / F 16-18: 1, но EGT, как правило, поддаются контролю в этих условиях. Однако по мере того, как A / F падает и дым становится гуще, EGT могут резко возрасти до опасного уровня.
EGT — Как жарко слишком жарко
Абсолютно максимальный безопасный диапазон EGT является спорным. Наше универсальное практическое правило, независимо от марки / модели / года двигателя, — не превышать 1250 ° F и не работать в диапазоне от 1200 ° F до 1250 ° F в течение длительного периода времени.Это относительно консервативная точка зрения, однако 1) двигатели и их компоненты дороги в замене и 2) это очень управляемый диапазон. В гонках и катании на санях вы обнаружите, что многие высокопроизводительные двигатели будут испытывать температуру выхлопных газов значительно выше этой границы, но важно помнить, что эти двигатели созданы для такого рода злоупотреблений. Чтобы оправдать эту рекомендацию, важно понимать несколько ключевых факторов, ограничивающих устойчивость двигателя к высоким температурам выхлопных газов.
Прежде всего, высокая температура выхлопных газов является результатом высокой температуры сгорания и неэффективного горения — если температура выхлопных газов составляет 1200 ° F, температура сгорания значительно выше. С учетом этого заводские поршни широко изготавливаются из алюминиевого сплава. Алюминий в его элементарной форме имеет температуру плавления примерно 1200 ° F. К счастью, поток тепла в поршень затруднен из-за того, что сгорание происходит быстро, а поршень постоянно охлаждается.Однако чем выше температура, которой подвергается поверхность поршня, и чем дольше это тепло успевает передать, тем выше риск того, что материал начнет уступать место.
Сплавы железа и стали, такие как те, что используются в турбокомпрессорах, более устойчивы к нагреванию и поглощают тепло гораздо медленнее. Однако турбина может вращаться со скоростью более 100 000 об / мин, создавая огромную центробежную силу на вращающемся колесе турбины. По мере увеличения температуры выхлопных газов вероятность отказа растет в геометрической прогрессии.Это в дополнение к тому, что масло может начать закипать в подшипниках турбокомпрессора. По этим причинам важно учитывать влияние EGT на турбокомпрессор и нагрузку, которую он оказывает на его компоненты. Кроме того, головки блока цилиндров сегодня могут изготавливаться из алюминия или чугуна. Постоянное воздействие высоких температур создает риск выхода из строя прокладки головки блока цилиндров. Поскольку материал поглощает тепло, головка блока цилиндров может начать деформироваться и / или предел текучести болтов головки может быть значительно снижен.
Из-за этих факторов, помимо высокой стоимости замены или ремонта, мы предпочитаем проявлять осторожность в отношении управления EGT.
Основы пирометра
Пирометр — это устройство, которое считывает и отображает температуру выхлопных газов. Типичный пирометр включает пирометр или сам пирометр, термопару и откалиброванную электрическую схему. Термопара — это, по сути, датчик температуры, который основан на принципе напряжения, создаваемого контактирующими разнородными металлами.При контакте двух разнородных металлов возникает небольшое напряжение, пропорциональное температуре двух металлов. Таким образом, датчик пирометра считывает напряжение (порядка милливольт) на термопаре. В установке пирометра термопару обычно называют просто «зондом». Датчик устанавливается в выхлопной системе, часто в выпускном коллекторе или на входе турбокомпрессора. Пирометр почти мгновенно передает текущее значение EGT водителю. Постоянный контроль пирометра имеет первостепенное значение для модифицированных дизельных двигателей и является хорошей практикой даже на складе.
Датчик пирометра должен быть установлен либо в выпускном коллекторе, либо на входе турбокомпрессора. Установка пирометра на спускной трубе турбокомпрессора не идеальна, поскольку температура выхлопных газов на выходе из турбокомпрессора всегда меньше, а в некоторых случаях значительно меньше температуры на входе в турбокомпрессор. Это связано с тем, что турбонагнетатель является устройством для утилизации отработанной энергии — поскольку турбонагнетатель преобразует отработанное тепло двигателя на стороне турбины в сжатый воздух на стороне компрессора, энергия извлекается из входящего потока отработавших газов, тем самым снижая его температуру на стороне турбины. выход за счет преобразования энергии через турбину.Поэтому полезно знать только температуру на входе в турбокомпрессор.
EGT Management
Чрезмерно высокие температуры выхлопных газов являются результатом высокого соотношения A / F и обычно чаще встречаются в модифицированных двигателях. Это не означает, что заводской двигатель должен быть способен преодолевать уклон при полной нагрузке, не испытывая высокого состояния EGT, что подтверждает тот факт, что даже серийный автомобиль может извлечь выгоду из установки пирометра. Двигатели, как правило, сталкиваются с проблемами EGT, когда в топливную систему были внесены значительные модификации без соответствующих поддерживающих модификаций для системы управления воздухом.Большие форсунки, модифицированные топливные насосы высокого давления и агрессивная настройка будут способствовать высокой температуре выхлопных газов в заводских турбо-системах.
Чтобы уменьшить EGT, рассмотрите следующие обновления воздушного потока:
• Модификации клапана сброса давления для увеличения максимального давления наддува (выход на стороне осторожности).
• Модернизация турбонагнетателя и / или замена турбонагнетателя на модернизированный агрегат, отвечающий повышенным требованиям к воздушному потоку.
• Неоригинальная система впуска воздуха.
• Впрыск воды для снижения температуры выхлопных газов по мере необходимости.
• Модернизированный интеркулер или установка интеркулера в приложениях, у которых его нет.
• Свободнопоточная выхлопная система.
Как снизить температуру выхлопных газов в дизельном двигателе
от Натали Лида
turbo image by Elijahu с Fotolia.comТемпература выхлопных газов, также называемая EGT, измеряет температуру газов, выходящих из выхлопного коллектора дизельного автомобиля. Чрезмерная температура выхлопных газов является основной причиной отказа дизельного двигателя, поскольку высокие температуры могут привести к свариванию металлических компонентов или к катастрофическому выходу из строя.Датчик, известный как пирометр, — лучший способ контролировать температуру выхлопных газов и позволяет водителям определять количество тепла, выделяемого в цилиндрах дизельного двигателя. Установка запасных частей для регулирования температуры выхлопных газов продлит срок службы двигателя и поможет повысить производительность.
Шаг 1
Обеспечьте дополнительный поток воздуха к двигателю, установив послепродажный воздухозаборник холодного воздуха вместо стандартного воздушного фильтра. Высокая температура выхлопных газов вызвана слишком большим количеством топлива и недостатком воздуха в цилиндрах дизельного двигателя.Содействуйте эффективному расходу топлива и снижению температуры выхлопных газов, позволяя большему количеству чистого воздуха поступать в двигатель и изменяя соответствующие соотношения воздуха и топлива.
Шаг 2
Установите свободно проточную выхлопную систему большого диаметра. Позвольте выхлопным газам выходить из транспортного средства с минимально возможными ограничениями, что обеспечит платформу для турбонагнетателя и двигателя для выработки дополнительной мощности без значительного повышения температуры выхлопных газов.
Обеспечьте камеры сгорания дизельного двигателя дополнительным катализатором расхода топлива, установив комплект для впрыска воды и метанола.В то время как метанол помогает сжечь избыток топлива в цилиндрах, разбрызгивание воды, обеспечиваемое комплектом для впрыска воды / метанола, поможет охладить горячий воздух, выходящий из турбонагнетателя автомобиля. Комплекты вода / метанол способны обеспечить дополнительную мощность, а также снизить температуру выхлопных газов примерно на 200 градусов.
Ссылки
Вещи, которые вам понадобятся
- Воздушный фильтр вторичного рынка
- Выхлопная система вторичного рынка
- Комплект для впрыска воды / метанола
Другие статьи
Выхлопные газы — обзор
Датчик кислорода в выхлопных газах
Recol В главе 4 говорится, что количество кислорода в выхлопных газах используется в качестве косвенного измерения соотношения воздух / топливо на впуске.В результате одним из наиболее важных датчиков автомобильных двигателей, используемых сегодня, является датчик кислорода в выхлопных газах (EGO). Этот датчик часто называют лямбда-зондом от греческой буквы лямбда ( λ ), которая обычно используется для обозначения отношения эквивалентности (как определено в главе 4):
(5,61) λ = воздух / топливо (воздух / топливо @ стехиометрия)
Когда соотношение воздух / топливо находится на стехиометрии, значение для λ равно 1. Когда топливовоздушная смесь бедная, состояние представлено как λ > 1.И наоборот, когда топливно-воздушная смесь богатая, состояние представлено как ( λ <1).
Два типа используемых датчиков EGO основаны на использовании активных оксидов двух типов материалов. В одном используется диоксид циркония (ZrO 2 ), а в другом — диоксид титана (TiO 2 ). Первый тип традиционно используется чаще всего. Рис. 5.22A представляет собой фотографию традиционного датчика EGO ZrO 2 . На рис. 5.22B схематично изображена установка датчика на выхлопной системе.На рис. 5.22C схематично показана конструкция отдельных компонентов и то, как выхлопные газы воздействуют на датчик EGO.
Рис. 5.22. Изображение датчика EGO. (A) Изображение примерного датчика EGO; (B) Иллюстративная установка; и (C) Воздействие выхлопных газов.
По сути, датчик EGO состоит из секции в форме наконечника из ZrO 2 с тонкими платиновыми электродами внутри и снаружи ZrO 2 . Внутренний электрод подвергается воздействию воздуха, а внешний электрод подвергается воздействию выхлопных газов через пористое защитное покрытие.
Упрощенное объяснение работы датчика EGO основано на распределении ионов кислорода. Ионы кислорода имеют два лишних электрона, поэтому ионы заряжены отрицательно. ZrO 2 имеет тенденцию притягивать ионы кислорода, которые накапливаются на поверхности ZrO 2 непосредственно внутри платиновых электродов.
Платиновая пластина на стороне сравнения воздуха ZrO 2 подвергается гораздо более высокой концентрации ионов кислорода, чем сторона выхлопных газов.Сторона опорного воздуха становится электрически более отрицательной, чем сторона выхлопных газов; следовательно, на материале ZrO 2 существует электрическое поле, и в результате возникает напряжение В, o . Полярность этого напряжения положительная на стороне выхлопных газов и отрицательная на стороне опорного воздуха ZrO 2 . Величина этого напряжения зависит от концентрации кислорода в выхлопных газах и от температуры датчика.
Количество кислорода в выхлопных газах выражается парциальным давлением кислорода.По сути, это парциальное давление представляет собой ту часть общего давления выхлопных газов, которая немного выше (но почти соответствует атмосферному давлению), что связано с концентрацией кислорода в составном выхлопном газе. Парциальное давление кислорода выхлопных газов для богатой смеси изменяется в диапазоне 10 — 16 –10 — 32 атмосферного давления. Парциальное давление кислорода для бедной смеси составляет примерно 10 — 2 атм. Следовательно, для богатой смеси существует относительно низкая концентрация кислорода в выхлопе и более высокое выходное напряжение датчика EGO.Для полностью нагретого датчика EGO выходное напряжение составляет около 1 В для богатой смеси и около 0,1 В для бедной смеси.
Желательные характеристики EGO
Характеристики датчика EGO, которые желательны для типа системы управления топливом с ограниченным циклом, который обсуждался в главе 4, следующие:
- 1.
Резкое изменение напряжения при стехиометрии
- 2.
Быстрое переключение выходного напряжения в ответ на изменение содержания кислорода в выхлопных газах
- 3.
Большая разница в выходном напряжении датчика между условиями богатой и бедной смеси
- 4.
Стабильное напряжение относительно температуры выхлопных газов
Характеристики переключения
Время переключения для датчика EGO также необходимо учитывать в управляющие приложения. Идеальная характеристика для регулятора предельного цикла показана на рис. 5.23. Стрелка, указывающая вниз, указывает на изменение V o , когда соотношение воздух / топливо изменялось от богатого до бедного.Стрелка вверх указывает на изменение V o , когда соотношение воздух / топливо изменялось от бедной до богатой. Обратите внимание, что этот датчик EGO имеет характеристики переключения с гистерезисом. Модель идеального датчика EGO была использована в главе 4 для объяснения управления топливом с обратной связью, в котором гистерезис был пренебрежимо мал.
Рис. 5.23. Характеристики переключения идеального датчика EGO.
На рис. 5.24 показаны фактические характеристики соотношения напряжение / эквивалентность датчика для обычного коммерчески доступного (полностью прогретого) датчика EGO.Сравнение характеристик этого датчика с характеристиками идеального датчика показывает, что падение напряжения от богатой смеси к бедной имеет конечный наклон и происходит на бедной стороне стехиометрии. Кроме того, напряжение на клеммах датчика EGO является непрерывной функцией λ . Это напряжение также является непрерывной функцией λ для перехода от бедной к богатой, но имеет очень крутой наклон при λ = 1.
Рис. 5.24. Напряжение коммерческого датчика EGO в сравнении с λ .
Температура влияет на время переключения и выходное напряжение. Время переключения при двух температурах показано на рис. 5.25. Обратите внимание, что время на деление вдвое больше для дисплея при 350 ° C, чем при 800 ° C. Это означает, что время переключения составляет примерно 0,1 с при 350 ° C, тогда как при 800 ° C оно составляет примерно 0,05 с. Это изменение времени переключения 2: 1 из-за изменения температуры.
Рис. 5.25. Переходные процессы переключения датчика ЭГО. (A) при 350 ° C и (B) при 800 ° C.
Температурная зависимость выходного напряжения датчика EGO очень важна.График на рис. 5.26 показывает температурную зависимость выходного напряжения датчика EGO для бедной и богатой смесей и для двух различных сопротивлений нагрузки 5 и 0,83 МОм. Выходное напряжение датчика EGO для богатой смеси находится в диапазоне примерно 0,80–1,0 В для диапазона температуры выхлопных газов 350–800 ° C. Для бедной смеси это напряжение находится примерно в диапазоне 0,05–0,07 В для того же диапазона температур.
Рис. 5.26. Температурные характеристики датчика ЭГО.
При определенных условиях контроль топлива с использованием датчика EGO будет работать в режиме разомкнутого контура, а для других условий он будет работать в режиме замкнутого контура (как будет объяснено в главе 6).Датчик EGO не следует использовать для управления при температурах ниже примерно 300 ° C, потому что разница между богатым и обедненным напряжением быстро уменьшается с температурой в этой области. Это важное свойство датчика частично отвечает за необходимость работы системы управления подачей топлива в режиме разомкнутого контура при низких температурах выхлопных газов. Работа в замкнутом контуре с выходным напряжением EGO, используемым в качестве входа ошибки, не может начаться, пока температура датчика EGO не превысит 300 ° C. Работа в режиме без обратной связи нежелательна, поскольку регулирование выбросов выхлопных газов не так надежно, как работа с обратной связью, особенно когда автомобиль стареет и параметры двигателя могут изменяться.Хотя важно ускорить переход от разомкнутого к замкнутому контуру (особенно при запуске холодного двигателя), напряжение датчика EGO должно быть достаточным для работы в замкнутом контуре.
Почему EGT важен | Банки Power
Отслеживание температуры выхлопных газов может сэкономить большие деньги
| Пирометр температуры выхлопных газов (EGT) может быть одним из самых важных измерителей на автомобиле с турбодизельным двигателем. Он может предупреждать водителя о ситуациях, которые потенциально могут повредить двигатель, а также может использоваться в качестве руководства для оптимизации экономии топлива. |
Дизельные двигатели не прочны. Помимо работы на дизельном топливе или заправки топливного бака бензином вместо дизельного топлива, мало что может повредить или убить дизельный двигатель быстрее, чем чрезмерная температура выхлопных газов (EGT), но, как ни странно, дизельные пикапы или автодома не оборудованы. с пирометром в качестве стандартного оборудования для контроля EGT. Во время нормальной эксплуатации таких транспортных средств EGT обычно остается в безопасных пределах, но могут возникать ситуации, когда EGT становится слишком высоким, вызывая серьезное повреждение двигателя без какого-либо предупреждения для водителя.Пирометр, отображающий EGT дизеля, может предупредить водителя об опасных условиях до того, как произойдет такое повреждение. Вероятно, поэтому пирометр Banks DynaFact является одним из самых популярных предметов, которые мы продаем, и почему пирометр DynaFact входит в состав многих наших энергосистем.
Пирометр — это датчик температуры, предназначенный для измерения высоких температур, превышающих те, которые можно измерить с помощью обычного термометра. Он состоит из датчика температуры (термопары), который помещается в зону измерения потока.Зонд подключается к манометру, который находится на безопасном расстоянии от источника высокой температуры. На дизельном топливе это означает, что датчик пирометра устанавливается в выпускном коллекторе или сразу после выхода турбины турбокомпрессора, а датчик устанавливается в кабине водителя. Цель состоит в том, чтобы измерить и отобразить EGT в градусах Фаренгейта (F.). Если датчик расположен перед турбинной частью турбокомпрессора, EGT также может называться температурой на входе в турбину.Как и следовало ожидать, EGT, измеренный после турбонаддува, называется температурой на выходе из турбины.
Можно упомянуть, что некоторые механики опасаются установки термопары пирометра в выпускной коллектор из-за опасений, что зонд сломается или сгорит и ударит в турбокомпрессор. Такой кусок постороннего материала, попавший в турбину, может вызвать серьезные повреждения, которые, в свою очередь, могут сломать крыльчатку компрессора турбонагнетателя, посылая осколки во впускную систему двигателя, где могут возникнуть еще большие повреждения.Хотя описанный выше сценарий пугает, он маловероятен. Сегодняшние качественные пирометры оснащены термопарами, покрытыми нержавеющей сталью, чтобы предотвратить подобные случаи. Чрезвычайно редко можно найти механика по дизельному оборудованию, который может честно сказать, что он когда-либо видел термопару, которая вышла из строя и упала в турбонагнетатель на дизельном пикапе или автодоме. С хорошим пирометром такого просто не бывает.
Установка термопары пирометра до или после турбины обычно зависит от выбора подходящего места для установки или удобства.Следует отметить, что когда EGT измеряется после турбины, температура на выходе турбины при полном открытии дроссельной заслонки или при большой нагрузке обычно будет на 200–300 ° F ниже, чем EGT, измеренная в выпускном коллекторе. Падение температуры после турбонаддува указывает количество тепловой энергии в общем потоке выхлопных газов, которая использовалась для приведения в действие турбонагнетателя. Падение температуры через турбину также связано с общим потоком и скоростью потока через турбину. При частичном открытии дроссельной заслонки, при небольшой нагрузке, такой как крейсерский режим, EGT на выходе турбины может достигать 500 ° F.ниже, чем температура на входе в турбину, но общий поток выхлопных газов намного меньше, чем при полностью открытой дроссельной заслонке. На высоких оборотах турбины (при большой нагрузке) выхлопные газы просто не успевают отдать столько тепловой энергии, сколько они проходят через турбину. Из-за этого расхождения установка термопары в выпускной коллектор считается более точной. Все EGT, обсуждаемые в оставшейся части этой статьи, будут относиться к температурам на входе в турбину.
В банках мы рекомендуем установку качественного пирометра на любой турбодизельный автомобиль.Это недорогое обновление, которое позволяет водителю уберечь свой двигатель от проблем с EGT, и оно даже может быть руководством к оптимальной экономии топлива, но об этом позже. Для получения дополнительной информации о пирометре Бэнкса см. Датчики Banks DynaFact.
Так почему же важен EGT? EGT — это показатель того, насколько горячий процесс сгорания в цилиндрах, и количество «догорания», которое происходит в выпускном коллекторе. EGT также напрямую связан с соотношением воздух / топливо. Чем богаче соотношение воздух / топливо в дизеле, тем выше будет EGT.Две вещи могут создать богатую смесь при больших нагрузках или при полностью открытой дроссельной заслонке: первая — это слишком много топлива, а вторая — недостаточно воздуха. Это кажется достаточно простым, но это вторая часть, недостаточное количество воздуха, из-за которой могут возникнуть проблемы с серийным, немодифицированным грузовиком или автодомом. Все, что ограничивает поток всасываемого воздуха или плотность всасываемого воздуха, ограничивает массу воздуха, попадающую в цилиндры. Думайте об этом как о количестве кислорода, попадающем в цилиндры, чтобы поддерживать сгорание топлива. Сюда могут входить: загрязненный или ограниченный воздухоочиститель, частично заблокированный воздухозаборник, высокая температура наружного воздуха, большая высота, ограниченный поток воздуха к радиатору или интеркулеру или через них, а также высокая температура воды.Датчик температуры воды в автомобиле предупредит о неисправности системы охлаждения, но другие проблемы вряд ли можно будет заметить без пирометра, если водитель не заметит чрезмерного дыма выхлопных газов. Пирометр также реагирует быстрее, чем датчик температуры воды, поэтому он позволяет водителю быстрее обнаружить проблему и избежать поломки двигателя. Ограничительная выхлопная система также может уменьшить поток воздуха через двигатель, что приведет к богатой смеси. Любое из вышеперечисленных условий может привести к чрезмерному EGT, если транспортное средство интенсивно работает, например, тянет тяжелый груз, движется с постоянной высокой скоростью, подвергается преодолению длинного подъема и т. Д.
Мы уже упоминали, что чрезмерное количество EGT может вызвать повреждение двигателя или турбокомпрессора, но давайте уточним. Какие детали выйдут из строя в первую очередь, зависит от конструкции и материалов, используемых в различных частях турбодизеля, но обычно все начинается с турбокомпрессора. При длительном чрезмерном EGT квадратные углы на внешних концах лопаток, где материал на турбинном колесе самый тонкий, могут раскалиться, а затем расплавиться, что приведет к скруглению квадратных углов.Если вы или ваш механик обнаружите этот признак до того, как произойдет что-то более серьезное, считайте, что вам очень повезло, потому что вскоре после плавления наконечников колесо турбины выходит из равновесия и вытирает подшипники турбокомпрессора, что может или не может привести к выходу из строя вала и разрушение турбинных и компрессорных колес. Избыточный EGT также может вызвать эрозию или растрескивание корпуса турбины. В крайних случаях высокий EGT может привести турбокомпрессор в состояние превышения скорости, которое превышает расчетную рабочую скорость из-за дополнительной тепловой энергии.В этом случае может произойти взрыв крыльчатки турбины или крыльчатки компрессора. Если турбонаддув не пойдет первым, чрезмерный EGT, если он будет продолжаться, приведет к повреждению поршней. Такие повреждения могут включать в себя деформацию поршня, плавление, горение, отверстия, трещины и т. Д. Это повреждение является накопительным, поэтому, если вы слегка обожжете верхнюю часть поршня, двигатель может продолжать работать без проблем, но в следующий раз, когда вы запустите чрезмерное количество EGT, больше повреждений может быть сделано, и так далее, пока не произойдет сбой. Выход из строя поршня может быть катастрофическим — значит очень дорогой .Как минимум потребуется капитальный ремонт двигателя, а это тоже дорого. Чрезмерный EGT также может вызвать растрескивание выпускного коллектора и головки блока цилиндров. Выхлопные клапаны также могут выйти из строя из-за высокого EGT. В числе первых деталей двигателя будут повреждены детали из алюминия, поскольку алюминий имеет более низкую температуру размягчения и плавления, чем сталь или чугун. Поршни дизелей изготавливаются из алюминия, и все большее число дизелей также используют алюминиевые головки блока цилиндров.
Ранее мы упоминали, что чрезмерные EGT происходят из-за богатой топливно-воздушной смеси, что может быть вызвано слишком большим количеством топлива.Слишком много топлива обычно является результатом модификации турбодизеля для увеличения мощности. Не все дизели доработаны для обеспечения скорости или максимальной тяги; некоторые дизели модифицированы для улучшения характеристик буксировки и прохождения. На рынке есть много продуктов, которые утверждают, что увеличивают мощность дизельного двигателя, но почти все они увеличивают подачу топлива на полную мощность без особого внимания к EGT. Энергосистемы Бэнкс отличаются от других энергосистем Бэнкс благодаря передовой инженерии, всестороннему тестированию и откалиброванному управлению топливом. Банковские системы, от Git-Kits до первоклассных PowerPack, спроектированы и построены таким образом, чтобы избежать чрезмерного EGT.Системы Banks Power спроектированы для обеспечения максимальной надежности Power и .
Итак, большой вопрос в том, что является чрезмерным EGT? Если все работает правильно, от 1250º до 1300ºF является безопасной температурой на входе в турбину, даже для продолжительной работы, миля за милей. При температуре выше 1300 ° F все может начать нервничать. Помните, чрезмерное повреждение EGT является кумулятивным. При температуре выше 1400 градусов по Фаренгейту вы обычно играете против сложенной колоды, и проигрыш — лишь вопрос времени.Чем выше EGT, тем короче это время.
Существуют некоторые исключения из вышеуказанных ограничений EGT, если водитель готов обменять некоторый риск повреждения двигателя на короткие всплески максимальной мощности или производительности, например, на быстрый всплеск ускорения, соревнования по дрэг-рейсингу или даже грузовик. тянуть событие. Чтобы удовлетворить эту потребность, Бэнкс разработал линейку Big Hoss и линейку Six-Gun Diesel Tuner с дополнительным скоростным погрузчиком. Эти гоночные продукты позволяют работать при EGT выше 1300 градусов, но в отличие от производителей конкурирующих дизельных тюнеров, которые не устанавливают ограничений на чрезмерное EGT, Бэнкс по-прежнему строит ограничения с помощью Speed-Loader и регулируемых стопоров EGT для 7.3-литровая система Ford PS Six-Gun. Продукты Six-Gun и Speed-Loader не предназначены для использования в автодомах или пикапах, буксирующих прицепы. Владельцу дома на колесах с дизельным двигателем или пикапа, используемого для буксировки прицепа, всегда лучше перестраховаться и придерживаться ограничения в 1300 °, и энергосистемы Banks для этих транспортных средств обеспечивают такую безопасную работу.
Как мы указывали ранее, высокие EGT являются результатом слишком большого количества топлива для доступного воздуха. Если вы видите, что EGT поднимается выше 1300 ° F, самый быстрый способ уменьшить количество топлива, поступающего в двигатель, — это нажать на педаль акселератора.Другое возможное решение — переключиться на пониженную передачу, если ваша скорость позволяет это. Например, в то время как двигатель может быть способен производить достаточно мощности, чтобы тянуть нагрузку на пятой передаче при высоких EGT, работа на четвертой передаче при более низких EGT определенно облегчает работу двигателя, пока не будет превышена красная линия оборотов двигателя.
Чрезмерно высокие значения EGT означают перерасход топлива, поэтому «движение по пирометру» для удержания EGT в безопасной зоне может фактически улучшить экономию топлива. Некоторые водители доверяют этой процедуре. Это верно даже тогда, когда EGT ниже опасной точки.Конечно, вождение с помощью пирометра может доставлять неудобства и отвлекает водителя от дороги. Тем не менее, другие водители не обладают технической проницательностью или не до конца понимают динамику того, что мы только что обсудили. Кроме того, некоторые водители просто не хотят, чтобы их беспокоили. Это возвращает нас к проектированию энергосистем Банка. Все системы Banks (за исключением гоночных продуктов Banks, см. Раздел «Гонки на дизельном топливе» в другом месте на этом сайте) спроектированы так, чтобы в первую очередь улучшить способность двигателя к воздушному потоку.Увеличивая поток воздуха в дизельном топливе, можно добавлять топливо точно откалиброванным образом для увеличения мощности при сохранении приемлемого соотношения воздух / топливо, которое не создает чрезмерного EGT. Все силовые системы для Ford Power Strokes ’94-04, турбодизелей Dodge / Cummins ’94-04 с 5.9L и турбодизелей Cummins 5.9L и 8.3L ’93-02 для автодомов оснащены системой калибровки топлива Banks OttoMind для правильного добавления топлива, чтобы соответствовать увеличенному потоку воздуха таким образом, чтобы поддерживать пиковое EGT ниже 1300 ° F. Каждая система питания имеет свой собственный специально откалиброванный OttoMind для уровня мощности системы на этом конкретном автомобиле.Калибровка разработана в соответствии с рекомендациями производителя двигателя EGT и проведенными Банками обширными испытаниями. Системы питания для 24-клапанных пикапов Dodge / Cummins 5.9L ’98-04 и автодомов Cummins 5.9L ISB и 8.3L ISC ’98-02 получили дополнительное преимущество эксклюзивного TLC 2 от Banks (контроль ограничения температуры), который встроен в OttoMind. TLC 2 контролирует EGT и автоматически уменьшает количество топлива, добавляемого OttoMind, чтобы температура EGT не превышала 1300º F.Функция TLC 2 недоступна для Ford Power Strokes, поскольку она несовместима с компьютерной электроникой Ford.
До сих пор мы говорили о пиковых устойчивых EGT на полной мощности или при большой нагрузке, и, конечно же, EGT необходимо ограничивать для надежности двигателя и турбокомпрессора. В остальное время EGT турбодизеля будет ниже, обычно ниже 1000 ° F, а иногда и намного ниже. Такие низкие EGT не представляют угрозы. Фактически, чем ниже EGT для данной скорости и нагрузки, тем эффективнее работает двигатель.Большинство владельцев заметят снижение EGT на крейсерских скоростях после установки энергосистемы Бэнкса на свои турбодизели, и это хорошие новости.
ОбъяснениеEGT — Насколько жарко слишком жарко? / Блог Speed House | Бесплатная доставка | Лучшая цена
Эта запись была опубликована 10 марта 2013 г. на сайте Speed House.
Правда о EGT
Мощный двигатель выделяет тепло; нет никакого способа обойти это. В мире производительности дизельных двигателей мы измеряем тепло, выделяемое при сгорании, в виде температуры выхлопных газов, или сокращенно EGT.Почему важны ваши EGT? Потому что, если ваш EGT (температура в цилиндре) станет слишком горячим, вы можете расплавить поршни, сломать головки, разрушить турбины и в противном случае создать серьезный хаос внутри и на вашем дорогом дизельном двигателе. Дизелю требуется определенное количество тепла для работы, но следует избегать чрезмерно высоких значений EGT.
Насколько жарко, слишком жарко?
Мы слышим этот вопрос ВСЕГДА, и, к сожалению, на него нет простого ответа. Когда дизельное топливо распыляется в камеру сгорания, оно воспламеняется всасываемым воздухом, который был сжат, в результате чего он нагревается, воздух может достигать температуры более 900 градусов по Фаренгейту, что более чем достаточно, чтобы начать горение топлива при его распылении. от инжектора.Когда дизельное топливо загорается, он может создать фронт пламени более 4000 градусов по Фаренгейту! Фронт перегретого пламени нагревает воздух вокруг себя и создает в цилиндре высокое давление и температуру (почти 3000 фунтов на квадратный дюйм, а в некоторых случаях — более 2000 градусов). Это высокое давление и повышение температуры толкают поршни вниз, создавая крутящий момент и мощность. Следует помнить одну важную вещь: хотя этот процесс происходит очень быстро в дизельном двигателе, медленное горение дизельного топлива поддерживает горение топлива до 40 градусов вращения коленчатого вала, также известного как угол поворота коленчатого вала.
Откуда берется тепло EGT?
Во время рабочего такта двигателя энергия сгорания топлива толкает поршень вниз. Но не вся энергия, выделяемая из топлива, превращается в работу. Неиспользованная энергия превращается в тепло, часть которого поглощается поршнями, стенками цилиндров и головками цилиндров. Остальная часть тепла выхлопных газов вытесняется из двигателя во время такта выпуска — и это тепло мы читаем с помощью нашего датчика EGT, установленного в выпускном коллекторе.Температура выхлопного тепла, которую мы читаем на нашем датчике EGT, теоретически всегда будет меньше максимальной температуры в цилиндрах. Однако также возможно, что температура выхлопных газов на датчике EGT будет больше, чем поддерживаемая температура в цилиндрах, особенно если двигатель имеет радикальную настройку топлива. Это ложное показание может быть вызвано воспламенением избытка топлива в выпускном коллекторе, что приводит к вторичному сгоранию. В любом случае, высокие температуры выхлопных газов подвергают двигатель, выпускные клапаны и турбокомпрессоры огромной нагрузке и могут привести к отказу компонентов.Вот почему мы следим за EGT — чтобы вещи не плавились, не трескались и не ломались.
Насколько жарко для EGT?
Основываясь на нашем собственном опыте в мире тяговых снегоходов и дрэг-рейсинга, мы можем с уверенностью сказать, что любой двигатель, работающий при температуре от 1800 до 2000 градусов EGT в течение более одной или двух секунд, должен ремонтироваться каждый сезон, и это может привести к повреждению турбокомпрессора, головки блока цилиндров и т.д. или повреждение поршня в течение сезона. Это слишком много — просить дизель работать при таких температурах и ожидать, что он проживет долгую жизнь.Для буксировки мы бы сказали, что выдержка от 1200 до 1300 градусов является безопасным числом, а случайные скачки до 1500 градусов при подъеме по склонам представляют собой приемлемый риск. Концепция EGT аналогична помещению чего-либо в духовку. Можно на секунду или две положить руку в горячую духовку, и ничего не произойдет. Оставь это там, и ты обожжешься. То же самое и с дизельным двигателем. Чем дольше двигатель работает при высоком EGT, тем больше вероятность его поломки.
Как контролировать EGT?
Итак, вы можете спросить себя, если высокий EGT настолько вреден, почему не все заставляют свой двигатель работать при температуре от 1200 до 1400 градусов? Самое простое объяснение состоит в том, что попытки охлаждения мощного двигателя становятся дорогими.Добавление топлива — наиболее распространенный способ достижения большей мощности в дизельном двигателе, и этот избыток топлива создает тепло. Им можно управлять с помощью комбинации более крупных турбокомпрессоров, вторичных охладителей и впрыска воды, но эти детали могут стоить тысячи долларов. Для большинства людей проще просто купить программатор или инжекторы и жить с высокими уровнями EGT. Однако жизнь с перегретым уровнем EGT — НЕ РЕШЕНИЕ … ЭТО ПРОСТО ОТЛОЖИТЬ проблему. Рано или поздно нагрузка на двигатель начнет проявляться, поэтому лучше поддерживать низкий уровень EGT, максимально снизить давление выхлопной системы и уменьшить время впрыска.У нас есть ограничение в 1600 градусов во время гонок и 1300 градусов во время буксировки. Если больше, то мы рассмотрим впрыск воды, промежуточное охлаждение, закись азота или использование меньшего количества газа для охлаждения.
Competition EGT’s: Что говорят эксперты
Температура выхлопных газов — забавная вещь. Мы видели, как двигатели повредили детали при 1400 градусах, в то время как другие будут жить при 2000 градусах. EGT расскажет вам только часть истории, особенно в двигателях с общей топливной магистралью. Поскольку измерять пиковую температуру и давление в цилиндрах очень дорого, мы не знаем точно, что происходит во время впрыска.Большая синхронизация и длительность импульса форсунки могут создать очень горячее состояние для поршня, но, поскольку большая часть энергии будет израсходована, показания EGT могут быть не такими высокими, даже если мы можем причинить возможное повреждение двигателя. Автономная компьютерная система, в которой все параметры впрыска могут быть изменены и модифицированы, будет большим подспорьем в обеспечении огромного количества безопасной мощности с новыми двигателями Common Rail с впрыском высокого давления.
Эрик Браун — Дизель Брауна
Competition EGT: Что говорят эксперты
У нас много 2.Съёмники салазок класса 8 и 3.0, которые не могут использовать впрыск воды и работают в диапазоне 1000 л.с. С хорошим интеркулером мы все еще можем поддерживать температуру EGT ниже 1600 градусов во время тяги. На самом деле нет никаких причин для того, чтобы работать сильнее, чем это — просто вам будет труднее работать с деталями. С помощью закачки воды под высоким давлением мы можем установить уровень EGT где угодно. Мы можем взять тяговый двигатель модифицированного класса мощностью 1800 л.с., который будет видеть 3000 градусов без воды и снизит EGT до 1400 градусов.
Дэн Шайд — Шайд Дизель
Почему бы просто не использовать Monster Turbo, чтобы сбросить EGT?
В то время как большие турбокомпрессоры будут пропускать больше воздуха и уменьшать EGT, можно использовать только большие турбокомпрессоры.Более крупные Turbo сложнее намотать, и если остальная часть дизеля не построена для соответствия, слишком большой турбо приведет к тому, что турбонагнетатель без намотки будет плохо работать.
Могу ли я сделать свой EGT слишком низким?
Мы потратили много времени на разговоры о высоких EGT, но как насчет низких EGT? Можете ли вы сделать свой EGT слишком низким? Реально №
Выключение моего двигателя и EGT …
Выключение горячего двигателя может привести к возгоранию масла, в результате чего остается нагар (так называемый коксование).Прежде чем заглушить грузовик, убедитесь, что датчик EGT показывает менее 400 градусов по Фаренгейту.
Управление температурой выхлопных газов для дизельных двигателей Оценка концепций двигателя и стратегий калибровки с учетом штрафа на топливо
Образец цитирования: Хонардар, С., Буш, Х., Шнорбус, Т., Северин, К. и др., «Управление температурой выхлопных газов для дизельных двигателей. Оценка концепций двигателя и стратегий калибровки в отношении штрафа на топливо», SAE Technical Документ 2011-24-0176, 2011 г., https: // doi.org / 10.4271 / 2011-24-0176.Загрузить Citation
Автор (ы): Шараре Хонардар, Хартвиг Буш, Торстен Шнорбус, Кристофер Северин, Андреас Ф. Кольбек, Томас Корфер
Филиал: Институт двигателей внутреннего сгорания, RWTH Ахенский университет, FEV Motorentechnik GmbH
Страницы: 23
Событие: 10-я Международная конференция по двигателям и транспортным средствам
ISSN: 0148-7191
e-ISSN: 2688-3627
.